(57)【要約】【課題】  電磁シールド材などの試料の評価や設計に利用できる、測定装置に依存しない面抵抗値の推定値を精度良く得られる面抵抗値測定システムを提供する。【解決手段】  楕円形の扁平筒状の空洞である２焦点型扁平空洞における短軸を通る平面上にシート状試料を装着し、第１の焦点から放射され、試料を通過後に第２の焦点に到達した電磁波から透過係数を得、また、試料が装着されていない場合の透過係数も得、両透過係数からシールド効果の測定値を得る。面抵抗値の候補値を定め、試料を方形導波管とみなしたときの透過係数を計算する。この計算された透過係数を適用し、面抵抗値の候補値を適用した際のシールド効果の算出値を得る。シールド効果の測定値に近似した算出値が得られた面抵抗値の候補値を、面抵抗値の推定値とする。【選択図】      図２
2010019659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
楕円形の扁平筒状の空洞である２焦点型扁平空洞を画定させるものであって、上記楕円形の長軸に直交する短軸を通る平面で上記２焦点型扁平空洞を切った断面部分にシート状試料を装着可能な２焦点型扁平空洞体と、
上記シート状試料が上記２焦点型扁平空洞体に装着されている場合と、装着されていない場合との双方で、上記楕円形の第１の焦点から電磁波を上記２焦点型扁平空洞内に放射させると共に、放射された電磁波を上記楕円形の第２の焦点で捕捉させて、透過係数を得、上記シート状試料が装着されている場合の透過係数及び上記シート状試料が装着されていない場合の透過係数から、上記シート状試料についてのシールド効果の測定値を得るシールド効果測定手段と、
上記シート状試料の測定対象特性の候補値を切り替えると共に、その候補値を適用して算出されたシールド効果の算出値と、上記シールド効果の測定値とが近似したときに、上記候補値の切替を終了させ、そのときの候補値を、上記測定対象特性の推定値とする推定値探索制御手段と、
上記２焦点型扁平空洞の楕円境界を完全導体とみなし、、（Ｔ１）上記第１の焦点からの上記シート状試料への入射波を計算し、（Ｔ２）上記シート状試料を方形導波管とみなし、測定対象特性の候補値により変化する透過係数を適用して透過波を計算し、（Ｔ３）高次の波を上記楕円形の短軸上で計算し、（Ｔ４）展開係数を使用し、上記シート状試料を透過した波を置き換え、（Ｔ５）上記シート状試料を装着されていない場合と、試料を装着されている場合とで、上記第２の焦点に収束する波を表現し、（Ｔ６）上記第２の焦点に収束する波の総和の比から、上記シールド効果の算出値を得る、候補適用シールド効果算出手段と
を有することを特徴とするシート状試料特性測定システム。
【請求項２】
上記候補適用シールド効果算出手段は、測定対象特性の候補値に影響を受けない計算項目については予め計算したものを格納しており、この格納している値を読み出して、シールド効果の算出値を得る際に利用することを特徴とする請求項１に記載のシート状試料特性測定システム。
【請求項３】
上記シート状試料の測定対象特性が面抵抗値であり、上記候補適用シールド効果算出手段は、面抵抗値の候補値により透過係数を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載のシート状試料特性測定システム。
【請求項４】
複数の測定周波数についてそれぞれ面抵抗値の推定値を得、面抵抗値の複数の推定値が近似しているか否かにより、上記シート状試料の厚さが上記シート状試料の表皮深さより薄いか否かを判別する試料厚判別手段をさらに備えたことを特徴とする請求項３に記載のシート状試料特性測定システム。
【請求項５】
上記シート状試料の測定対象特性が導電率であり、上記候補適用シールド効果算出手段は、導電率の候補値を、測定された上記シート状試料の厚さを利用して面抵抗値に変換し、変換された面抵抗値より透過係数を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載のシート状試料特性測定システム。
【請求項６】
楕円形の扁平筒状の空洞である２焦点型扁平空洞を画定させるものであって、上記楕円形の長軸に直交する短軸を通る平面で上記２焦点型扁平空洞を切った断面部分にシート状試料を装着可能な２焦点型扁平空洞体と、シールド効果測定手段と、推定値探索制御手段と、候補適用シールド効果算出手段とを利用して、上記シート状試料の測定対象特性の推定値を得るシート状試料特性測定方法であって、
上記シート状試料が上記２焦点型扁平空洞体に装着されている場合と、装着されていない場合との双方で、上記楕円形の第１の焦点から電磁波を上記２焦点型扁平空洞内に放射させると共に、放射された電磁波を上記楕円形の第２の焦点で捕捉させて、透過係数を得、上記シート状試料が装着されている場合の透過係数及び上記シート状試料が装着されていない場合の透過係数から、上記シート状試料についてのシールド効果の測定値を得る、上記シールド効果測定手段が実行する第１の工程と、
上記シート状試料の測定対象特性の候補値を切り替える、上記推定値探索制御手段が実行する第２の工程と、
上記２焦点型扁平空洞の楕円境界を完全導体とみなし、（Ｔ１）上記第１の焦点からの上記シート状試料への入射波を計算し、（Ｔ２）上記シート状試料を方形導波管とみなし、測定対象特性の候補値により変化する透過係数を適用して透過波を計算し、（Ｔ３）高次の波を上記楕円形の短軸上で計算し、（Ｔ４）展開係数を使用し、上記シート状試料を透過した波を置きかえ、（Ｔ５）上記シート状試料を装着されていない場合と、試料を装着されている場合とで、上記第２の焦点に収束する波を表現し、（Ｔ６）上記第２の焦点に収束する波の総和の比から、上記シールド効果の算出値を得る、上記候補適用シールド効果算出手段が実行する第３の工程と、
上記シート状試料の測定対象特性の候補値を適用して算出されたシールド効果の算出値と、上記シールド効果の測定値とが近似したときに、上記候補値の切替を終了させ、そのときの候補値を、上記測定対象特性の推定値とする、上記推定値探索制御手段が実行する第４の工程と
を含むことを特徴とするシート状試料特性測定方法。
【請求項７】
楕円形の扁平筒状の空洞である２焦点型扁平空洞を画定させるものであって、上記楕円形の長軸に直交する短軸を通る平面で上記２焦点型扁平空洞を切った断面部分にシート状試料を装着可能な２焦点型扁平空洞体に、上記シート状試料が装着されている場合と、装着されていない場合との双方で、上記楕円形の第１の焦点から電磁波を上記２焦点型扁平空洞内に放射させ、放射された電磁波を上記楕円形の第２の焦点で捕捉させて、透過係数を得る透過係数測定装置から、上記透過係数が与えられるコンピュータを、
上記シート状試料が装着されている場合の透過係数及び上記シート状試料が装着されていない場合の透過係数から、上記シート状試料についてのシールド効果の測定値を得るシールド効果測定手段と、
上記シート状試料の測定対象特性の候補値を切り替えると共に、その候補値を適用して算出されたシールド効果の算出値と、上記シールド効果の測定値とが近似したときに、上記候補値の切替を終了させ、そのときの候補値を、上記測定対象特性の推定値とする推定値探索制御手段と、
上記２焦点型扁平空洞の楕円境界を完全導体とみなし、（Ｔ１）上記第１の焦点からの上記シート状試料への入射波を計算し、（Ｔ２）上記シート状試料を方形導波管とみなし、測定対象特性の候補値により変化する透過係数を適用して透過波を計算し、（Ｔ３）高次の波を上記楕円形の短軸上で計算し、（Ｔ４）展開係数を使用し、上記シート状試料を透過した波を置きかえ、（Ｔ５）上記シート状試料を装着されていない場合と、試料を装着されている場合とで、上記第２の焦点に収束する波を表現し、（Ｔ６）上記第２の焦点に収束する波の総和の比から、上記シールド効果の算出値を得る、候補適用シールド効果算出手段と
して機能させることを特徴とするシート状試料特性測定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状試料特性測定システム、方法及びプログラムに関し、例えば、シート状の電磁シールド材の面抵抗値や導電率などを測定する場合に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
電子機器間の電磁干渉を防ぐためには、電磁妨害波に対する遮蔽などの対策が必要となる。特に、情報通信機器の動作周波数が高くなるにつれ（例えば、マイクロ波帯）、その対策も高い周波数帯で必要となる。そこで、電磁シールド材のような対策材料を評価する必要がある。
【０００３】
電磁シールド材が電波を遮蔽する性能の指標としてシールド効果（ＳＥ）があり、シールド効果の測定方法の一例として、同軸線路等のＴＥＭモードを用いた測定方法がある（非特許文献１〜３参照）。この測定方法は、２本の同軸線路の間に試料を挟み、その透過係数からシールド効果を算出する方法である。
【非特許文献１】P.F.Wilson, M.T.Ma, and J.W.Adams,”Techniques for measuring the electromagnetic shielding effectiveness of materials: Part I, -Far-field source simulation,” IEEE Trans. Electromagn. Compat., vol.30,no.3,pp.239-250,Aug.1988
【非特許文献２】J.Catrysse, M.Delesie, and W.Steenbakkers,”The influence of tha test fixture on shielding effectiveness measurements,” IEEE Trans. Electromagn. Compat., vol.34,no.3,pp.348-351,Aug.1992
【非特許文献３】M.S.Sarto and A.Tamburrano,”Innovative test method for the shielding effectiveness measurement of conductive thin films in a wide frequency range,” IEEE Trans. Electromagn. Compat., vol.48,no.2,pp.331-341,May.2006
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、同軸線路間に試料を挟む測定方法は、試料を測定ジグに接触させて測定するため、試料と同軸線路との電気的な接触状態に注意を払う必要があり、また、繰り返し測定を行うと試料を劣化させ、測定結果のばらつきの原因にもなりやすい。
【０００５】
また、電磁シールド材のような複合材料の場合、繊維の方向の偏りによる面内異方性を持つことがあるが、同軸線路間に試料を挟む測定方法では、シールド効果は主値の平均的な値となってしまう。
【０００６】
さらに、同軸線路間に試料を挟む測定方法では、測定面積が小さいため、電磁シールド材からの試料片の切りとり箇所によっては、材料の疎密により推定値が変動する恐れがある。
【０００７】
かかる不都合を解決すべく、本件発明者によって、２焦点型扁平空洞を利用して、シールド効果をより正確に測定（推定）することが提案されている。
【０００８】
しかしながら、シールド効果は測定装置に大きく依存するパラメータであり、測定したシールド効果を、他の測定装置で得たシールド効果と比較することができず、電磁シールド材の設計作業などに、測定されたシールド効果をそのまま適用し得ないことが多くなる。
【０００９】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、電磁シールド材などの試料の評価や設計に利用できる、測定装置に依存しない測定対象特性の測定値（推定値）を精度良く得ることができるシート状試料特性測定システム、方法及びプログラムを提供しようとしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の本発明のシート状試料特性測定システムは、（１）楕円形の扁平筒状の空洞である２焦点型扁平空洞を画定させるものであって、上記楕円形の長軸に直交する短軸を通る平面で上記２焦点型扁平空洞を切った断面部分にシート状試料を装着可能な２焦点型扁平空洞体と、（２）上記シート状試料が上記２焦点型扁平空洞体に装着されている場合と、装着されていない場合との双方で、上記楕円形の第１の焦点から電磁波を上記２焦点型扁平空洞内に放射させると共に、放射された電磁波を上記楕円形の第２の焦点で捕捉させて、透過係数を得、上記シート状試料が装着されている場合の透過係数及び上記シート状試料が装着されていない場合の透過係数から、上記シート状試料についてのシールド効果の測定値を得るシールド効果測定手段と、（３）上記シート状試料の測定対象特性の候補値を切り替えると共に、その候補値を適用して算出されたシールド効果の算出値と、上記シールド効果の測定値とが近似したときに、上記候補値の切替を終了させ、そのときの候補値を、上記測定対象特性の推定値とする推定値探索制御手段と、（４）上記２焦点型扁平空洞の楕円境界を完全導体とみなし、（Ｔ１）上記第１の焦点からの上記シート状試料への入射波を計算し、（Ｔ２）上記シート状試料を方形導波管とみなし、測定対象特性の候補値により変化する透過係数を適用して透過波を計算し、（Ｔ３）高次の波を上記楕円形の短軸上で計算し、（Ｔ４）展開係数を使用し、上記シート状試料を透過した波を置きかえ、（Ｔ５）上記シート状試料を装着されていない場合と、試料を装着されている場合とで、上記第２の焦点に収束する波を表現し、（Ｔ６）上記第２の焦点に収束する波の総和の比から、上記シールド効果の算出値を得る、候補適用シールド効果算出手段とを有することを特徴とする。
【００１１】
第２の本発明のシート状試料特性測定方法は、楕円形の扁平筒状の空洞である２焦点型扁平空洞を画定させるものであって、上記楕円形の長軸に直交する短軸を通る平面で上記２焦点型扁平空洞を切った断面部分にシート状試料を装着可能な２焦点型扁平空洞体と、シールド効果測定手段と、推定値探索制御手段と、候補適用シールド効果算出手段とを利用して、上記シート状試料の測定対象特性の推定値を得るシート状試料特性測定方法であって、（１）上記シート状試料が上記２焦点型扁平空洞体に装着されている場合と、装着されていない場合との双方で、上記楕円形の第１の焦点から電磁波を上記２焦点型扁平空洞内に放射させると共に、放射された電磁波を上記楕円形の第２の焦点で捕捉させて、透過係数を得、上記シート状試料が装着されている場合の透過係数及び上記シート状試料が装着されていない場合の透過係数から、上記シート状試料についてのシールド効果の測定値を得る、上記シールド効果測定手段が実行する第１の工程と、（２）上記シート状試料の測定対象特性の候補値を切り替える、上記推定値探索制御手段が実行する第２の工程と、（３）上記２焦点型扁平空洞の楕円境界を完全導体とみなし、（Ｔ１）上記第１の焦点からの上記シート状試料への入射波を計算し、（Ｔ２）上記シート状試料を方形導波管とみなし、測定対象特性の候補値により変化する透過係数を適用して透過波を計算し、（Ｔ３）高次の波を上記楕円形の短軸上で計算し、（Ｔ４）展開係数を使用し、上記シート状試料を透過した波を置きかえ、（Ｔ５）上記シート状試料を装着されていない場合と、試料を装着されている場合とで、上記第２の焦点に収束する波を表現し、（Ｔ６）上記第２の焦点に収束する波の総和の比から、上記シールド効果の算出値を得る、上記候補適用シールド効果算出手段が実行する第３の工程と、（４）上記シート状試料の測定対象特性の候補値を適用して算出されたシールド効果の算出値と、上記シールド効果の測定値とが近似したときに、上記候補値の切替を終了させ、そのときの候補値を、上記測定対象特性の推定値とする、上記推定値探索制御手段が実行する第４の工程とを含むことを特徴とする。
【００１２】
第３の本発明のシート状試料特性測定プログラムは、楕円形の扁平筒状の空洞である２焦点型扁平空洞を画定させるものであって、上記楕円形の長軸に直交する短軸を通る平面で上記２焦点型扁平空洞を切った断面部分にシート状試料を装着可能な２焦点型扁平空洞体に、上記シート状試料が装着されている場合と、装着されていない場合との双方で、上記楕円形の第１の焦点から電磁波を上記２焦点型扁平空洞内に放射させ、放射された電磁波を上記楕円形の第２の焦点で捕捉させて、透過係数を得る透過係数測定装置から、上記透過係数が与えられるコンピュータを、（１）上記シート状試料が装着されている場合の透過係数及び上記シート状試料が装着されていない場合の透過係数から、上記シート状試料についてのシールド効果の測定値を得るシールド効果測定手段と、（２）上記シート状試料の測定対象特性の候補値を切り替えると共に、その候補値を適用して算出されたシールド効果の算出値と、上記シールド効果の測定値とが近似したときに、上記候補値の切替を終了させ、そのときの候補値を、上記測定対象特性の推定値とする推定値探索制御手段と、（３）上記２焦点型扁平空洞の楕円境界を完全導体とみなし、（Ｔ１）上記第１の焦点からの上記シート状試料への入射波を計算し、（Ｔ２）上記シート状試料を方形導波管とみなし、測定対象特性の候補値により変化する透過係数を適用して透過波を計算し、（Ｔ３）高次の波を上記楕円形の短軸上で計算し、（Ｔ４）展開係数を使用し、上記シート状試料を透過した波を置きかえ、（Ｔ５）上記シート状試料を装着されていない場合と、試料を装着されている場合とで、上記第２の焦点に収束する波を表現し、（Ｔ６）上記第２の焦点に収束する波の総和の比から、上記シールド効果の算出値を得る、候補適用シールド効果算出手段として機能させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、電磁シールド材などの試料の評価や設計に利用できる、測定装置に依存がない測定対象特性の測定値（推定値）を精度良く得ることができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明によるシート状試料特性測定システム、方法及びプログラムの第１の実施形態を、図面を参照しながら説明する。第１の実施形態のシート状試料特性測定システムは、面抵抗値（シート抵抗値）の測定システム及び試料厚判別システムを兼ねている。
【００１５】
（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図１は、第１の実施形態の測定システムの全体構成を示すブロック図である。
【００１６】
図１において、第１の実施形態の測定システム１は、ネットワークアナライザ２、２焦点型扁平空洞体３及び演算装置４を有する。
【００１７】
２焦点型扁平空洞体３は、図１の紙面をつらぬく方向の厚みの薄い（例えば１０ｍｍ）楕円形の筒状の空洞（以下、２焦点型扁平空洞と呼ぶ）を形成させるものである。２焦点型扁平空洞の厚みは、測定する周波数帯により決定され、後述する送信部からの電磁波を反射できる側面を確保でき、かつ、試料の装着を安定にできるフランジがであれば良い。
【００１８】
２焦点型扁平空洞体３は、相互の接合、切り離しが自在な、ほぼ同一形状の２つのシェル部１０Ｕ及び１０Ｄを有する。２つのシェル部１０Ｕ及び１０Ｄはそれぞれ、２焦点型扁平空洞の２焦点を結ぶ線分の中点を通り、２焦点を結ぶ線分に直交する平面で２焦点型扁平空洞を２分したそれぞれの分割空洞を形成させるものであり、２分した平面に沿う部分を接合面１１Ｕ及び１１Ｄとしているものである。詳細な図示は省略しているが、接合面１１Ｕ及び１１Ｄは、例えばフランジを有し、両フランジには接触させた状態でネジ止めなどの締結を実行させる構成が設けられ、これにより、２つのシェル部１０Ｕ及び１０Ｄを気密状態に接合させることができるようになされている。シェル部１０Ｕ及び１０Ｄは、その接合時において、測定する周波数帯で２焦点型扁平空洞内に外部からの電磁波が挿入しないような材質で形成されている。
【００１９】
試料１２は、接合面１１Ｕ及び１１Ｄによって挟まれて配置されるものである。２焦点型扁平空洞は、試料１２が配置された状態では、試料１２によって２分される。言い換えると、空洞と繋がる接合面１１Ｕ及び１１Ｄにおける長孔を完全に塞ぐように試料１２が配置される。
【００２０】
シェル部１０Ｕにおける楕円の焦点位置には、２焦点型扁平空洞内に向けて電磁波を放射する送信部（例えば同軸コネクタでなる）１３Ｔが設けられ、シェル部１０Ｄにおける楕円の焦点位置には、２焦点型扁平空洞内を伝搬している電磁波を捕捉する受信部（例えば同軸コネクタでなる）１３Ｒが設けられている。
【００２１】
ネットワークアナライザ２は、例えば、タイムドメイン機能を有するものである。ネットワークアナライザ２の送信ポート２１Ｔは、シェル部１０Ｕの送信部１３Ｔに接続され、ネットワークアナライザ２の受信ポート２１Ｒは、シェル部１０Ｄの受信部１３Ｒに接続されるものである。ネットワークアナライザ２は、所定周波数の電磁波を送信部１３Ｔから２焦点型扁平空洞内に向けて放射させると共に、受信部１３Ｒから、受信部１３Ｒが捕捉した受信信号を取り込むものである。
【００２２】
ここで、送信部１３Ｔ及び受信部１３Ｒが楕円の焦点に位置しているので、送信部１３Ｔから受信部１３Ｒへ直接向かう電波だけでなく、２焦点型扁平空洞の壁面（楕円筒の側面）で反射された電磁波も受信部１３Ｒに到達し、しかも、反射が複数回繰り返された多重反射の電磁波も受信部１３Ｒに到達する。そこで、タイムドメイン機能を利用し、送信時点から、所定時間後（例えば１ｎｓ）に観測されるピークを抽出するように（１回反射波が含まれるように）時間ゲートをかけて受信信号を取り込むこととした。なお、送信部１３Ｔからの電磁波が２焦点型扁平空洞の壁面で１回だけ反射して受信部１３Ｒに到達し、この１回反射時での送信部１３Ｔから受信部１３Ｒへの経路長は一定である。
【００２３】
ネットワークアナライザ２は、伝送特性に係る各種のパラメータを得ることができるが、ここでは、透過係数（ＳパラメータのＳ２１）を取得することとした。測定に利用する所定周波数は掃引させ、複数の周波数について透過係数を取得する。例えば、１ＧＨｚから１３ＧＨｚまでの間で、１ＧＨｚ間隔で透過係数を取得する。また、２焦点型扁平空洞に試料１２が配置したときの透過係数と、試料１２を配置しなかったときの透過係数とを取得する。
【００２４】
演算装置４は、例えば、パソコンが該当するものであり、面抵抗値測定プログラム４Ａや試料厚判別プログラム４Ｂが組み込まれているものである。なお、演算装置４を、面抵抗値測定や試料厚判別を専用的に行う専用装置として構築しても良い。
【００２５】
演算装置４は、ネットワークアナライザ２とのケーブル接続により、ネットワークアナライザ２が取得した透過係数を取り込み、又は、ネットワークアナライザ２が取得した透過係数を書き込んだ記録媒体が装着されて透過係数を取り込む。面抵抗値測定プログラム４Ａは、測定周波数毎の試料１２を配置したときの透過係数と、試料１２を配置しなかったときの透過係数とから、各測定周波数での面抵抗値を得るものであり、試料厚判別プログラム４Ｂは、各測定周波数での面抵抗値から、試料１２の厚さがその試料１２の表皮深さ（ｓｋｉｎ  ｄｅｐｔｈ）より薄いものか否かを判別するものである。面抵抗値測定プログラム４Ａや試料厚判別プログラム４Ｂの詳細については、後述する動作説明の項で明らかにする。
【００２６】
（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、第１の実施形態の測定システム１の動作（測定方法）を説明する。まず、面抵抗値の推定動作を説明する。
【００２７】
面抵抗値の推定動作は、各測定周波数毎に実行される。面抵抗値の推定動作では、測定周波数毎の試料１２を配置したときの透過係数と試料１２を配置しなかったときの透過係数とからシールド効果の測定値を定め、面抵抗値の候補からその候補を適用したときのシールド効果を算出し、シールド効果の算出値とシールド効果の測定値との差分が所定閾値以下になる面抵抗値の候補を、面抵抗値の推定値とする。
【００２８】
ここで、試料１２を配置したときの透過係数をＴ１、試料１２を配置しなかったときの透過係数をＴ２とすると、シールド効果の測定値ＳＥｍｅａｓ．は（１）式で表すことができる。
【００２９】
ＳＥｍｅａｓ．＝−２０ｌｏｇ１０（Ｔ１／Ｔ２）                  …（１）
図２は、ある測定周波数について、面抵抗値の推定値を得る際の処理の流れを示すフローチャートであり、図３は、図２のステップＳ２の詳細を示すフローチャートである。図２及び図３の実行主体は、例えば、演算装置４に設けられているＣＰＵである。
【００３０】
図２に示す処理を開始すると、まず、面抵抗値の新たな候補Ｒｓを決定するパラメータＲｏ、ｓｔａｒｔ、ｓｔｅｐの値を設定して、今回の面抵抗値の候補Ｒｓを決定する（ステップＳ１）。なお、このステップＳ１の処理に最初に移行してきたときは、例えば、初期抵抗値パラメータＲｏは０、初期値パラメータｓｔａｒｔは０、刻み幅パラメータｓｔｅｐは１００である。
【００３１】
そして、今回の面抵抗値の候補Ｒｓを適用してシールド効果ＳＥｃａｌｃ．を算出する（ステップＳ２）。この算出処理の詳細については、図３を参照して後述する。その後、シールド効果の算出値ＳＥｃａｌｃ．が算出シールド効果の測定値ＳＥｍｅａｓ．より大きいか否かを判別する（ステップＳ３）。
【００３２】
算出値ＳＥｃａｌｃ．が測定値ＳＥｍｅａｓ．以下の場合には、推定値の可能性がある値を保持しておくパラメータｗｏｒｋに、現在の候補値であるパラメータＲｓの値を代入すると共に、初期値パラメータｓｔａｒｔを０、初期抵抗値パラメータＲｏを０として（ステップＳ４）、上述したステップＳ１に戻る。このようにしてステップＳ１に戻った場合には、面抵抗値の次の候補Ｒｓは直前の候補より、刻み幅パラメータｓｔｅｐが指示する値だけ大きなものとなる。
【００３３】
算出値ＳＥｃａｌｃ．と測定値ＳＥｍｅａｓ．との比較により、算出値ＳＥｃａｌｃ．が大きいという結果が得られたときには、これら算出値と測定値の差分絶対値が所定の閾値（例えば１０−３）より小さいか否かを判別する（ステップＳ５）。このステップＳ５は、面抵抗値の推定値の探索を終了させるか否かの判別になっている。
【００３４】
算出値と測定値の差分絶対値が閾値以上の場合には、初期抵抗値パラメータＲｏを０、初期値パラメータｓｔａｒｔに保持値パラメータｗｏｒｋの値を代入し、刻み幅パラメータｓｔｅｐを今までの刻み幅パラメータｓｔｅｐの１／１０にして（ステップＳ６）、上述したステップＳ１に戻る。このようにしてステップＳ１に戻った場合には、算出値ＳＥｃａｌｃ．が測定値ＳＥｍｅａｓ．より大きくなる候補値の前の候補値に対し、今までの刻み幅より１／１０だけ小さい刻み幅で新たな候補値Ｒｓを設定したことになる。
【００３５】
算出値と測定値の差分絶対値が閾値より小さくなった場合には、図２に示す一連の処理を終了する。この終了時の候補値パラメータＲｓの値が、面抵抗値の推定値となる。
【００３６】
例えば、面抵抗値０．３２５を見付ける場合の候補値の変化は以下の通りである。ステップＳ１の処理に最初に移行したときには、初期抵抗値パラメータＲｏは０、初期値パラメータｓｔａｒｔは０、刻み幅パラメータｓｔｅｐは１００であるので（保持値パラメータｗｏｒｋも０）、最初の候補値は１００となる。この候補値１００でのシールド効果の算出値は測定値より十分に大きいので、ステップＳ３、Ｓ５を介してステップＳ６に移行し、初期抵抗値パラメータＲｏが０になり、初期値パラメータｓｔａｒｔは保持値パラメータｗｏｒｋが代入されて０となり、刻み幅パラメータｓｔｅｐを今までの刻み幅パラメータｓｔｅｐの１／１０である１０になる。その結果、ステップＳ１で新たに設定される候補値Ｒｓは１０となる。この候補値１０に対しても同様な判断がなされ、次の候補値が１となり、候補値１に対しても同様な判断がなされ、次の候補値が０．１となる。
【００３７】
候補値０．１は本来の面抵抗値０．３２５より小さくなっており、シールド効果の算出値は測定値より小さいものとなり、ステップＳ３を介してステップＳ４に移行する。これにより、保持値パラメータｗｏｒｋに０．１が代入され、初期値パラメータｓｔａｒｔが０、初期抵抗値パラメータに０．１が代入される（初期抵抗値パラメータＲｏの値０．１及び刻み幅パラメータｓｔｅｐの値０．１は維持される）。その結果、ステップＳ１で新たに設定される候補値Ｒｓは０．２となる。候補値０．２も本来の面抵抗値０．３２５より小さいので、同様な判断がなされ、次の候補値が０．３となり、候補値０．３に対しても同様な判断がなされ、次の候補値が０．４となる。
【００３８】
この候補値０．４でのシールド効果の算出値は測定値より十分に大きいので、ステップＳ３、Ｓ５を介してステップＳ６に移行し、初期抵抗値パラメータＲｏが０になり、初期値パラメータｓｔａｒｔは保持値パラメータｗｏｒｋが代入されて０．３となり、刻み幅パラメータｓｔｅｐを今までの刻み幅パラメータｓｔｅｐの１／１０である０．０１になる。その結果、ステップＳ１で新たに設定される候補値Ｒｓは０．３１となる。
【００３９】
以下、同様な探索が繰り返され、候補値Ｒｓが０．３２５となったとする。この候補値０．３２５を適用したシールド効果の算出値は測定値と近似しており、算出値と測定値の差分絶対値が閾値より小さいものとなる。これにより、ステップＳ５で肯定結果が得られ、図２に示す一連の処理が終了される。この終了時の候補値パラメータＲｓの値０．３２５が、面抵抗値の推定値となる。面抵抗値の推定値を得るまでの候補数は１５である。
【００４０】
例えば、探索での刻み幅を０．００１に固定した場合には、０．３２５が探索されるまでに、シールド効果の算出を３２５回繰り返すことになるが、刻み幅を１／１０に処理するステップを含めた図２に示す処理では、０．３２５が探索されるまでの繰り返し数を少なく抑えることができる。
【００４１】
次に、面抵抗値の候補値Ｒｓを適用してシールド効果の算出値ＳＥｃａｌｃ．を得る上述したステップＳ２の算出処理の詳細を、図３のフローチャートを参照しながら説明する。この算出処理は、図４に示す解析モデルを前提としている。
【００４２】
図４において、点Ｔは送信点、点Ｒは受信点、点Ｏは２焦点型扁平空洞の中心、曲線（曲面）Ｃは２焦点型扁平空洞の端部境界（楕円筒の側面）、点Ｐは曲線Ｃ上の任意の点を媒介変数θで表している。試料は、図４のｙ軸上に配置する。また、点Ｔと点Ｒは楕円の焦点であり、２焦点型扁平空洞は完全導体とする。また、点Ｏを通る破線で示した長軸と短軸の長さは、それぞれ２ａ、２ｂとする。
【００４３】
図３に示す処理に入るとまず、シールド効果を算出するために適用するパラメータを読み込む（ステップＳ５１）。
【００４４】
読み出すパラメータは、試料を方形導波管とみなし、ＴＥｐ０モードで展開するための展開係数ｇｐ、ｌ次の波（円筒波）が点Ｔから放射されたときのｙ軸上の電界Ｅｌ（ｙ）、試料を配置していないときの０次の波が点Ｔから放射されたときの２焦点型扁平空洞の端部境界で境界条件を満足するように決定された振幅係数ａｍ０、試料を配置していないときのｌ次の波が点Ｔから放射されたときの２焦点型扁平空洞の端部境界で境界条件を満足するように決定された振幅係数ａｍｌ、及び、無限積分を有限項で打ち切るための最大値（解が十分収束する値としている）Ｐｍａｘ、Ｌ、Ｍである。展開係数ｇｐは、入射波を導波管モードに展開し、計算を可能とするものである。導波管モードの透過波Ｅｔ（ｙ）を基底関数の重ねあわせで表現（ｌ次の波で表現）するため、展開計数ｂｌを使って表現する。展開係数ｇｐ及び電界Ｅｌ（ｙ）、振幅係数ａｍｌは、解析モデル（２焦点型扁平空洞のサイズ）が定まれば一意に定まるものであり、予め計算されてファイルとして格納されている。
【００４５】
なお、ステップＳ５１のパラメータの読み込みは、面抵抗値の候補値Ｒｓが変わって、図３の処理に改めて移行してきた毎に実行しても良いが、最初の面抵抗値の候補値Ｒｓに対するシールド効果の算出時に読み込み、２番目以降の候補値に対するシールド効果の算出時には、最初の候補値の算出時に読み込んだものを利用するようにしても良い。
【００４６】
まず、面抵抗値の候補値Ｒｓを適用して、ＴＥｐ０モードの透過係数Ｔｐを計算する（ステップＳ５２）。透過係数Ｔｐは、試料を材料が充填されている方形導波管と置き換えた場合において、各モードの試料１２からの透過電界Ｅｔに対する試料１２への入射電界Ｅｉの比を表している。試料を面抵抗値Ｒｓの抵抗皮膜と仮定し、伝送線路理論を用いると、ＴＥｐ０モードの透過係数Ｔｐは面抵抗値Ｒｓを用いて（２）式で表すことができる。（２）式において、η０は自由空間の固有インピーダンス、θｉｐはＴＥｐ０モードの等価的な入射角であり、ｃｏｓθｉｐは（３）式で表すことができる。（３）式におけるλは測定周波数に対応した波長を表している。なお、ｐは展開時の次数を表すパラメータであり、後述するように、奇数をとるものとなっている。
【数１】
2010019659.tif 000003
【００４７】
次に、計算された透過係数Ｔｐを適用して、導波管モードの透過波Ｅｔ（ｙ）、すなわち、試料を透過する波を、（４）式に従って計算する（ステップＳ５３）。（４）式におけるｇｐはステップＳ５１で読み込んだＴＥｐ０モードで展開するための展開係数であり、ＰｍａｘはステップＳ５１で読み込んだ伝搬可能な高次モードの次数の上限である。
【数２】
2010019659.tif 000004
【００４８】
予め計算されて格納されているＴＥｐ０モードで展開するための展開係数ｇｐは、以下のように定められたものである。
【００４９】
試料の透過波を計算するため、まず、送信点Ｔ側の試料面に入射する波を計算する必要がある。送信点Ｔ側の試料面に入射する波は、試料の種類を問わず、２焦点型扁平空洞の形状（解析モデル）で定まるものである。試料上の任意の点Ｉに入射する電界は、送信点Ｔから受信側の楕円境界上の点Ｐに向かって直接入射する成分と、送信側の楕円境界上の点Ｐ’で反射し、受信点Ｒに向かって入射する成分の合成で表わすことができ、（５）式で表される。
【数３】
2010019659.tif 000005
【００５０】
（５）式において、Ｈ０（２）は第２種０次ハンケル関数、ｋ０は自由空間における波数、ａｍ０は、試料が配置されていない２焦点型扁平空洞の端部境界で境界条件（電界が０となる）を満足するように決定された振幅係数、Ｈｍ（１）は第１種ｍ次ハンケル関数、ρとφは点Ｔを原点とする円筒座標系の２つの座標値、ρ’とφ’は点Ｒを原点とする場合の円筒座標系の２つの座標値である。なお、予め用意しておく振幅係数ａｍ０を導出する際に、楕円境界からの１回反射波を無限級数和ではなく、解が十分収束する有限項数Ｍで打ち切っている。
【００５１】
試料を透過する波を計算するため、上述したように、試料を、材料が充填されている方形導波管と置き換えている。まず、入射波Ｅｉ（ｙ）を方形導波管のＴＥｐ０モードで展開するため、試料の配置位置にあたるｙ軸上で（６）式を満足する必要がある。
【数４】
2010019659.tif 000006
【００５２】
（６）式において、ＰｍａｘはステップＳ５１で読み込んだ伝搬可能な高次モードの次数の上限と同じものであり、ｇｐはステップＳ５１で読み込んだＴＥｐ０モードで展開するための展開係数である。（６）式は、線形最小二乗問題に帰着し、これを解くことにより、導波管モードの透過波Ｅｔ（ｙ）を計算する上で必要となる、ＴＥｐ０モードで展開するための展開係数ｇｐを得ている。また、試料を方形導波管とみなしているため、試料面の短辺を電気壁としている。そのため、試料の短辺で境界条件を満足する必要があるため、ｐに奇数を選んでいる。
【００５３】
次に、受信点Ｒに収束する波を展開表現するために、送信点Ｔからｌ（ｌ＝０〜Ｌ）次の円筒波が放射されている状況を考える。ｙ軸上における波は（７）式で表される。ここで導波管モードの透過波をｌ次の波で置きかえるため、（８）式をｙ軸上で満足するように展開係数ｂｌを決定する（ステップＳ５４）。
【数５】
2010019659.tif 000007
【００５４】
ステップＳ５１で読み込んだｌ次の波（円筒波）が点Ｔから放射されたときのｙ軸上の電界Ｅｌ（ｙ）は、（７）式で表され、展開係数ｂｌは、（８）式を線形最小二乗問題に帰着して解くことにより得られる。（７）式における振幅係数ａｍｌはｌ次の波がＣ上で境界条件を満足するように予め計算されており、電界Ｅｌ（ｙ）に利用されている。
【００５５】
シールド効果ＳＥは、試料を配置しなかったときと、試料を配置したときの点Ｒで受信する波の比で表わされる。試料を配置していないときと配置したときの点Ｒに収束する波は、それぞれハンケル関数を用いて（９）式、（１０）式のように表わされる。
【数６】
2010019659.tif 000008
【００５６】
（９）式、（１０）式のφ’について、−πからπまで積分することにより、面抵抗値の候補値Ｒｓを適用した場合のシールド効果の算出値ＳＥｃａｌｃ．を得ることができ、算出式は（１１）式で表すことができる。すなわち、面抵抗値の候補値Ｒｓを適用した場合のシールド効果の算出値ＳＥｃａｌｃ．を（１１）式に従って得る（ステップＳ５５）。
【数７】
2010019659.tif 000009
【００５７】
ここで、試料を配置していないときの振幅係数ａ００は、試料に無関係であるので、予め算出して格納しておき、上述したステップＳ５１で読み出して適用すれば良い。試料を配置しているときの展開係数ｂｌ以外のパラメータａ０ｌも、予め算出して格納しておき、上述したステップＳ５１で読み出して適用すれば良い。
【００５８】
面抵抗値の候補値Ｒｓを適用した場合のシールド効果の算出値ＳＥｃａｌｃ．を得ると、図２に示すメインルーチンに戻る。
【００５９】
図３に示す処理の流れは、試料に関係しない値を予め計算して格納しておき、シールド効果の算出で利用するようにしたための流れになっている。図３に示す処理が前提としている、試料に関係しない値もその時点で計算すると仮定した場合の流れは以下の通り（Ｔ１〜Ｔ６）であり、図５を参照しながら説明する。
【００６０】
点Ｔから放射された試料への入射波を、振幅係数ａｍ０を適用して計算する（Ｔ１）。この計算式には、上述した（５）式が該当し、右辺の第１項は、図５（Ａ）における楕円の壁面からの反射なしの試料への入射波に対応し、右辺の第２項は、図５（Ａ）における楕円の壁面からの反射後の試料への入射波に対応する。
【００６１】
図５（Ｂ）に示すように、試料を方形導波管とみなし、透過係数Ｔｐを適用して透過波を計算する（Ｔ２）。この際の計算式は上述した（４）式である。
【００６２】
透過波をｌ次の波で置き換えるため、ｙ軸上で計算する（Ｔ３）。この計算式には、上述した（７）式が該当し、右辺の第１項は、図５（Ｃ）における楕円の壁面からの反射なしの試料への入射波に対応し、右辺の第２項は、図５（Ｃ）における楕円の壁面からの反射後の試料への入射波に対応する。
【００６３】
展開係数ｂｌを適用し、試料を透過した波を計算する（Ｔ４）。試料を透過後、楕円壁面に向かう波と、楕円壁面で反射する波は、図５（Ｄ）のように示され、これは、（８）式の絶対値内の第２項が対応している。
【００６４】
試料を配置しない場合と、試料を配置した場合とで、点Ｒに収束する波を表現する（Ｔ５）。上述した（９）式及び（１０）式がこの場合の表現式であり、それぞれ、図５（Ｅ１）及び図５（Ｅ２）が対応している。
【００６５】
点Ｒに収束する波の総和の比から、シールド効果を計算する（Ｔ６）。上述した（１１）式がこの場合の計算式であり、（１１）式の絶対値における分母、分子がそれぞれ、図５（Ｆ１）及び図５（Ｆ２）に対応している。試料が配置されていない場合は、楕円壁面からの反射波の総和で表現したものとなっているが、試料が配置されている場合は、点Ｔ側の半楕円で反射した波の内、試料を透過した波と、直接試料を透過し、点Ｒ側の半楕円で反射した波の総和で表現できる。
【００６６】
オペレータの設定などにより、演算装置４は、同一試料に対し、異なる測定周波数で面抵抗値を推定する。
【００６７】
このように、異なる測定周波数で面抵抗値が推定された場合には、試料厚判別プログラム４Ｂを実行させ、各測定周波数での面測定値の推定値から、試料の厚さがその試料の表皮深さより薄いものか否かを判別することができる。面抵抗値は、試料の厚さがその試料の表皮深さより薄い場合には測定周波数に依存せず、試料の厚さがその試料の表皮深さより厚い場合には測定周波数に依存するものとなっており、試料厚判別プログラム４Ｂは、各測定周波数での面測定値の推定値が同一値とみなせる範囲内のものか否かを判別することで、試料の厚さがその試料の表皮深さより薄いものか否かを判別することとしている。
【００６８】
図６は、試料厚判別プログラム４Ｂによる処理例を示すフローチャートである。
【００６９】
試料厚判別処理を開始すると、各測定周波数での面測定値の推定値から、その平均値及び標準偏差を算出する（ステップＳ１０１）。算出された標準偏差を平均値で除算して正規化する（ステップＳ１０２）。
【００７０】
正規化された標準偏差を判別用閾値と比較する（Ｓ１０３）。正規化された標準偏差が判別用閾値より小さい場合には、試料の厚さがその試料の表皮深さより薄い旨を表示出力し（Ｓ１０４）、正規化された標準偏差が判別用閾値以上の場合には、試料の厚さがその試料の表皮深さより厚い旨を表示出力し（Ｓ１０５）、図６に示す一連の処理を終了する。
【００７１】
（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、２焦点型扁平空洞を使って試料の等価的な面抵抗値を推定するようにしたので、マイクロ波帯等の非常に高い周波数帯用の試料であっても、再現精度良く、面抵抗値を推定することができる。同軸線路に試料を挟んで測定をする場合、同一試料に対する挟み込みが繰り返し実行されると、試料が劣化し、再現精度が悪くなるが、第１の実施形態によれば、そのようなことを防止することができる。
【００７２】
また、同軸線路に試料を挟んで測定をする場合、試料の生成過程によって偏りがあるため、試料片の切りとり箇所によっては測定結果のばらつきが生じる。一方、２焦点型扁平空洞を利用する方法は、同軸線路中に試料を挟むような測定法に比べ、試料の面積が大きいため、試料片の切りとり箇所による測定結果のばらつきを低減させることができる。
【００７３】
さらに、試料が電磁シールド材のような複合材料の場合、繊維の方向の偏りによる面内異方性を持つことがあるため、同軸線路に試料を挟んで測定をする場合、測定結果のばらつきや過大評価となることがある。一方、２焦点型扁平空洞を利用する方法は、電界の方向が一定であるため、試料の面内異方性を考慮した面抵抗値を推定することもできる。
【００７４】
さらにまた、第１の実施形態では、２焦点型扁平空洞を使って試料の等価的な面抵抗値を推定（測定）するため、大きな試験施設（電波暗室等）を持たない試験場でも容易に試料を評価することができる。
【００７５】
図７は、第１の実施形態による面抵抗値の推定結果と、同軸線路に試料を挟む測定方法による面抵抗値の推定結果とを示すグラフである。図７に示すグラグは、シールド効果の測定結果を得た後に、面抵抗値の候補値を変更する探索により得たものである。
【００７６】
試料は、等方性試料とみなすことができる不織布２種を使用した。測定の回数を重ねることにより、劣化が予想される試料である。また、試料片の切り出し箇所によっては、繊維の偏りが予想されるため、各試料から測定用の試料片をランダムな箇所から１０枚ずつ切り出した。２焦点型扁平空洞を使って試料のシールド効果を測定すると共に、同軸線路を用いてシールド効果を測定した。グラフは省略するが、シールド効果の標準偏差は各周波数により異なり、２焦点型扁平空洞を使用した場合が１．０〜１．７％、同軸線路を使用した場合が１．７〜５．８％となった。次に、試料の面抵抗値を推定した。２焦点型扁平空洞を使用した方法では、上述した第１の実施形態の方法で推定した。同軸線路はＴＥＭ入射であることから、透過係数Ｔ０を用いると、面抵抗値は（１２）式で表すことができ、図７には、（１２）式を適用して得られた面抵抗値をプロットしている。
【数８】
2010019659.tif 000010
【００７７】
図７における各種記号は、推定した面抵抗値の平均値、上下の線幅は標準偏差を示している。図７において、丸プロットが２焦点型扁平空洞を使用して推定した結果の平均値を示し、四角プロットが同軸線路を使用して推定した結果の平均値を示している。標準偏差は、各周波数により異なり、２焦点型扁平空洞を使用して推定した場合が３．７〜１３．７％、同軸線路を使用し手推定した場合が１４．２〜３６．９％となった。
【００７８】
上記第１の実施形態によれば、試料の厚さがその試料の表皮深さより薄いか否かの情報を得ることができる。
【００７９】
面抵抗値の推定値を得るだけでなく、試料の厚さがその試料の表皮深さより薄いか否かの情報を得ることにより、面抵抗値の推定値が、測定周波数に依存しないものであるか否かを確認することができる。
【００８０】
（Ｂ）第２の実施形態
次に、本発明によるシート状試料特性測定システム、方法及びプログラムの第２の実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００８１】
上述した第１の実施形態は、２焦点型扁平空洞を利用して得たシールド効果に基づいて、試料の面抵抗値を測定（推定）するものであったが、この第２の実施形態は、２焦点型扁平空洞を利用して得たシールド効果に基づいて、試料の導電率を測定するものである。
【００８２】
第２の実施形態の測定システムも、図示は省略するが、ネットワークアナライザ、２焦点型扁平空洞体及び演算装置を有している(図１参照)。ネットワークアナライザ及び２焦点型扁平空洞体は、第１の実施形態のものと同様である。
【００８３】
第２の実施形態の演算装置は、面抵抗値測定プログラム４Ａや試料厚判別プログラム４Ｂに代え、導電率測定プログラム４Ｃが組み込まれているものである。また、第２の実施形態の演算装置には、ネットワークアナライザからケーブルを介して、又は、ネットワークアナライザが書き込みを行った記録媒体から透過係数（ＳパラメータのＳ２１）が与えられるだけでなく、オペレータが測定した試料の厚さが入力されるようになされている。
【００８４】
以下では、図８に示すフローチャート（導電率測定プログラム４Ｃ）に従って、導電率の測定動作を説明する。
【００８５】
なお、演算装置は、図８の処理を開始する前には、各測定周波数における、試料が配置されていないときの透過係数と試料が配置されているときの透過係数とから、上述した（１）式に従って、各測定周波数ｆにおけるシールド効果の測定値ＳＥｍｅａｓ．（ｆ）を得ている。
【００８６】
図８に示す処理は、導電率σの候補値と試料の厚さｄとから面抵抗値を得、得られた面抵抗値を適用して各測定周波数ｆ毎のシールド効果ＳＥｃａｌｃ．（ｆ）を算出し、算出されたシールド効果ＳＥｃａｌｃ．（ｆ）がシールド効果の測定値ＳＥｍｅａｓ．（ｆ）にほぼ等しくなるまで、導電率σの候補値を切り替えて、導電率σ（の推定値）を探索するものである。
【００８７】
図８に示す処理を開始すると、予めファイル化されて格納されている各種パラメータを読み込む（ステップＳ１５１）。読み込むパラメータは、導電率σの候補を切り替えるためのパラメータ（例えば、図２のＲｏ、ｓｔａｒｔ、ｓｔｅｐに対応する）や、面抵抗値からシールド効果を算出する際に必要なパラメータ（図３のステップＳ５１参照）や、試料の厚さが表皮深さより厚い場合に導電率から面抵抗値を算出する際に必要な各種定数などである。このパラメータの読み込み処理（入力処理）の一環として、試料の厚さｄを入力させるようにしても良い。
【００８８】
次に、現時点で候補となっている導電率σ及び入力された厚みｄから面抵抗値Ｒｓを算出する（ステップＳ１５２）。例えば、試料の厚みが表皮深さより薄い場合であれば、Ｒｓ＝１／σｄで面抵抗値Ｒｓを計算できる。また例えば、試料の厚みが表皮深さより厚い場合であれば、以下のようにして得た算出式を適用すれば良い。すなわち、シェルクノフの式により得られる垂直入射に対するシールド効果（試料の厚みを考慮）に係る（１３）式と、伝送線路理論から得られる垂直入射に対する透過係数（＝シールド効果）に係る（１４）式とを等号で結び、面抵抗値で表す式に変形すれば、導電率σ及び厚みｄから面抵抗値Ｒｓを算出する式が得られる。
【数９】
2010019659.tif 000011
【００８９】
試料の厚みが表皮深さより薄いか厚いかは不明であるので、試料の厚みが表皮深さより薄いと仮定した場合だけを取り扱うようにしても良い。試料の厚みが表皮深さより薄い場合の算出式を適用して導電率σを探索して良好な推定値が得られない場合に（例えば、探索回数に上限を設ける）、試料の厚みが表皮深さより厚い場合の算出式を適用して導電率σを探索するようにしても良い。
【００９０】
導電率候補σを面抵抗値Ｒｓに置き換えた後は、その面抵抗値Ｒｓを適用して予め定められている複数の周波数についてのシールド効果ＳＥｃａｌｃ．（ｆ）を計算する（ステップＳ１５３〜Ｓ１５５）。このときの面抵抗値Ｒｓを適用したシールド効果の計算方法は、第１の実施形態で説明した方法を適用する。
【００９１】
そして、算出されたシールド効果ＳＥｃａｌｃ．（ｆ）がシールド効果の測定値ＳＥｍｅａｓ．（ｆ）に近似しているかを判別する（ステップＳ１５６）。例えば、各測定周波数（ｆ＝ｆ１、ｆ２、…）での算出値と測定値との差分絶対値が全て所定の閾値より小さい場合に、算出されたシールド効果ＳＥｃａｌｃ．（ｆ）がシールド効果の測定値ＳＥｍｅａｓ．（ｆ）に近似していると判別する。
【００９２】
算出されたシールド効果ＳＥｃａｌｃ．（ｆ）がシールド効果の測定値ＳＥｍｅａｓ．（ｆ）に近似していない場合には、導電率σの候補を新たな候補に切り替えて（ステップＳ１５７）、上述したステップＳ１５２に戻る。導電率σの新たな候補は、第１の実施形態の面抵抗値の新たな候補を定める方法（候補切替の刻み幅を徐々に小さくするような方法）と同様な方法を適用して定めれば良い。すなわち、導電率σの有効桁が、導電率σの最大値が存在すると考えられる最も大きい桁にあるとして、当初の刻み幅を最も大きくし、それ以降、ある桁の値が定まる毎に刻み幅を１／１０ずつ小さくして新たな候補を形成すれば良い。
【００９３】
算出されたシールド効果ＳＥｃａｌｃ．（ｆ）がシールド効果の測定値ＳＥｍｅａｓ．（ｆ）に近似している場合には、図８に示す一連の処理を終了する。この終了時に候補となっている導電率σの値が、導電率の推定値となる。
【００９４】
第２の実施形態によれば、２焦点型扁平空洞を使って試料の導電率を推定するようにしたので、マイクロ波帯等の非常に高い周波数帯用の試料であっても、再現精度良く、導電率を推定することができる。導電率は、測定周波数に依存しない試料の特性値であるため、試料の評価などを容易に行うことができる。
【００９５】
（Ｃ）他の実施形態
上記各実施形態の説明においても、種々変形実施形態に言及したが、さらに、以下に例示するような変形実施形態を挙げることができる。
【００９６】
上記第１の実施形態においては、面抵抗値の候補値を、各桁について小さい値から大きい値へ変化させていくものを示したが、各桁について大きい値から小さい値へ変化させていくようにしても良い。
【００９７】
上記第１の実施形態においては、面抵抗値の候補値に応じたシールド効果を算出する際に、面抵抗値に影響を受けない計算要素については予め計算してファイル化したものを取り出して利用するものを示したが、面抵抗値に影響を受けない計算要素の全て又は一部も、シールド効果を算出する際に計算するようにしても良い。
【００９８】
上記第２の実施形態においては、導電率の候補を適用して算出されたシールド効果がシールド効果の測定値に近似するまで、導電率の候補を切り替えて導電率の推定値を得るものを示したが、面抵抗値の推定値と試料の厚さとから導電率を推定するようにしても良い。第１の実施形態の方法によって、面抵抗値の推定値が得られ、かつ、試料の厚さがその試料の表皮深さより薄いと判定された場合には、別途マイクロメータなどで測定した試料の厚さｄと面抵抗値の推定値Ｒｓとを、σ＝１／（Ｒｓ・ｄ）に適用して導電率σの推定値を得るようにしても良い。
【００９９】
上記第２の実施形態においては、導電率の候補を、既知の試料厚さを適用して面抵抗値に置き換えた後、第１の実施形態と同様な探索によって、導電率の推定値を得るものを示したが、試料材料の導電率が既知の場合には、未知の試料厚さの推定値を、第２の実施形態と同様な方法により得るようにしても良い。すなわち、試料厚さの候補を、既知の導電率を適用して面抵抗値に置き換えた後、第１の実施形態と同様な探索によって、試料厚さの推定値を得るようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】第１の実施形態のシート状試料特性測定システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態における、ある測定周波数について面抵抗値の推定値を得る際の処理の全体の流れを示すフローチャートである。
【図３】図２のステップＳ２の詳細を示すフローチャートである。
【図４】第１の実施形態の測定処理が前提としている解析モデルを示す説明図である。
【図５】第１の実施形態におけるシールド効果の算出値を得る際の処理の流れを波の変化で表した説明図である。
【図６】第１の実施形態における試料が表皮深さより薄いか否かの判別処理を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施形態の効果を説明するためのグラフである。
【図８】第２の実施形態における導電率の測定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０１】
１…測定システム、２…ネットワークアナライザ、３…２焦点型扁平空洞体、４…演算装置、４Ａ…面抵抗値測定プログラム、４Ｂ…試料厚判別プログラム、４Ｃ…導電率測定プログラム。
【図１】
2010019659.tif 000012
【図２】
2010019659.tif 000013
【図３】
2010019659.tif 000014
【図４】
2010019659.tif 000015
【図５】
2010019659.tif 000016
【図６】
2010019659.tif 000017
【図７】
2010019659.tif 000018
【図８】
2010019659.tif 000019