JP7495607B2 - 平衡形円板共振器、誘電特性測定方法及び誘電特性測定システム - Google Patents
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Description
本発明は、平衡形円板共振器、誘電特性測定方法及び誘電特性測定システムに関する。
円板共振器シートを一対の試料で挟み、更に一対の金属板でそれらの中心が円板共振器シートの中心と一致するように挟む円形共振器を用い、試料の誘電率及び誘電損失を測定する技術が知られている。この円形共振器では、一方の金属板側に設けたプローブから入力され、共振した電磁波が、他方の金属板側に設けられるプローブから出力される。
また、マイクロ波領域でのフィルタや発振器に利用される誘電体共振器であって、空洞共振器として用いられる誘電体のブロックが、絶縁性支持体で支持され、導電性ケースで覆われる誘電体共振器が知られている。このような誘電体共振器に関し、それを支持する絶縁性支持体に、電気エネルギーの供給によって発熱する発熱部材を設ける技術が知られている。
誘電体材料の比誘電率や誘電正接等の誘電特性を測定する技術の１つとして、上記のような円板共振器或いは平衡形円板共振器を用いる技術がある。
ここで、電子デバイス分野では、電子部品をその使用環境の温度下で正常に動作させるため、電子部品に用いられる誘電体材料について、その誘電特性の温度依存性を把握することが望まれる場合がある。誘電体材料の誘電特性の温度依存性を把握するための手法として、例えば、平衡形円板共振器を、電磁波入出力用のケーブル（プローブ又は励振線とも称される）と接続して、所定温度に設定した恒温槽内に配置し、当該所定温度で当該誘電体材料の試料である誘電体基板の誘電特性の測定を行う手法がある。
ここで、電子デバイス分野では、電子部品をその使用環境の温度下で正常に動作させるため、電子部品に用いられる誘電体材料について、その誘電特性の温度依存性を把握することが望まれる場合がある。誘電体材料の誘電特性の温度依存性を把握するための手法として、例えば、平衡形円板共振器を、電磁波入出力用のケーブル（プローブ又は励振線とも称される）と接続して、所定温度に設定した恒温槽内に配置し、当該所定温度で当該誘電体材料の試料である誘電体基板の誘電特性の測定を行う手法がある。
しかし、このような手法では、平衡形円板共振器と共に、それと接続されるケーブルの一部も所定温度に設定された恒温槽内に配置されるため、ケーブルが持つ温度依存性の影響により、測定される誘電体基板の誘電特性に誤差が生じる恐れがある。
１つの側面では、本発明は、平衡形円板共振器を用いて所定温度の誘電体基板の誘電特性を高い精度で測定することを目的とする。
１つの態様では、円形導体層と、前記円形導体層の第１面側に第１誘電体基板を介して設けられる第１導体部、及び前記円形導体層の前記第１面とは反対の第２面側に第２誘電体基板を介して設けられる第２導体部を有する導体部材と、前記導体部材に接続され、前記第１導体部及び前記第２導体部の温度を調節する温度調節部とを含み、前記導体部材は、前記第１導体部と接続される第３導体部と、前記第２導体部と接続される第４導体部とを更に有し、前記温度調節部は、前記第３導体部を介して前記第１導体部と接続され、前記第４導体部を介して前記第２導体部と接続される平衡形円板共振器が提供される。
また、１つの態様では、上記のような平衡形円板共振器を用いた誘電特性測定方法及び誘電特性測定システムが提供される。
１つの側面では、平衡形円板共振器を用いて所定温度の誘電体基板の誘電特性を高い精度で測定することが可能になる。
例えば、近年のＩＣＴ（Information and Communication Technology）機器における高速化の流れの中、プリント基板等の電子部品については、用いられる誘電体材料に起因した信号伝送損失の低減が推し進められている。高周波帯で低損失の電子部品の実現のためには、用いられる誘電体材料について、比誘電率（Ｄｋ）や誘電正接（Ｄｆ）等の誘電特性を正確に把握することが重要になる。電子部品に用いられる誘電体材料の誘電特性は、これまで１ＧＨｚとった比較的低い周波数までの範囲で測定されていたが、昨今のデータ転送速度の高速化に伴い、測定されるべき周波数の範囲も１１０ＧＨｚといった比較的高い周波数までの範囲に拡大している。また、信号伝送損失の低減のため、誘電体材料の誘電正接は１０－３といったオーダーまで低減される傾向があり、測定の難易度が増している状況にある。
マイクロ波からミリ波帯における誘電体材料の垂直方向の誘電特性を測定する技術として、平衡形円板共振器法がある。平衡形円板共振器法では、例えば、円形銅箔を、誘電体材料の試料である２枚の誘電体基板で挟み、更にそれを２枚の純銅平板等の導体板で挟み、円形銅箔の中心軸上に設けた励振孔を介して、同軸型の励振線により電界結合を行う励振構造が採用される。この測定では、主に平衡形円板共振器と称される測定器が用いられる。
ここで、平衡形円板共振器の構成例、及び平衡形円板共振器を用いた誘電特性の測定例について述べる。
図１は平衡形円板共振器の一例について説明する図である。図１（Ａ）には平衡形円板共振器の一例の要部断面図を模式的に示している。図１（Ｂ）には誘電特性の測定時の平衡形円板共振器の一例の要部断面図を模式的に示している。
図１は平衡形円板共振器の一例について説明する図である。図１（Ａ）には平衡形円板共振器の一例の要部断面図を模式的に示している。図１（Ｂ）には誘電特性の測定時の平衡形円板共振器の一例の要部断面図を模式的に示している。
図１（Ａ）に示す平衡形円板共振器４００は、円形銅箔４１０及び導体部材４２０を含む。導体部材４２０は、円形銅箔４１０の一方の面側に設けられる導体部４２１と、円形銅箔４１０の他方の面側に設けられる導体部４２２とを含む。導体部４２１及び導体部４２２には、例えば、純銅平板が用いられる。円形銅箔４１０と導体部４２１との間及び円形銅箔４１０と導体部４２２との間にそれぞれ、誘電特性の測定対象の試料である誘電体基板４３１及び誘電体基板４３２が挟まれる。誘電体基板４３１及び誘電体基板４３２には、同じ材質及び厚さの誘電体平板が用いられる。導体部４２１及び導体部４２２にはそれぞれ、励振孔４４１及び励振孔４４２が設けられる。円形銅箔４１０の中心軸４１０ｃ上に励振孔４４１及び励振孔４４２が位置するように、導体部４２１及び導体部４２２が設けられる。
上記構成を有する平衡形円板共振器４００の、導体部４２１の励振孔４４１の位置及び導体部４２２の励振孔４４２の位置にはそれぞれ、励振線４５１及び励振線４５２が接続される。励振線４５１及び励振線４５２には、同軸ケーブルが用いられる。励振は、円形銅箔４１０の中心軸４１０ｃ上に設けられた励振孔４４１及び励振孔４４２を介して、励振線４５１及び励振線４５２による電界結合で行われる。例えば、一方の励振線４５１から入力され、共振した電磁波が、他方の励振線４５２から出力される。平衡形円板共振器４００で測定される共振周波数及び無負荷Ｑの値に基づき、測定対象の誘電体基板４３１及び誘電体基板４３２の比誘電率及び誘電正接が測定される。
ところで、車載向けミリ波レーダ等、比較的厳しい温度環境下で正常動作が求められる電子部品では、使用されるプリント基板の誘電体材料等、用いられる誘電体材料の誘電特性の温度依存性を把握することが望まれる場合がある。
このような場合、例えば、図１（Ｂ）に示すように、測定対象の誘電体材料に相当する基板を誘電体基板４３１及び誘電体基板４３２として用いた平衡形円板共振器４００を、恒温槽５００内に配置する方法が採用される。平衡形円板共振器４００が恒温槽５００内に配置され、平衡形円板共振器４００に接続される励振線４５１及び励振線４５２が恒温槽５００外まで引き出され、誘電体基板４３１及び誘電体基板４３２が設定温度に安定化され、測定が行われる。測定によって得られる値に基づき、その設定温度での誘電体基板４３１及び誘電体基板４３２の誘電特性が測定される。恒温槽５００は、例えば、－５５℃～１５０℃の温度範囲とされ、当該温度範囲内における１点又は複数点の設定温度について、即ち誘電特性の測定温度について、誘電体基板４３１及び誘電体基板４３２の温度が安定化され、誘電特性の測定が行われる。
しかし、図１（Ｂ）のような恒温槽５００を用いる方法では、平衡形円板共振器４００と共に、それと接続される励振線４５１及び励振線４５２の一部も、恒温槽５００内に配置される。この場合、励振線４５１及び励振線４５２が熱により劣化したり、励振線４５１及び励振線４５２が持つ温度依存性の影響により、測定される誘電体基板４３１及び誘電体基板４３２の誘電特性に誤差が生じたりする恐れがある。
励振線４５１及び励振線４５２として用いられる高周波用の同軸ケーブルは、比較的高価であり、その熱劣化を抑えるためには、励振線４５１及び励振線４５２に熱がかからないか或いはかかり難い方法の確立が望まれる。しかし、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すような平衡形円板共振器４００では、構造上、そのようなことが難しい。
また、励振線４５１及び励振線４５２の温度依存性による測定の誤差を抑えるためには、予め励振線４５１単体及び励振線４５２単体の温度依存性を測定しておき、図１（Ｂ）のような恒温槽５００を用いた方法で得られる測定結果から差し引いて補正することが考えられる。
ここで、図２は励振線の温度依存性の一例について説明する図である。図２には温度に対する励振線の特性値のずれを模式的に示している。
図２に示すように、励振線４５１及び励振線４５２は、温度の上昇に伴って特性値のずれが大きくなる傾向を示す場合がある。例えば、図２の場合、室温での特性値を基準（ずれ０％）とした場合、１５０℃での特性値のずれは１０％になる。励振線４５１及び励振線４５２の温度による特性値のずれは、励振線４５１及び励振線４５２の種類や熱履歴によっても異なる。そのため、励振線４５１及び励振線４５２の温度依存性を、平衡形円板共振器４００を恒温槽５００内に配置して行う測定の度に測定し、その測定結果の補正に用いることは、測定の工数増大、煩雑化等を招く恐れがある。
図２に示すように、励振線４５１及び励振線４５２は、温度の上昇に伴って特性値のずれが大きくなる傾向を示す場合がある。例えば、図２の場合、室温での特性値を基準（ずれ０％）とした場合、１５０℃での特性値のずれは１０％になる。励振線４５１及び励振線４５２の温度による特性値のずれは、励振線４５１及び励振線４５２の種類や熱履歴によっても異なる。そのため、励振線４５１及び励振線４５２の温度依存性を、平衡形円板共振器４００を恒温槽５００内に配置して行う測定の度に測定し、その測定結果の補正に用いることは、測定の工数増大、煩雑化等を招く恐れがある。
更に、平衡形円板共振器４００を恒温槽５００内に配置して行う測定では、温度が安定するまでに数時間といった比較的長い時間を要し得る。そのため、測定を複数の測定温度について行う場合には、１種の誘電体基板４３１及び誘電体基板４３２の誘電特性の測定が１日がかりの作業となってしまうことも起こり得る。
このように、これまでの平衡形円板共振器４００、及びこれを恒温槽５００内に配置して行う誘電特性の測定では、励振線４５１及び励振線４５２の影響により、所定測定温度での誘電体基板４３１及び誘電体基板４３２の誘電特性を、誤差を抑えて測定することが難しい場合がある。そのような誤差を抑えるために励振線４５１及び励振線４５２の温度依存性に基づいて補正を行う方法では、測定の工数増大、煩雑化等を招いてしまう。また、恒温槽５００を用いる方法において、測定の長時間化を抑えるため、誘電体基板４３１及び誘電体基板４３２の温度安定化時間を短縮してしまうと、その誘電特性を高い精度で測定することが難しくなる。
以上のような点に鑑み、ここでは以下に実施の形態として示すような手法を用い、平衡形円板共振器を用いて所定温度の誘電体基板の誘電特性を高い精度で測定することを可能にする。
［第１の実施の形態］
図３は第１の実施の形態に係る平衡形円板共振器の一例について説明する図である。図３（Ａ）には平衡形円板共振器の一構成例を模式的に示している。図３（Ａ）では平衡形円板共振器の一部の要素（後述する円形導体層、導体部材及び誘電体基板）を断面図で示している。図３（Ｂ）には平衡形円板共振器に用いられる円形導体層の平面図を模式的に示している。
図３は第１の実施の形態に係る平衡形円板共振器の一例について説明する図である。図３（Ａ）には平衡形円板共振器の一構成例を模式的に示している。図３（Ａ）では平衡形円板共振器の一部の要素（後述する円形導体層、導体部材及び誘電体基板）を断面図で示している。図３（Ｂ）には平衡形円板共振器に用いられる円形導体層の平面図を模式的に示している。
図３（Ａ）に示す平衡形円板共振器１０は、図３（Ｂ）に示すような円形導体層１、及び導体部材２を含む。円形導体層１には、円形導体箔、例えば、円形銅箔が用いられる。導体部材２は、円形導体層１の一方の面１ａ側に設けられる導体部２ａと、円形導体層１の他方の面１ｂ側に設けられる導体部２ｂとを含む。導体部２ａ及び導体部２ｂには、導体平板、例えば、銅平板が用いられる。円形導体層１と導体部２ａとの間及び円形導体層１と導体部２ｂとの間にはそれぞれ、誘電特性の測定対象の試料である誘電体基板３ａ及び誘電体基板３ｂが挟まれる。誘電体基板３ａ及び誘電体基板３ｂには、同じ材質及び厚さの誘電体平板が用いられる。導体部２ａ及び導体部２ｂにはそれぞれ、励振孔４ａ及び励振孔４ｂが設けられる。円形導体層１の中心軸１ｃ上に励振孔４ａ及び励振孔４ｂが位置するように、導体部２ａ及び導体部２ｂが設けられる。
上記構成を有する平衡形円板共振器１０の、導体部２ａの励振孔４ａの位置及び導体部２ｂの励振孔４ｂの位置にはそれぞれ、励振線（図示せず）が接続される。励振線には、同軸ケーブルが用いられる。励振は、円形導体層１の中心軸１ｃ上に設けられた励振孔４ａ及び励振孔４ｂを介して、励振線による電界結合で行われる。例えば、一方の導体部２ａ側に接続される励振線から入力され、共振した電磁波が、他方の導体部２ｂ側に接続される励振線から出力される。平衡形円板共振器１０で測定される共振周波数及び無負荷Ｑの値に基づき、測定対象の誘電体基板３ａ及び誘電体基板３ｂの比誘電率及び誘電正接が測定される。
平衡形円板共振器１０の導体部２ａ及び導体部２ｂには、それらの温度を調節する温度調節部６が接続される。温度調節部６には、導体部２ａ及び導体部２ｂに対して加熱若しくは冷却、又は加熱及び冷却の両方を行って導体部２ａ及び導体部２ｂの温度を調節する、各種温度調節素子、各種温度調節器が用いられる。例えば、温度調節部６には、ペルチェ素子等の温度調節素子、ホットプレート等の温度調節器が用いられる。温度調節部６には、１つ又は２つ以上の温度調節素子が用いられてもよいし、１つ又は２つ以上の温度調節器が用いられてもよい。温度調節部６には、温度調節素子のみが用いられてもよいし、温度調節器のみが用いられてもよいし、温度調節素子及び温度調節器の両方が用いられてもよい。温度調節部６は、導体部２ａ及び導体部２ｂに直接的に接続されてもよいし、導体部２ａ及び導体部２ｂに接続される他の導体部や導体材料を介して、導体部２ａ及び導体部２ｂに間接的に接続されてもよい。
尚、温度調節部６の温度調節素子としてペルチェ素子を用いる場合には、導体部２ａ及び導体部２ｂに対し、加熱及び冷却の両方を行うことができる。温度調節部６の温度調節器としてホットプレートを用いる場合には、導体部２ａ及び導体部２ｂに対し、加熱を行うことができる。
導体部２ａ及び導体部２ｂの温度を調節する温度調節部６を備える平衡形円板共振器１０では、所定温度の誘電体基板３ａ及び誘電体基板３ｂの誘電特性を測定する際、温度調節部６を用いて導体部２ａ及び導体部２ｂの温度が調節される。温度調節部６を用いて導体部２ａ及び導体部２ｂの温度が調節され、誘電体基板３ａ及び誘電体基板３ｂの温度が当該所定温度、即ち誘電特性の測定温度に調節される。
そのため、所定温度の誘電体基板３ａ及び誘電体基板３ｂの誘電特性を測定する際、平衡形円板共振器１０を上記のような恒温槽内に配置することを要しない。平衡形円板共振器１０を恒温槽内に配置しないため、平衡形円板共振器１０に接続される励振線（その一部）が恒温槽内に配置されること、それにより励振線が熱劣化すること、及び励振線の温度依存性の影響により誘電特性の測定に誤差が生じることが抑えられる。平衡形円板共振器１０によれば、所定温度の誘電体基板３ａ及び誘電体基板３ｂの誘電特性を高い精度で測定することが可能になる。
また、平衡形円板共振器１０では、それに接続される励振線が恒温槽内に配置されないため、励振線の温度依存性を予め取得すること、励振線の温度依存性を測定の度に予め取得すること、及び取得した励振線の温度依存性に基づいて誘電特性の測定値を補正することを要しない。平衡形円板共振器１０によれば、測定の工数増大、煩雑化等を抑えることが可能になる。
また、平衡形円板共振器１０では、導体部２ａ及び導体部２ｂの温度が、それらに接続される温度調節部６を用いて調節され、誘電体基板３ａ及び誘電体基板３ｂの温度が調節される。導体部２ａ及び導体部２ｂに接続される温度調節部６を用いることで、上記のような恒温槽を用いる場合に比べて、誘電体基板３ａ及び誘電体基板３ｂの温度を迅速に調節することが可能になる。これにより、誘電体基板３ａ及び誘電体基板３ｂの誘電特性の１測定温度当たりの測定時間を短縮することが可能になり、複数の測定温度について測定を行う場合にも、１日がかりの作業になるといった長時間化を抑えることが可能になる。平衡形円板共振器１０によれば、所定温度の誘電体基板３ａ及び誘電体基板３ｂの誘電特性を、長時間化を抑えて、高い精度で測定することが可能になる。
このように、第１の実施の形態に係る平衡形円板共振器１０によれば、所定温度の誘電体基板３ａ及び誘電体基板３ｂの誘電特性を高い精度で且つ効率的に測定することが可能になる。
上記のような構成を有する平衡形円板共振器について、以下、より具体的に説明する。
［第２の実施の形態］
図４は第２の実施の形態に係る平衡形円板共振器の第１の例について説明する図である。図４（Ａ）には平衡形円板共振器の一例の要部正面図を模式的に示している。図４（Ｂ）には平衡形円板共振器の一例の要部断面図を模式的に示している。尚、図４（Ａ）は図４（Ｂ）に示す一部の要素（後述するフロントケース）の図示を省略した状態である。図４（Ｂ）は図４（Ａ）のIV－IV線に沿った切断面に対応する要部断面図である。
［第２の実施の形態］
図４は第２の実施の形態に係る平衡形円板共振器の第１の例について説明する図である。図４（Ａ）には平衡形円板共振器の一例の要部正面図を模式的に示している。図４（Ｂ）には平衡形円板共振器の一例の要部断面図を模式的に示している。尚、図４（Ａ）は図４（Ｂ）に示す一部の要素（後述するフロントケース）の図示を省略した状態である。図４（Ｂ）は図４（Ａ）のIV－IV線に沿った切断面に対応する要部断面図である。
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す平衡形円板共振器１００Ａは、円形導体箔１１０及び導体部材１２０を含む。円形導体箔１１０には、例えば、円形銅箔が用いられる。導体部材１２０は、円形導体箔１１０の一方の面１１０ａ側に設けられる導体板１２１と、円形導体箔１１０の他方の面１１０ｂ側に設けられる導体板１２２とを含む。導体板１２１及び導体板１２２には、例えば、銅平板が用いられる。円形導体箔１１０と導体板１２１との間及び円形導体箔１１０と導体板１２２との間にはそれぞれ、誘電特性の測定対象の試料である誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２が挟まれる。誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２には、同じ材質及び厚さの誘電体平板が用いられる。導体板１２１及び導体板１２２にはそれぞれ、励振孔１４１及び励振孔１４２が設けられる。円形導体箔１１０の中心軸１１０ｃ上に励振孔１４１及び励振孔１４２が位置するように、導体板１２１及び導体板１２２が設けられる。
尚、円形導体箔１１０は、上記第１の実施の形態で述べた円形導体層１の一形態である。導体板１２１及び導体板１２２は、上記第１の実施の形態で述べた導体部２ａ及び導体部２ｂの一形態である。誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２は、上記第１の実施の形態で述べた誘電体基板３ａ及び誘電体基板３ｂの一形態である。励振孔１４１及び励振孔１４２は、上記第１の実施の形態で述べた励振孔４ａ及び励振孔４ｂの一形態である。
平衡形円板共振器１００Ａの、導体板１２１の励振孔１４１の位置及び導体板１２２の励振孔１４２の位置にはそれぞれ、励振線１５１及び励振線１５２が接続される。励振線１５１及び励振線１５２には、同軸ケーブルが用いられる。励振は、円形導体箔１１０の中心軸１１０ｃ上に設けられた励振孔１４１及び励振孔１４２を介して、励振線１５１及び励振線１５２による電界結合で行われる。例えば、一方の導体板１２１側に接続される励振線１５１から入力され、共振した電磁波が、他方の導体板１２２側に接続される励振線１５２から出力される。平衡形円板共振器１００Ａで測定される共振周波数及び無負荷Ｑの値に基づき、測定対象の誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の比誘電率及び誘電正接が測定される。
尚、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）には、平衡形円板共振器１００Ａに励振線１５１及び励振線１５２が接続されている状態を示すが、励振線１５１及び励振線１５２は、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の誘電特性の測定時に接続されてもよい。
平衡形円板共振器１００Ａの導体部材１２０には、円形導体箔１１０の一方の面１１０ａ側に設けられる導体板１２１に連続して接続される接続導体１２１ａ、及びその接続導体１２１ａに連続して接続される接続導体１２１ｂが含まれる。導体部材１２０には更に、円形導体箔１１０の他方の面１１０ｂ側に設けられる導体板１２２に連続して接続される接続導体１２２ａ、及びその接続導体１２２ａに連続して接続される接続導体１２２ｂが含まれる。接続導体１２１ａ及び接続導体１２１ｂ並びに接続導体１２２ａ及び接続導体１２２ｂには、銅等の熱伝導性の良好な材料が用いられる。接続導体１２１ａ及び接続導体１２１ｂは、導体板１２１と一体のものであってよく、接続導体１２２ａ及び接続導体１２２ｂは、導体板１２２と一体のものであってよい。
平衡形円板共振器１００Ａの導体板１２１及び導体板１２２にはそれぞれ、それらの温度を調節する温度調節素子としてペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２が接続される。この例では、導体板１２１に接続導体１２１ａを介して接続される接続導体１２１ｂに、ペルチェ素子１６１の一方の面１６１ａ側が接続され、導体板１２１とペルチェ素子１６１とが熱的に接続される。同様に、導体板１２２に接続導体１２２ａを介して接続される接続導体１２２ｂに、ペルチェ素子１６２の一方の面１６２ａ側が接続され、導体板１２２とペルチェ素子１６２とが熱的に接続される。
尚、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２は、上記第１の実施の形態で述べた温度調節部６の一形態、或いは温度調節部６に用いられる温度調節素子の一形態である。
導体板１２１とペルチェ素子１６１との間に介在される接続導体１２１ａ及び接続導体１２１ｂには、導体板１２１とペルチェ素子１６１との間の熱伝導を考慮した形状が採用される。例えば、導体板１２１からペルチェ素子１６１に向かって直線的に延びるか若しくは傾斜して広がる形状、ペルチェ素子１６１から導体板１２１に向かって傾斜して狭まるか若しくは直線的に延びる形状が採用される。同様に、導体板１２２とペルチェ素子１６２との間に介在される接続導体１２２ａ及び接続導体１２２ｂには、導体板１２２とペルチェ素子１６２との間の熱伝導を考慮した形状が採用される。例えば、導体板１２２からペルチェ素子１６２に向かって直線的に延びるか若しくは傾斜して広がる形状、ペルチェ素子１６２から導体板１２２に向かって傾斜して狭まるか若しくは直線的に延びる形状が採用される。
導体板１２１とペルチェ素子１６１との間に介在される接続導体１２１ａ及び接続導体１２１ｂには、導体板１２１とペルチェ素子１６１との間の熱伝導を考慮した形状が採用される。例えば、導体板１２１からペルチェ素子１６１に向かって直線的に延びるか若しくは傾斜して広がる形状、ペルチェ素子１６１から導体板１２１に向かって傾斜して狭まるか若しくは直線的に延びる形状が採用される。同様に、導体板１２２とペルチェ素子１６２との間に介在される接続導体１２２ａ及び接続導体１２２ｂには、導体板１２２とペルチェ素子１６２との間の熱伝導を考慮した形状が採用される。例えば、導体板１２２からペルチェ素子１６２に向かって直線的に延びるか若しくは傾斜して広がる形状、ペルチェ素子１６２から導体板１２２に向かって傾斜して狭まるか若しくは直線的に延びる形状が採用される。
平衡形円板共振器１００Ａのペルチェ素子１６１の、接続導体１２１ｂが接続される一方の面１６１ａ側とは反対の他方の面１６１ｂ側には、ヒートシンク１７１が接続される。同様に、ペルチェ素子１６２の、接続導体１２２ｂが接続される一方の面１６２ａ側とは反対の他方の面１６２ｂ側には、ヒートシンク１７２が接続される。ここでは一例として、複数のフィン１７１ａを備えた空冷式のヒートシンク１７１、及び複数のフィン１７２ａを備えた空冷式のヒートシンク１７２を図示している。ヒートシンク１７１及びヒートシンク１７２は、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２の、接続導体１２１ｂ及び接続導体１２２ｂの側とは反対の面１６１ｂ及び面１６２ｂの側が高温とされる場合の、当該面１６１ｂ及び面１６２ｂの側の放熱効率を高める機能を有する。また、ヒートシンク１７１及びヒートシンク１７２は、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２の、接続導体１２１ｂ及び接続導体１２２ｂの側とは反対の面１６１ｂ及び面１６２ｂの側が低温とされる場合の、当該面１６１ｂ及び面１６２ｂの側の温度上昇を抑える機能を有する。
平衡形円板共振器１００Ａの、円形導体箔１１０並びに誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２を挟む導体板１２１及び導体板１２２の外側には、ケース１８０が設けられる。ケース１８０には、リアケース１８１及びフロントケース１８２が含まれる。図４（Ａ）には便宜上、フロントケース１８２を取り外した状態を図示している。リアケース１８１は、導体板１２１及び導体板１２２を部分的に取り囲むような形状とされる。リアケース１８１及びフロントケース１８２には、ステンレス等の金属、エポキシ等の耐熱性の樹脂、セラミック等の各種材料を用いることができる。
平衡形円板共振器１００Ａの、リアケース１８１と導体板１２１及び導体板１２２との間には、それらに接する複数（ここでは一例として３本）のピン１９０が設けられる。リアケース１８１と導体板１２１及び導体板１２２との間に複数のピン１９０が介在されることで、リアケース１８１と導体板１２１及び導体板１２２との間に空間が形成される。平衡形円板共振器１００Ａにおいて、リアケース１８１と導体板１２１及び導体板１２２との間に形成される空間の空気層２００は、導体板１２１及び導体板１２２とリアケース１８１との間の熱伝導を抑える断熱層として機能する。
ピン１９０には、例えば、図４（Ｂ）に示すような、導体板１２１及び導体板１２２に跨って延びる長さを有する棒状のものが用いられる。ピン１９０には、ステンレス等の金属、エポキシ等の耐熱性の樹脂、セラミック等の各種材料を用いることができる。ピン１９０は、例えば、予めリアケース１８１に取り付けられ、リアケース１８１を、円形導体箔１１０並びに誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２を挟む導体板１２１及び導体板１２２の外側に被せることで、導体板１２１及び導体板１２２と接触される。ピン１９０は、導体板１２１及び導体板１２２とリアケース１８１との間の熱伝導を抑える観点から、例えば、正面視で長円形状（図４（Ａ））又は楕円形状とされ、導体板１２１及び導体板１２２との接触面積が小さく抑えられる。
続いて、上記のような構成を有する平衡形円板共振器１００Ａを用いた誘電特性の測定について説明する。
図５は第２の実施の形態に係る平衡形円板共振器を用いた誘電特性測定システムの一例について説明する図である。
図５は第２の実施の形態に係る平衡形円板共振器を用いた誘電特性測定システムの一例について説明する図である。
図５に示す誘電特性測定システム３００Ａは、平衡形円板共振器１００Ａ、ネットワークアナライザ３１０、温度センサ３２０及びペルチェ素子コントローラ３３０を備える。
平衡形円板共振器１００Ａとネットワークアナライザ３１０とは、同軸ケーブルを用いた励振線１５１及び励振線１５２によって接続される。励振線１５１は、平衡形円板共振器１００Ａの一方の導体板１２１に設けられた励振孔１４１の位置に接続され、励振線１５２は、他方の導体板１２２に設けられた励振孔１４２の位置に接続される。
平衡形円板共振器１００Ａとネットワークアナライザ３１０とは、同軸ケーブルを用いた励振線１５１及び励振線１５２によって接続される。励振線１５１は、平衡形円板共振器１００Ａの一方の導体板１２１に設けられた励振孔１４１の位置に接続され、励振線１５２は、他方の導体板１２２に設けられた励振孔１４２の位置に接続される。
例えば、ネットワークアナライザ３１０から出力される電磁波が、励振線１５１を通じて平衡形円板共振器１００Ａに入力される。平衡形円板共振器１００Ａでは、導体板１２１と円形導体箔１１０との間で誘電体基板１３１の誘電特性に応じた共振が生じる。この電磁波が漏れ出し、円形導体箔１１０と導体板１２２との間で誘電体基板１３２の誘電特性に応じた共振が生じる。そして、この電磁波が、励振線１５２を通じてネットワークアナライザ３１０に入力される。ネットワークアナライザ３１０を用いた所定周波数範囲の電磁波の平衡形円板共振器１００Ａへの出力、それによる平衡形円板共振器１００Ａからのネットワークアナライザ３１０への入力により、共振波形が取得され、共振周波数及び無負荷Ｑの値が測定される。測定される共振周波数及び無負荷Ｑの値に基づき、測定対象の誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の比誘電率及び誘電正接が測定される。
誘電特性測定システム３００Ａの温度センサ３２０は、導体板１２１及び導体板１２２の温度を検出する。温度センサ３２０は、導体板１２１に接続される接続導体１２１ａ又は接続導体１２１ｂ、及び導体板１２２に接続される接続導体１２２ａ又は接続導体１２２ｂの温度を、導体板１２１及び導体板１２２の温度として検出するものであってもよい。温度センサ３２０には、熱電対等が用いられる。温度センサ３２０には、非接触型のものが用いられてもよい。
誘電特性測定システム３００Ａのペルチェ素子コントローラ３３０は、温度センサ３２０によって検出された導体板１２１及び導体板１２２の温度に基づき、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２に与える直流電流の大きさ及び極性を制御する。
誘電特性測定システム３００Ａでは、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の誘電特性の測定が、所定測定温度で行われる。この場合、誘電特性測定システム３００Ａでは、温度センサ３２０が導体板１２１及び導体板１２２の温度を検出し、検出された温度に基づき、ペルチェ素子コントローラ３３０が、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２に与える直流電流を制御する。
例えば、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２では、ペルチェ素子コントローラ３３０によって与えられる直流電流に基づき、接続導体１２１ｂ及び接続導体１２２ｂの側で発熱、ヒートシンク１７１及びヒートシンク１７２の側で吸熱が起こる。或いは、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２では、ペルチェ素子コントローラ３３０によって与えられる直流電流に基づき、接続導体１２１ｂ及び接続導体１２２ｂの側で吸熱、ヒートシンク１７１及びヒートシンク１７２の側で発熱が起こる。
導体板１２１及び導体板１２２を加熱する場合には、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２を、接続導体１２１ｂ及び接続導体１２２ｂの側の面１６１ａ及び面１６２ａで発熱が起こるように、ペルチェ素子コントローラ３３０による制御を行う。ヒートシンク１７１及びヒートシンク１７２は、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２の吸熱が起こるヒートシンク１７１及びヒートシンク１７２の側の面１６１ｂ及び面１６２ｂの冷却に寄与する。
導体板１２１及び導体板１２２を冷却する場合には、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２を、接続導体１２１ｂ及び接続導体１２２ｂの側の面１６１ａ及び面１６２ａで吸熱が起こるように、ペルチェ素子コントローラ３３０による制御を行う。ヒートシンク１７１及びヒートシンク１７２は、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２の発熱が起こるヒートシンク１７１及びヒートシンク１７２の側の面１６１ｂ及び面１６１ｂの冷却に寄与する。
このように誘電特性測定システム３００Ａでは、温度センサ３２０によって導体板１２１及び導体板１２２の温度が検出される。そして、温度センサ３２０で検出された温度に基づき、ペルチェ素子コントローラ３３０によってペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２が制御される。これにより、接続導体１２１ａ及び接続導体１２１ｂ並びに接続導体１２２ａ及び接続導体１２２ｂを介して、導体板１２１及び導体板１２２へ或いは導体板１２１及び導体板１２２から熱が移動し、導体板１２１及び導体板１２２の温度が調節される。ペルチェ素子コントローラ３３０によるペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２の制御によって導体板１２１及び導体板１２２の温度が調節されることで、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２が所定測定温度に調節される。例えば、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２を用いることで、－５５℃～１５０℃の温度範囲、或いは更に広い－１００℃～２００℃の温度範囲で、導体板１２１及び導体板１２２の温度、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の温度が調節可能になる。誘電特性測定システム３００Ａでは、このようにして誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２が所定測定温度に調節され、上記のような誘電特性の測定が行われる。
誘電特性測定システム３００Ａでは、温度センサ３２０及びペルチェ素子コントローラ３３０を用いて誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２が所定測定温度に調節されるため、誘電特性の測定時に平衡形円板共振器１００Ａを恒温槽内に配置することを要しない。平衡形円板共振器１００Ａを恒温槽内に配置しないため、平衡形円板共振器１００Ａに接続される励振線１５１及び励振線１５２（それらの一部）が恒温槽内に配置されることが抑えられる。それにより、励振線１５１及び励振線１５２が熱劣化すること、及び励振線１５１及び励振線１５２の温度依存性の影響により誘電特性の測定に誤差が生じることが抑えられる。平衡形円板共振器１００Ａ及びこれを用いた誘電特性測定システム３００Ａによれば、所定測定温度の誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の誘電特性を高い精度で測定することが可能になる。
また、平衡形円板共振器１００Ａでは、それに接続される励振線１５１及び励振線１５２が恒温槽内に配置されないため、励振線１５１及び励振線１５２の温度依存性を予め取得すること、測定の度に予め取得することを要しない。更に、取得した励振線１５１及び励振線１５２の温度依存性に基づいて誘電特性の測定値を補正することを要しない。平衡形円板共振器１００Ａ及びこれを用いた誘電特性測定システム３００Ａによれば、測定の工数増大、煩雑化等を抑えることが可能になる。
また、平衡形円板共振器１００Ａでは、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２を用いて導体板１２１及び導体板１２２の温度が調節され、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の温度が調節される。ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２を用いることで、恒温槽を用いる場合に比べて、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の温度を迅速に調節することが可能になる。これにより、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の誘電特性の１測定温度当たりの測定時間を短縮することが可能になり、複数の測定温度について測定を行う場合にも、１日がかりの作業になるといった長時間化を抑えることが可能になる。例えば、恒温槽を用いる場合には、１測定温度当たり３０分程度の測定時間を要するのに対し、平衡形円板共振器１００Ａでは、１測定温度当たり３分程度の測定時間で済み、測定時間が１０分の１程度まで短縮される。平衡形円板共振器１００Ａ及びこれを用いた誘電特性測定システム３００Ａによれば、所定測定温度の誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の誘電特性を比較的短時間で測定することが可能になる。
平衡形円板共振器１００Ａ及びこれを用いた誘電特性測定システム３００Ａによれば、所定測定温度の誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の誘電特性を高い精度で且つ効率的に測定することが可能になる。
また、平衡形円板共振器１００Ａでは、リアケース１８１と導体板１２１及び導体板１２２との間に複数のピン１９０が介在され、空気層２００のような断熱層が形成されることで、平衡形円板共振器１００Ａの外部の温度が導体板１２１及び導体板１２２の温度に及ぼす影響を小さく抑えることが可能になる。これにより、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２を用いた導体板１２１及び導体板１２２の温度の調節、それによる誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の温度の調節を、精度良く行うことが可能になる。
複数のピン１９０は、例えば、予めリアケース１８１に取り付けられ、リアケース１８１を、導体板１２１及び導体板１２２の外側に被せることで、導体板１２１及び導体板１２２と接触される。複数のピン１９０が導体板１２１及び導体板１２２に接触するようにリアケース１８１を被せることで、リアケース１８１と導体板１２１及び導体板１２２との間に、リアケース１８１からの複数のピン１９０の高さに相当する大きさの空間（断熱層）が形成される。更に、リアケース１８１から所定高さの複数のピン１９０により、リアケース１８１が導体板１２１及び導体板１２２に対して位置合わせされる。複数のピン１９０が設けられることで、平衡形円板共振器１００Ａの断熱化と共に、その組み立て作業の効率化、簡便化を図ることが可能になる。
また、平衡形円板共振器１００Ａでは、導体板１２１及び導体板１２２の、円形導体箔１１０の中心軸１１０ｃ上から外れた位置、即ち側面に、接続導体１２１ａ及び接続導体１２１ｂ並びに接続導体１２２ａ及び接続導体１２２ｂが設けられる。そして、接続導体１２１ｂ及び接続導体１２２ｂに、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２が接続される。このように平衡形円板共振器１００Ａでは、導体板１２１及び導体板１２２の形状自体は変更せず、それらの側面に温度調節のための要素を接続、配置する。これにより、円形導体箔１１０の中心軸１１０ｃに対する導体板１２１及び導体板１２２（それらの励振孔１４１及び励振孔１４２）の調芯精度の低下、不要共振の発生を抑えて、温度調節を実現することが可能になる。
図６は第２の実施の形態に係る平衡形円板共振器の第２の例について説明する図である。図６（Ａ）には平衡形円板共振器の一例の要部正面図を模式的に示している。図６（Ｂ）には平衡形円板共振器の一例の要部断面図を模式的に示している。尚、図６（Ａ）は図６（Ｂ）に示す一部の要素（後述するフロントケース）の図示を省略した状態である。図６（Ｂ）は図６（Ａ）のVI－VI線に沿った切断面に対応する要部断面図である。
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示す平衡形円板共振器１００Ｂでは、導体板１２１に接続導体１２１ａを介して接続される接続導体１２１ｂと、導体板１２２に接続導体１２２ａを介して接続される接続導体１２２ｂとに、共通のペルチェ素子１６３が接続される。ペルチェ素子１６３には、フィン１７３ａを備えたヒートシンク１７３が接続される。平衡形円板共振器１００Ｂは、このような点で、上記第１の例で述べた平衡形円板共振器１００Ａ（図４）、即ち、接続導体１２１ｂと接続導体１２２ｂとにそれぞれペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２が接続される平衡形円板共振器１００Ａと相違する。平衡形円板共振器１００Ｂでは、ペルチェ素子１６３（及びヒートシンク１７３）を用いて導体板１２１及び導体板１２２の加熱又は冷却が行われ、導体板１２１及び導体板１２２の温度が調節され、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の温度が調節される。
例えば、上記誘電特性測定システム３００Ａ（図５）の例に従い、平衡形円板共振器１００Ｂを用いた誘電特性測定システムが実現される。平衡形円板共振器１００Ｂを用いた誘電特性測定システムでは、励振線１５１及び励振線１５２を用いて平衡形円板共振器１００Ｂにネットワークアナライザが接続される。平衡形円板共振器１００Ｂを用いた誘電特性測定システムには、導体板１２１及び導体板１２２の温度を検出する温度センサ、及び温度センサで検出される温度に基づいてペルチェ素子１６３を制御するペルチェ素子コントローラが設けられる。平衡形円板共振器１００Ｂを用いた誘電特性測定システムでは、ペルチェ素子コントローラによるペルチェ素子１６３の制御によって導体板１２１及び導体板１２２の温度が調節されることで、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２が所定測定温度に調節される。誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２が所定測定温度に調節され、ネットワークアナライザ並びに励振線１５１及び励振線１５２を用いて誘電特性の測定が行われる。
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すような平衡形円板共振器１００Ｂ及びこれを用いた誘電特性測定システムによっても、所定測定温度の誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の誘電特性を高い精度で且つ効率的に測定することが可能になる。
図７は第２の実施の形態に係る平衡形円板共振器の第３の例について説明する図である。図７（Ａ）には平衡形円板共振器の一例の要部正面図を模式的に示している。図７（Ｂ）には平衡形円板共振器の一例の要部断面図を模式的に示している。尚、図７（Ａ）は図７（Ｂ）に示す一部の要素（後述するフロントケース）の図示を省略した状態である。図７（Ｂ）は図７（Ａ）のVII－VII線に沿った切断面に対応する要部断面図である。
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示す平衡形円板共振器１００Ｃでは、導体板１２１に、接続導体１２１ａ及び接続導体１２１ｂに加えて、導体板１２１に連続して接続される接続導体１２１ｃ、及びそれに連続して接続される接続導体１２１ｄが設けられる。平衡形円板共振器１００Ｃでは、その接続導体１２１ｄにペルチェ素子１６４が接続され、そのペルチェ素子１６４にヒートシンク１７４が接続される。平衡形円板共振器１００Ｃでは更に、導体板１２２に、接続導体１２２ａ及び接続導体１２２ｂに加えて、導体板１２２に連続して接続される他の接続導体（図示せず）が設けられ、その接続導体にペルチェ素子（図示せず）が接続され、そのペルチェ素子にヒートシンク１７５が接続される。平衡形円板共振器１００Ｃは、このような点で、上記第１の例で述べた平衡形円板共振器１００Ａ（図４）と相違する。
平衡形円板共振器１００Ｃにおいて、導体板１２１に接続導体１２１ａ及び接続導体１２１ｂを介して接続されるペルチェ素子１６１と、接続導体１２１ｃ及び接続導体１２１ｄを介して接続されるペルチェ素子１６４とは、同種のものであってもよいし異種のものであってもよい。導体板１２２に接続導体１２２ａ及び接続導体１２２ｂを介して接続されるペルチェ素子１６２と、他の接続導体を介して接続される他のペルチェ素子とは、同種のものであってもよいし異種のものであってもよい。
このように平衡形円板共振器１００Ｃでは、導体板１２１に、接続導体１２１ａ及び接続導体１２１ｂを介してペルチェ素子１６１が接続され、接続導体１２１ｃ及び接続導体１２１ｄを介してペルチェ素子１６４が接続される。導体板１２２には、接続導体１２２ａ及び接続導体１２２ｂを介してペルチェ素子１６２が接続され、他の接続導体を介して他のペルチェ素子が接続される。平衡形円板共振器１００Ｃでは、これらのペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２並びにペルチェ素子１６４等を用いて導体板１２１及び導体板１２２の加熱又は冷却が行われ、導体板１２１及び導体板１２２の温度、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の温度が調節される。
例えば、上記誘電特性測定システム３００Ａ（図５）の例に従い、平衡形円板共振器１００Ｃを用いた誘電特性測定システムが実現される。平衡形円板共振器１００Ｃを用いた誘電特性測定システムでは、励振線１５１及び励振線１５２を用いて平衡形円板共振器１００Ｃにネットワークアナライザが接続される。当該誘電特性測定システムには更に、導体板１２１及び導体板１２２の温度を検出する温度センサ、並びに温度センサで検出される温度に基づいてペルチェ素子１６１、ペルチェ素子１６２及びペルチェ素子１６４等を制御するペルチェ素子コントローラが設けられる。当該誘電特性測定システムでは、ペルチェ素子コントローラによるペルチェ素子１６１、ペルチェ素子１６２及びペルチェ素子１６４等の制御によって導体板１２１及び導体板１２２の温度が調節され、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２が所定測定温度に調節される。誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２が所定測定温度に調節され、ネットワークアナライザ並びに励振線１５１及び励振線１５２を用いて誘電特性の測定が行われる。
図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すような平衡形円板共振器１００Ｃ及びこれを用いた誘電特性測定システムによっても、所定測定温度の誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の誘電特性を高い精度で且つ効率的に測定することが可能になる。
また、平衡形円板共振器１００Ｃでは、１つの導体板１２１の異なる位置に２つのペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６４が接続され、１つの導体板１２２の異なる位置にペルチェ素子１６２及び他のペルチェ素子が接続される。これにより、導体板１２１及び導体板１２２の温度を均一性良く迅速に調節することが可能になり、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２を均一性良く迅速に所定測定温度に調節することが可能になる。
尚、１つの導体板１２１に接続するペルチェ素子の個数は２つに限定されるものではなく、１つの導体板１２１に３つ以上のペルチェ素子を接続する構成が採用されてもよい。同様に、１つの導体板１２２に接続するペルチェ素子の個数は２つに限定されるものではなく、１つの導体板１２２に３つ以上のペルチェ素子を接続する構成が採用されてもよい。また、１つの導体板１２１に接続するペルチェ素子の個数と、１つの導体板１２２に接続するペルチェ素子の個数とは、同じであってもよいし異なっていてもよい。また、この第３の例に従い、上記第２の例で述べた平衡形円板共振器１００Ｂ（図６）の導体板１２１及び導体板１２２に更に、１つ又は２つ以上の他のペルチェ素子を設けることもできる。
図８は第２の実施の形態に係る平衡形円板共振器の第４の例について説明する図である。図８（Ａ）には平衡形円板共振器の一例の要部正面図を模式的に示している。図８（Ｂ）には平衡形円板共振器の一例の要部断面図を模式的に示している。尚、図８（Ａ）は図８（Ｂ）に示す一部の要素（後述するフロントケース）の図示を省略した状態である。図８（Ｂ）は図８（Ａ）のVIII－VIII線に沿った切断面に対応する要部断面図である。
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示す平衡形円板共振器１００Ｄでは、リアケース１８１と導体板１２１及び導体板１２２との間に形成される空間に断熱材２１０が設けられる。平衡形円板共振器１００Ｄは、このような点で、上記第１の例で述べた平衡形円板共振器１００Ａ（図４）と相違する。平衡形円板共振器１００Ｄにおいて、断熱材２１０は、導体板１２１及び導体板１２２とリアケース１８１との間の熱伝導を抑える断熱層として機能する。断熱材２１０には、例えば、ポリスチレンフォーム（発泡スチロール）、ウレタンフォーム、フェノールフォーム等の発泡系断熱材、グラスウール、ロックウール、セルローズファイバー等の繊維系断熱材を用いることができる。
例えば、上記誘電特性測定システム３００Ａ（図５）の例に従い、平衡形円板共振器１００Ｄを用いた誘電特性測定システムが実現される。平衡形円板共振器１００Ｄを用いた誘電特性測定システムでは、励振線１５１及び励振線１５２を用いて平衡形円板共振器１００Ｄにネットワークアナライザが接続される。当該誘電特性測定システムには更に、導体板１２１及び導体板１２２の温度を検出する温度センサ、並びに温度センサで検出される温度に基づいてペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２を制御するペルチェ素子コントローラが設けられる。当該誘電特性測定システムでは、ペルチェ素子コントローラによるペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２の制御によって導体板１２１及び導体板１２２の温度が調節され、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２が所定測定温度に調節される。誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２が所定測定温度に調節され、ネットワークアナライザ並びに励振線１５１及び励振線１５２を用いて誘電特性の測定が行われる。
平衡形円板共振器１００Ｄでは、導体板１２１及び導体板１２２の外側に断熱材２１０が設けられることで、平衡形円板共振器１００Ｄの外部の温度が導体板１２１及び導体板１２２の温度に及ぼす影響を小さく抑えることが可能になる。これにより、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２を用いた導体板１２１及び導体板１２２の温度の調節、それによる誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の温度の調節を、精度良く行うことが可能になる。
図８（Ａ）及び図８（Ｂ）に示すような平衡形円板共振器１００Ｄ及びこれを用いた誘電特性測定システムによっても、所定測定温度の誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の誘電特性を高い精度で且つ効率的に測定することが可能になる。
尚、この第４の例で述べた断熱材２１０は、上記第２の例で述べた平衡形円板共振器１００Ｂ（図６）及び上記第３の例で述べた平衡形円板共振器１００Ｃ（図７）にも同様に適用することができる。
［第３の実施の形態］
図９及び図１０は第３の実施の形態に係る平衡形円板共振器の一例について説明する図である。図９（Ａ）及び図１０（Ａ）にはそれぞれ平衡形円板共振器の一例の要部外観斜視図を模式的に示している。図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）にはそれぞれ平衡形円板共振器の一例の要部断面斜視図を模式的に示している。尚、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）ではそれぞれ図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示す一部の要素（後述するフロントケース）の図示を省略している。図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）はそれぞれ図９（Ａ）及び図１０（Ａ）の円形導体箔の中心軸線に沿った切断面に対応する要部断面図である。
図９及び図１０は第３の実施の形態に係る平衡形円板共振器の一例について説明する図である。図９（Ａ）及び図１０（Ａ）にはそれぞれ平衡形円板共振器の一例の要部外観斜視図を模式的に示している。図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）にはそれぞれ平衡形円板共振器の一例の要部断面斜視図を模式的に示している。尚、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）ではそれぞれ図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示す一部の要素（後述するフロントケース）の図示を省略している。図９（Ｂ）及び図１０（Ｂ）はそれぞれ図９（Ａ）及び図１０（Ａ）の円形導体箔の中心軸線に沿った切断面に対応する要部断面図である。
図９（Ａ）及び図９（Ｂ）並びに図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示す平衡形円板共振器１００Ｅは、導体板１２１及び導体板１２２を含む導体部材１２０Ｅを備える。導体部材１２０Ｅには更に、導体板１２１に連続して接続された接続導体１２１ｅ及びそれに連続して接続された接続導体１２１ｆ、並びに導体板１２２に連続して接続された接続導体１２２ｅ及びそれに連続して接続された接続導体１２２ｆが含まれる。このような導体部材１２０Ｅの、導体板１２１と導体板１２２との間に、円形導体箔１１０並びに誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２が挟まれて配置される。導体部材１２０Ｅの接続導体１２１ｆ及び接続導体１２２ｆの、互いの対向する面側とは反対の面側にそれぞれ、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２の一方の面１６１ａ及び面１６２ａの側が接続される。ペルチェ素子１６１の、接続導体１２１ｆが接続される一方の面１６１ａ側とは反対の他方の面１６１ｂ側には、複数のフィン１７１ａを備えたヒートシンク１７１が接続される。ペルチェ素子１６２の、接続導体１２２ｆが接続される一方の面１６２ａ側とは反対の他方の面１６２ｂ側には、複数のフィン１７２ａを備えたヒートシンク１７２が接続される。
平衡形円板共振器１００Ｅの、導体板１２１及び導体板１２２の外側には、リアケース１８１及びフロントケース１８２を含むケース１８０が設けられる。平衡形円板共振器１００Ｅの、リアケース１８１と導体板１２１及び導体板１２２との間には、それに接し、導体板１２１及び導体板１２２に跨って延びる長さを有する棒状の複数（ここでは一例として３本）のピン１９０が設けられる。リアケース１８１と導体板１２１及び導体板１２２との間に複数のピン１９０が介在されることで、リアケース１８１と導体板１２１及び導体板１２２との間の空間に空気層２００が形成される。その空間内には、断熱材２１０が設けられてもよい。リアケース１８１と導体板１２１及び導体板１２２との間の空間の空気層２００、及びその空間内に設けられる断熱材２１０は、導体板１２１及び導体板１２２とリアケース１８１との間の熱伝導を抑える断熱層として機能する。
リアケース１８１及びフロントケース１８２並びにピン１９０には、ステンレス等の金属、エポキシ等の耐熱性の樹脂、セラミック等の各種材料を用いることができる。ピン１９０は、例えば、予めリアケース１８１に取り付けられ、リアケース１８１を、円形導体箔１１０並びに誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２を挟む導体板１２１及び導体板１２２の外側に被せることで、導体板１２１及び導体板１２２と接触される。ピン１９０は、例えば、導体板１２１及び導体板１２２とリアケース１８１との間の熱伝導を抑える観点から、導体板１２１及び導体板１２２との接触面積が小さく抑えられるような形状とされる。
平衡形円板共振器１００Ｅの、導体板１２１の励振孔１４１の位置及び導体板１２２の励振孔１４２の位置にはそれぞれ、励振線１５１及び励振線１５２が接続される。励振線１５１及び励振線１５２には、同軸ケーブルが用いられる。励振は、円形導体箔１１０の中心軸１１０ｃ上に設けられた励振孔１４１及び励振孔１４２を介して、励振線１５１及び励振線１５２による電界結合で行われる。例えば、一方の導体板１２１側に接続される励振線１５１から入力され、共振した電磁波が、他方の導体板１２２側に接続される励振線１５２から出力される。平衡形円板共振器１００Ｅで測定される共振周波数及び無負荷Ｑの値に基づき、測定対象の誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の比誘電率及び誘電正接が測定される。
尚、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）並びに図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）には、平衡形円板共振器１００Ｅに励振線１５１及び励振線１５２が接続されている状態を示すが、励振線１５１及び励振線１５２は、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の誘電特性の測定時に接続されてもよい。
平衡形円板共振器１００Ｅでは、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２が用いられ、導体板１２１及び導体板１２２の温度が調整され、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２が所定測定温度に調節されて、上記のような誘電特性の測定が行われる。
導体板１２１とペルチェ素子１６１との間に介在される接続導体１２１ｅ及び接続導体１２１ｆには、導体板１２１とペルチェ素子１６１との間の熱伝導を考慮した形状が採用される。例えば、導体板１２１、接続導体１２１ｅ、接続導体１２１ｆに向かって幅又は厚さが大きくなる形状が採用される。同様に、導体板１２２とペルチェ素子１６２との間に介在される接続導体１２２ｅ及び接続導体１２２ｆには、導体板１２２とペルチェ素子１６２との間の熱伝導を考慮した形状が採用される。例えば、導体板１２２、接続導体１２２ｅ、接続導体１２２ｆに向かって幅又は厚さが大きくなる形状が採用される。
続いて、上記のような構成を有する平衡形円板共振器１００Ｅを用いた誘電特性の測定について説明する。
図１１は第３の実施の形態に係る平衡形円板共振器を用いた誘電特性測定システムの一例について説明する図である。
図１１は第３の実施の形態に係る平衡形円板共振器を用いた誘電特性測定システムの一例について説明する図である。
図１１に示す誘電特性測定システム３００Ｂは、平衡形円板共振器１００Ｅ、ネットワークアナライザ３１０、温度センサ３２０、ペルチェ素子コントローラ３３０及び冷却用ファンコントローラ３４０を備える。
平衡形円板共振器１００Ｅとネットワークアナライザ３１０とは、同軸ケーブルを用いた励振線１５１及び励振線１５２によって接続される。励振線１５１は、平衡形円板共振器１００Ｅの一方の導体板１２１に設けられた励振孔１４１の位置に接続され、励振線１５２は、他方の導体板１２２に設けられた励振孔１４２の位置に接続される。
例えば、ネットワークアナライザ３１０から出力される電磁波が、励振線１５１を通じて平衡形円板共振器１００Ｅに入力される。平衡形円板共振器１００Ｅでは、導体板１２１と円形導体箔１１０との間で誘電体基板１３１の誘電特性に応じた共振が生じる。この電磁波が漏れ出し、円形導体箔１１０と導体板１２２との間で誘電体基板１３２の誘電特性に応じた共振が生じる。そして、この電磁波が、励振線１５２を通じてネットワークアナライザ３１０に入力される。ネットワークアナライザ３１０を用いた所定周波数範囲の電磁波の平衡形円板共振器１００Ｅへの出力、それによる平衡形円板共振器１００Ｅからのネットワークアナライザ３１０への入力により、共振波形が取得され、共振周波数及び無負荷Ｑの値が測定される。測定される共振周波数及び無負荷Ｑの値に基づき、測定対象の誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の比誘電率及び誘電正接が測定される。
誘電特性測定システム３００Ｂの温度センサ３２０は、導体板１２１及び導体板１２２の温度を検出する。温度センサ３２０は、導体板１２１に接続される接続導体１２１ｅ又は接続導体１２１ｆ、及び導体板１２２に接続される接続導体１２２ｅ又は接続導体１２２ｆの温度を、導体板１２１及び導体板１２２の温度として検出するものであってもよい。温度センサ３２０には、熱電対等が用いられる。温度センサ３２０には、非接触型のものが用いられてもよい。
誘電特性測定システム３００Ｂのペルチェ素子コントローラ３３０は、温度センサ３２０によって検出された導体板１２１及び導体板１２２の温度に基づき、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２に与える直流電流の大きさ及び極性を制御する。
誘電特性測定システム３００Ｂにおいて、平衡形円板共振器１００Ｅのヒートシンク１７１及びヒートシンク１７２にはそれぞれ、冷却用ファン３４１及び冷却用ファン３４２が取り付けられる。冷却用ファンコントローラ３４０は、温度センサ３２０によって検出された導体板１２１及び導体板１２２の温度に基づき、冷却用ファン３４１及び冷却用ファン３４２の駆動又は停止、駆動時の風量を制御する。
誘電特性測定システム３００Ｂでは、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の誘電特性の測定が、所定測定温度で行われる。この場合、誘電特性測定システム３００Ｂでは、温度センサ３２０が導体板１２１及び導体板１２２の温度を検出し、検出された温度に基づき、ペルチェ素子コントローラ３３０が、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２に与える直流電流を制御する。誘電特性測定システム３００Ｂでは更に、温度センサ３２０で検出された導体板１２１及び導体板１２２の温度に基づき、冷却用ファンコントローラ３４０が、冷却用ファン３４１及び冷却用ファン３４２の駆動又は停止、駆動時の風量を制御する。
例えば、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２では、ペルチェ素子コントローラ３３０によって与えられる直流電流に基づき、接続導体１２１ｆ及び接続導体１２２ｆの側で発熱、ヒートシンク１７１及びヒートシンク１７２の側で吸熱が起こる。或いは、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２では、ペルチェ素子コントローラ３３０によって与えられる直流電流に基づき、接続導体１２１ｆ及び接続導体１２２ｆの側で吸熱、ヒートシンク１７１及びヒートシンク１７２の側で発熱が起こる。
導体板１２１及び導体板１２２を加熱する場合には、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２を、接続導体１２１ｆ及び接続導体１２２ｆの側の面１６１ａ及び面１６２ａで発熱が起こるように、ペルチェ素子コントローラ３３０による制御を行う。ヒートシンク１７１及びヒートシンク１７２は、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２の吸熱が起こるヒートシンク１７１及びヒートシンク１７２の側の面１６１ｂ及び面１６２ｂの冷却に寄与する。冷却用ファンコントローラ３４０によって冷却用ファン３４１及び冷却用ファン３４２が所定風量で駆動されることで、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２の吸熱が起こるヒートシンク１７１及びヒートシンク１７２の側の面１６１ｂ及び面１６２ｂの冷却が効果的に行われる。
導体板１２１及び導体板１２２を冷却する場合には、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２を、接続導体１２１ｆ及び接続導体１２２ｆの側の面１６１ａ及び面１６２ａで吸熱が起こるように、ペルチェ素子コントローラ３３０による制御を行う。ヒートシンク１７１及びヒートシンク１７２は、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２の発熱が起こるヒートシンク１７１及びヒートシンク１７２の側の面１６１ｂ及び面１６２ｂの冷却に寄与する。冷却用ファンコントローラ３４０によって冷却用ファン３４１及び冷却用ファン３４２が所定風量で駆動されることで、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２の発熱が起こるヒートシンク１７１及びヒートシンク１７２の側の面１６１ｂ及び面１６２ｂの冷却が効果的に行われる。
このように誘電特性測定システム３００Ｂでは、温度センサ３２０によって導体板１２１及び導体板１２２の温度が検出される。そして、温度センサ３２０で検出された温度に基づき、ペルチェ素子コントローラ３３０によってペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２が制御され、冷却用ファンコントローラ３４０によって冷却用ファン３４１及び冷却用ファン３４２が制御される。これにより、接続導体１２１ｅ及び接続導体１２１ｆ並びに接続導体１２２ｅ及び接続導体１２２ｆを介して、導体板１２１及び導体板１２２へ或いは導体板１２１及び導体板１２２から熱が移動し、導体板１２１及び導体板１２２の温度が調節される。ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２の制御、冷却用ファン３４１及び冷却用ファン３４２の制御によって導体板１２１及び導体板１２２の温度が調節されることで、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２が所定測定温度に調節される。誘電特性測定システム３００Ｂでは、このようにして誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２が所定測定温度に調節され、上記のような誘電特性の測定が行われる。
誘電特性測定システム３００Ｂでは、温度センサ３２０、ペルチェ素子コントローラ３３０及び冷却用ファンコントローラ３４０を用いて誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２が所定測定温度に調節される。そのため、誘電特性の測定時に平衡形円板共振器１００Ｅを恒温槽内に配置することを要しない。平衡形円板共振器１００Ｅを恒温槽内に配置しないため、平衡形円板共振器１００Ｅに接続される励振線１５１及び励振線１５２（それらの一部）が恒温槽内に配置されることが抑えられる。それにより、励振線１５１及び励振線１５２が熱劣化すること、及び励振線１５１及び励振線１５２の温度依存性の影響により誘電特性の測定に誤差が生じることが抑えられる。平衡形円板共振器１００Ｅ及びこれを用いた誘電特性測定システム３００Ｂによれば、所定測定温度の誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の誘電特性を高い精度で測定することが可能になる。
また、平衡形円板共振器１００Ｅでは、それに接続される励振線１５１及び励振線１５２が恒温槽内に配置されないため、励振線１５１及び励振線１５２の温度依存性を予め取得すること、測定の度に予め取得することを要しない。更に、取得した励振線１５１及び励振線１５２の温度依存性に基づいて誘電特性の測定値を補正することを要しない。平衡形円板共振器１００Ｅ及びこれを用いた誘電特性測定システム３００Ｂによれば、測定の工数増大、煩雑化等を抑えることが可能になる。
また、平衡形円板共振器１００Ｅでは、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２並びに冷却用ファン３４１及び冷却用ファン３４２を用いて導体板１２１及び導体板１２２の温度が調節され、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の温度が調節される。ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２並びに冷却用ファン３４１及び冷却用ファン３４２を用いることで、恒温槽を用いる場合に比べて、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の温度を迅速に調節することが可能になる。これにより、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の誘電特性の１測定温度当たりの測定時間を短縮することが可能になり、複数の測定温度について測定を行う場合にも、１日がかりの作業になるといった長時間化を抑えることが可能になる。例えば、平衡形円板共振器１００Ａでは、恒温槽を用いる場合に比べて、測定時間が１０分の１程度に短縮される。平衡形円板共振器１００Ｅ及びこれを用いた誘電特性測定システム３００Ｂによれば、所定測定温度の誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の誘電特性を比較的短時間で測定することが可能になる。
平衡形円板共振器１００Ｅ及びこれを用いた誘電特性測定システム３００Ｂによれば、所定測定温度の誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の誘電特性を高い精度で且つ効率的に測定することが可能になる。
また、平衡形円板共振器１００Ｅでは、リアケース１８１と導体板１２１及び導体板１２２との間に複数のピン１９０が介在され、空間が形成されることで、外部の温度が導体板１２１及び導体板１２２の温度に及ぼす影響を小さく抑えることが可能になる。これにより、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２を用いた導体板１２１及び導体板１２２、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の温度の調節を、精度良く行うことが可能になる。例えば、予め複数のピン１９０が取り付けられたリアケース１８１を、複数のピン１９０が導体板１２１及び導体板１２２に接触するように被せることで、複数のピン１９０の高さに相当する大きさの空間が形成される。更に、所定高さの複数のピン１９０により、リアケース１８１が導体板１２１及び導体板１２２に対して位置合わせされる。複数のピン１９０が設けられることで、平衡形円板共振器１００Ｅの断熱化と共に、その組み立て作業の効率化、簡便化を図ることが可能になる。
平衡形円板共振器１００Ｅでは、導体板１２１及び導体板１２２の形状自体は変更せず、それらの側面に温度調節のための要素、即ち、接続導体１２１ｅ、接続導体１２１ｆ、接続導体１２２ｅ、接続導体１２２ｆ、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２が接続され、配置される。これにより、円形導体箔１１０の中心軸１１０ｃに対する導体板１２１及び導体板１２２（それらの励振孔１４１及び励振孔１４２）の調芯精度の低下、不要共振の発生を抑えて、温度調節を実現することが可能になる。
図１１には、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２に接続された冷却用ファン３４１及び冷却用ファン３４２、及びこれらを制御する冷却用ファンコントローラ３４０を備える誘電特性測定システム３００Ｂを例示した。ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２には、このような冷却用ファン３４１及び冷却用ファン３４２に限らず、各種冷却装置を接続することができる。
図１２は第３の実施の形態に係る平衡形円板共振器を用いた誘電特性測定システムの別の例について説明する図である。図１２では誘電特性測定システムに用いられる平衡形円板共振器についてはその一部の要素を図示している。
図１２に示す誘電特性測定システム３００Ｃでは、平衡形円板共振器１００Ｆの導体板１２１に接続導体１２１ｅを介して繋がる接続導体１２１ｆに一方の面１６１ａ側が接続されたペルチェ素子１６１のその他方の面１６１ｂ側に、液冷式のヒートシンク１７６が接続される。誘電特性測定システム３００Ｃでは更に、平衡形円板共振器１００Ｆの導体板１２２に接続導体１２２ｅを介して繋がる接続導体１２２ｆに一方の面１６２ａ側が接続されたペルチェ素子１６２のその他方の面１６２ｂ側に、液冷式のヒートシンク１７７が接続される。ヒートシンク１７６及びヒートシンク１７７はそれぞれ、その内部に設けられた流路１７６ａ及び流路１７７ａを有する。ヒートシンク１７６の流路１７６ａ及びヒートシンク１７７の流路１７７ａには、チラー３５０との間で循環される水等の冷却液が流通される。チラー３５０とヒートシンク１７６及びヒートシンク１７７との間の冷却液の循環経路には、冷却液の流量（停止を含む）を制御する冷却液流量コントローラ３６０が設けられる。
誘電特性の測定時には、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２が用いられ、導体板１２１及び導体板１２２の加熱又は冷却が行われ、誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２が所定測定温度に調節される。誘電特性測定システム３００Ｃでは、この時の導体板１２１及び導体板１２２の温度が温度センサ３２０によって検出され、検出された温度に基づき、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２がペルチェ素子コントローラ３３０によって制御される。誘電特性測定システム３００Ｃでは更に、温度センサ３２０で検出された導体板１２１及び導体板１２２の温度に基づき、ヒートシンク１７６及びヒートシンク１７７の内部に流通される冷却液の流量が、冷却液流量コントローラ３６０によって制御される。冷却液流量コントローラ３６０によって冷却液の流量が制御されることで、ペルチェ素子１６１及びペルチェ素子１６２の吸熱又は発熱が起こるヒートシンク１７６及びヒートシンク１７７の側の面１６１ｂ及び面１６２ｂの冷却が効果的に行われる。
このような液冷式のヒートシンク１７６及びヒートシンク１７７を備える平衡形円板共振器１００Ｆ及びこれを用いた誘電特性測定システム３００Ｃによっても、所定測定温度の誘電体基板１３１及び誘電体基板１３２の誘電特性を高い精度で且つ効率的に測定することが可能になる。
以上説明した実施の形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１） 円形導体層と、
前記円形導体層の第１面側に第１誘電体基板を介して設けられる第１導体部、及び前記円形導体層の前記第１面とは反対の第２面側に第２誘電体基板を介して設けられる第２導体部を有する導体部材と、
前記導体部材に接続され、前記第１導体部及び前記第２導体部の温度を調節する温度調節部と
を含むことを特徴とする平衡形円板共振器。
（付記１） 円形導体層と、
前記円形導体層の第１面側に第１誘電体基板を介して設けられる第１導体部、及び前記円形導体層の前記第１面とは反対の第２面側に第２誘電体基板を介して設けられる第２導体部を有する導体部材と、
前記導体部材に接続され、前記第１導体部及び前記第２導体部の温度を調節する温度調節部と
を含むことを特徴とする平衡形円板共振器。
（付記２） 前記温度調節部は、
前記第１導体部と接続され、前記第１導体部を加熱又は冷却する第１温度調節素子と、
前記第２導体部と接続され、前記第２導体部を加熱又は冷却する第２温度調節素子と
を有することを特徴とする付記１に記載の平衡形円板共振器。
前記第１導体部と接続され、前記第１導体部を加熱又は冷却する第１温度調節素子と、
前記第２導体部と接続され、前記第２導体部を加熱又は冷却する第２温度調節素子と
を有することを特徴とする付記１に記載の平衡形円板共振器。
（付記３） 前記第１温度調節素子と接続される第１ヒートシンクと、
前記第２温度調節素子と接続される第２ヒートシンクと
を含むことを特徴とする付記２に記載の平衡形円板共振器。
前記第２温度調節素子と接続される第２ヒートシンクと
を含むことを特徴とする付記２に記載の平衡形円板共振器。
（付記４） 前記温度調節部は、前記第１導体部及び前記第２導体部と接続され、前記第１導体部及び前記第２導体部を加熱又は冷却する第３温度調節素子を有することを特徴とする付記１乃至３のいずれかに記載の平衡形円板共振器。
（付記５） 前記第３温度調節素子と接続される第３ヒートシンクを含むことを特徴とする付記４に記載の平衡形円板共振器。
（付記６） 前記導体部材は、
前記第１導体部と接続される第３導体部と、
前記第２導体部と接続される第４導体部と
を有し、
前記温度調節部は、
前記第３導体部を介して前記第１導体部と接続され、
前記第４導体部を介して前記第２導体部と接続されることを特徴とする付記１乃至５のいずれかに記載の平衡形円板共振器。
（付記６） 前記導体部材は、
前記第１導体部と接続される第３導体部と、
前記第２導体部と接続される第４導体部と
を有し、
前記温度調節部は、
前記第３導体部を介して前記第１導体部と接続され、
前記第４導体部を介して前記第２導体部と接続されることを特徴とする付記１乃至５のいずれかに記載の平衡形円板共振器。
（付記７） 前記第１導体部の、前記円形導体層の中心軸上の位置に設けられる第１励振孔と、
前記第１導体部の、前記第１励振孔の位置に接続される第１励振線と、
前記第２導体部の、前記円形導体層の前記中心軸上の位置に設けられる第２励振孔と、
前記第２導体部の、前記第２励振孔の位置に接続される第２励振線と
を含むことを特徴とする付記１乃至６のいずれかに記載の平衡形円板共振器。
前記第１導体部の、前記第１励振孔の位置に接続される第１励振線と、
前記第２導体部の、前記円形導体層の前記中心軸上の位置に設けられる第２励振孔と、
前記第２導体部の、前記第２励振孔の位置に接続される第２励振線と
を含むことを特徴とする付記１乃至６のいずれかに記載の平衡形円板共振器。
（付記８） 前記第１導体部及び前記第２導体部の外側に設けられるケースと、
前記第１導体部及び前記第２導体部と前記ケースとの間に設けられる断熱層と
を含むことを特徴とする付記１乃至７のいずれかに記載の平衡形円板共振器。
前記第１導体部及び前記第２導体部と前記ケースとの間に設けられる断熱層と
を含むことを特徴とする付記１乃至７のいずれかに記載の平衡形円板共振器。
（付記９） 前記第１導体部及び前記第２導体部と前記ケースとの間に設けられ、前記第１導体部及び前記第２導体部と前記ケースとに接する複数のピンを含むことを特徴とする付記８に記載の平衡形円板共振器。
（付記１０） 円形導体層と、
前記円形導体層の第１面側に第１誘電体基板を介して設けられる第１導体部、及び前記円形導体層の前記第１面とは反対の第２面側に第２誘電体基板を介して設けられる第２導体部を有する導体部材と、
前記導体部材に接続され、前記第１導体部及び前記第２導体部の温度を調節する温度調節部と
を含む平衡形円板共振器を用いた誘電特性測定方法であって、
前記温度調節部によって前記第１導体部及び前記第２導体部の温度を調節し、
温度が調節された前記第１導体部及び前記第２導体部と前記円形導体層との間に設けられる前記第１誘電体基板及び前記第２誘電体基板の誘電特性を測定する
ことを特徴とする誘電特性測定方法。
前記円形導体層の第１面側に第１誘電体基板を介して設けられる第１導体部、及び前記円形導体層の前記第１面とは反対の第２面側に第２誘電体基板を介して設けられる第２導体部を有する導体部材と、
前記導体部材に接続され、前記第１導体部及び前記第２導体部の温度を調節する温度調節部と
を含む平衡形円板共振器を用いた誘電特性測定方法であって、
前記温度調節部によって前記第１導体部及び前記第２導体部の温度を調節し、
温度が調節された前記第１導体部及び前記第２導体部と前記円形導体層との間に設けられる前記第１誘電体基板及び前記第２誘電体基板の誘電特性を測定する
ことを特徴とする誘電特性測定方法。
（付記１１） 円形導体層と、
前記円形導体層の第１面側に第１誘電体基板を介して設けられる第１導体部、及び前記円形導体層の前記第１面とは反対の第２面側に第２誘電体基板を介して設けられる第２導体部を有する導体部材と、
前記導体部材に接続され、前記第１導体部及び前記第２導体部の温度を調節する温度調節部と
を含む平衡形円板共振器と、
前記平衡形円板共振器に接続され、前記第１導体部及び前記第２導体部と前記円形導体層との間に設けられる前記第１誘電体基板及び前記第２誘電体基板の誘電特性を測定するネットワークアナライザと、
前記ネットワークアナライザによる前記誘電特性の測定の際に前記第１導体部及び前記第２導体部の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサによって検出される前記第１導体部及び前記第２導体部の温度に基づき、前記温度調節部による前記第１導体部及び前記第２導体部の温度の調節を制御するコントローラと
を含むことを特徴とする誘電特性測定システム。
前記円形導体層の第１面側に第１誘電体基板を介して設けられる第１導体部、及び前記円形導体層の前記第１面とは反対の第２面側に第２誘電体基板を介して設けられる第２導体部を有する導体部材と、
前記導体部材に接続され、前記第１導体部及び前記第２導体部の温度を調節する温度調節部と
を含む平衡形円板共振器と、
前記平衡形円板共振器に接続され、前記第１導体部及び前記第２導体部と前記円形導体層との間に設けられる前記第１誘電体基板及び前記第２誘電体基板の誘電特性を測定するネットワークアナライザと、
前記ネットワークアナライザによる前記誘電特性の測定の際に前記第１導体部及び前記第２導体部の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサによって検出される前記第１導体部及び前記第２導体部の温度に基づき、前記温度調節部による前記第１導体部及び前記第２導体部の温度の調節を制御するコントローラと
を含むことを特徴とする誘電特性測定システム。
１ 円形導体層
１ａ，１ｂ，１１０ａ，１１０ｂ，１６１ａ，１６１ｂ，１６２ａ，１６２ｂ 面
１ｃ，１１０ｃ，４１０ｃ 中心軸
２，１２０，１２０Ｅ，４２０ 導体部材
２ａ，２ｂ，４２１，４２２ 導体部
３ａ，３ｂ，１３１，１３２，４３１，４３２ 誘電体基板
４ａ，４ｂ，１４１，１４２，４４１，４４２ 励振孔
６ 温度調節部
１０，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，４００ 平衡形円板共振器
１１０ 円形導体箔
１２１，１２２ 導体板
１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄ，１２１ｅ，１２１ｆ，１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｅ，１２２ｆ 接続導体
１５１，１５２，４５１，４５２ 励振線
１６１，１６２，１６３，１６４ ペルチェ素子
１７１，１７２，１７３，１７４，１７５，１７６，１７７ ヒートシンク
１７１ａ，１７２ａ，１７３ａ フィン
１７６ａ，１７７ａ 流路
１８０ ケース
１８１ リアケース
１８２ フロントケース
１９０ ピン
２００ 空気層
２１０ 断熱材
３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ 誘電特性測定システム
３１０ ネットワークアナライザ
３２０ 温度センサ
３３０ ペルチェ素子コントローラ
３４０ 冷却用ファンコントローラ
３４１，３４２ 冷却用ファン
３５０ チラー
３６０ 冷却液流量コントローラ
４１０ 円形銅箔
５００ 恒温槽
１ａ，１ｂ，１１０ａ，１１０ｂ，１６１ａ，１６１ｂ，１６２ａ，１６２ｂ 面
１ｃ，１１０ｃ，４１０ｃ 中心軸
２，１２０，１２０Ｅ，４２０ 導体部材
２ａ，２ｂ，４２１，４２２ 導体部
３ａ，３ｂ，１３１，１３２，４３１，４３２ 誘電体基板
４ａ，４ｂ，１４１，１４２，４４１，４４２ 励振孔
６ 温度調節部
１０，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，４００ 平衡形円板共振器
１１０ 円形導体箔
１２１，１２２ 導体板
１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ，１２１ｄ，１２１ｅ，１２１ｆ，１２２ａ，１２２ｂ，１２２ｅ，１２２ｆ 接続導体
１５１，１５２，４５１，４５２ 励振線
１６１，１６２，１６３，１６４ ペルチェ素子
１７１，１７２，１７３，１７４，１７５，１７６，１７７ ヒートシンク
１７１ａ，１７２ａ，１７３ａ フィン
１７６ａ，１７７ａ 流路
１８０ ケース
１８１ リアケース
１８２ フロントケース
１９０ ピン
２００ 空気層
２１０ 断熱材
３００Ａ，３００Ｂ，３００Ｃ 誘電特性測定システム
３１０ ネットワークアナライザ
３２０ 温度センサ
３３０ ペルチェ素子コントローラ
３４０ 冷却用ファンコントローラ
３４１，３４２ 冷却用ファン
３５０ チラー
３６０ 冷却液流量コントローラ
４１０ 円形銅箔
５００ 恒温槽
Claims (9)
- 円形導体層と、
前記円形導体層の第１面側に第１誘電体基板を介して設けられる第１導体部、及び前記円形導体層の前記第１面とは反対の第２面側に第２誘電体基板を介して設けられる第２導体部を有する導体部材と、
前記導体部材に接続され、前記第１導体部及び前記第２導体部の温度を調節する温度調節部と
を含み、
前記導体部材は、
前記第１導体部と接続される第３導体部と、
前記第２導体部と接続される第４導体部と
を更に有し、
前記温度調節部は、
前記第３導体部を介して前記第１導体部と接続され、
前記第４導体部を介して前記第２導体部と接続されることを特徴とする平衡形円板共振器。 - 前記温度調節部は、
前記第１導体部と接続され、前記第１導体部を加熱又は冷却する第１温度調節素子と、
前記第２導体部と接続され、前記第２導体部を加熱又は冷却する第２温度調節素子と
を有することを特徴とする請求項１に記載の平衡形円板共振器。 - 前記第１温度調節素子と接続される第１ヒートシンクと、
前記第２温度調節素子と接続される第２ヒートシンクと
を含むことを特徴とする請求項２に記載の平衡形円板共振器。 - 前記温度調節部は、前記第１導体部及び前記第２導体部と接続され、前記第１導体部及び前記第２導体部を加熱又は冷却する第３温度調節素子を有することを特徴とする請求項１に記載の平衡形円板共振器。
- 前記第３温度調節素子と接続される第３ヒートシンクを含むことを特徴とする請求項４に記載の平衡形円板共振器。
- 前記第１導体部の、前記円形導体層の中心軸上の位置に設けられる第１励振孔と、
前記第１導体部の、前記第１励振孔の位置に接続される第１励振線と、
前記第２導体部の、前記円形導体層の前記中心軸上の位置に設けられる第２励振孔と、
前記第２導体部の、前記第２励振孔の位置に接続される第２励振線と
を含むことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の平衡形円板共振器。 - 前記第１導体部及び前記第２導体部の外側に設けられるケースと、
前記第１導体部及び前記第２導体部と前記ケースとの間に設けられる断熱層と
を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の平衡形円板共振器。 - 円形導体層と、
前記円形導体層の第１面側に第１誘電体基板を介して設けられる第１導体部、及び前記円形導体層の前記第１面とは反対の第２面側に第２誘電体基板を介して設けられる第２導体部を有する導体部材と、
前記導体部材に接続され、前記第１導体部及び前記第２導体部の温度を調節する温度調節部と
を含み、
前記導体部材は、
前記第１導体部と接続される第３導体部と、
前記第２導体部と接続される第４導体部と
を更に有し、
前記温度調節部は、
前記第３導体部を介して前記第１導体部と接続され、
前記第４導体部を介して前記第２導体部と接続される平衡形円板共振器を用いた誘電特性測定方法であって、
前記温度調節部によって前記第３導体部及び前記第４導体部を介して前記第１導体部及び前記第２導体部の温度を調節し、
温度が調節された前記第１導体部及び前記第２導体部と前記円形導体層との間に設けられる前記第１誘電体基板及び前記第２誘電体基板の誘電特性を測定する
ことを特徴とする誘電特性測定方法。 - 円形導体層と、
前記円形導体層の第１面側に第１誘電体基板を介して設けられる第１導体部、及び前記円形導体層の前記第１面とは反対の第２面側に第２誘電体基板を介して設けられる第２導体部を有する導体部材と、
前記導体部材に接続され、前記第１導体部及び前記第２導体部の温度を調節する温度調節部と
を含み、
前記導体部材は、
前記第１導体部と接続される第３導体部と、
前記第２導体部と接続される第４導体部と
を更に有し、
前記温度調節部は、
前記第３導体部を介して前記第１導体部と接続され、
前記第４導体部を介して前記第２導体部と接続される平衡形円板共振器と、
前記平衡形円板共振器に接続され、前記第１導体部及び前記第２導体部と前記円形導体層との間に設けられる前記第１誘電体基板及び前記第２誘電体基板の誘電特性を測定するネットワークアナライザと、
前記ネットワークアナライザによる前記誘電特性の測定の際に前記第１導体部及び前記第２導体部の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサによって検出される前記第１導体部及び前記第２導体部の温度に基づき、前記温度調節部による前記第３導体部及び前記第４導体部を介した前記第１導体部及び前記第２導体部の温度の調節を制御するコントローラと
を含むことを特徴とする誘電特性測定システム。
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Citations (5)
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| JP2003344466A (ja) | 2002-05-27 | 2003-12-03 | Kyocera Corp | 誘電定数測定法 |
| JP2004128592A (ja) | 2002-09-30 | 2004-04-22 | Kinseki Ltd | 圧電素板の温度特性測定方法 |
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| JP2014106224A (ja) | 2012-11-27 | 2014-06-09 | Keycom Corp | 円板共振器 |
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| JPH0742202U (ja) | 1993-12-24 | 1995-07-21 | 宇部興産株式会社 | 誘電体共振器装置 |
-
2020
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2021
- 2021-03-24 US US17/210,561 patent/US11749874B2/en active Active
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