JPH036466A - 相互変調歪の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は相互変調歪の測定方法に関し、特に、共振法
を用いて誘電体と銀電極との境界部分で発生ずる相互変
調歪を測定する新規な方法に関する。

〔従来技術〕

従来の方法では、誘電体と銀電極との境界部分で発生す
る相互変調歪は測定できなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

それゆえに、この発明の主たる目的は、誘電体と銀電極
との境界部分で発生ずる相互変調歪を測定できる、新規
な相互変調歪の測定方法を提供することである。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、両端が電磁気的に閉塞された円筒キャビテ
ィ内に第１の誘電体または第１の誘電体と同じ誘電体か
らなりかつ被測定銀電極が付加された第２の誘電体を配
置し、円筒キャビティの両端に設けられた２つの入力ル
ープから波長の異なる入力信号を放射し、円筒キャビテ
ィに設けられた出力ループによって円筒キャビティから
出力を取り出し、第１の誘電体を配置したときの出力と
第２の誘電体を配置したときの出力を比較することによ
って誘電体と銀電極との境界部分で発生ずる相互変調歪
を測定する相互変調歪の測定方法である。

〔作用〕

まず、電磁気的に閉塞された円筒キャビティ内に、第１
の誘電体を配置する。その後、２つの入力ループから波
長の異なる入力信号を放射し、出力ループによって円筒
キャビティの出力を取り出す。次に、円筒キャビティ内
に、銀電極が付加された第２の誘電体を配置する。そし
て、第１の誘電体を配置したときと同じように、２つの
人力ループから波長の異なる入力信号を放射し、円筒キ
ャビティの出力を取り出す。そして、第１の誘電体を配
置したときの出力と、第２の誘電体を配置したときの出
力を比較する。そうすると、それらの出力の差から、第
２の誘電体とそれに付加された銀電極との境界部分で発
生ずる相互変調歪がわかる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、誘電体と銀電極との境界部分で発生
ずる相互変調歪が予め把握できるので、設計に際して極
めて有効である。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点
は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図解図である。

この実施例の相互変調歪測定装置１ｏは円筒金属ケース
１２を含み、この円筒金属ケース１２は、たとえば銅の
円筒に銀めっきを施されたもので、内壁の表面粗さは１
μｍ以下に仕上げられる。この円筒金属ケース１２によ
って円筒キャビティ１４が規定される。

円筒金属ケース１２の両端には、円柱状の誘電体１６が
それぞれ嵌め込まれる。そして、誘電体１６には、有底
円筒状の金属導体１８が、それぞれ、底部が内側になる
ように埋め込まれる。誘電体１６および金属導体１８は
、協働して、λ／４誘電体同軸共振器を構成する。した
がって、両者の長さは、この相互変調歪測定装置１ｏで
使用する電磁波の使用中心周波数の波長をλとすれば、
λ／４に設定される。

この誘電体１６および金属導体１８は金属キャビティ１
４内からのＴＥＭモードのリークを抑制するためのもの
である。たとえば、誘電体１６の直径すなわち円筒キャ
ビティ１４の内径を１２０髄、金属導体１８の直径を８
０ｍｍ、誘電体１６の比誘電率εｒを「２」とし、そし
て中心周波数を８７０ＭＨｚとしたとき、誘電体１６お
よび金属導体１８の長さを６０Ｍ（−λ／４）に設定す
ると、帯域的１００ＭＨｚで約６０ｄＢの減衰が得られ
た。このようにして、誘電体１６および金属導体１８は
円筒キャビティ１４の両端における閉塞手段として作用
する。

なお、誘電体１６の比誘電率εｒを大きくすれば、軸長
を短縮することが可能となり、したがって小形化できる
。

金属導体１８の中心部には、第２Ａ図からよくわかるよ
うに、誘電体１６を貫通ずるように、ケーブル２０がそ
れぞれ配置される。ケーブル２０の芯線は金属導体１８
とは絶縁されていて、円筒キャビティ１４内に突出する
芯線によって、第２Ｂ図からよくわかるようなアルフォ
ードループを構成し、それによって入力ループ２２が形
成される。

円筒キャビティ１４内には、たとえば発泡スチロールで
形成された支持台２４が配置される。そして、支持台２
４の上には、２つのスペーサ２６で所定間隔を隔てて、
被測定誘電体としての誘電体共振器２８および３０が固
定される。誘電体共振器２８は、比誘電率εｒが「３８
」のたとえばセラミック誘電体などから形成され、円筒
形状に形成される。誘電体共振器３０も円筒形状に形成
されるが、第３図の断面斜視図に示すように、誘電体共
振器３０には円環部３２を２つに分断する形で、銀電極
３４が形成される。誘電体共振器３０の円環部３２は、
誘電体共振器２８と同じ比誘電率のセラミック誘電体か
ら形成される。

誘電体共振器３０に、入力ループ２２から電磁界が加え
られると、誘電体を通る電界によって２つの銀電極３４
のそれぞれには、電流が流れることになる。その電流は
、銀電極３４の一方面側の誘電体を通る電界によるもの
と、他方面側の電界によるものとの総和である。しかし
、それぞれ電流の大きさは等しいが向きが反対であるた
め、電流は互いに打ち消され、相殺されて、結果的には
電流は流れない。したがって、銀電極３４に電流が流れ
るとその電流によって形成された電磁界で誘電体の電磁
界も影響を受けて乱れることになるが、電流が流れない
ので誘電体の電磁界に乱れは生じない。

なお、支持台２４には、最初、誘電体共振器２８を３つ
固定する。その状態で、後述するように出力ループの出
力を検出した後、第１図に示すように、支持台２４上の
３つの誘電体共振器２８のうちの両側の２つを誘電体共
振器３０に置き換える。したがって、第１図では、支持
台２４上に、１つの誘電体共振器２８と、２つの誘電体
共振器３０が固定された状態が描かれており、後述する
ように、この状態で再び出力ループの出力が検出される
。また、誘電体共振器２８および３０は中空誘電体共振
器として構成され、その軸線上に２つの入力ループ２２
の中心が配置される。

支持台２４の両側には、入力ループ２２との間に、それ
ぞれ、同じく発泡スチロールで形成された別の支持台３
６が配置される。この支持台３６上には、トラップ共振
器３８が固定される。このトラップ共振器３８も中空誘
電体共振器として構成され、その軸線が誘電体共振器２
８および３０のそれと一致するように配置される。

トラップ共振器３８は、それぞれ一方の入カル−１２２
から放射された入力信号を互いに遮断するためのフィル
タとして働く。すなわち、右側に配置されているトラッ
プ共振器３８は、左側の入力ループ２２から放射された
入力信号を遮断し、左側に配置されているトラップ共振
器３８は右側の入力ループ２２から放射された入力信号
を遮断する。

このトラップ共振器３８に相当するフィルタを円筒キャ
ビティ１４の外側に設けることも考えられるが、外側に
設けた場合には、誘電体共振器２８および３０の共振電
磁界がその外付フィルタの部分にまで及んでくるため、
入力ループ２２部分で発生した相互変調信号が誘電体共
振器２８および３０内に入力信号とともに混入し、測定
精度を低下させてしまうことがわかった。そこで、トラ
ップ共振器３８を誘電体共振器２８および３０と入力ル
ープ２２との間に配置するごとによって、誘電体共振器
２８および３０の共振電磁界をトラップ共振器３８間に
封じ込め、一方の入力ループ２２に他方の入力ループ２
２からの相互変調信号が影響を与えないようにしている
。そして、誘電体共振器２８および３０とトラップ共振
器３８との間の距離を調整して、両者は臨界結合されて
いる。

さらに、円筒キャビティ１４の長さ方向略中央部には、
出カル−１４０が配置される。この出カル−１４０も、
入カル−１２２がケーブル２０の芯線を利用して形成さ
れたように、ケーブル４２の芯線を利用して形成される
。

このような相互変調歪測定装置１０を用いた測定系が、
第４図に示すようにして構成される。たとえば高出力発
振器等で構成される信号源４４からの周波数ｆ１の高周
波信号は、所定の電圧レベルに調整された後、サーキュ
レータを経て相互変調歪測定装置１０の一方の入カル−
１２２に与えられる。別の信号源４６からの周波数ｆ２
の高周波信号が所定の電圧レベルに調整された後、サー
キュレータを経て、他方の入力ループ２２に与えられる
。そうすると、支持台２４にたとえば３つの誘電体共振
器２８が固定されているとき、３つの誘電体共振器２８
によって周波数ｆ１およびｆ２の入力信号によって相互
変調波が形成され、円筒キャビティ１４内に閉じ込めら
れる。したがって、出力ループ４０からは周波数ｆ０お
よびｆ２の２つの入力信号とともに、周波数ｆ３Ｈのた
とえば３次の相互変調信号が取り出される。そして、こ
の出力信号は、バンドパスフィルタ４８および増幅器５
０を経て、スペクトラムアナライザ５２に人力される。

一方、支持台２４に第１図に示すように１つの誘電体共
振器２８と２つの誘電体共振器３ｏとが固定されている
場合にも、周波数ｆ１およびｆ２の相互変調波が形成さ
れ、円筒キャビティＩ４内に閉じ込められる。そして、
出力ループ４ｏがらは周波数ｆ１およびｆ２の２つの入
力信号とともに、周波数ｆ３□１′のたとえば３次の相
互変調信号が出力され、スペクトラムアナライザ５２に
入力される。

そこで、支持台２４に３つの誘電体共振器２８を載置し
た状態でのスペクトラムアナライザ５２のデータと、１
つの誘電体共振器２８と２つの誘電体共振器３０とを載
置した状態でのスペクトラムアナライザ５２のデータを
比較する。そうすると、銀電極３４と誘電体共振器３０
を構成する誘電体との境界部分で発生する相互変調歪が
算出できることになる。

なお、上述の実施例では、支持台２４に３つの誘電体共
振器２８を載置した状態と、１つの誘電体共振器２８と
両側の２つの誘電体共振器３ｏを載置した状態でのスペ
クトラムアナライザ５２の出力を比較するが、２つの誘
電体共振器２８といずれか一方側の１つの誘電体共振器
３０を載置した状態で比較してもよい。さらに、この実
施例の相互変調歪測定装置１０では、支持台２４上に３
つの誘電体共振器２８を載置したが、５つの誘電体共振
器２８を載置するようにしてもよい。なお、この場合に
は、５つの誘電体共振器２８のいずれか１つを誘電体共
振器３０に取り換えればよいまた、上述の相互変調歪を
測定するために用いる共振モードの数や共振周波数は適
当に選択され、３次に限らず、たとえば５次以上の共振
周波数でもよい。モードもＴＥモード　ＴＭモードなど
の他に、より高次のモードでも適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す断面図解図である。 第２Ａ図は第１図実施例の誘電体および金属導体を示す
断面図であり、第２Ｂ図は入力ループも１ ２ 併せて示すその内側端面図である。 第３図は第１図実施例に用いる銀電極を付加した誘電体
共振器の断面斜視図である。 第４図は第１図実施例の装置によって構成した測定系を
示すブロック図である。 図において、１０は相互変調歪測定装置、１２は円筒金
属ケース、１４は円筒キャビティ、１６は誘電体、１８
は金属導体、２２ば入力ループ、２４および３６は支持
台、２８および３ｏは誘電体共振器、３４は銀電極、３
８はトラップ共振器、４０は出力ループを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　両端が電磁気的に閉塞された円筒キャビティ内に第１
   の誘電体または前記第１の誘電体と同じ誘電体からなり
   かつ被測定銀電極が付加された第２の誘電体を配置し、
   前記円筒キャビティの両端に設けられた２つの入力ルー
   プから波長の異なる入力信号を放射し、前記円筒キャビ
   ティに設けられた出力ループによって前記円筒キャビテ
   ィから出力を取り出し、前記第１の誘電体を配置したと
   きの出力と前記第２の誘電体を配置したときの出力を比
   較することによって誘電体と銀電極との境界部分で発生
   する相互変調歪を測定する、相互変調歪の測定方法。