(57)【要約】【課題】  板状の誘電体材料の材料定数を、簡単な作業で、より高精度に測定するための材料定数測定器治具を提供することを目的とする。【解決手段】  誘電体材料で形成された板状の試料が挿入される伝送線路部は、中心導体を構成する信号パターン部１４ａを絶縁基板の両面に形成してなるプリント配線板１２と、プリント配線板１２の両面に、信号パターン部１４ａを横切るように試料を配置可能な間隙を確保するためのスペーサ２０を介して積層されることにより、外部導体を構成する平板状の２つの導体板１６ａ，１６ｂとからなり、特性インピーダンスを５０Ωとするストリップライン構造が形成されているので、プリント配線板１２と導体板１６ａ，１６ｂとの間の間隙に板状の試料を挿入することで、従来のように試料を複雑な形状に加工することなく、従来と同じ測定原理で材料定数を測定できる。【選択図】  図３
2006214763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体材料で形成された板状の試料が挿入される伝送線路部と、該伝送線路部を測定装置に接続するための一対の接続部と、を備え、該測定装置を用いて前記試料の材料定数を測定するのに利用される材料定数測定用治具であって、
前記伝送線路部は、
該伝送線路部の中心導体を構成する配線パターンを誘電体基板の両面に形成してなるプリント配線板と、
該プリント配線板の両面に、前記配線パターンを横切るように前記試料を配置可能な間隙を介して積層されることにより、外部導体を構成する平板状の２つの導体板と、
から構成されることを特徴とする材料定数測定用治具。
【請求項２】
前記試料の板厚と略等しい厚さのスペーサを備えることを特徴とする請求項１に記載の材料定数測定用治具。
【請求項３】
前記各接続部は同軸コネクタからなり、該同軸コネクタの中心導体は前記配線パターンに接続され、前記同軸コネクタの外部導体は前記導体板に接続されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の材料定数測定用治具。
【請求項４】
前記プリント配線板の両面に形成された配線パターンの端部同士は、前記プリント配線板の端面に施された導電めっきにより接続されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の材料定数測定用治具。
【請求項５】
前記プリント配線板の両面に形成された配線パターン同士は、前記プリント配線板に設けられたバイアホールにより接続されていることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の材料定数測定用治具。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体材料で形成された試料の材料定数を測定するための材料定数測定用治具に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、誘電体材料の材料定数（誘電率、透磁率）の測定方法として、Ｓパラメータ法によるものがある。これは、同軸管構造をもつ測定用治具（以下、同軸管）を用いた方法であって、測定すべき誘電体材料（以下、試料）をリング状に加工し、この試料を同軸管内に固定し、この同軸管をネットワークアナライザ等のＳパラメータ測定装置に接続して測定用の信号を入力し、試料を透過した透過波及び試料からの反射波の夫々の減衰量と位相とに基づくＳパラメータを計測し、この計測値から材料定数を算出するものである。
【０００３】
そして、この方法では、試料を同軸管内に固定する際に、試料の端面と、同軸管にて予め定められた基準面との位置を正確に合わせる必要がある。
しかしながら、高周波帯域において試料の材料定数を測定する場合には、同軸管の径を小さくしなければならず、試料の位置合わせ作業が困難であり、さらに、微少な位置ずれが測定精度を低下させてしまうという問題があった。
【０００４】
そこで、試料を同軸管内の既定の位置に正確に固定する方法として、同軸管の中心導体に高誘電率を有する弾性体からなる試料固定用リングを装着し、この試料固定用リングの外周に同心的にリング状の試料を装着することで、試料の端面を基準面に一致させる方法が提案されている。（例えば、特許文献１等参照）。
【特許文献１】特開平５−１５７７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記提案の方法を用いたとしても、同軸管の径が極めて小さい場合には、同軸管内部に試料を正確に固定することが困難であるという問題は解決されるものではなく、また、試料自体をリング状に精密に加工することは非常に困難であった。さらに、試料と同軸管との間の空隙を完全に無くすことは同軸管の構造上不可能であり、計測値に対しては空隙分の補正を行う必要があった。このため、このようにして得られた測定値は、信頼度があまり高いものではなかった。
【０００６】
また、誘電体材料は、実際の使用では板状形状で使用されることが多く、リング状に加工した試料で測定した材料定数の値は、実際の使用状態である板状形状における材料定数の値とは必ずしも一致しない可能性があった。
【０００７】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、板状の誘電体材料の材料定数を、簡単な作業で、より高精度に測定するための材料定数測定用治具を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
係る目的を達成するためになされた請求項１に記載の発明は、誘電体材料で形成された板状の試料が挿入される伝送線路部と、該伝送線路部を測定装置に接続するための一対の接続部と、を備え、該測定装置を用いて前記試料の材料定数を測定するのに利用される材料定数測定用治具であって、前記伝送線路部は、該伝送線路部の中心導体を構成する配線パターンを誘電体基板の両面に形成してなるプリント配線板と、該プリント配線板の両面に、前記配線パターンを横切るように前記試料を配置可能な間隙を介して積層されることにより、外部導体を構成する平板状の２つの導体板と、から構成されることを特徴とする。
【０００９】
このように、本発明の材料定数測定用治具によれば、誘電体材料で形成された板状の試料が挿入される伝送線路部は、伝送線路部の中心導体を構成する配線パターンを誘電体基板の両面に形成してなるプリント配線板と、プリント配線板の両面に、配線パターンを横切るように試料を配置可能な間隙を介して積層されることにより、外部導体を構成する平板状の２つの導体板と、から構成されているので、試料の測定時には、プリント配線板と２つ導体板との間の間隙に板状の試料を挿入するだけで、従来のように試料を複雑な形状に加工することなく、従来と同じ測定原理で試料の材料定数を測定できる。
【００１０】
また、導体板の外側から適当な圧力を加えることにより、導体板、プリント配線板、及び、試料が密着するので、配線パターンと試料との間、及び、導体板と試料との間の空隙を無くすことができ、精度良く測定することができる。そして、従来の方法では、精度良く測定するには、試料を精度良く挿入する必要があったが、本発明の材料定数測定用治具においては、試料をプリント配線板と２つの導体板との間の間隙に挿し込むだけでよいので、試料の位置決めが簡単であり、都合がよい。さらに、板状形状の試料を測定することができるので、実際の使用状態に近い形状の試料で材料定数を測定することができ、信頼度の高い値を得ることができる。
【００１１】
尚、本発明の材料定数測定用治具を用いることにより、同軸管に試料を固定する従来の方法と同じ測定原理で材料定数を測定できる理由については、後述の実施形態にて詳細に説明する。
【００１２】
一方、請求項１に記載の材料定数測定用治具は、請求項２に記載のように、試料の板厚と略等しい厚さのスペーサを備えることとしてもよい。
このようにすると、このスペーサをプリント配線板と導体板との間に挿入することで間隙を常時一定に確保できるため、導体板と、配線パターンがショートすることを防ぐことができる。また、このスペーサをこの治具の校正時に使用し、試料が挿入されていない状態でもプリント配線板と導体板の間の空隙を確保することができる。
【００１３】
また、請求項１又は請求項２に記載の材料定数測定用治具は、請求項３に記載のように、各接続部は、同軸コネクタからなり、同軸コネクタの中心導体は配線パターンに接続され、同軸コネクタの外部導体は導体板に接続されることとしてもよい。
【００１４】
つまり、接続部は導波管で構成してもよいが、このようにすると、測定器の同軸ケーブルを接続するだけで、測定系を構成できるので都合がよい。
次に、請求項１〜請求項３の何れかに記載の材料定数測定用治具は、請求項４に記載のように、プリント配線板の両面に形成された配線パターンの端部同士は、プリント配線板の端面に施された導電めっきにより接続されるようにしてもよい。
【００１５】
このようにすると、プリント配線板の表裏に形成された配線パターンが側面で接続されているために、プリント配線板表裏の配線パターンを確実に同電位とすることができ、電気的にプリント配線板の厚みを無視できるようになり特に接続部の損失を軽減することができる。
【００１６】
また、請求項１〜請求項４の何れかに記載の材料定数測定用治具は、請求項５に記載のように、プリント配線板の両面に形成された配線パターン同士は、プリント配線板に設けられたバイアホールにより接続されるようにしてもよい。
【００１７】
このようにすると、プリント配線板の表裏に形成された配線パターンが、プリント配線板に複数設けられたバイアホールで接続されているために、プリント配線板表裏の配線パターンを確実に同電位とすることができ、電気的にプリント配線板の厚みを無視できるようになり特に接続部の損失を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明の実施形態を図面に基づき説明する。尚、以下の説明において、図１は本発明が適用された実施形態の材料定数測定用治具の全体構成を示す斜視図、図２は材料定数測定用治具の三面図、図３は材料定数測定用治具の分解斜視図である。
【００１９】
本実施形態の材料定数測定用治具１０は、Ｓパラメータを計測するための測定器に接続し、治具に挿入した試料の誘電率及び透磁率（本発明の材料定数）を測定するためのものであり、図１〜図３に示すように、長方形のプリント配線板１２と、プリント配線板１２の両面の４隅に配置される８つのスペーサ２０と、このスペーサ２０を挟んでプリント配線板１２の両面に配置される２つの導体板１６（詳しくは第１導体板１６ａ、第２導体板１６ｂ）と、一対のＳＭＡコネクタ１８と、これらを締結するための締結部材等から構成される。尚、プリント配線板１２と、スペーサ２０と、導体板１６と、からなる部分は本発明の伝送線路部に相当し、一対のＳＭＡコネクタ１８は本発明の接続部に相当する。
【００２０】
そして、プリント配線板１２には、長方形の長辺に沿って各５箇所（両辺で１０箇所）のねじ挿通孔３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅが形成されており、２つの導体板１６は、このプリント配線板１２と同じ外形に形成され、プリント配線板１２に形成されたねじ挿通孔３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅと同じ位置に同数のねじ挿通孔３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅが形成されている。ここで、ねじ挿通孔３２ｄとねじ挿通孔３２ｅとの間隔は、ねじ挿通孔３２ａとねじ挿通孔３２ｂとの間隔と等しくなるように形成されている。
【００２１】
一方、スペーサ２０は、プリント配線板１２等に形成されたねじ挿通孔３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅの内、長方形の４隅に形成された４つのねじ挿通孔３２ａ，３２ｅの内の１つであるねじ挿通孔３２ａ（又は３２ｅ）と、このねじ挿通孔３２ａ（又は３２ｅ）に隣接するねじ挿通孔３２ｂ（又は３２ｄ）とを覆う程度の外形の長方形に形成されており、この２つのねじ挿通孔３２ａ，３２ｂ（又は３２ｅ，３２ｄ）と重なるように同じ間隔で２つのねじ挿通孔２０ａ，２０ｂが形成されている。そして、スペーサ２０は、スペーサ２０のねじ挿通孔２０ａとねじ挿通孔２０ｂとが、プリント配線板１２のねじ挿通孔３２ａとねじ挿通孔３２ｂとに夫々重なるか、又は、ねじ挿通孔３２ｅとねじ挿通孔３２ｄとに夫々重なるようにプリント配線板１２の両面の４隅に配置され、このスペーサ２０を挟むように導体板１６が積層されている。
【００２２】
また、導体板の４隅に形成されたねじ挿通孔３２ａ，３２ｅに、２つの導体板１６の内の１つの導体板である第１導体板１６ａ側からねじ２２が挿通され、他方の第２導体板１６ｂの４隅のねじ挿通孔３２ａ，３２ｅ上に配置された材料定数測定用治具１０の脚を構成する脚用スペーサのねじ２６に形成された雌ねじ部２６ａに対して螺合されることにより、積層されたプリント配線板１２、導体板１６、スペーサ２０及び脚用スペーサ２６が締結されている。
【００２３】
さらに、プリント配線板１２、導体板１６、スペーサ２０を確実に締結するために、ねじ挿通孔３２ｂ，３２ｄに、第１導体板１６ａ側からねじ２２が挿通され、第２導体板１６ｂ側でナット２４にて締結されている。
【００２４】
そして、プリント配線板１２及び導体板１６に形成された残りの２つのねじ挿通孔３２ｃには、測定時に試料の位置決め用に使用するねじ４６が、第１導体板１６ａ側から挿通され第２導体板１６ｂ側でナット４８にて仮固定されている。
【００２５】
次に、各構成部品の構成について図４、図５を用いて説明する。尚、図４は材料定数測定用治具１０の構成を示しており、図４（ａ）は、材料定数測定用治具１０を脚用スペーサ２６が上にくるように載置した状態でねじ２２，４６、ナット２４，４８、脚用スペーサ２６、第２導体板１６ｂを取り除いた状態を上部から見た図、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＢ部拡大図である。また、図５は、ＳＭＡコネクタ１８の詳細図である。
【００２６】
プリント配線板１２は、図４（ａ）に示すように、合成樹脂からなる絶縁基板の表裏面に導電層を形成した長方形の両面基板からなり、各導電層に回路パターン１４を形成することにより構成されている。回路パターン１４は、長方形の長辺と平行で、短辺の中央部を接続するように一定の幅で直線上に形成され、信号の伝達部となる信号パターン部１４ａ（本発明の配線パターン）と、測定時のノイズを軽減するために長方形の外周に沿って一定の幅で形成されているシールドパターン部１４ｂとからなる。そして、この回路パターン１４はプリント配線板１２の両面に同形状で形成され、基板の両面に形成されたこれらの回路パターン１４は基板の端面で導電めっきにより接続されている。また、プリント配線板１２の信号パターン部１４ａには、図４（ｂ）に示すように、バイアホール３０が一定間隔でパターンのエッジに沿って設けられている。
【００２７】
一方、導体板１６は、合成樹脂からなる絶縁基板の表裏面に導電層を形成したものであり、スペーサ２０は試料２と同じ厚さの金属の板材を上述のように、適当な大きさの長方形に加工して使用している。
【００２８】
また、ＳＭＡコネクタ１８は、図５に示すように、コネクタ中心導体１８ａが平板状に加工されたものを使用し、この平板の厚さｔｃは接続部での損失を軽減するために非常に薄く（例えばｔｃ＝０．２ｍｍ）形成されている。そして、コネクタ中心導体１８ａは、図４（ａ）に示すように、プリント配線板１２の第２導体板１６ｂ側の面に形成された信号パターン部１４ａの両端にはんだにて接続されており、本発明の同軸コネクタの外部導体であるコネクタ本体１８ｂは導体板１６に対して、はんだにて接続されている。
【００２９】
尚、図４（ａ）には、試料２の材料定数測定時に試料２を配置する位置を、２点鎖線で示してある。
次に、材料定数測定用治具１０の内部構成について図６を用いて説明する。尚、図６は材料定数測定用治具１０を図２に示すＡ−Ａ線に沿って切断したときの状態を表す断面図である。
【００３０】
図６に示すように、本実施形態の材料定数測定用治具１０において、２つの導体板１６の間隔をＨ、プリント配線板１２の厚さをＴとすると、２つの導体板１６とプリント配線板１２との間隔はスペーサ２０にて等しい長さ（Ｈ−Ｔ）／２となるように構成されている。そして、信号パターン部１４ａの幅Ｗと、導体板１６間の間隔Ｈとを調整することにより、式（１）、式（２）から得られるこの治具の特性インピーダンスＺ0’を設定するようにしている。
【００３１】
【数１】
2006214763.tif 000003
【００３２】
尚、本実施形態においては、Ｔ＝０．４ｍｍ、Ｈ＝２．４ｍｍ、Ｗ＝２．４５ｍｍとして、材料定数測定用治具１０の特性インピーダンスＺ0’が５０Ωとなるように構成している。ここで、εｒは空気の誘電率であり１とする。
【００３３】
次に、本実施形態の材料定数測定用治具１０を用いた材料定数の測定方法を説明する。  尚、図７は本実施形態の材料定数測定用治具１０を用いた測定系を示す。
まず、材料定数測定用治具１０をＳパラメータを計測するための測定器（本実施形態ではネットワークアナライザ４０）に接続するために、図７に示すように、本治具を構成する一対のＳＭＡコネクタ１８にネットワークアナライザ４０の２本の同軸ケーブル４２を結合する。尚、本実施形態で使用したネットワークアナライザ４０は、本治具を介して試料２に測定用の信号を入力し、試料を透過する透過波及び試料から反射される反射波の減衰量と位相とに基づき、Ｓパラメータ（反射特性Ｓ11、透過特性Ｓ21）を計測するものであり、材料定数（誘電率ε、透磁率μ）は計測されたＳパラメータより計算にて求めている。
【００３４】
次に、材料定数測定用治具１０に、測定用の信号を入力したときに試料２の挿入位置で信号が反射する場合の信号の減衰量及び位相を特定するために、校正用金属片４４を用いて補正用の反射特性Ｓ11’を計測する。図４（ａ）、図７に示すように、プリント配線板１２の両面に形成された信号パターン部１４ａの中央部に、試料２と同形状に形成された２つの校正用金属片４４を信号パターン部１４ａと直交するように各々挿入し、これらの校正用金属片４４を、第１導体板１６ａに形成されたねじ挿通孔３２ｃに挿通され、第２導体板１６ｂ側でナットにて仮固定されているねじ４６に押し当てて位置決めを行う。そして、ねじ４６とナット４８とを螺合して、校正用金属片４４を固定し、ネットワークアナライザ４０からこの校正用金属片４４に測定用の信号を入力し、補正用の反射特性Ｓ11’を計測する。
【００３５】
そして、補正用の反射特性Ｓ11’の計測後、校正用金属片４４を治具から外し、本治具に何も挿入しない状態で測定用の信号を入力した場合の信号の減衰量及び位相を特定するために、ネットワークアナライザ４０から測定用の信号を入力し、補正用の透過特性Ｓ21’を計測する。
【００３６】
次に、本治具に試料２を挿入した場合に信号を入力したときの減衰量及び位相を特定するために、２つの試料２を、校正用金属片４４と同様の方法で位置決めして所定の位置に挿入し、試料挿入時の反射特性Ｓ11”、透過特性Ｓ21”を測定する。
【００３７】
ここで、試料を挿入して測定した試料挿入時の反射特性Ｓ11”、透過特性Ｓ21”を補正用の反射特性Ｓ11’、透過特性Ｓ21’にて補正し、試料挿入部分の信号の減衰量及び位相にて示される試料挿入部分の反射特性Ｓ11及び試料挿入部分の透過特性Ｓ21を求める。
【００３８】
次に、このようにして求めたＳ11及びＳ21より、誘電率ε及び透磁率μを求める計算方法について説明する。図８は、従来の誘電率ε及び透磁率μの測定方法を説明するための同軸管５０の模式図であり、本実施形態において、誘電率ε及び透磁率μの計算方法は、図８に示すように、リング状に加工された試料２ａの固定に同軸管５０を用いた場合と同じ方法を用いている。
【００３９】
以下に、この計算方法を説明すると共に、本実施形態における材料定数測定用治具１０を用いて求められたＳ11及びＳ21にて同軸管５０を用いた場合の計算方法と同じ方法で計算できることを説明し、また、本発明の材料定数測定用治具１０にて同軸管５０を用いた場合と同じ測定原理で材料定数を測定できる理由について説明する。
【００４０】
まず、同軸管５０内に試料２ａを固定してＳ11及びＳ21を測定した場合の、誘電率ε、透磁率μの計算方法について説明する。尚、同軸管５０と試料２ａの対称性より、Ｓ11＝Ｓ22、Ｓ12＝Ｓ21が成立するものとする。
【００４１】
試料２ａは、図８に示すように、リング状に成型され、試料２ａと同軸管５０の外部導体５０ａの間に隙間ができないように同軸管５０内に固定された状態で測定される。同軸管５０の特性インピーダンスをＺo、試料２ａの特性インピーダンスをＺとし、試料２ａの伝搬定数をγ、試料２ａの厚さをｄとする。このとき、試料２ａの部分の縦続行列（Ｆ行列）は、次式（３）となる。
【００４２】
【数２】
2006214763.tif 000004
【００４３】
また、Ｆ行列を、Ｓ11＝Ｓ22、Ｓ12＝Ｓ21の条件の下に、Ｓ行列の要素で表すと、次式（４）となる。
【００４４】
【数３】
2006214763.tif 000005
【００４５】
以上の関係より、Ｆ行列のＢ、Ｃの項よりＺ、γをＳ行列の要素で表すと以下の式（５）〜式（８）のようになる。
【００４６】
【数４】
2006214763.tif 000006
【００４７】
一方、真空における誘電率をμ0、透磁率をε0、角速度をωとし、試料２ａの誘電率ε、透磁率μをε＝ε’−ｊε”、μ＝μ’−ｊμ”のように複素数表示とすると、試料２ａのある部分の特性インピーダンスＺ、伝搬定数γは一般に式（９）、式（１０）ように表され、式（１１）、式（１２）のように置き換えることができる。
【００４８】
【数５】
2006214763.tif 000007
【００４９】
そして、試料２ａの挿入されている同軸管５０は、外部導体５０ａの半径Ｒ、中心導体５０ｂの半径ｒとするとＲ／ｒ＝２．３で構成されているので、周波数ｆで測定をした場合、次式（１３）、式（１４）のようになり、誘電率ε＝ε’−ｊε”、透磁率μ＝μ’−ｊμ”、を求めることができる。
【００５０】
【数６】
2006214763.tif 000008
【００５１】
次に、式（６）及び式（８）に、ネットワークアナライザ４０にて測定された反射特性Ｓ11、透過特性Ｓ21を入力することで、Ｚ及びγが求められ、ここで求められたＺ及びγを式（１３）及び式（１４）に入力することで、誘電率ε及び透磁率μが求められる。
【００５２】
ところで、式（９）は、次式（１６）により次式（１５）のように書き換えることができる。ここで、式（１６）は同軸管５０の特性インピーダンスＺ0を表す式であり、式（１６）を式（１７）のように置き換えたとしても、式（１１）から式（１４）は成立する。
【００５３】
【数７】
2006214763.tif 000009
【００５４】
つまり、上述した誘電率ε、透磁率μの計算方法は、同軸管５０の特性インピーダンスＺ0を示す式（１６）を、一般的な特性インピーダンスを示す式（１７）に置き換えても成り立つことから、測定時の試料の固定方法、測定治具の形状とは関係なく、測定治具の特性インピーダンスの値に関わるものである。
【００５５】
また、本実施形態の材料定数測定用治具１０においては、外部導体５０ａと中心導体５０ｂからなる同軸管５０のような同軸構造の代わりに、図６に示すように、導体板１６からなる外部導体と、プリント配線板１２の両面に形成された信号パターン部１４ａからなる中心導体と、により構成されたストリップライン構造にて伝送線路部を形成し、この治具の特性インピーダンスＺ0’の値を同軸管５０と同じ５０Ωとなるように構成している。さらに、同軸管５０と同様に外部導体と中心導体との間に試料２を挿入する構成としている。
【００５６】
このように、上述の式は測定治具の特性インピーダンスＺ0’の値に関わるものであるため、本実施形態の材料定数測定用治具１０を使用した場合にも上述の計算方法を用いることができる。また、同軸管５０と同様に、外部導体と中心導体からなる伝送線路部を形成し、同軸管５０と同じ特性インピーダンスとなるように構成しているため、同軸管５０を使用する場合と同じ測定原理を用いて材料定数（誘電率ε、透磁率μ）を測定することができる。
【００５７】
以上、説明したように、本実施形態の材料定数測定用治具１０においては、誘電体材料で形成された板状の試料２が挿入される伝送線路部は、中心導体を構成する信号パターン部１４ａを絶縁基板の両面に形成してなるプリント配線板１２と、プリント配線板１２の両面に、信号パターン部１４ａを横切るように試料２を配置可能な間隙を介して積層されることにより、外部導体を構成する平板状の２つの導体板１６と、から構成されているので、試料２の測定時には、プリント配線板１２と導体板１６の間の間隙に板状の試料を挿入することで、従来のように試料を複雑な形状に加工することなく、従来と同じ測定原理で材料定数を測定できる。
【００５８】
また、導体板１６の外側から適当な圧力を加えることにより、導体板１６、プリント配線板１２、試料２を密着させることができ、信号パターン部１４ａと試料２の間、導体板１６と試料２の間に空隙が生じないようにすることができるため測定精度を上げることができる。そして、試料２は、測定精度を上げるために精度良く挿入する必要があるが、本実施形態の材料定数測定用治具１０においては試料２をプリント配線板１２と導体板１６の間の間隙に挿し込む構成であるので位置を容易に調節でき、都合がよい。さらに、試料２が板状であるので、より実際の使用状態に近い状態で測定でき、信頼度の高い測定値を得ることができる。
【００５９】
そして、試料の板厚と等しい厚さのスペーサ２０を備え、このスペーサ２０がプリント配線板１２と２つの導体板１６との間に挿入されているため、プリント配線板１２と導体板１６の間の間隙を常時一定に確保でき、導体板１６と、信号パターン部１４ａがショートすることを防ぐことができる。また、試料２が挿入されていない状態でもスペーサ２０によりプリント配線板１２と導体板１６の間の空隙を確保でき、本治具の校正が容易となる。
【００６０】
また、各接続部は、ＳＭＡコネクタ１８からなり、コネクタ中心導体１８ａが信号パターン部１４ａの端部に接続され、コネクタ本体１８ｂが導体板１６に接続されるのでネットワークアナライザ４０の同軸ケーブル４２を結合するだけで測定系を構成できるので都合がよい。
【００６１】
一方、プリント配線板１２の両面に形成された信号パターン部１４ａの端部同士は、プリント配線板１２の端面に施された導電めっきにより接続されているために、プリント配線板１２表裏の信号パターン部１４ａを確実に同電位とすることができ、電気的にプリント配線板１２の厚みを無視できるようになり特に接続部の損失を軽減することができる。
【００６２】
そして、プリント配線板１２の両面に形成された信号パターン部１４ａ同士は、プリント配線板１２に設けられたバイアホールにより接続されているため、プリント配線板１２表裏の信号パターン部１４ａを確実に同電位とすることができ、電気的にプリント配線板の厚みを無視できるようになり特に接続部の損失を軽減することができる。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
本実施形態では、導体板１６に合成樹脂からなる絶縁基板の表裏面に導電層を形成したものを使用したが、基板ではなく、金属板を使用してもよい。
【００６４】
また、本実施形態では、接続部にＳＭＡコネクタ１８を使用し、はんだにて信号パターン部１４ａとコネクタ中心導体１８ａを接続したが、他の同軸コネクタを使用してもよい。また、溶接、リボンボンディング等の他の接続方法を使用してもよい。
【００６５】
そして、導体板１６、プリント配線板１２、試料２を密着させるために、導体板１６の上下から圧力を加える機構を設けても良い。このようにすると、常に一定の圧力を加えることができ、信号パターン部１４ａと試料２の間、導体板１６と試料２の間に確実に密着させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本実施形態の材料定数測定用治具の全体構成を示す斜視図である。
【図２】本実施形態の材料定数測定用治具の全体構成を示す三面図である。
【図３】本実施形態の材料定数測定用治具の全体構成を示す分解斜視図である。
【図４】本実施形態の材料定数測定用治具の内部構成を示す説明図である。
【図５】本実施形態のＳＭＡコネクタの形状を示す外形図である。
【図６】本実施形態の材料定数測定用治具の内部構成を示す断面図である。
【図７】本実施形態の材料定数測定用治具を用いた測定系を示す構成図である。
【図８】従来の測定方法を説明するための同軸管の模式図である。
【符号の説明】
【００６７】
２…試料、２ａ…試料、１０…材料定数測定用治具、１２…プリント配線板、１４…回路パターン、１４ａ…信号パターン部、１４ｂ…シールドパターン部、１６…導体板、１６ａ…第１導体板、１６ｂ…第２導体板、１８…ＳＭＡコネクタ、１８ａ…コネクタ中心導体、１８ｂ…コネクタ本体、２０…スペーサ、２０ａ，２０ｂ…ねじ挿通孔、２４…ナット、２６…脚用スペーサ、２６ａ…雌ねじ部、３０…バイアホール、３２ａ，３２ｂ，３２ｃ，３２ｄ，３２ｅ…ねじ挿通孔、４０…ネットワークアナライザ、４２…同軸ケーブル、４４…校正用金属片、４６…ねじ、４８…ナット、５０…同軸管、５０ａ…外部導体、５０ｂ…中心導体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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