JP7221670B2 - インピーダンス測定治具及びインピーダンス測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、インピーダンス測定治具及びインピーダンス測定方法に関する。

被測定物のインピーダンスを測定する手法として、自動平衡ブリッジ法が知られている（例えば、非特許文献１参照）。自動平衡ブリッジ法では、被測定物（Ｄｅｖｉｃｅ Ｕｎｄｅｒ Ｔｅｓｔ：ＤＵＴ）の測定前に、ＤＵＴに合わせたフィクスチャ（接続機器）の端子を、開放（ＯＰＥＮ）、短絡（ＳＨＯＲＴ）、負荷（ＬＯＡＤ、標準ＤＵＴ）にそれぞれ接続した三つの状態で測定を行うことにより、校正を行う。そして、校正時と同じ測定条件でＤＵＴの測定を行い、校正時の測定結果を補正データとして用いて、ＤＵＴ測定結果を補正する。これにより、精度の高いインピーダンス測定を実現している。また、電子部品のインピーダンスを測定する方法や測定誤差を補正する方法が提案されている（例えば、特許文献１～３参照）。

特開平４－３４３０７５号公報 特開２００４－２２６１０５号公報 特開昭５５－１１４９６４号公報

Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ インピーダンス測定ハンドブック ２００３年１１月版 ５９５０－３０００ＪＡ

上述した技術は、校正時（特に短絡時）とＤＵＴの測定時とで、測定プローブの位置ズレが極めて小さい、電子部品のような物理的長さの小さいものを測定対象としている。このような技術を物理長の長い大規模金属構造物の測定に適用した場合、精密なインピーダンス測定が困難となる。その理由を図１６を参照して説明する。図１６は、従来技術によるインピーダンス測定の概念を示す図である。図１６（ａ）は物理長ｄが長いＤＵＴの測定時の測定ケーブルの配置を示し、図１６（ｂ）は校正（短絡）時の測定ケーブルの配置を示す。上述の通り、自動平衡ブリッジ法では、校正時とＤＵＴの測定時とで、同じ測定条件を構築する必要がある。しかしながら、ＤＵＴの物理長ｄが長いため、図１（ｂ）に示す校正時（特に短絡時）のケーブル配置と、図１（ａ）に示すＤＵＴ測定時のケーブル配置とが大きく異なってしまう。校正時と測定時とで測定ケーブルの取り回しが異なると、測定結果が、浮遊容量に代表される寄生インピーダンスの影響、空間電磁界の相互作用による相互インダクタンスの影響、及び測定系周辺の金属等の影響を受けてしまう。

一方、大規模金属構造物の測定においては、外来ノイズの影響を最小化し安定した測定系を構築するために、測定系の下に、測定系をカバーするサイズの金属板（ＧＮＤ板）を配置することがある。この場合、ＧＮＤ板により、寄生インピーダンスや相互インダクタンスの影響、及び測定系周辺の金属の影響が変化する。従来の技術では、大規模金属構造物について、インピーダンスの測定の際にこうした影響が十分排除されていなかった。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、大規模金属構造物のインピーダンスを精密に測定することにある。

前述した目的を達成するために、本発明に係るインピーダンス測定治具及びインピーダンス測定方法は、下記（１）～（６）を特徴としている。
（１） 基準金属板と、
前記基準金属板に接続された第一及び第二側板と、
第一中心導体及び第一外部導体を有し、前記第一側板に設けられ、かつ、測定器に接続される第一同軸コネクタと、
第二中心導体及び第二外部導体を有し、前記第二側板に設けられた第二同軸コネクタと、
を備え、
前記第二同軸コネクタが短絡状態において、前記測定器から入力された電力が、前記第一中心導体、被測定物、前記第二中心導体、前記第二外部導体、前記第二側板、前記基準金属板、前記第一側板、及び前記第一外部導体を経て前記測定器に戻る、閉回路を形成する
ことを特徴とするインピーダンス測定治具。
（２） 前記第一側板と前記第二側板との間の距離は可変である
ことを特徴とする上記（１）に記載のインピーダンス測定治具。
（３） 前記基準金属板は、前記基準金属板に対する垂線が前記被測定物と交差しない位置に配置される
ことを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のインピーダンス測定治具。
（４） 前記第一側板及び前記第二側板が、導電板である
ことを特徴とする上記（１）から（３）のいずれかに記載のインピーダンス測定治具。
（５） 前記第一側板及び前記第二側板は、それぞれ、誘電体により形成され、一面に基準電位層が設けられ他面に信号線が設けられた基板である、
ことを特徴とする上記（１）から（３）のいずれかに記載のインピーダンス測定治具。
（６） 上記（１）から（５）のいずれかに記載のインピーダンス測定治具を使用する
ことを特徴とするインピーダンス測定方法。

上記（１）の構成のインピーダンス測定治具によれば、同軸コネクタ、基準金属板、第一及び第二側板とで構成された閉回路にて測定を行うため、外来ノイズの影響を最小化し、安定した測定系を構築できる。

上記（２）の構成のインピーダンス測定治具によれば、校正（短絡）時には第一及び第二側板を近接させて第一中心導体と第二中心導体とを接続し、測定時には第一側板と第二側板との間に被測定物を介在させることにより、校正（短絡）時と測定時とでケーブル配置を変化させることなく高周波特性を同一にできるため、精密なインピーダンス測定ができる。

上記（３）の構成のインピーダンス測定治具によれば、被測定物と基準金属板とが形成するインダクタ、キャパシタ成分が最小限に抑えられ、被測定物単体の特性を測定できる。

上記（４）及び（５）の構成のインピーダンス測定治具によれば、導電板及び基板を第一側板及び第二側板として用いることができる。

上記（６）の構成のインピーダンス測定方法によれば、上記（１）から（５）のいずれかのインピーダンス測定治具による効果が得られる。

本発明によれば、大規模金属構造物のインピーダンスを精密に測定することができる。

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。

図１は、第一実施形態のインピーダンス測定装置（ＤＵＴ測定時）の構成を示す図である。 図２は、第一実施形態のインピーダンス測定装置（校正（短絡時））の構成を示す図である。 図３は、図１及び図２に示したインピーダンス測定装置による測定結果、理論値、及びシミュレーション結果を示すグラフである。 図４は、第二実施形態のインピーダンス測定治具の構成を示す図である。 図５は、第三実施形態のインピーダンス測定治具の構成を示す図である。 図６は、第四実施形態のインピーダンス測定治具の構成を示す図である。 図７は、第五実施形態のインピーダンス測定治具の構成を示す図である。 図８は、第六実施形態のインピーダンス測定治具の構成を示す図である。 図９は、第七実施形態のインピーダンス測定治具の構成を示す図である。 図１０は、第八実施形態のインピーダンス測定治具の構成を示す図である。 図１１は、第九実施形態のインピーダンス測定治具の構成を示す図である。 図１２は、第十実施形態のインピーダンス測定治具の構成を示す図である。 図１３は、第十実施形態の側板 を示す図である。 図１４は、第十実施形態の側板の他の例を示す図である。 図１５は、第十一実施形態のインピーダンス測定治具の構成を示す図である。 図１６は、従来技術によるインピーダンス測定の概念を示す図である。

本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。各実施形態では、被測定物（Ｄｅｖｉｃｅ Ｕｎｄｅｒ Ｔｅｓｔ：ＤＵＴ）である大規模金属構造物の二点間のインピーダンスの周波数特性を測定する周波数特性測定装置について説明する。以下の説明では、測定対象の大規模金属構造体として、平板（直方体）形状の金属板を用いる例を説明するが、大規模金属構造体の例としては他に車両の車体等が挙げられる。

（第一実施形態）
図１は、第一実施形態のインピーダンス測定装置（ＤＵＴ測定時）の構成を示す図である。図２は、第一実施形態のインピーダンス測定装置（校正（短絡時））の構成を示す図である。図１及び図２に示すインピーダンス測定装置は、インピーダンス測定治具１Ａと、テストフィクスチャ及び同軸変換治具２００と、二つの端子間におけるインピーダンスを測定するインピーダンスアナライザ１００（測定器）と、を備える。インピーダンス測定治具１Ａは、テストフィクスチャ及び同軸変換治具２００を介してインピーダンスアナライザ１００に接続されている。

インピーダンス測定治具１Ａは、ＧＮＤ１１（基準金属板）と、一対の側板１２，１３（第一及び第二側板）と、高周波同軸コネクタ１４，１５と、高周波同軸コネクタ１４，１５の端子に接続された芯線１６，１７と、被測定物であるＤＵＴ５０を支持するための発泡スチロール（図示せず）と、を備える。ＧＮＤ１１は、測定系の下に配置される平板である。一対の側板１２，１３は、ＧＮＤ１１に電気的に接続される。側板１２，１３は、それぞれ、ＧＮＤ板１１の平面に沿って延在する支持板１２ａ，１３ａと、支持板１２ａ，１３ａに一端が接続されこの支持板１２ａ，１３ａから前記平面に対して垂直方向に延在する延伸板１２ｂ，１３ｂと、を有する。高周波同軸コネクタ１４，１５は、それぞれ、中心導体と外部導体とを有する、ＳＭＡコネクタ等の同軸コネクタである。高周波同軸コネクタ１４，１５の外部導体は、それぞれ側板１２，１３に固定され電気的に接続される。高周波同軸コネクタ１５は、開放（ＯＰＥＮ）又は短絡（ＳＨＯＲＴ）状態に切替可能であり、短絡時には中心導体と外部導体とが導通する。芯線１６，１７はそれぞれ、一端が高周波同軸コネクタ１４，１５の図示しない端子に接続されて側板１２，１３に固定され、他端がねじ１８，１９によってＤＵＴ５０の端部に固定される。また、側板１３の支持板１３ａには、細長いスリット（図示せず）が設けられ、支持板１３ａとＧＮＤ板１１とはスリットにねじ２２を挿入して固定される。この構造により、側板１３は、ＧＮＤ板１１に対して、図１の左右方向へスライド可能に固定される。なお、支持板１３ａには細長いスリットを設けず、支持板１３ａの位置に対応するＧＮＤ板１１の部分に細長いスリットを設けてもよい。

図１に示すように、ＤＵＴ５０の測定時において、インピーダンスアナライザ１００から入力された電力は、下記のように形成された閉回路を用い、インピーダンスアナライザ１００にて測定が行われる。このときの閉回路は、インピーダンスアナライザ１００から、高周波同軸コネクタ１４の中心導体、芯線１６、ＤＵＴ５０、芯線１７、高周波同軸コネクタ１５の中心導体、高周波同軸コネクタ１５の外部導体、側板１３、ＧＮＤ板１１、側板１２、及び高周波同軸コネクタ１４の外部導体を経て、インピーダンスアナライザ１００に戻る回路を形成している。一方、図２に示すように、校正（特に短絡）時において、左側の側板１３は、図１における右方向にＧＮＤ板１１上をスライドして固定される。このとき、芯線１６，１７が互いに接続されてねじ１８で固定される。校正（短絡）時において、インピーダンスアナライザ１００から入力された電力は下記のように形成された閉回路を用い、インピーダンスアナライザ１００にて測定が行われる。このときの閉回路は、インピーダンスアナライザ１００から、高周波同軸コネクタ１４の中心導体、芯線１６、芯線１７、高周波同軸コネクタ１５の中心導体、外部導体、側板１３、ＧＮＤ板１１、側板１２、及び高周波同軸コネクタ１４の外部導体を経て、インピーダンスアナライザ１００に戻る回路を形成している。このように、短絡時の校正が実現できる。この校正により、接触抵抗や側板１２，１３のインピーダンスの影響を取り除くことができる。また、校正後に左側の側板１３をＤＵＴ５０の長さｄに合わせて可変させることができる。したがって、図１６に示した校正時と被測定物の測定時とでケーブル配置が変化する問題を防ぎ、精密なインピーダンス測定が実現できる。

側板１２，１３及びＧＮＤ板１１に求められる条件としては、被測定物（ＤＵＴ５０）より極力インピーダンスが小さい、すなわち、大面積であることが望ましい。さらに、高周波同軸コネクタ１４，１５及び芯線１６，１７等により、側板１２，１３とＤＵＴ５０との間に距離（間隙ｇ１、ｇ２：後述する図３に示す測定例の場合、例えば50ｍｍ以上）を置くことも効果的である。また、ＧＮＤ板１１は、周波数測定範囲における最小周波数の表皮厚さの二倍以上の厚さを持つことが望ましい。ＧＮＤ板１１の大きさとしては、長さの差分、すなわち、ＧＮＤ板１１に投影した時のＤＵＴ５０の最大長さ－ＧＮＤ板１１の最大長、ＧＮＤ板１１からＤＵＴ５０までの最低高さｈの三倍以上であることが望ましい。ＧＮＤ板１１の材質は、非磁性の金属板であることが望ましい。

図３は、図１及び図２に示したインピーダンス測定装置による測定結果、理論値、及びシミュレーション結果を示すグラフである。測定結果の検証を容易とするため、理論計算及びシミュレーションを高精度で行える平板（直方体）形状のＤＵＴを用いた。測定条件は、下記の通りである。
＜測定条件＞
三点（ｏｐｅｎ／ｓｈｏｒｔ／ｌｏａｄ）補正
ＧＮＤ板：アルミニウム製 400×1000×1ｍｍ、ＤＵＴまでの最低高さｈ：50ｍｍ
ＤＵＴ：銅板Ｃｕ 20×1000×2ｍｍ
図３（ａ）はインダクタンス特性、図３（ｂ）はキャパシタンス特性を示す。図３から分かるように、図１及び図２に示したインピーダンス測定装置による測定結果Ｌｍ，Ｃｍは、理論値Ｌｔ，Ｃｔ及びシミュレーション結果Ｌｓ，Ｃｓと良く一致した。また、図示は省略するが、ＤＵＴを、銅板Ｃｕ 40×1000×1ｍｍ、鋼板ＳＥＣＣ 40×1000×1ｍｍ、鋼板ＳＥＣＣ 20×1000×2ｍｍとした場合においても、同様の良好な結果が得られた。

本実施形態によれば、校正（短絡）時には側板１３をスライドさせて側板１２に近接させ、高周波同軸コネクタ１４，１５の各中心導体及び芯線１６，１７を接触させて電気的に接続する。一方、ＤＵＴ５０の測定時には側板１３をスライドさせて一対の側板１２，１３間にＤＵＴ５０を介在させる。このように測定することで、校正（短絡）時と被測定物の測定時とでケーブル配置を変化させることなく高周波特性を同一にできるため、大規模金属構造体の二点間のインピーダンスを精密に測定できる。

（第二実施形態）
図４は、第二実施形態のインピーダンス測定治具１Ｂの構成を示す図であり、図４（ａ）は正面図、図４（ｂ）は平面図である。第二実施形態では、図１及び図２に示した第一実施形態のインピーダンス測定装置において、インピーダンス測定治具１Ａに代えてインピーダンス測定治具１Ｂを用いる。なお、第二実施形態の説明において、図１及び図２に示した部材・部位と同一の部材・部位には同一の符号を付し重複する説明は省略する。第一実施形態のインピーダンス測定治具１Ａにおいて、側板１２，１３は平面視でＤＵＴ５０と直交し互いに対向するよう配置されていたが、本実施形態のインピーダンス測定治具１Ｂでは、側板１２，１３がねじ２１，２２を中心に回転可能とされている。このため、側板１２，１３を互いに対向する位置からねじ２１，２２を中心として９０°回転させて、延伸板１２ｂ、１３ｂがＤＵＴ５０の延在方向（図４における左右方向）と平行となるように、すなわち、ＤＵＴ５０の中心線に沿う形で、側板１２，１３を固定することができる。この構成により、第一実施形態における効果に加え、側板１２，１３をＤＵＴ５０と平行に配置することにより、側板１２，１３が形成する寄生キャパシタンス量を最小化し、誤差の小さい測定が可能となる。さらに、被測定物（ＤＵＴ）の形状に応じて側板１２，１３の回転角を任意の値とすれば、ＤＵＴに応じた寄生キャパシタンスの最小化が可能となる。

（第三実施形態）
第二実施形態において、側板１２，１３をＤＵＴ５０と平行に固定した場合、側板１２，１３を貫通した高周波同軸コネクタ１４，１５とＤＵＴ５０との接続部が曲げられストレスがかかるため、測定値に影響する可能性がある。また、芯線１６，１７の長さにもよるが、ＤＵＴ５０と側板１２，１３とが近接して接触してしまう可能性も考えられる。第三実施形態では、これらの点を改良する。図５は、第三実施形態のインピーダンス測定治具１Ｃの構成を示す図であり、図５（ａ）は正面図、図５（ｂ）は平面図である。第三実施形態では、図１に示した第一実施形態のインピーダンス測定装置において、インピーダンス測定治具１Ａに代えてインピーダンス測定治具１Ｃを用いる。第二実施形態では側板１２，１３に高周波同軸コネクタ１４，１５を貫通させてＤＵＴ５０とインピーダンスアナライザ１００とを接続していた。これに対し、第三実施形態では、側板１２，１３に取り付けたセミリジッドケーブル２６，２７を用いてＤＵＴ５０とインピーダンスアナライザ１００とを接続する。なお、第三実施形態の説明において、図４に示した部材・部位と同一の部材・部位には同一の符号を付し重複する説明は省略する。

セミリジッドケーブル２６，２７の両端には、それぞれＳＭＡ等の高周波同軸コネクタ２４，２５が設けられる。セミリジッドケーブル２７の両端部に設けられる高周波同軸コネクタ２５のうち芯線１７に接続されない方は、開放（ＯＰＥＮ）又は短絡（ＳＨＯＲＴ）状態に切替可能であり、短絡時には高周波同軸コネクタ２５の中心導体と外部導体とが導通する。セミリジッドケーブル２６，２７は、中心導体と外部導体とを有する。インピーダンス測定治具１Ｃにおいて、セミリジッドケーブル２６，２７の外部導体と側板１２，１３の延伸板１２ｂ，１３ｂとがはんだ等で接合されて電気的に接続される。第一実施形態における効果に加え、以下の効果が得られる。すなわち、本実施形態によれば、第二実施形態においてＤＵＴ５０と側板１２，１３とを平行に固定した場合に考えられる問題を解消し、寄生キャパシタンス量を最小化した測定系を提供できる。また、側板サイズの制限を気にする必要がなくなる為、側板を大きくして抵抗の影響を減らすといった改良が可能である。

（第四実施形態）
図６は、第四実施形態のインピーダンス測定治具１Ｄの構成を示す図である。第四実施形態では、図１に示した第一実施形態のインピーダンス測定装置において、インピーダンス測定治具１Ａに代えてインピーダンス測定治具１Ｄを用いる。なお、第四実施形態の説明において、図５に示した部材・部位と同一の部材・部位には同一の符号を付し重複する説明は省略する。本実施形態のインピーダンス測定治具１Ｄは、第三実施形態の一対の側板１２，１３及びセミリジッドケーブル２６，２７に代えて、一対の基板１１２，１１３及び基板１１２，１１３に設けたマイクロストリップライン３６，３７を備える。基板１１２，１１３は、片面にマイクロストリップライン３６，３７が設けられ、片面がＧＮＤ基板である。マイクロストリップライン３６，３７を任意の経路とすることで、第三実施形態の効果に加え、ＤＵＴ５０形状に応じた測定が可能となる。

（第五実施形態）
図７は、第五実施形態のインピーダンス測定治具１Ｅの構成を示す図である。第五実施形態では、図１に示した第一実施形態のインピーダンス測定装置において、インピーダンス測定治具１Ａに代えてインピーダンス測定治具１Ｅを用いる。なお、第五実施形態の説明において、図６に示した部材・部位と同一の部材・部位には同一の符号を付し重複する説明は省略する。本実施形態のインピーダンス測定治具１Ｅは、第四実施形態のインピーダンス測定治具１Ｄと基板１１２，１１３のパターンが異なる。本実施形態の基板１１２，１１３は、片面に、分岐したマイクロストリップライン３６’，３７’を有する。マイクロストリップライン３６’，３７’は、ＤＵＴ５０側でＧＮＤ板１１からの距離がそれぞれ異なる三つのラインに分岐され、各先端に高周波同軸コネクタ２４，２５が設けられる。この構成により、第四実施形態の効果に加え、特定の高さでの測定が可能となる。

（第六実施形態）
第三実施形態において、側板１２，１３をＤＵＴ５０と平行に配置することで、ＤＵＴ５０と側板１２，１３との間で発生する寄生キャパシタンス等の影響は最小限に抑えられる。しかし、第三実施形態の場合、ＧＮＤ板１１の影響が排除できず、ＤＵＴ５０とＧＮＤ板１１との間で形成されるインダクタ、キャパシタの特性がその距離で変化するという点で改良の余地がある。第三実施形態において、ＧＮＤ板１１の影響はそのままＤＵＴ５０の特性として内包されてしまうため、例えばＤＵＴ５０単体の特性を検討したい場合、ＧＮＤ板１１の存在により、ＤＵＴ５０本来の特性が測定できない。例えば、平板のようなＤＵＴ５０の場合、ＤＵＴ５０とＧＮＤ板１１との間に大きなキャパシタが形成され、測定値に大きく影響する。また、ＤＵＴ５０が金属棒のようなインダクタンスが大きいものに対しては、ＧＮＤ板１１の影響により実際よりインダクタが小さい値が計測される。第六実施形態では、このような問題に対処する。

図８は、第六実施形態のインピーダンス測定治具１Ｆの構成を示す図であり、図８（ａ）は正面図、図８（ｂ）は平面図である。第六実施形態では、図１に示した第一実施形態のインピーダンス測定装置において、インピーダンス測定治具１Ａに代えてインピーダンス測定治具１Ｆを用いる。本実施形態のインピーダンス測定治具１Ｆは、第三実施形態のインピーダンス測定治具１Ｃにおいて、側板１２，１３の下に配置されていたＧＮＤ板１１を、その平面が側板１２’，１３’の平面及びＤＵＴ５０の延在方向と平行となるように配置する。なお、第六実施形態の説明において、図５に示した部材・部位と同一の部材・部位には同一の符号を付し重複する説明は省略する。ＧＮＤ板１１には、ねじ２１’，２２’により側板１２’，１３’が固定されている。ＧＮＤ板１１は、ＧＮＤ板１１に対する垂線がＤＵＴ５０と交差しない位置に配置される。この構成により、第三実施形態の効果に加え、ＤＵＴ５０とＧＮＤ板１１との間で形成されるインダクタ、キャパシタ成分が最小限に抑えられる。また、ＤＵＴ５０と側板１２’，１３’とが平行状態でありＤＵＴ５０と側板１２’，１３’との間の寄生キャパシタンス量を最小化できるため、ＤＵＴ５０本来の特性を測定することができる。

（第七実施形態）
図９は、第七実施形態のインピーダンス測定治具１Ｇの構成を示す図である。本実施形態のインピーダンス測定治具１Ｇは、図８に示した第六実施形態のインピーダンス測定治具１Ｆにおいて、ＧＮＤ板１１に、ねじ２１’，２２’により側板１２’，１３’を固定するための横方向（図８、図９における左右方向）の長孔４０を設けたものである。これにより、側板１２’，１３’を長孔４０に沿った任意の位置に固定できる。なお、第七実施形態の説明において、図８に示した部材・部位と同一の部材・部位には同一の符号を付し重複する説明は省略する。本実施形態によれば、第六実施形態の効果に加え、ＧＮＤ板１１に長孔４０を設けたことにより、校正（短絡）時の測定やＤＵＴ５０の長さに応じた測定が可能となる。

（第八実施形態）
図１０は、第八実施形態のインピーダンス測定治具１Ｈの構成を示す図であり、図１０（ａ）は正面図、図１０（ｂ）は平面図である。本実施形態のインピーダンス測定治具１Ｈは、図８に示した第六実施形態のインピーダンス測定治具１Ｆにおいて、側板１２’，１３’に代えて、互いに対向して配置された側板１２”，１３”を備える。なお、第八実施形態の説明において、図８に示した部材・部位と同一の部材・部位には同一の符号を付し重複する説明は省略する。本実施形態によれば、第六実施形態では不要であった側板１２”，１３”間の寄生キャパシタンス量の考慮は必要であるが、第三実施形態の効果に加え、ＤＵＴ５０とＧＮＤ板１１との間に寄生するインダクタ、キャパシタ成分が最小限に抑えられ、ＧＮＤ板１１の影響を極力排しＤＵＴ５０単体の特性を測定できる。また、ＧＮＤ板１１において側板１２”，１３”間を流れる電流はＤＵＴ５０に近接して流れる為、電流密度分布をともなってＧＮＤ板１１を流れる電流の幅は、ＧＮＤ板１１における側板１２”，１３”との接触箇所に相当する幅（図１０（ａ）におけるＧＮＤ板１１の上半分程度）となる。すなわち、本実施形態、第六、第七、及び後述の第九実施形態のようにＧＮＤ板１１をその平面が鉛直方向に沿うように配置した場合には、ＧＮＤ板１１を流れる電流の横方向（ＧＮＤ板１１の幅方向、図１０（ａ）における上下方向）への広がりがなくなる為、第一実施形態等におけるＧＮＤ板１１をその平面が水平方向に沿うように配置した場合と比較して、ＧＮＤ板１１のサイズ自体を縮小できる。

（第九実施形態）
図１１は、第九実施形態のインピーダンス測定治具１Ｉの構成を示す図である。図１０に示した第八実施形態のインピーダンス測定治具１Ｈにおいて、ＧＮＤ板１１に、ねじ２１’，２２’により側板１２”，１３”を固定するため横孔４１、縦孔４２を設けたものである。本実施形態によれば、第八実施形態の効果に加え、ＧＮＤ板１１に横孔４１を設けたことにより、ＤＵＴ５０の長さに応じて側板１２”，１３”の位置が調節可能となる。また、横孔４１の長さを調節することにより、校正（短絡）時の測定も可能となる。さらに、ＧＮＤ板１１に縦孔４２を設けたことによりＧＮＤ１１からＤＵＴ５０への影響を調節できる。

（第十実施形態）
図１、図２に示した第一実施形態のインピーダンス測定治具１Ａは、ＧＮＤ１１からの距離の影響を含めたＤＵＴ５０の特性を測定するものである。つまり、インピーダンス測定結果は、測定時の高さの条件を含めた結果といえる。故に、ＤＵＴ５０の特性を知りたいが、測定時の設定高さとＧＮＤ板１１から測定対象のＤＵＴ５０の距離が異なる場合、所望の結果が得られない。第十実施形態では、この点を改良する。

図１２は、第十実施形態のインピーダンス測定治具１Ｊの構成を示す図である。図１３は、第十実施形態の側板１２を示す図である。第十実施形態では、図１及び図２に示した第一実施形態のインピーダンス測定装置において、インピーダンス測定治具１Ａに代えてインピーダンス測定治具１Ｊを用いる。なお、第十実施形態の説明において、図１及び図２に示した部材・部位と同一の部材・部位には同一の符号を付し重複する説明は省略する。第一実施形態では、ＤＵＴ５０を接続する、ＧＮＤ板１１からの高さは、側板１２，１３に高周波同軸コネクタ１４，１５を貫通させて取り付けるための貫通孔の高さ位置に依存し、そこからの調整はできない。これに対し、本実施形態では、高周波同軸コネクタ１４，１５を挿入するための貫通孔の形状に対応させ、ねじ止め部４５をねじ止め可能とする長孔４３を、側板１２，１３に設ける。側板１２には、縦方向（図１３における上下方向）の長孔４３が三本設けられ、ねじ止め部４５の四隅を両端の長孔４３にねじ４６及びナット（図示せず）で止めることにより、ねじ止め部４５が側板１２に固定される。ねじ止め部４５の中央には、高周波同軸コネクタ１４のサイズに対応した貫通孔が設けられる。高周波同軸コネクタ１４は、ねじ止め部４５における中央の貫通孔を通って、側板１２における中央の長孔４３に挿入される。側板１３は側板１２と同様の構成であり、高周波同軸コネクタ１５がねじ止め部４５を介して側板１３に高さ調節可能に固定される。

本実施形態によれば、第一実施形態の効果に加え、側板１２，１３に長孔４３を設け、高周波同軸コネクタ１４，１５が挿入されたねじ止め部４５をねじ止めすることで、ねじ止め部４５を上下に移動させて高周波同軸コネクタ１４，１５の高さを自由に変更できる。この構成により、ＧＮＤ板１１からのＤＵＴ５０の高さを自由に調節したり、また、ＤＵＴ５０の左右の高さが異なるオフセットした状態にも設定できる。したがって、実際のＤＵＴ５０のＧＮＤ１１からの距離感を合わせた状態での本来の特性を測定できる。さらに、ＤＵＴ５０に対してＧＮＤ１１の影響がなくなる程度の高さに調節することにより、ＤＵＴ５０単体の特性を測定できる。

本実施形態では側板１２，１３に長孔４３を設けたが、ねじ止め部４５の高さを可変とするための構成はこれに限らない。図１４は、第十実施形態の側板１２の他の例を示す図である。図１４に示す側板１２には、三段階の特定の高さ位置に、高周波同軸コネクタ１４を接続するためのコネクタ接続用孔５１が設けられている。各コネクタ接続用孔５１の周囲には、ねじ止め部４５（図１３参照）の四隅をねじ４６及びナットで固定するためのねじ止め用孔５２が四つずつ設けられている。側板１３も同様の構成とすることで、高周波同軸コネクタ１４，１５の位置を三段階の高さに調節でき、ＤＵＴ５０とＧＮＤ板１１との高さを三段階に調節できる。

（第十一実施形態）
図１５は、第十一実施形態のインピーダンス測定治具１Ｋの構成を示す図である。図１２に示す第十実施形態のインピーダンス測定治具１Ｊでは、側板１２，１３に長孔４３を設け、高周波同軸コネクタ１４，１５が挿入されたねじ止め部４５を上下に移動させることでＤＵＴ５０の高さを変更する。これに対し、本実施形態のインピーダンス測定治具１Ｋは、セミリジッドケーブル５５を用いてＤＵＴ５０の高さを変更する。なお、第十一実施形態の説明において、図１２に示した部材・部位と同一の部材・部位には同一の符号を付し重複する説明は省略する。本実施形態のインピーダンス測定治具１Ｋは、両端に回動可能なコネクタ接合部５６が取り付けられたセミリジッドケーブル５５を備える。セミリジッドケーブル５５は、側板１２，１３の一か所に固定された高周波同軸コネクタ１４，１５のＤＵＴ５０側に、コネクタ接合部５６を介して電気的に接続される。セミリジッドケーブル５５の他のコネクタ接合部５６は、ねじ１８，１９とそれぞれ電気的に接続される。セミリジッドケーブル５５は、コネクタ接合部５６を介して上下に可動するため、ＧＮＤ板１１からのＤＵＴ５０の高さを自由に調節できる。

本実施形態によれば、第一実施形態の効果に加え、セミリジッドケーブル５５がコネクタ接合部５６を介して上下に可動するため、ＤＵＴ５０の高さを自由に調節できる。また、ＤＵＴ５０の左右の高さが異なるオフセットした状態にも設定できる。したがって、実際のＤＵＴ５０のＧＮＤ１１からの距離感を合わせた状態での本来の特性を測定できる。さらに、ＤＵＴ５０に対してＧＮＤ１１の影響がなくなる程度の高さに調節することにより、ＤＵＴ５０単体の特性を測定できる。

尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、前述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。また、異なる実施形態を組み合わせてもよい。例えば、第三、第四、第五、第八、第九、及び第十実施形態においても、一対の側板１２，１３、一対の基板１１２，１１３、又は一対の側板１２”，１３”間は、少なくとも一方の側板又は基板がＧＮＤ板１１に対してスライドすることにより、距離が可変としてもよい。

ここで、上述した本発明の実施形態に係るインピーダンス測定治具及びインピーダンス測定方法の特徴をそれぞれ以下［１］～［６］に簡潔に纏めて列記する。
［１］ 基準金属板（ＧＮＤ板１１）と、
前記基準金属板に接続された第一及び第二側板（１２，１３、１２’，１３’、１２”，１３”、基板１１２，１１３）と、
第一中心導体及び第一外部導体を有し、前記第一側板に設けられ、かつ、測定器（１００）に接続される第一同軸コネクタ（高周波同軸コネクタ１４）と、
第二中心導体及び第二外部導体を有し、前記第二側板に設けられた第二同軸コネクタ（高周波同軸コネクタ１５）と、
を備え、
前記測定器から入力された電力が、前記第一中心導体、被測定物（ＤＵＴ５０）、前記第二中心導体、前記第二外部導体、前記第二側板、前記基準金属板、前記第一側板、及び前記第一外部導体を経て前記測定器に戻る、閉回路を形成する
ことを特徴とするインピーダンス測定治具（１Ａ～１Ｋ）。
［２］ 前記第一側板と前記第二側板との間の距離は可変である
ことを特徴とする上記［１］に記載のインピーダンス測定治具。
［３］ 前記基準金属板は、前記基準金属板に対する垂線が前記被測定物と交差しない位置に配置される
ことを特徴とする上記［１］又は［２］に記載のインピーダンス測定治具。
［４］ 前記第一側板及び前記第二側板が、導電板である
ことを特徴とする上記［１］から［３］のいずれかに記載のインピーダンス測定治具。
［５］ 前記第一側板及び前記第二側板は、それぞれ、誘電体により形成され、一面に基準電位層が設けられ他面に信号線が設けられた基板である、
ことを特徴とする上記［１］から［３］のいずれかに記載のインピーダンス測定治具。
［６］ 上記［１］から［５］のいずれかに記載のインピーダンス測定治具を使用する
ことを特徴とするインピーダンス測定方法。

１Ａ～１Ｋ インピーダンス測定治具
１１ ＧＮＤ板（基準金属板）
１２，１２’ ，１２” 側板
１２ａ 支持板
１２ｂ 延伸板
１３，１３’ ，１３” 側板
１３ａ 支持板
１３ｂ 延伸板
１４，１５ 高周波同軸コネクタ
１６，１７ 芯線
１８，１９，２１，２２，２１’，２２’，４６ ねじ
２４，２５ 高周波同軸コネクタ
２６，２７ セミリジッドケーブル
３６，３６’ マイクロストリップライン
３７，３７’ マイクロストリップライン
４０，４３ 長孔
４１ 横孔
４２ 縦孔
４５ ねじ止め部
５０ ＤＵＴ（被測定物）
５１ コネクタ接続用孔
５２ ねじ止め用孔
５５ セミリジッドケーブル
５６ コネクタ接合部
１００ インピーダンスアナライザ（測定器）
１１２，１１３ 基板
２００ テストフィクスチャ及び同軸変換治具

Claims (6)

1. 基準金属板と、
   前記基準金属板に接続された第一及び第二側板と、
   第一中心導体及び第一外部導体を有し、前記第一側板に設けられ、かつ、測定器に接続される第一同軸コネクタと、
   第二中心導体及び第二外部導体を有し、前記第二側板に設けられた第二同軸コネクタと、
   を備え、
   前記第二同軸コネクタが短絡状態において、前記測定器から入力された電力が、前記第一中心導体、被測定物、前記第二中心導体、前記第二外部導体、前記第二側板、前記基準金属板、前記第一側板、及び前記第一外部導体を経て前記測定器に戻る、閉回路を形成する
   ことを特徴とするインピーダンス測定治具。
2. 前記第一側板と前記第二側板との間の距離は可変である
   ことを特徴とする請求項１に記載のインピーダンス測定治具。
3. 前記基準金属板は、前記基準金属板に対する垂線が前記被測定物と交差しない位置に配置される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のインピーダンス測定治具。
4. 前記第一側板及び前記第二側板が、導電板である
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のインピーダンス測定治具。
5. 前記第一側板及び前記第二側板は、それぞれ、誘電体により形成され、一面に基準電位層が設けられ他面に信号線が設けられた基板である、
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のインピーダンス測定治具。
6. 請求項１から５のいずれか一項に記載のインピーダンス測定治具を使用する
   ことを特徴とするインピーダンス測定方法。

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