JPS63281039A

JPS63281039A - 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

Info

Publication number: JPS63281039A
Application number: JP11612887A
Authority: JP
Inventors: Yohei Ishikawa; 容平石川; Kikuo Tsunoda; 角田　紀久夫; Toshiro Hiratsuka; 敏朗平塚; Jun Hattori; 準服部; Kazuya Kirimura; 桐村　和也
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1987-05-13
Filing date: 1987-05-13
Publication date: 1988-11-17
Anticipated expiration: 2010-09-20
Also published as: JPH0786480B2

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）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）誘電体材料のマイクロ波領域のような高周波領域におけ
る相互変調特性は、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そ
れらの性能に影響を及ぼす点では大変重要な特性である
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ｌ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人力する第２の入力
部と、山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ｌに形成された第１の入力部は、導体ケース
ｌ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ｌ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ｌ
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ｌ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ｌの底壁
１３上内に配置された２個のたとえばＴＥ、、δ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ｆ
、およびｆ、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ｒ３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ｆ、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、２　ｆ、−ｆ、または２ｆ、−ｆ、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。

まず、少なくとも３個の誘電体共振器を導体ケース内に
配置して少なくとも３つの共振モードをもつようにする
とともにこの状態で前記導体ケース内に前記少なくとも
３つの共振モードの共振周波数のうち少なくとも２つに
合致する少なくとも２種類の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周波数のうち測定すべき
周波数が前記少なくとも３つの共振モードの共振周波数
のうち残余の共振周波数に合致するようにした誘電体フ
ィルタを用意する。

この状態で前記導体ケース内に前記周波数の異なる少な
くとも２種類の高周波入力信号を入力する。

次いで、前記高周波入力信号の内、前記測定すべき相互
変調周波数に近い周波数を有する前記高周波入力信号に
よる導体ケース内の電界強度が最小となる位置から前記
測定すべき相互変調信号を取り出す。

（ｂ）前記測定方法に使用する装置は次の構成を有する
。

すなわち、少なくとも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成分を出力させる
出力部とを具備する導体ケースと、前記導体ケース内に
配置された少なくとも３個の誘電体共振器とを有して少
なくとも３つの共振モードをもつようにするとともにこ
の状態で前記導体ケース内に前記少なくとも３つの共振
モードの共振周波数のうち少なくとも２つに合致する少
なくとも２種類の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周波数のうち測定すべき周波数が前
記少なくとも３つの共振モードの共振周波数のうち残余
の共振周波数に合致するようにした誘電体フィルタを具
備し、前記導体ケースの出力部は、前記測定すべき相互
変調周波数に近い周波数を有する前記高周波入力信号に
よる導１体ケース内の最小電界強度位置に形成された構
成である。

（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、周波数の異なる少なくとも２種類の
高周波入力信号を入力する。

これにより、相互変調作用で相互変調信号が発生する。

そして、この場合、測定すべき相互変調信号の周波数に
近い周波数（相互変調周波数）を有する高周波入力信号
による導体ケース内の電界強度が最小となる位置から前
記測定すべき相互変調信号が高レベルで取り出されると
ともに、相互変調周波数に近い周波数を有する高周波入
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、導体ケースを有す
る誘電体フィルタで構成され、その導体ケースの出力部
は、測定すべき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
形成され、しかも測定すべき相互変調周波数とフィルタ
の共振周波数とが合致しているから、その出力部からは
測定すべき相互変調信号出力が高レベルで取り出される
とともに、その相互変調周波数に近い周波数の高周波入
力信号が取り出されることをなくすことが可能である。

（実施例）以下、本発明０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性で
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ＴＥＯ，δ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ｘ　１．　
ｘ　２．　ｘ　３のところに配置する。Ｓは絶縁スペー
サである。

このような構成によって、３つの共振モードをもつよう
にするとともに、この状態で前記導体ケース内に前記３
つの共振モードの共振周波数ｆ、、ｆ！、ｆ３のうちｆ
、Ｊ、に合致する２種類の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周波数のうち測定すべき周
波数が３つの共振モードの共振周波数ｆ１．ｆ＊、ｆｓ
のうち残余の共振周波数ｆ３に合致するようにする。

この状態で導体ケース２３内に第２図（ｂ）に示される
ような電界強度分布を与える、周波数がｆ、の第１の高
周波入力信号Ｓ１を第１の入力部から入力する。第１の
高周波入力信号Ｓｌの電界強度分布は、各誘電体共振器
２０，２１．２２の配置位置において最大の電界強度を
有し、各誘電体共振器２０，２１．２２の中間位置にお
いて最小の電界強度を有している。

また、これと同時に第２図（Ｃ）に示されるような電界
強度分布を与える、周波数がｒｔ（ただし、ｆ、とｆ、
は互いに異なり、かつ、ｒｌ＜　ｒｔ　＜　ｆｓの周波
数大小関係にある。）の第２の高周波入力信号Ｓ２を第
２の入力部から入力する。第２の高周波入力信号Ｓ２の
電界強度分布は、誘電体共振器２０の配置位置で正極性
で絶対値最大の電界強度、誘電体共振器２１の配置位置
でゼロの電界強度、誘電体共振器２２の配置位置で負極
性で絶対値最大の電界強度を有している。

そして、このような電界強度分布を呈する両歯周波入力
信号Ｓｌ、Ｓ２をそれぞれの入力部から入力して、相互
変調信号を発生させる。この場合、前述したとおり相互
変調信号の周波数（相互変調周波数）ｆ、は、２　ｆ、
−ｆ、に等しくなるようにしている。そして、導体ケー
ス２３の出力部は高周波入力信号Ｓｌ、Ｓ２の内、相互
変調周波数ｆ、に近い周波数ｆ、を有する高周波入力信
号Ｓ２の電界強度が最小となる位置に設定されているか
ら、出力部には高周波入力信号Ｓ２は出力されない。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、両歯周波入力信号Ｓｌ、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ｔコ孔に挿通固
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３
１はそれぞれ、第１および第２の入力端子２５および２
７から引き出され、その先端を導体ケース１に接続固定
された第１および第２の高周波入力信号Ｓｌ、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Ｓｌ、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２０，２１．２２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、その配置数は３個に限定されるもので
はなく、それ以上の配置数であってもよい。

また、実施例の誘電体共振器はＴＥＱ、δモードのもの
であったが、これに限定されるものではない。

（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、共振モー
ド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
形成しであるから、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
ス内に少なくとも３個の誘電体共振器を配置して少なく
とも３つの共振モードをもつようにし、そのうちの少な
くとも１つの共振モードの共振周波数を、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、Ｓｌ・・・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。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも３個の誘電体共振器を導体ケース内に
配置して少なくとも３つの共振モードをもつようにする
とともにこの状態で前記導体ケース内に前記少なくとも
３つの共振モードの共振周波数のうち少なくとも２つに
合致する少なくとも２種類の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周波数のうち測定すべき
周波数が前記少なくとも３つの共振モードの共振周波数
のうち残余の共振周波数に合致するようにした誘電体フ
ィルタを用意し、この状態で前記導体ケース内に前記周
波数の異なる少なくとも２種類の高周波入力信号を入力
し、前記高周波入力信号の内、前記測定すべき相互変調周波
数に近い周波数を有する前記高周波入力信号による導体
ケース内の電界強度が最小となる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）少なくとも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成分を出力させる出力
部とを具備する導体ケースと、前記導体ケース内に配置
された少なくとも３個の誘電体共振器と、を有して少なくとも３つの共振モードをもつようにする
とともにこの状態で前記導体ケース内に前記少なくとも
３つの共振モードの共振周波数のうち少なくとも２つに
合致する少なくとも２種類の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周波数のうち測定すべき
周波数が前記少なくとも３つの共振モードの共振周波数
のうち残余の共振周波数に合致するようにした誘電体フ
ィルタを具備し、前記導体ケースの出力部は、前記測定すべき相互変調周
波数に近い周波数を有する前記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されていることを
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。