JP6893358B2 - 群遅延を利用したインダクタンスおよびキャパシタンス測定手法 - Google Patents
群遅延を利用したインダクタンスおよびキャパシタンス測定手法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6893358B2 JP6893358B2 JP2017237439A JP2017237439A JP6893358B2 JP 6893358 B2 JP6893358 B2 JP 6893358B2 JP 2017237439 A JP2017237439 A JP 2017237439A JP 2017237439 A JP2017237439 A JP 2017237439A JP 6893358 B2 JP6893358 B2 JP 6893358B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- airline
- group delay
- lossless
- equivalent circuit
- measured
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 title description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 33
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 16
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 15
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Description
それにともない、電子機器で使用されるインダクタやキャパシタなどの電子部品においては、高周波化へ要求が強くなっている。
この伝送線路のインピーダンスは内部導体と外部導体の径から計算できるので、SI単位へのトレーサビリティは長さとなる。
(1) 無損失エアラインの1端を短絡で終端する等価回路を有する同軸エアラインを利用したインダクタンスの測定方法であって、
前記無損失エアラインはその内部空間に空気で絶縁された同じ長さと同じ中心軸を共有する円形状断面を有する内部導体を配置したドーナッツ状断面を有する中空の外部導体とからなり、
前記無損失エアラインの等価回路に基づいて前記無損失エアラインの伝送インピーダンスを計算し、
前記伝送インピーダンスと前記短絡で終端する等価回路においてベクトルネットワークアナライザを用いて他端の位置からから放射された高周波の前記終端における反射係数の位相から群遅延を計算し、
前記伝送インピーダンスと前記群遅延に基づいて前記インダクタンスを測定することを特徴とする方法。
前記計算された前記群遅延に基づいて、前記測定された前記群遅延の校正をする方法。
前記無損失エアラインはその内部空間に空気で絶縁された同じ長さと同じ中心軸を共有する円形状断面を有する内部導体を配置したドーナッツ状断面を有する中空の外部導体とからなり、
前記無損失エアラインの等価回路に基づいて前記無損失エアラインの伝送インピーダンスを計算し、
前記伝送インピーダンスと前記開放で終端する等価回路においてベクトルネットワークアナライザを用いて他端の位置から放射された高周波の前記終端における反射係数の位相から群遅延を計算し、
前記伝送インピーダンスと前記群遅延に基づいて前記キャパシタンスを測定することを特徴とする方法。
前記計算された前記群遅延に基づいて、前記測定された前記群遅延の校正をする方法。
エアラインは高周波伝送線路のひとつであり、内部導体と外部導体が空気で絶縁されている同軸構造をとる。
L0は単位長当たりのインダクタンス[H/m]、R0は単位長当たりの直列抵抗[Ω/m]、C0は単位長当たりのキャパシタンス[F/m]、G0は単位長当たりの並列コンダクタンス[S/m]を表す。
エアラインに印加する正弦波信号の周波数をf[Hz] (角周波数ω=2π f [rad/s])とした場合の伝送線路方程式より、特性インピーダンスZ0[Ω]、位相定数β [rad/m]、単位長当たりのインダクタンスL0[H/m]、単位長当たりのキャパシタンスC0[F/m]は以下の式で与えられる(非特許文献3)。
そのため、長さの国家標準を基準にエアラインの寸法を決めれば、インダクタおよびキャパシタの参照値を国家標準に基づいて決定することが可能になる。
エアラインの内径はエアマイクロメータ,外径は非接触で測定できるレーザーマイクロメータ、長さはマイクロメータで測定可能である。
無損失エアラインを短絡(ショート)で終端し、他端から反射係数を測定する場合を考える。
この場合のエアラインの構成および等価回路は図5で表すことができる。
図5(a)において短絡終端器は、終端におけるインピーダンスが理想的にはゼロとなる内部構造をとっている。
エアラインの長さがl[m]の場合、式(7)-(9)より測定される位相は、
式(12)より、群遅延測定からインダクタンスは次式で求められる。
ベクトルネットワークアナライザを用いて上述した参照インダクタ標準器(インダクタンス:LStd)の群遅延測定を行う場合を考える。
図6にその構成を示す。
式(13)より、
そのため、参照インダクタ標準器を用いてベクトルネットワークアナライザの群遅延の校正が可能となる。
ベクトルネットワークアナライザのポートに参照インダクタ標準器を直接接続して群遅延を測定した。
この値を図7に○印で示す。
無損失エアラインを開放(オープン)で終端し、他端から反射係数を測定する場合を考える。
この場合のエアラインの構成および等価回路は図8で表すことができる。
図8(a)において開放終端器は、終端におけるインピーダンスが理想的には無限大となる内部構造をとっている。
図8(b)において測定される反射係数Гmは、終端の反射係数がГ=1であるため、
エアラインの長さがl [m]の場合、式(7)、(8)および式(15)より、測定される位相は、次式となる。
式(17)より、群遅延測定からキャパシタンスは次式で求められる。
ベクトルネットワークアナライザを用いて上述した参照キャパシタ標準器(キャパシタンス:CStd)の群遅延測定を行う場合を考える。
図9にその構成を示す。
式(18)式より、
2 短絡終端器
3 開放終端器
4 参照インダクタ標準器
5 参照キャパシタ標準器
6 ベクトルネットワークアナライザ
7 ポート
Claims (9)
- 無損失エアラインの1端を短絡で終端する等価回路を有する同軸エアラインを利用したインダクタンスの測定方法であって、
前記無損失エアラインはその内部空間に空気で絶縁された同じ長さと同じ中心軸を共有する円形状断面を有する内部導体を配置したドーナッツ状断面を有する中空の外部導体とからなり、
前記無損失エアラインの等価回路に基づいて前記無損失エアラインの伝送インピーダンスを計算し、
前記伝送インピーダンスと前記短絡で終端する等価回路においてベクトルネットワークアナライザを用いて他端の位置から放射された高周波の前記終端における反射係数の位相から群遅延を計算し、
前記伝送インピーダンスと前記群遅延に基づいて前記インダクタンスを測定することを特徴とする方法。 - 請求項1に記載の方法において、さらに前記ベクトルネットワークアナライザを用いて前記同軸エアラインの群遅延を測定し、
前記計算された前記群遅延に基づいて、前記測定された前記群遅延の校正をする方法。 - 無損失エアラインの1端を開放で終端する等価回路を有する同軸エアラインを利用したキャパシタンスの測定方法であって、
前記無損失エアラインはその内部空間に空気で絶縁された同じ長さと同じ中心軸を共有する円形状断面を有する内部導体を配置したドーナッツ状断面を有する中空の外部導体とからなり、
前記無損失エアラインの等価回路に基づいて前記無損失エアラインの伝送インピーダンスを計算し、
前記伝送インピーダンスと前記開放で終端する等価回路においてベクトルネットワークアナライザを用いて他端の位置から放射された高周波の前記終端における反射係数の位相から群遅延を計算し、
前記伝送インピーダンスと前記群遅延に基づいて前記キャパシタンスを測定することを特徴とする方法。 - 請求項3に記載の方法において、さらに前記ベクトルネットワークアナライザを用いて前記同軸エアラインの群遅延を測定し、
前記計算された前記群遅延に基づいて、前記測定された前記群遅延の校正をする方法。 - 請求項1または請求項2のいずれか1項に記載の方法を実行することを特徴とするプログラム、およびプログラムを記憶した記録媒体。
- 請求項3または請求項4のいずれか1項に記載の方法を実行することを特徴とするプログラム、およびプログラムを記憶した記録媒体。
- 請求項2に記載の方法の前記同軸エアラインであって、a、b、lにより長さの国家標準にトレーサビリティを有することを特徴とする参照インダクタ標準器。
- 請求項4に記載の方法の前記同軸エアラインであって、a、b、lにより長さの国家標準にトレーサビリティを有することを特徴とする参照キャパシタ標準器。
- 前記高周波はMHz以上であることを特徴とする請求項1または請求項3のいずれか1項に記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017237439A JP6893358B2 (ja) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | 群遅延を利用したインダクタンスおよびキャパシタンス測定手法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017237439A JP6893358B2 (ja) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | 群遅延を利用したインダクタンスおよびキャパシタンス測定手法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2019105494A JP2019105494A (ja) | 2019-06-27 |
JP6893358B2 true JP6893358B2 (ja) | 2021-06-23 |
Family
ID=67061561
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017237439A Active JP6893358B2 (ja) | 2017-12-12 | 2017-12-12 | 群遅延を利用したインダクタンスおよびキャパシタンス測定手法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6893358B2 (ja) |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4967173A (en) * | 1989-08-21 | 1990-10-30 | Hewlett-Packard Company | Short airline calibration standards and methods for error-corrected microwave network analysis |
JP2001013186A (ja) * | 1999-06-30 | 2001-01-19 | Agilent Technologies Japan Ltd | 高周波デバイス用測定治具装置 |
US7030625B1 (en) * | 2005-01-18 | 2006-04-18 | Agilent Technologies, Inc. | Method and apparatus for performing a minimum connection multiport through-reflect-line calibration and measurement |
JP2005331519A (ja) * | 2005-06-01 | 2005-12-02 | Agilent Technol Inc | フィクスチャの網特性を求める方法、フィクスチャの網特性を求めるプログラム、および、ネットワークアナライザ |
JP2017151027A (ja) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | 日本電信電話株式会社 | 平衡度推定装置およびその方法 |
-
2017
- 2017-12-12 JP JP2017237439A patent/JP6893358B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2019105494A (ja) | 2019-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4650487B2 (ja) | 伝送路材料の誘電率測定方法およびこの誘電率測定方法を用いた電子部品の電気特性測定方法 | |
WO2008029522A1 (fr) | Procédé et système de mesure de distorsion d'intermodulation passive | |
JP2010535329A (ja) | 非接触測定システム | |
US10001521B1 (en) | Transistor test fixture with integrated couplers and method | |
US6458611B1 (en) | Integrated circuit device characterization | |
CN106443198A (zh) | 一种同轴线测试方法 | |
US7482814B2 (en) | Electric/magnetic field sensor | |
JP6893358B2 (ja) | 群遅延を利用したインダクタンスおよびキャパシタンス測定手法 | |
KR100877941B1 (ko) | 복소 유전율 및 복소 투자율 측정용 프로브 제조 방법, 프로브 및 측정 장치 | |
CN105891261A (zh) | 基于双模式传输线结构的镀层材料无源互调在线测试装置 | |
JP2007010522A (ja) | スルー標準器基板及びライン標準器基板 | |
JP4370463B2 (ja) | 広帯域高周波誘電率測定方法およびその装置 | |
US20200350105A1 (en) | Common-Mode Current Suppression Device Utilizing A Nanocrystalline Core(s) | |
JP2010175378A (ja) | アンテナ測定用プローブ及びこれを用いた測定方法 | |
CN107394396B (zh) | 天线系数可计算的标准环天线、系统及天线系数确定方法 | |
JP4743208B2 (ja) | 電子部品の電気特性測定方法 | |
JP3912428B2 (ja) | 電子部品の高周波電気特性測定方法および装置、高周波電気特性測定装置の校正方法 | |
JP2021156602A (ja) | 誘電体材料の評価方法、評価装置及び評価システム | |
CN206311670U (zh) | 介质材料测量装置 | |
Jitoh et al. | Insertion loss measurement of a ferrite clamp used in the CISPR 22 radiated emission measurements | |
Ziadé et al. | Traceable type N calibration kit: DC to 1 GHz | |
JPH06505564A (ja) | OHzから10GHzの周波数領域における電磁インピーダンス測定方法 | |
JP2018151211A (ja) | 高周波インピーダンス測定方法 | |
WO2005101033A1 (ja) | 電子部品の高周波電気特性測定方法および装置、高周波電気特性測定装置の校正方法 | |
Domae et al. | New Traceability Concept in RF Inductance Measurements |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20200622 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20210428 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210519 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210525 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6893358 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |