JPH0786480B2 - 誘電体材料の高周波相互変調特性の測定方法およびその測定方法に使用する装置 - Google Patents

誘電体材料の高周波相互変調特性の測定方法およびその測定方法に使用する装置

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JPH0786480B2
JPH0786480B2 JP11612887A JP11612887A JPH0786480B2 JP H0786480 B2 JPH0786480 B2 JP H0786480B2 JP 11612887 A JP11612887 A JP 11612887A JP 11612887 A JP11612887 A JP 11612887A JP H0786480 B2 JPH0786480 B2 JP H0786480B2
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敏朗 平塚
準 服部
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、誘電体材料の高周波相互変調特性の測定方法
およびその測定方法に用いる装置に関する。
(従来の技術) 誘電体材料を用いて構成される誘電体共振器を組み込ん
だ送信機とか受信機等においては、周波数の異なる複数
の信号が存在しているが、このような複数の信号の間に
は誘電体の電気的歪現象によって相互変調が生じるとと
もに、このようにして生じた相互変調の特性が誘電体共
振器を組み込んだ装置の性能に多大な影響を及ぼすこと
が知られている。
これまでの誘電体材料の高周波相互変調特性の測定方法
を、その測定方法に使用される第3図の装置の概略化構
成図を用いて説明する。ここで、その測定方法の説明に
先立ち、第3図で示された測定装置の概略構成を説明す
る。第3図において、符号1は導体ケースであり、この
導体ケース1は第1の高周波入力信号を入力する第1の
入力部と、第2の高周波入力信号を入力する第2の入力
部と、両高周波入力信号の相互変調作用により発生する
相互変調信号を出力させる出力部とを具備している。
導体ケース1に形成された第1の入力部は、導体ケース
1における一方の側壁2に形成された孔に挿通固定され
た第1の入力端子3で構成されている。また、導体ケー
ス1の第2の入力部は、他方の側壁4に形成された孔に
側壁固定された第2の入力端子5で構成されている。ま
た、導体ケース1に形成された出力部は、導体ケース1
の天井壁6に形成された孔に挿通固定された出力端子7
で構成されている。8および9はそれぞれ、第1および
第2の入力端子3および5から引き出され、その先端を
導体ケース1に接続固定された第1および第2の高周波
入力信号の入力用導体ループである。
また、10は出力端子7から引き出され、その先端を導体
ケース1に接続固定された相互変調信号の出力用導体ル
ープである。11および12は、導体ケース1の底壁13上内
に配置された2個のたとえばTE01δモードを用いる円柱
状や円筒状形状をもつ誘電体共振器であり、全体として
誘電体フィルタが構成されている。
このような構成を具備した測定装置を用いた従来例の誘
電体材料の高周波相互変調特性の測定方法にあっては、
導体ケースの両入力部を構成している入力端子3および
5の入力用導体ループ8および9それぞれから互いにf1
およびf2の異なる周波数を有する2種類の高周波入力信
号を入力する。
このようにして、高周波入力信号を入力すると、導体ケ
ース1内には周波数(相互変調周波数)がf3の相互変調
信号が発生する。この相互変調信号を出力部を構成する
出力端子7の出力用導体ループ10を介して取り出し、取
り出した相互変調信号の強弱を適当な測定計で測定す
る。
(発明が解決しようとする問題点) ところで、このような従来例の測定方法では測定すべき
相互変調周波数f3が、一方の入力部から入力された高周
波入力信号の周波数の2倍値から他方の入力部から入力
された高周波入力信号の周波数値を引いた周波数値、す
なわち、2f2−f1または2f1−f2で与えられるから、相互
変調周波数が高周波入力信号のいずれか一方の周波数値
に近いような場合がある。
このような場合には、出力部からは相互変調信号のみな
らず高周波入力信号も取り出されることになり、高精度
で誘電体材料の高周波相互変調特性を測定することがで
きなかった。
また、測定すべき相互変調周波数はフィルタの共振周波
数からはなれているため、その出力レベルが低下し、し
たがって測定可能範囲が狭くなってしまう。この欠点は
相互変調周波数が入力周波数からはなれるほど顕著にな
る。
本発明は、高精度で、しかも測定範囲が広いという特徴
をもつ誘電体材料の高周波相互変調特性を測定する測定
方法を提供するとともに、その測定方法の実施に使用す
る新規な装置を提供することを目的としている。
(問題点を解決するための手段) (a)前記問題点を解決するための本発明の測定方法
は、次の構成をとる。
すなわち、誘電体材料で3個のTE01δモードの誘電体共
振器を構成するとともに、これら誘電体共振器を、共振
周波数f1,f2,f3(ただしf1<f2<f3かつf3=2f2−f1
をもつように、かつ前記導体ケース内に前記共振周波数
f1,f2に合致する2種類の高周波入力信号が入力された
ときに発生する相互変調信号のうち測定すべき相互変調
信号の周波数が残余の共振周波数f3に合致するように導
体ケース内に一定間隔をあけて並列配置し、 前記導体ケース内に周波数f1,f2である2種類の高周波
入力信号を入力したうえで、周波数f2の高周波入力信号
が発生させる電界強度が最小となる導体ケース内の位置
から前記測定すべき相互変調信号を取り出す。
(b)前記測定方法補に使用する装置は次の構成を有す
る。
すなわち、この装置は導体ケースと誘電体共振器と入力
部と出力部とを具備している。
誘電体共振器は、誘電体材料から構成され、前記導体ケ
ース内に一定間隔をおいて並列配置されるとともに共振
周波数f1,f2,f3(ただしf1<f2<f3かつf3=2f2−f1
をもつように、かつ前記共振周波数f1,f2に合致する2
種類の高周波入力信号が入力されたときに発生する相互
変調信号のうち測定すべき相互変調信号の周波数が残余
の共振周波数f3に合致する3個のTE01δモードのものか
ら構成されている。
入力部は、前記導体ケース内に周波数f1,f2である2種
類の高周波入力信号を入力するものである。
出力部は、前記両高周波入力信号を入力したときに発生
する相互変調信号のうち測定すべき相互変調信号を前記
導体ケースから出力するものである。
そして、前記出力部を、周波数f2の高周波入力信号によ
って発生する電界強度が最小となる位置に設けている。
(作用) (1)前記構成を具備する本発明の測定方法において
は、導体ケース内に、共振周波数f1,f2に合致する2種
類の高周波入力信号を入力する。
そうすると、相互変調作用により相互変調信号が発生す
ることになるが、周波数f2の高周波入力信号によって生
じた電界強度が最小となる位置からは、測定すべき相互
変調信号(周波数f3)が高レベルで取り出されることに
なるとともに周波数f2の高周波入力信号が出力されなく
なる。
(2)前記測定方法に用いる装置は、測定すべき相互変
調信号(周波数f3)を出力部から高レベルで取り出すこ
とが可能になる一方、周波数f2の高周波入力信号が出力
されなくなる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明す
る。
第1図は、本発明の実施例に係る測定方法の説明に供す
る図であり、第1図(a)はその測定方法に用いる装置
の概略化構成図である。第1図(b)ないし第1図
(d)はそれぞれ横軸が導体ケースの左側側壁(x=
0)から右側側壁までの距離を表わし、また縦軸が電界
強度を表わす電界強度分布図であり、そして第1図
(b)および第1図(c)はその装置の導体ケースに入
力される高周波入力信号の電界強度分布図であり、第1
図(d)は相互変調作用により発生した相互変調信号の
導体ケース内における電界強度分布図である。
これらの図に示すように、本発明の実施例の測定方法で
は、まず、3個の誘電体共振器20,21,22を導体ケース23
内に配置して構成された誘電体フィルタを用意する。こ
こで、誘電体共振器20,21,22それぞれは、電磁界分布が
TE01δモードのものであって、導体ケースの左側側壁24
からそれぞれ距離x1,x2,x3のところに配置する。Sは絶
縁スペーサである。
このようにして、3個の誘電体共振器20,21,22を導体ケ
ース23内に配設するとともに、誘電体フィルタの特性を
次のように設定している。すなわち、この誘電体フィル
タは、3つの共振周波数f1,f2,f3を有しており、このう
ち、共振周波数f1,f2は測定時に入力される2種類の高
周波入力信号と同じ周波数に設定され、残余の共振周波
数f3は測定時に発生する相互変調信号のうち、測定すべ
き相互変調信号の周波数と同じ周波数に設定されてい
る。さらには、これら共振周波数f1,f2,f3は、f1<f2<
f3、かつf3=2f2−f1となるように設定されている。
この状態で、周波数がf1である第1の高周波入力信号S1
を第1の入力部から入力する。そうすると、第1図
(b)に示すように、各誘電体共振器20,21,22の配置位
置(図中X軸方向X1,X2,X3の位置)において最大の電界
強度を示す一方、各誘電体共振器20,21,22の配置位置
X1,X2,X3の各中間位置において最小の電界強度を示す電
界分布が生じる。
また、これと同時に、周波数がf2である第2の高周波入
力信号S2を第2の入力部から入力する。そうすると、第
1図(c)に示すように、誘電体共振器20の配置位置X1
において正極性絶対値最大の電界強度を、誘電体共振器
21の配置位置X2においてゼロの電界強度を、誘電体共振
器22の配置位置X3において負極性で絶対値最大の電界強
度を、それぞれ示す電界分布が生じる。
そして、このような電界分布が同時に発生すると、誘電
体の電気的歪現象により相互変調信号が発生する。この
相互変調信号は、この相互変調信号のうち測定すべき相
互変調周波数f3が、2F2−f1に等しくなるようになって
いるので、その電界分布は第1図(d)に示すように、
誘電体共振器20,22の配置位置X1,X3で正極性絶対値最大
の電界強度を、誘電体共振器21の配置位置X2で負特性絶
対値最大の電界強度をそれぞれ示す電界分布が生じる。
そこで、高周波入力信号S1,S2のうち、測定すべき相互
変調信号の周波数f3により近い周波数f2を有する高周波
信号S2の電界強度がゼロとなる位置(X2の位置)に出力
部を設定して、この出力部から測定すべき相互変調信号
を取り出す。すると、出力部からは高周波信号S2は出力
されなくなる。すなわち、相互変調周波数f3近傍の信号
が出力部から出力されなくなり、相互変調信号S3のみを
高レベルで取り出してそれを高精度で測定することがで
きる。
第2図は前記測定方法に用いる装置の構成図である。第
2図において、符号23は導体ケースであり、この導体ケ
ース23は第1の高周波入力信号S1を入力する第1の入力
部と、第2の高周波入力信号S2を入力する第2の入力部
と、両高周波入力信号S1,S2の相互変調作用により発生
する相互変調信号S3を出力させる出力部とを具備してい
る。
導体ケース23に形成された第1の入力部は、導体ケース
23における左側側壁24に形成された孔に挿通固定された
第1の入力端子25で構成されている。また、導体ケース
23の第2の入力部は、右側側壁26に形成された孔に側壁
固定された第2の入力端子27で構成されている。また、
導体ケース23に形成された出力部は、導体ケース23の天
井壁28に形成された孔に挿通固定された出力端子29で構
成されている。30および31はそれぞれ、第1および第2
の入力端子25および27から引き出され、その先端を導体
ケース1に接続固定された第1および第2の高周波入力
信号S1,S2の入力用導体ループである。
また、32は出力端子29から引き出され、その先端を導体
ケース23に接続固定された相互変調信号の出力用導体ル
ープである。
33は入力端子25および27を介して導体ケース23内に高周
波入力信号S1,S2を入力するための高周波入力信号発生
回路である。34は出力端子29を介して取り出される相互
変調信号S3が与えられてそれを測定処理ための測定処理
回路である。
本発明装置の特徴は次の構成にある。すなわち、導体ケ
ース23の底壁35上内に位置させた3個の誘電体共振器2
0,21,22で構成された誘電体フィルタであって、かつそ
れらが第1図において説明した通りの配置関係で配置さ
れていることである。
この構成により、誘電体材料の相互変調特性を高精度で
簡単に測定することができる。
なお、実施例では導体ケース23内に3個の誘電体共振器
を配置したが、その配置数が3個に限定されるものでは
なく、本発明の構成を含んでおればそれ以上の配置数で
あってもよい。
(発明の効果) 以上説明したことから明らかなように本発明の測定方法
によれば、測定すべき相互変調信号の周波数に近い高周
波入力信号成分の電界強度が最小の位置からその測定す
べき相互変調信号を取り出すようにしたから、相互変調
特性の測定に必要とする相互変調信号のみを出力部から
取り出すことで、誘電体材料の相互変調特性の測定を高
精度で行うことができるようになるとともに、共振器フ
ィルタの共振周波数の一つを測定すべき相互変調周波数
に合致させているのでその出力レベルが高く、したがっ
て測定可能範囲が広くなる。
また、その測定方法に用いる装置においては、導体ケー
スの出力部を、相互変調周波数に近い周波数を有する高
周波入力信号による導体ケース内の最小電界強度位置に
形成してあるから、誘電体材料の相互変調特性の高精度
での測定を簡単に行うことができるとともに、導体ケー
ス内に3個の誘電体共振器を配置して3つの共振周波数
をもつようにし、そのうちの1つの共振周波数を、測定
すべき相互変調信号の周波数に合致させているので、そ
の出力レベルが高く、したがって測定可能範囲が広いと
いう利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明に係り、第1図は本発明の
測定方法の説明に供する図であり、第1図(a)はその
測定方法の実施に用いられる装置の概略化構成図、第1
図(b)は第1の高周波入力信号の導体ケース内におけ
る電界強度分布図、第1図(c)は第2の高周波入力信
号の導体ケース内における電界強度分布図、第1図
(d)は導体ケース内における相互変調信号の電界強度
分布図である。 第2図は前記測定方法に用いる装置の構成図である。 第3図は従来例の測定方法に用いる装置の構成図であ
る。 図中、20,21,22……誘電体共振器、23……導体ケース、
25,27……入力端子、29……出力端子、S1……第1の高
周波入力信号、S2……第2の高周波入力信号、S3……相
互変調信号。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平塚 敏朗 京都府長岡京市天神2丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 服部 準 京都府長岡京市天神2丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 桐村 和也 京都府長岡京市天神2丁目26番10号 株式 会社村田製作所内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】誘電体材料で3個のTE01δモードの誘電体
    共振器を構成するとともに、これら誘電体共振器を、共
    振周波数f1,f2,f3(ただしf1<f2<f3かつf3=2f2
    f1)をもつように、かつ前記導体ケース内に前記共振周
    波数f1,f2に合致する2種類の高周波入力信号が入力さ
    れたときに発生する相互変調信号のうち測定すべき相互
    変調信号の周波数が残余の共振周波数f3に合致するよう
    に導体ケース内に一定間隔をあけて並列配置し、 前記導体ケース内に周波数f1,f2である2種類の高周波
    入力信号を入力したうえで、周波数f2の高周波入力信号
    が発生させる電界強度が最小となる導体ケース内の位置
    から前記測定すべき相互変調信号を取り出すことを特徴
    とする誘電体材料の高周波相互変調特性の測定方法。
  2. 【請求項2】導体ケースと、 誘電体材料から構成され、前記導体ケース内に一定間隔
    をおいて並列配置されるとともに共振周波数f1,f2,f
    3(ただしf1<f2<f3かつf3=2f2−f1)をもつように、
    かつ前記共振周波数f1,f2に合致する2種類の高周波入
    力信号が入力されたときに発生する相互変調信号のうち
    測定すべき相互変調信号の周波数が残余の共振周波数f3
    に合致する3個のTE01δモードの誘電体共振器と、 前記導体ケース内に周波数f1,f2である2種類の高周波
    入力信号を入力する入力部と、 前記両高周波入力信号を入力したときに発生する相互変
    調信号のうち測定すべき相互変調信号を前記導体ケース
    から出力する出力部とを具備し、 かつ前記出力部は周波数f2の高周波入力信号によって発
    生する電界強度が最小となる位置に設けられていること
    を特徴とする誘電体材料の高周波相互変調特性の測定装
    置。
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