JPH0820479B2 - 誘電体材料定数測定装置および誘電体材料定数測定方法 - Google Patents
誘電体材料定数測定装置および誘電体材料定数測定方法Info
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- JPH0820479B2 JPH0820479B2 JP1180074A JP18007489A JPH0820479B2 JP H0820479 B2 JPH0820479 B2 JP H0820479B2 JP 1180074 A JP1180074 A JP 1180074A JP 18007489 A JP18007489 A JP 18007489A JP H0820479 B2 JPH0820479 B2 JP H0820479B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （ａ）産業上の利用分野 この発明は誘電体材料定数を測定する装置に関し、特
に誘電体試料の温度特性を測定するための装置および方
法に関する。
に誘電体試料の温度特性を測定するための装置および方
法に関する。
（ｂ）従来の技術 誘電体試料をシールドケース内に配置して、TE
01n（一般的にはｎ＝１）あるいはTE01δモードの共振
周波数を測定し、ついで、このケースを恒温槽に入れて
加熱し、熱的に平衡状態に近づけた後、再び共振周波数
を測定してその温度特性を測定する方法が知られてい
る。
01n（一般的にはｎ＝１）あるいはTE01δモードの共振
周波数を測定し、ついで、このケースを恒温槽に入れて
加熱し、熱的に平衡状態に近づけた後、再び共振周波数
を測定してその温度特性を測定する方法が知られてい
る。
ところが、恒温槽を用いる方法では装置が大型になる
ばかりでなく、誘電体試料が所定の温度まで上昇して平
衡状態に達するまでに長時間を要してしまう。
ばかりでなく、誘電体試料が所定の温度まで上昇して平
衡状態に達するまでに長時間を要してしまう。
そこで、本願出願人は特開昭62−211566号にて、誘電
体試料を直接高周波加熱することによって上記従来の問
題点を解消した、誘電体材料定数の測定方法および測定
方法について出願している。
体試料を直接高周波加熱することによって上記従来の問
題点を解消した、誘電体材料定数の測定方法および測定
方法について出願している。
ここで上記出願の実施例について簡単に示す。第４図
は装置の概略図であり、同図において14は有底円筒状の
シールドケースであり、このシールドケース14の内部の
略中央部に支持棒18によって、中空筒状の誘電体試料16
が固定されている。また、シールドケース14の側壁には
対向する位置に入力用コネクタ30および出力用コネクタ
32が取り付けられ、それぞれに結合ループなどの結合手
段が設けられている。この入力用コネクタ30および出力
用コネクタ32間にネットワークアナライザ34が接続され
ている。さらに、シールドケース14の側壁にはもう１つ
のコネクタ36が取り付けられ、このコネクタ36にも結合
ループなどの結合手段が設けられている。このコネクタ
36に加熱用高周波注入装置38が接続されている。
は装置の概略図であり、同図において14は有底円筒状の
シールドケースであり、このシールドケース14の内部の
略中央部に支持棒18によって、中空筒状の誘電体試料16
が固定されている。また、シールドケース14の側壁には
対向する位置に入力用コネクタ30および出力用コネクタ
32が取り付けられ、それぞれに結合ループなどの結合手
段が設けられている。この入力用コネクタ30および出力
用コネクタ32間にネットワークアナライザ34が接続され
ている。さらに、シールドケース14の側壁にはもう１つ
のコネクタ36が取り付けられ、このコネクタ36にも結合
ループなどの結合手段が設けられている。このコネクタ
36に加熱用高周波注入装置38が接続されている。
このような測定装置において、加熱用高周波注入装置
38が誘電体共振器12内に高周波電力を注入する。これに
より誘電体試料16が高周波加熱される。一方、ネットワ
ークアナライザ34はコネクタ30および32間に結合された
誘電体共振器12の共振周波数などを測定する。
38が誘電体共振器12内に高周波電力を注入する。これに
より誘電体試料16が高周波加熱される。一方、ネットワ
ークアナライザ34はコネクタ30および32間に結合された
誘電体共振器12の共振周波数などを測定する。
このようにして誘電体試料16が所定温度であるときの
共振周波数を測定することによって誘電体試料の温度特
性を求めることができる。
共振周波数を測定することによって誘電体試料の温度特
性を求めることができる。
（ｃ）発明が解決しようとする課題 このように、誘電体試料を直接高周波加熱する方法に
よれば、恒温槽を用いる方法に比較して誘電体試料の加
熱速度が改善される。しかし、この場合、高周波電力が
誘電体共振器に効率よく注入され、注入された高周波電
力が効率的に誘電体試料によって消費されなければなら
ない。
よれば、恒温槽を用いる方法に比較して誘電体試料の加
熱速度が改善される。しかし、この場合、高周波電力が
誘電体共振器に効率よく注入され、注入された高周波電
力が効率的に誘電体試料によって消費されなければなら
ない。
この発明の目的は、誘電体試料を高効率で加熱できる
ようにし、測定時間をより短縮化できるようにした誘電
体材料定数測定装置および誘電体材料定数測定方法を提
供することにある。
ようにし、測定時間をより短縮化できるようにした誘電
体材料定数測定装置および誘電体材料定数測定方法を提
供することにある。
（ｄ）課題を解決するための手段 この発明の誘電体材料定数測定装置は、シールドケー
ス内に誘電体試料が配置され、信号入出力用の複数の結
合手段が設けられた誘電体共振器と、 前記複数の結合手段の１つに高周波電力を注入して前
記誘電体試料をその共振モードと同一モードで加熱する
高周波電力注入手段と、 前記複数の結合手段のうち２つの結合手段間に接続さ
れ、信号入力部にスイッチ回路を備えて前記誘電体共振
器の共振周波数を測定する共振周波数測定手段と、 前記誘電体試料の温度を測定する温度測定手段と、 前記スイッチ回路を開いた状態で前記高周波電力注入
手段を制御して、前記スイッチ回路を閉じた状態で前記
共振周波数測定手段の測定した周波数と同一周波数の高
周波電力を注入させて前記誘電体試料を加熱するととも
に、前記共振周波数測定手段の測定した共振周波数と前
記温度測定手段の測定した温度を基に、前記誘電体試料
の異なる温度とその各々の温度における共振周波数とか
ら誘電体試料の材料定数を求める測定制御手段とを設け
たことを特徴としている。
ス内に誘電体試料が配置され、信号入出力用の複数の結
合手段が設けられた誘電体共振器と、 前記複数の結合手段の１つに高周波電力を注入して前
記誘電体試料をその共振モードと同一モードで加熱する
高周波電力注入手段と、 前記複数の結合手段のうち２つの結合手段間に接続さ
れ、信号入力部にスイッチ回路を備えて前記誘電体共振
器の共振周波数を測定する共振周波数測定手段と、 前記誘電体試料の温度を測定する温度測定手段と、 前記スイッチ回路を開いた状態で前記高周波電力注入
手段を制御して、前記スイッチ回路を閉じた状態で前記
共振周波数測定手段の測定した周波数と同一周波数の高
周波電力を注入させて前記誘電体試料を加熱するととも
に、前記共振周波数測定手段の測定した共振周波数と前
記温度測定手段の測定した温度を基に、前記誘電体試料
の異なる温度とその各々の温度における共振周波数とか
ら誘電体試料の材料定数を求める測定制御手段とを設け
たことを特徴としている。
また、この発明の誘電体材料定数測定方法は、シール
ドケース内に誘電体試料を配置するとともに、信号入出
力用の複数の結合手段を設けて誘電体共振器を構成し、 前記複数の結合手段のうち２つの結合手段を介して前
記誘電体共振器の共振周波数を測定する共振周波数の測
定処理と、前記複数の結合手段の１つに前記共振周波数
と同一周波数の高周波電力を注入して前記誘電体試料を
その共振モードと同一モードで加熱する加熱処理とを別
々のタイミングで行うとともに前記誘電体試料の温度を
測定し、前記誘電体試料の温度が設定値に達するまで前
記共振周波数の測定処理と前記加熱処理とを繰り返し行
い、前記誘電体試料の異なる温度とその各々の温度にお
ける共振周波数とから誘電体試料の材料定数を求めるこ
とを特徴としている。
ドケース内に誘電体試料を配置するとともに、信号入出
力用の複数の結合手段を設けて誘電体共振器を構成し、 前記複数の結合手段のうち２つの結合手段を介して前
記誘電体共振器の共振周波数を測定する共振周波数の測
定処理と、前記複数の結合手段の１つに前記共振周波数
と同一周波数の高周波電力を注入して前記誘電体試料を
その共振モードと同一モードで加熱する加熱処理とを別
々のタイミングで行うとともに前記誘電体試料の温度を
測定し、前記誘電体試料の温度が設定値に達するまで前
記共振周波数の測定処理と前記加熱処理とを繰り返し行
い、前記誘電体試料の異なる温度とその各々の温度にお
ける共振周波数とから誘電体試料の材料定数を求めるこ
とを特徴としている。
（ｅ）作用 この発明の誘電体材料定数測定装置においては、シー
ルドケース内に誘電体試料が配置されるとともに、信号
の入出力用の結合手段が複数個設けられて誘電体共振器
が構成され、共振周波数測定手段は、誘電体共振器の信
号入力用結合手段と信号出力用結合手段間に接続され
て、誘電体共振器の共振周波数を測定する。また、高周
波電力注入手段は、特定の結合手段に前記共振周波数と
同一周波数の高周波電力を注入して誘電体試料を共振モ
ードと同一モードで高周波加熱する。
ルドケース内に誘電体試料が配置されるとともに、信号
の入出力用の結合手段が複数個設けられて誘電体共振器
が構成され、共振周波数測定手段は、誘電体共振器の信
号入力用結合手段と信号出力用結合手段間に接続され
て、誘電体共振器の共振周波数を測定する。また、高周
波電力注入手段は、特定の結合手段に前記共振周波数と
同一周波数の高周波電力を注入して誘電体試料を共振モ
ードと同一モードで高周波加熱する。
温度測定手段は誘電体試料の温度を測定する。さらに
測定制御手段はスイッチ回路を開いた状態で高周波電力
注入手段を制御して、スイッチ回路を閉じた状態で共振
周波数測定手段の測定した周波数と同一周波数の高周波
電力を注入させて誘電体試料を加熱するとともに、共振
周波数測定手段の測定した共振周波数と温度測定手段の
測定した温度を基に、誘電体試料の異なる温度における
共振周波数から誘電体試料の材料定数を求める。
測定制御手段はスイッチ回路を開いた状態で高周波電力
注入手段を制御して、スイッチ回路を閉じた状態で共振
周波数測定手段の測定した周波数と同一周波数の高周波
電力を注入させて誘電体試料を加熱するとともに、共振
周波数測定手段の測定した共振周波数と温度測定手段の
測定した温度を基に、誘電体試料の異なる温度における
共振周波数から誘電体試料の材料定数を求める。
このように、誘電体共振器の共振モードと同一モード
で高周波電力が加えられるため、高周波電力が誘電体共
振器に最も高い効率で注入され、注入された高周波電力
の殆どが誘電体試料で消費される。このため、誘電体試
料が速やかに発熱する。また、誘電体試料の加熱によ
り、誘電体試料の誘電率の温度計数および線膨張係数に
応じて共振周波数が変化するが、常にその時の共振周波
数の高周波電力が注入されるため、誘電体試料の温度に
係わらず、継続的に高効率で誘電体試料が加熱される。
したがって誘電体試料を短時間に所定温度まで上昇させ
ることが可能となる。
で高周波電力が加えられるため、高周波電力が誘電体共
振器に最も高い効率で注入され、注入された高周波電力
の殆どが誘電体試料で消費される。このため、誘電体試
料が速やかに発熱する。また、誘電体試料の加熱によ
り、誘電体試料の誘電率の温度計数および線膨張係数に
応じて共振周波数が変化するが、常にその時の共振周波
数の高周波電力が注入されるため、誘電体試料の温度に
係わらず、継続的に高効率で誘電体試料が加熱される。
したがって誘電体試料を短時間に所定温度まで上昇させ
ることが可能となる。
しかも、高周波電力の注入時にはスイッチ回路を開く
ため、結合手段に結合した高周波電力が周波数測定手段
に回り込まず、周波数測定手段に悪影響を与えることが
ない。
ため、結合手段に結合した高周波電力が周波数測定手段
に回り込まず、周波数測定手段に悪影響を与えることが
ない。
また、この発明の誘電体材料定数測定方法では、複数
の結合手段のうち２つの結合手段を介して誘電体共振器
の共振周波数を測定する共振周波数の測定処理と、複数
の結合手段の１つに共振周波数と同一周波数の高周波電
力を注入して誘電体試料を加熱する加熱処理とが別々の
タイミングで行われるとともに誘電体試料の温度が測定
され、誘電体試料の温度が設定値に達するまで前記共振
周波数の測定処理と前記加熱処理とが繰り返し行われ、
誘電体試料の異なる温度とその各々の温度における共振
周波数とから誘電体試料の材料定数が求められる。この
ように誘電体試料を加熱するための周波数を事質上実時
間で共振周波数に設定することができ、しかも共振周波
数の測定処理と誘電体試料の加熱処理とが別々のタイミ
ングで行われるため、注入された高周波電力の周波数を
測定してしまう、といったことがなく、各時点における
共振器の共振周波数を正確に測定することができ、その
結果、誘電体材料定数を精度よく測定することができ
る。
の結合手段のうち２つの結合手段を介して誘電体共振器
の共振周波数を測定する共振周波数の測定処理と、複数
の結合手段の１つに共振周波数と同一周波数の高周波電
力を注入して誘電体試料を加熱する加熱処理とが別々の
タイミングで行われるとともに誘電体試料の温度が測定
され、誘電体試料の温度が設定値に達するまで前記共振
周波数の測定処理と前記加熱処理とが繰り返し行われ、
誘電体試料の異なる温度とその各々の温度における共振
周波数とから誘電体試料の材料定数が求められる。この
ように誘電体試料を加熱するための周波数を事質上実時
間で共振周波数に設定することができ、しかも共振周波
数の測定処理と誘電体試料の加熱処理とが別々のタイミ
ングで行われるため、注入された高周波電力の周波数を
測定してしまう、といったことがなく、各時点における
共振器の共振周波数を正確に測定することができ、その
結果、誘電体材料定数を精度よく測定することができ
る。
（ｆ）実施例 この発明の実施例である誘電体材料定数測定装置の構
成を第１図に、また、同測定装置に用いられる誘電体共
振器の縦断面図を第２図にそれぞれ示す。
成を第１図に、また、同測定装置に用いられる誘電体共
振器の縦断面図を第２図にそれぞれ示す。
第１図において12は誘電体共振器であり、同図では、
その概略横断面を示している。この誘電体共振器12は、
例えばアルミニュームあるいはその合金などの導電材料
からなるシールドケースを含む。このシールドケースは
円筒状部50を側壁とし、下部に底板51を取り付け、上部
に蓋52を被せて構成している。なお、シールドケースと
してセラミックのような誘電体にシールド電極を形成し
たものを用いてもよい。
その概略横断面を示している。この誘電体共振器12は、
例えばアルミニュームあるいはその合金などの導電材料
からなるシールドケースを含む。このシールドケースは
円筒状部50を側壁とし、下部に底板51を取り付け、上部
に蓋52を被せて構成している。なお、シールドケースと
してセラミックのような誘電体にシールド電極を形成し
たものを用いてもよい。
第２図に示すように、シールドケース内には低誘電率
の誘電体例えばフォルステライトなどからなる円筒状の
支持台53によって中空円筒状の誘電体試料16を載置する
ことによって、この誘電体試料16をシールドケース内の
略中央部に固定している。シールドケースの一部を構成
する前記側壁50には、誘電体試料16と略同一高さの位置
３箇所にコネクタ30,32および36を設けている。これら
のコネクタにはそれぞれ中心導体とアース間に結合ルー
プ30a、32aおよび36aを設けている。さらに、側壁50の
他の箇所に誘電体試料の温度測定用窓54および真空排気
用排気孔55を設けている。真空排気装置49は側壁50と底
板51からなるシールドケースに対して蓋52を一定圧力で
真空吸着させるとともに、内部を真空にするためのもの
である。
の誘電体例えばフォルステライトなどからなる円筒状の
支持台53によって中空円筒状の誘電体試料16を載置する
ことによって、この誘電体試料16をシールドケース内の
略中央部に固定している。シールドケースの一部を構成
する前記側壁50には、誘電体試料16と略同一高さの位置
３箇所にコネクタ30,32および36を設けている。これら
のコネクタにはそれぞれ中心導体とアース間に結合ルー
プ30a、32aおよび36aを設けている。さらに、側壁50の
他の箇所に誘電体試料の温度測定用窓54および真空排気
用排気孔55を設けている。真空排気装置49は側壁50と底
板51からなるシールドケースに対して蓋52を一定圧力で
真空吸着させるとともに、内部を真空にするためのもの
である。
以上のように構成した誘電体共振器に次に述べる各種
回路装置を接続することによって測定装置を構成してい
る。スイッチ58はコネクタ32および同軸ケーブル56から
の信号を選択的に方向性結合器へ供給する回路であり、
後述するように誘電体試料を高周波加熱するときに開状
態にして、結合ループ32aに結合した高周波電力を後述
する周波数カウンタおよび正帰還回路に回り込まないよ
うにする。方向性結合器40は入力信号を分配して周波数
カウンタ43およびローパスフィルタ41へそれぞれ供給す
る。ローパスフィルタ41は誘電体共振器12がTE01δモー
ドで発振する周波数を濾波し、その他の高次調波成分を
カットする。アンプ42はローパスフィルタ41の出力信号
を増幅して同軸ケーブル57、同軸コネクタ30および結合
ループ30aを介して誘電体共振器12へ信号を加える。前
記同軸ケーブル56,スイッチ58,方向性結合器40,ローパ
スフィルタ41,アンプ42および同軸ケーブル57は誘電体
共振器12に対する正帰還回路として作動させる。すなわ
ちこの正帰還回路による位相差がTE01δモードの共振周
波数における波長の整数倍となるように線路長を設定し
ている。従って誘電体共振器12と正帰還回路からなる発
振回路は誘電体共振器12の共振周波数で発振する。周波
数カウンタ43はこの発振回路の発振周波数を測定する。
回路装置を接続することによって測定装置を構成してい
る。スイッチ58はコネクタ32および同軸ケーブル56から
の信号を選択的に方向性結合器へ供給する回路であり、
後述するように誘電体試料を高周波加熱するときに開状
態にして、結合ループ32aに結合した高周波電力を後述
する周波数カウンタおよび正帰還回路に回り込まないよ
うにする。方向性結合器40は入力信号を分配して周波数
カウンタ43およびローパスフィルタ41へそれぞれ供給す
る。ローパスフィルタ41は誘電体共振器12がTE01δモー
ドで発振する周波数を濾波し、その他の高次調波成分を
カットする。アンプ42はローパスフィルタ41の出力信号
を増幅して同軸ケーブル57、同軸コネクタ30および結合
ループ30aを介して誘電体共振器12へ信号を加える。前
記同軸ケーブル56,スイッチ58,方向性結合器40,ローパ
スフィルタ41,アンプ42および同軸ケーブル57は誘電体
共振器12に対する正帰還回路として作動させる。すなわ
ちこの正帰還回路による位相差がTE01δモードの共振周
波数における波長の整数倍となるように線路長を設定し
ている。従って誘電体共振器12と正帰還回路からなる発
振回路は誘電体共振器12の共振周波数で発振する。周波
数カウンタ43はこの発振回路の発振周波数を測定する。
温度センサ44は例えば放射温度計からなり、誘電体共
振器の窓部54を通して誘電体試料16の放射熱を測定す
る。信号発生器46は制御装置45から与えられる制御信号
に基づき、周波数カウンタ43の測定した周波数に等しい
周波数の信号を発生する。ハイパワーアンプ47はその信
号を電力増幅する。Qe調整機構48は結合ループ36aの外
部Ｑ（Qe）を調整するとともに、ハイパワーアンプ47の
出力をコネクタ36を介して誘電体共振器12内へ注入す
る。このとき、結合ループ36aは第２図に示すように、
上記発振回路用の信号入力用結合ループ30aおよび信号
出力用結合ループ32aと同様に、誘電体試料の中央高さ
位置に設けたため、TE01δモードの電磁界分布が発生
し、これにより誘電体試料16が発熱する。
振器の窓部54を通して誘電体試料16の放射熱を測定す
る。信号発生器46は制御装置45から与えられる制御信号
に基づき、周波数カウンタ43の測定した周波数に等しい
周波数の信号を発生する。ハイパワーアンプ47はその信
号を電力増幅する。Qe調整機構48は結合ループ36aの外
部Ｑ（Qe）を調整するとともに、ハイパワーアンプ47の
出力をコネクタ36を介して誘電体共振器12内へ注入す
る。このとき、結合ループ36aは第２図に示すように、
上記発振回路用の信号入力用結合ループ30aおよび信号
出力用結合ループ32aと同様に、誘電体試料の中央高さ
位置に設けたため、TE01δモードの電磁界分布が発生
し、これにより誘電体試料16が発熱する。
第１図に示した制御装置45はパーソナルコンピュータ
などから構成し、前記周波数カウンタ43および温度セン
サ44の測定結果をそれぞれ読み込み、上記信号発生器46
を制御する。
などから構成し、前記周波数カウンタ43および温度セン
サ44の測定結果をそれぞれ読み込み、上記信号発生器46
を制御する。
ところで、誘電体試料16を含む誘電体共振器12の無負
荷Ｑ（Qo）は次式で与えられる。
荷Ｑ（Qo）は次式で与えられる。
1/Qo＝（1/Qd1）＋（1/Qd2）＋（1/Qc） ここでQd1は誘電体試料の誘電損失に関するＱ、Qd2は
支持台53の誘電損失に関するＱ、Qcはシールドケースの
ジュール損に関するＱである。
支持台53の誘電損失に関するＱ、Qcはシールドケースの
ジュール損に関するＱである。
このような誘電体共振器12に対し、高周波電力を注入
する際、結合ループ36aの外部Ｑ（Qe）を誘電体共振器1
2の無負荷Ｑ（Qo）に近似ないし一致させるとともに、
信号発生器46の出力する信号の周波数を誘電体共振器12
の共振周波数に一致させることによって、誘電体共振器
（結合ループ36a）からの反射を最小にする。このこと
によって、高周波電力の殆どが誘電体共振器に注入さ
れ、この注入された高周波電力のうちQo／Qd1の割合で
誘電体試料16が加熱され発熱する。
する際、結合ループ36aの外部Ｑ（Qe）を誘電体共振器1
2の無負荷Ｑ（Qo）に近似ないし一致させるとともに、
信号発生器46の出力する信号の周波数を誘電体共振器12
の共振周波数に一致させることによって、誘電体共振器
（結合ループ36a）からの反射を最小にする。このこと
によって、高周波電力の殆どが誘電体共振器に注入さ
れ、この注入された高周波電力のうちQo／Qd1の割合で
誘電体試料16が加熱され発熱する。
一般に誘電体試料の周波数の温度係数ηｆは次式で与
えられる。
えられる。
ηｆ＝（1/f1）（f2−f1）／（T2−T1） ここでT1は加熱前の温度、T2は加熱後の温度、f1は温
度T1における共振周波数、f2は温度T2における共振周波
数である。
度T1における共振周波数、f2は温度T2における共振周波
数である。
すなわち２点の温度について誘電体共振器の共振周波
数を測定することによって、誘電体試料の周波数の温度
計数を求めることができる。
数を測定することによって、誘電体試料の周波数の温度
計数を求めることができる。
次に、上記制御装置45の処理手順を第３図に示すフロ
ーチャートに基づいて説明する。まず、現在の誘電体試
料の温度toを温度センサ44により測定し、これを加熱前
の誘電体試料の温度T1として記憶する（n1→n2）。続い
て、スイッチ58を閉じて誘電体共振器を共振させ、その
時の共振周波数foを測定し、これを加熱前の共振周波数
F1として記憶する（n3→n4）。その後、スイッチ58を開
けて信号発生器46へ制御信号を与えて、前記foに等しい
周波数の信号を発生させ、これにより誘電体試料16を高
周波加熱する（n5）。一定時間加熱を行った後、信号発
生器46の動作を停止させて誘電体試料16の温度toを測定
する（n6）。誘電体試料16の現在の温度toが所定温度T2
未満であれば、スイッチ58を再び閉じて共振周波数foを
測定する（n7→n8）。続いて、信号発生器46へ制御信号
を与えて、今測定した共振周波数foに等しい周波数の信
号を発生させる。誘電体試料16の温度が所定温度T2に達
するまで上記共振周波数の測定およびその周波数による
高周波加熱を繰り返し行い、誘電体試料16の温度toが所
定温度T2に達した時、その時の共振周波数foを加熱後の
共振周波数F2として記憶する（n7→n9）。その後、加熱
前の温度T1における共振周波数F1と加熱後の温度T2にお
ける共振周波数F2とによって誘電体試料の周波数の温度
係数を算出する（n10）。
ーチャートに基づいて説明する。まず、現在の誘電体試
料の温度toを温度センサ44により測定し、これを加熱前
の誘電体試料の温度T1として記憶する（n1→n2）。続い
て、スイッチ58を閉じて誘電体共振器を共振させ、その
時の共振周波数foを測定し、これを加熱前の共振周波数
F1として記憶する（n3→n4）。その後、スイッチ58を開
けて信号発生器46へ制御信号を与えて、前記foに等しい
周波数の信号を発生させ、これにより誘電体試料16を高
周波加熱する（n5）。一定時間加熱を行った後、信号発
生器46の動作を停止させて誘電体試料16の温度toを測定
する（n6）。誘電体試料16の現在の温度toが所定温度T2
未満であれば、スイッチ58を再び閉じて共振周波数foを
測定する（n7→n8）。続いて、信号発生器46へ制御信号
を与えて、今測定した共振周波数foに等しい周波数の信
号を発生させる。誘電体試料16の温度が所定温度T2に達
するまで上記共振周波数の測定およびその周波数による
高周波加熱を繰り返し行い、誘電体試料16の温度toが所
定温度T2に達した時、その時の共振周波数foを加熱後の
共振周波数F2として記憶する（n7→n9）。その後、加熱
前の温度T1における共振周波数F1と加熱後の温度T2にお
ける共振周波数F2とによって誘電体試料の周波数の温度
係数を算出する（n10）。
（ｇ）発明の効果 この発明の誘電体材料定数測定装置によれば、誘電体
試料をシールドケース内に配置してなる誘電体共振器に
対し、その共振周波数と同一周波数の高周波電力を注入
して、誘電体試料を共振モードと同一モードで加熱する
ように構成したことにより、最も高い効率で誘電体共振
器に高周波電力が注入され、その大部分が誘電体試料に
よって消費されることになり、しかも誘電体試料の発熱
に応じて共振周波数が変化する場合でも、常に共振周波
数の高周波電力が注入されるため、誘電体試料を継続的
に高効率で加熱することができる。これにより、誘電体
試料を速やかに所定温度まで加熱して、短時間に誘電体
材料定数の測定を行うことができるようになる。
試料をシールドケース内に配置してなる誘電体共振器に
対し、その共振周波数と同一周波数の高周波電力を注入
して、誘電体試料を共振モードと同一モードで加熱する
ように構成したことにより、最も高い効率で誘電体共振
器に高周波電力が注入され、その大部分が誘電体試料に
よって消費されることになり、しかも誘電体試料の発熱
に応じて共振周波数が変化する場合でも、常に共振周波
数の高周波電力が注入されるため、誘電体試料を継続的
に高効率で加熱することができる。これにより、誘電体
試料を速やかに所定温度まで加熱して、短時間に誘電体
材料定数の測定を行うことができるようになる。
しかも、高周波電力の注入時にはスイッチ回路が開く
ため、結合手段に結合した高周波電力が周波数測定手段
に回り込まず、周波数測定手段に悪影響が与えられるこ
とがない。
ため、結合手段に結合した高周波電力が周波数測定手段
に回り込まず、周波数測定手段に悪影響が与えられるこ
とがない。
また、この発明の誘電体材料定数測定方法によれば、
誘電体試料を加熱するための周波数を実質上実時間で共
振周波数に設定することができ、しかも共振周波数の測
定処理と誘電体試料の加熱処理とが別のタイミングで行
われるため、注入された高周波電力の周波数が測定され
る、といったことがなく、各時点における共振器の共振
周波数が正確に測定され、その結果、誘電体材料定数が
高精度に測定される。
誘電体試料を加熱するための周波数を実質上実時間で共
振周波数に設定することができ、しかも共振周波数の測
定処理と誘電体試料の加熱処理とが別のタイミングで行
われるため、注入された高周波電力の周波数が測定され
る、といったことがなく、各時点における共振器の共振
周波数が正確に測定され、その結果、誘電体材料定数が
高精度に測定される。
第１図はこの発明の実施例である誘電体材料定数測定装
置の構成図、第２図は同装置に用いられる誘電体共振器
の縦断面図である。第３図は同装置における制御装置の
処理手順を表すフローチャートである。第４図は従来の
測定装置の概略ブロック図である。 12……誘電体共振器、16……誘電体試料、30……信号入
力用コネクタ、32……信号出力用コネクタ、30a,32a…
…結合ループ、36……高周波電力注入用コネクタ、36a
……結合ループ、50……側壁、51……底板、52……蓋、
53……支持台。
置の構成図、第２図は同装置に用いられる誘電体共振器
の縦断面図である。第３図は同装置における制御装置の
処理手順を表すフローチャートである。第４図は従来の
測定装置の概略ブロック図である。 12……誘電体共振器、16……誘電体試料、30……信号入
力用コネクタ、32……信号出力用コネクタ、30a,32a…
…結合ループ、36……高周波電力注入用コネクタ、36a
……結合ループ、50……側壁、51……底板、52……蓋、
53……支持台。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 久保 浩行 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 (56)参考文献 特開 昭62−211566（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−108690（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−62092（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】シールドケース内に誘電体試料が配置さ
れ、信号入出力用の複数の結合手段が設けられた誘電体
共振器と、 前記複数の結合手段の１つに高周波電力を注入して前記
誘電体試料をその共振モードと同一モードで加熱する高
周波電力注入手段と、 前記複数の結合手段のうち２つの結合手段間に接続さ
れ、信号入力部にスイッチ回路を備えて前記誘電体共振
器の共振周波数を測定する共振周波数測定手段と、 前記誘電体試料の温度を測定する温度測定手段と、 前記スイッチ回路を開いた状態で前記高周波電力注入手
段を制御して、前記スイッチ回路を閉じた状態で前記共
振周波数測定手段の測定した周波数と同一周波数の高周
波電力を注入させて前記誘電体試料を加熱するととも
に、前記共振周波数測定手段の測定した共振周波数と前
記温度測定手段の測定した温度を基に、前記誘電体試料
の異なる温度とその各々の温度における共振周波数とか
ら誘電体試料の材料定数を求める測定制御手段とを設け
たことを特徴とする誘電体材料定数測定装置。 - 【請求項２】シールドケース内に誘電体試料を配置する
とともに、信号入出力用の複数の結合手段を設けて誘電
体共振器を構成し、 前記複数の結合手段のうち２つの結合手段を介して前記
誘電体共振器の共振周波数を測定する共振周波数の測定
処理と、前記複数の結合手段の１つに前記共振周波数と
同一周波数の高周波電力を注入して前記誘電体試料をそ
の共振モードと同一モードで加熱する加熱処理とを別々
のタイミングで行うとともに前記誘電体試料の温度を測
定し、前記誘電体試料の温度が設定値に達するまで前記
共振周波数の測定処理と前記加熱処理とを繰り返し行
い、前記誘電体試料の異なる温度とその各々の温度にお
ける共振周波数とから誘電体試料の材料定数を求めるこ
とを特徴とする誘電体材料定数測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1180074A JPH0820479B2 (ja) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | 誘電体材料定数測定装置および誘電体材料定数測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1180074A JPH0820479B2 (ja) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | 誘電体材料定数測定装置および誘電体材料定数測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0344571A JPH0344571A (ja) | 1991-02-26 |
| JPH0820479B2 true JPH0820479B2 (ja) | 1996-03-04 |
Family
ID=16077005
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1180074A Expired - Fee Related JPH0820479B2 (ja) | 1989-07-12 | 1989-07-12 | 誘電体材料定数測定装置および誘電体材料定数測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0820479B2 (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6062092A (ja) * | 1983-09-14 | 1985-04-10 | 松下電器産業株式会社 | 高周波加熱装置 |
| JPS6153839A (ja) * | 1984-08-23 | 1986-03-17 | Sony Corp | 波形整形装置 |
| JPH0820481B2 (ja) * | 1986-03-12 | 1996-03-04 | 株式会社村田製作所 | 誘電体材料の周波数温度特性の測定方法および測定装置 |
-
1989
- 1989-07-12 JP JP1180074A patent/JPH0820479B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0344571A (ja) | 1991-02-26 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |