(57)【要約】【課題】  測定精度及び作業効率を向上させることができる誘電率測定装置を提供すること。【解決手段】  本発明の誘電率測定装置は、被測定試料Ｓを挟持し空洞１７を形成する一対の試料挟持部１１，１２を有する空洞共振器と、一対の試料挟持部１１，１２を介して被測定試料Ｓを固定させる試料固定手段１５，１６とを備え、一対の試料挟持部１１，１２のうち一方の試料挟持部１１が、筒状部材１と、筒状部材１内に設けられ筒状部材１の延び方向に沿って移動可能な短絡部材５を有する。【選択図】  図１
2006184208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定試料を挟持し空洞を形成する一対の試料挟持部を有する空洞共振器と、
前記一対の試料挟持部を介して前記被測定試料を固定させる試料固定手段とを備え、
前記一対の試料挟持部のうち一方の試料挟持部が、
筒状部材と、
前記筒状部材内に設けられ前記筒状部材の延び方向に沿って移動可能な短絡部材と、
を有することを特徴とする誘電率測定装置。
【請求項２】
前記一対の試料挟持部のうち他方の試料挟持部が、
筒状部材と、
前記筒状部材内に設けられ前記筒状部材の延び方向に沿って移動可能な短絡部材と、
を有する、請求項１に記載の誘電率測定装置。
【請求項３】
前記短絡部材の前記空洞側に、環状の突出部又は環状の溝部を更に有する、請求項１に記載の誘電率測定装置。
【請求項４】
前記一対の試料挟持部のうちの少なくとも一方の試料挟持部における前記短絡部材の前記空洞側に、環状の突出部又は環状の溝部を更に有する、
請求項２に記載の誘電率測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電率測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波回路や高速動作回路などの電子部品が内蔵されている電子機器において、数百ＭＨｚから数ＧＨｚの高周波数帯の利用が一般的となっている。
【０００３】
このような高周波帯で安定して動作する電子部品の開発には、電子部品に使用されている誘電体、例えば、熱硬化性樹脂材料、セラミック材料などの誘電率を測定し、評価する必要がある。誘電体の誘電率を測定する１つの方法として、摂動法が知られている。
【０００４】
摂動法とは、誘電率の測定対象となる誘電体を空洞共振器内に挿入し、挿入前後における空洞共振器内の共振特性を夫々測定し、この変化から誘電体の誘電率を測定するものである。このような摂動法を用いた誘電率測定方法として、例えば下記特許文献１に記載の誘電率測定方法が知られている。
【０００５】
特許文献１記載の発明で用いられる空洞共振器は、円筒状の本体部と本体部の両端側にそれぞれ設けられる２枚の平板状側壁部とを有しており、２枚の平板状側壁部のうち一方の側壁部には試料挿入口が形成されている。そして、この試料挿入口から棒状に加工された誘電体を挿入し、挿入前後における空洞共振器内の共振特性を測定することにより、誘電体の誘電率が測定されるようになっている。
【特許文献１】特開平９−３１１１５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述した特許文献１に記載の誘電率測定装置では、被測定試料の誘電率を測定する場合、空洞共振器における共振周波数は、共振器の形状、試料の寸法、試料の比誘電率で一義的に決まるため、誘電率の周波数依存性を測定するためには、測定すべき周波数の分だけ共振器が必要となり、誘電率の周波数依存性の測定作業は極めて面倒なものとなっており、また多大な時間が必要であった。一方、複数の空洞共振器を用いて誘電率の周波数依存性を測定する場合、同じ共振周波数を持った空洞共振器であっても、空洞共振器間に個体差があり、ある周波数に対する誘電率の測定値にバラツキが見られるという問題があった。つまり、特許文献１に記載の誘電率測定装置によれば、作業効率の点でも測定精度の点でも未だ改良の余地があった。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、測定精度及び作業効率を向上させることができる誘電率測定装置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】
上記課題を解決するため、本発明の誘電率測定装置は、被測定試料を挟持し空洞を形成する一対の試料挟持部を有する空洞共振器と、前記一対の試料挟持部を介して前記被測定試料を固定させる試料固定手段とを備え、前記一対の試料挟持部のうち一方の試料挟持部が、筒状部材と、前記筒状部材内に設けられ前記筒状部材の延び方向に沿って移動可能な短絡部材とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明の誘電率測定装置によれば、空洞共振器の空洞内に高周波の電力を入力すると、空洞内に複数の電磁界モードが発生する。この空洞共振器は、一対の試料挟持部によって空洞が構成されており、移動可能な短絡部材の位置を変更することで、空洞の容積を変更することができるため、誘電率の測定に用いる空洞内の共振周波数を変えることが可能となる。このため、被測定試料を空洞共振器に装着したまま、誘電率の周波数依存性を測定することができる。
【００１０】
したがって、この誘電率測定装置によれば、種々の共振周波数における誘電率を測定する場合でも、複数の空洞共振器を使用せず、１つの空洞共振器で誘電率の周波数依存性を測定することができる。このため、複数の空洞共振器を使用することによる測定値のバラツキを十分に防止できる。よって、高精度な誘電率の周波数依存性を測定することができる。
【００１１】
また、空洞共振器に被測定試料を装着したまま、種々の周波数における誘電率を測定することができるため、従来のような測定ごとに試料を共振器内に装着する手間を省くことができる。よって、誘電率の周波数依存性を効率的に測定することができる。
【００１２】
また、本発明の誘電率測定装置においては、一対の試料挟持部のうち他方の試料挟持部も、筒状部材と、筒状部材内に設けられ前記筒状部材の延び方向に沿って移動可能な短絡部材と、を有することが好ましい。これにより、２つの試料挟持部がそれぞれ有している短絡部材の位置を調整することができるため、一方の短絡部材のみが移動可能である場合と比較すると、空洞の容積をより大きく変化させることができ、誘電率の測定に用いる空洞内の共振周波数をより広い範囲に設定することができる。
【００１３】
また、被測定試料からそれぞれの短絡部材までの距離を任意に設定することができる。言い換えると、被測定試料が装着されている位置を空洞共振器の空洞内の一対の試料挟持部が有している筒状部材の延び方向の任意の位置とすることができる。空洞共振器内の電界強度は、筒状部材の延び方向の位置によって異なるため、誘電率の測定に用いる被測定試料の誘電率にあわせて、測定に用いる電界強度を選択することができる。
【００１４】
例えば、誘電率が低い試料の誘電率を測定する場合は、電界強度が強い位置に試料が配置されるように、２つの短絡部材の位置を調整すれば、高感度で試料の誘電率を測定することができる。
【００１５】
また、本発明の誘電率測定装置は、一方の試料挟持部が、筒状部材及び筒状部材内に移動可能に設けられた短絡部材を有する誘電率測定装置であり、短絡部材の空洞側に、環状の突出部又は環状の溝部を更に有することが好ましい。
【００１６】
短絡部材の空洞側に環状の突出部又は環状の溝部が形成されていると、誘電率の測定に用いる特定の電磁界モードの共振ピークが縮退により重なっている場合でも、その縮退を完全に解くことができる。即ち重なる共振ピークを互いに分離させることが可能となる。被測定試料の誘電率測定においては、特定の電磁界モードの共振ピーク位置、半値幅などから、被測定試料の誘電率が決定される。したがって、他の電磁界モードの波形と重なっている場合と比較すると、他の電磁界モードによる測定誤差をより小さくすることができ、より高精度な誘電率の測定を行うことができる。
【００１７】
また、本発明の誘電率測定装置は、一方及び他方の試料挟持部が、それぞれ筒状部材及び筒状部材内に移動可能に設けられた短絡部材を有する誘電率測定装置であり、一対の試料挟持部のうちの少なくとも一方の試料挟持部における短絡部材の空洞側に、環状の突出部又は環状の溝部を更に有することが好ましい。
【００１８】
短絡部材の空洞側に環状の突出部又は環状の溝部が形成されていると、誘電率の測定に用いる特定の電磁界モードの共振ピーク間の縮退が解け、他の電磁界モードの波形と重なることを防止することができる。被測定試料の誘電率測定においては、特定の電磁界モードの共振ピーク位置、半値幅などから、被測定試料の誘電率を決定する。したがって、他の電磁界モードの波形と重なっている場合と比較すると、他の電磁界モードによる測定誤差を小さくすることができ、より高精度な誘電率の測定を行うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、誘電率の測定に用いる空洞内の共振周波数を任意に設定することができ、被測定試料の誘電率の周波数依存性をより効率的に測定することができる誘電率測定装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の誘電率測定装置の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００２１】
（第１実施形態）
図１は、本発明の誘電率測定装置の好適な実施形態を示す斜視図であり、試料が装着されていない状態を示している。図２は、図１の誘電率測定装置を示す縦断面図であり、試料が装着された状態を示している。
【００２２】
図１及び図２に示すように、誘電率測定装置１０は、試料を挟持する一対の空洞共振器部材（試料挟持部）１１、１２と、これら一対の空洞共振器部材１１，１２同士を連結する一対の連結機構（試料固定手段）１５とを備えている。
【００２３】
空洞共振器部材１１は、両端が開放された円筒部（筒状部材）１と、円筒部１の一端から外径方向に張り出す平板状のフランジ部３と、円筒部１内に当該円筒部１の延び方向に沿って移動可能に設けられる円盤状の短絡板（短絡部材）５とで構成されている。フランジ部３には、貫通孔２１ａ，２１ｂが形成され、貫通孔２１ａ、２１ｂは、円筒部１を介して対向配置されている。
【００２４】
また空洞共振器部材１２も空洞共振器部材１１と同様の構成を有している。即ち、空洞共振器部材１２は、円筒部１と同一の内径を有する円筒部（筒状部材）２と、円筒部２の一端から外径方向に張り出す平板状のフランジ部４と、円筒部２内に当該円筒部２の延び方向に沿って移動可能に設けられる円盤状の短絡板（短絡部材）６とで構成されている。フランジ部４には、貫通孔２２ａ，２２ｂが形成され、貫通孔２２ａ，２２ｂは、円筒部２を介して対向配置されている。
【００２５】
円筒部１、２及び短絡板５、６に用いられる材料は、導電性を有する材料から選択することができるが、加工性、機械的強度などの点から金属が好適に用いられる。このような金属としては、例えば、銅、銀などが挙げられる。また、任意の材料からなる部材の表面に銅や銀がメッキされたものを用いてもよい。この場合、メッキは、高周波における表皮長よりも十分に厚いこと、具体的には表皮長の２０倍以上の厚さを有することが好ましい。
【００２６】
連結機構（試料固定手段）１５は、貫通孔２１ａ，２２ａを貫通する連結部材を備えている。ここで、連結部材は、連結軸１４と、連結軸１４の両端に設けられる抜止め１４ａ，１４ｂとで構成されている。抜止め１４ａ，１４ｂは、連結軸１４よりも外径方向に張り出している。このため、抜止め１４ｂは、フランジ部４に当接されている。連結機構１５は、フランジ部３と抜止め１４ａとの間に、コイルバネ１３が圧縮された状態で連結棒１４に巻回されている。従って、フランジ部３は、コイルバネ１３により常にフランジ部４に向かう押圧力が付与されている。一方、もう一つの連結機構１６は、連結棒１４が貫通孔２１ｂ，２２ｂを貫通すること以外は上記連結機構１５と同様の構成を有している。
【００２７】
このため、フランジ部４は、上記一対の連結機構１５，１６により、フランジ部３を介して常時押圧力を付与されている。従って、空洞共振器部材１１を空洞共振器部材１２から離すように作用させると、フランジ部３とフランジ部４との間に隙間ができる。このとき、この隙間から平板状の試料Ｓを挿入する。そして、空洞共振部１１に作用する力を解放すると、コイルバネ１３の弾性力により、フランジ部３を介してフランジ部４に押圧力が付与され、その結果、試料Ｓがフランジ部３とフランジ部４との間に締結されて固定されることになる。
【００２８】
（誘電率測定方法）
以下、図３を参照しながら、誘電率測定システム５０を用いて試料Ｓの誘電率を測定する方法を説明する。なお、以下の誘電率測定方法は、一般に空洞共振器法と呼ばれる誘電率測定法であり、本発明の誘電率測定装置を用いて、被測定試料の誘電率を空洞共振器法の測定原理により測定する方法について説明する。
【００２９】
誘電率の測定においては、円筒形状の空洞共振器内の空洞に高周波電力を入力し、空洞内にマルチモードの電磁界モードを発生させる。空洞共振器法では、ＴＥ０１１の電界モードの共振特性を測定することによって、被測定試料の誘電率を測定する。
【００３０】
空洞共振器法によれば、被測定試料の複素誘電率の実数部ε'、及び誘電正接ｔａｎδを測定することができる。ＴＥ０１１モードの共振周波数ｆｓ及び無負荷Ｑ値Ｑｓは、被測定試料のε'及びｔａｎδ、並びに、被測定試料の厚さｔ、空洞共振器の内径Ｄ、空洞の円筒部分の長さＬ及び空洞共振器を構成する材料の実効導電率σｒによって決定される。従って、ｆｓ、Ｑｓ、ｔ、Ｄ、Ｌ及びσｒを測定することによって、ε'及びｔａｎδが算出されるわけである。ここで、使用する空洞共振器に固有の値であるＤ、Ｌ、及びσｒは、被測定試料を装着していない状態での予備測定により、測定することができる。
【００３１】
図３に示す誘電率測定システム５０は、誘電率測定装置１０の他に空洞共振器１１の空洞内に電磁界を発生させる電磁界発生装置３２、空洞１７内の電界の共振波形を取り込むための検波装置３３、及び測定結果から試料Ｓの誘電率を算出する演算装置３５を備えている。さらに、誘電率測定システム５０は、空洞１７の容積を変更して試料Ｓの誘電率の周波数依存性を測定するための短絡板移動手段３７、３８、及び短絡板５、６を円筒部１、２内の所定の位置に配置されるように短絡板移動手段３７、３８を制御する短絡板位置制御装置３９を備えている。なお、短絡板移動手段３７は、駆動部３７ａ及び駆動力伝達部材３７ｂとからなっている。短絡板移動手段３８は、駆動部３８ａ及び駆動力伝達部材３８ｂとからなっている。駆動力伝達部材３７ｂ、３８ｂがそれぞれ短絡板５及び短絡板６に連結されている。なお、短絡板移動手段３７、３８においては、モータ等による回転運動を直線運動に変換できる機構を有しているものであれば特に限定されない。また、短絡板５、６を移動させる駆動力を油圧などの圧力で得てもよい。なお、必ずしも短絡板移動手段３７、３８及び短絡板位置制御装置３９が必要ではなく、手動で短絡板５、６の位置を調整し、短絡板の位置を把握するために付された目盛りを読み取るなどして短絡板の位置を決めてもよい。
【００３２】
ここで、試料Ｓの誘電率の算出には，短絡板５の空洞側の面５ｂ（以下、「短絡板空洞面」という）とこれに対面している試料Ｓの面Ｓ１との間の距離Ｌ１、及び、短絡板６の空洞側の面である短絡板空洞面６ｂとこれに対面している試料Ｓの面Ｓ２との間の距離Ｌ２が必要である。Ｌ１およびＬ２の値は，短絡板位置制御装置３９から演算装置３５に伝達された短絡板５及び短絡板６の位置情報より算出される。なお、以下、短絡板の空洞側の面を「短絡板空洞面」という。
【００３３】
試料Ｓの誘電率測定にあたっては、まず、マイクロメータを用いて試料Ｓの厚さｔを測定する。そして、予備測定として、試料Ｓが誘電率測定装置１０に装着されていない状態で、空洞１７内に生じる共振特性を測定する。
【００３４】
予備測定の準備として、電磁界発生装置３２に接続している同軸線路１８を誘電率測定装置１０に装着し、発信ループアンテナ１８ａを空洞１７内に配置する。一方、検波装置３３に接続している同軸線路１９を誘電率測定装置１０に装着し、受信ループアンテナ１９ａを空洞１７内に配置する。
【００３５】
この状態で各装置を起動し、同軸線路１８から発信ループアンテナ１８ａ通じて電磁界発生装置３２から高周波電力を入力し、空洞１７内に高周波電磁界を励振する。そして、この状態で受信ループアンテナ１９ａから同軸線路１９を通じて、空洞１７内に発生している電磁界の共振波形を検波装置３３へ送る。検波装置３３からの出力データを演算処理装置３５に取り込み、試料Ｓが装着されていない状態でのＴＥ０１１モードの共振周波数ｆｏ及び無負荷Ｑ値Ｑｏ、並びに、ＴＥ０１２モードの共振周波数ｆｏ'を算出し、これらの値を用いて誘電率測定装置１０に固有の値である円筒部の内径Ｄ及び実効導電率σｒを決定する。
【００３６】
次に、平板状に形成された試料Ｓを準備し、誘電率測定装置１０に装着する。試料Ｓは連結機構１５の弾性力によって、図３に示すように空洞共振器部材１１と空洞共振器部材１２との間に挟持されている。上記の誘電率測定装置１０に試料Ｓが装着されていない場合と同様にして、試料Ｓが装着された状態でのＴＥ０１１モードの共振ピークの位置及びピーク強度から共振周波数ｆｓ及び無負荷Ｑ値Ｑｓを決定する。
【００３７】
試料Ｓの厚さｔ、短絡板５及び短絡板６の位置情報に基づく空洞の円筒部分の長さＬ、予備測定で決定されたＤ及びσｒ、並びに、試料Ｓが装着された状態で測定されたｆｓ及びＱｓから、演算装置１５により試料Ｓの誘電率が算出される。
【００３８】
短絡板５及び／又は短絡板６の位置を変更しながら、このような誘電率測定を繰り返し行うことで、試料Ｓの誘電率の周波数依存性を、その誘電率測定装置１０のみを用いて調べることができる。従って、複数の空洞共振器を使用することによる測定値のバラツキを十分に防止できる。よって、高精度な誘電率の周波数依存性を測定することができる。
【００３９】
また、空洞共振器に被測定試料を装着したまま、種々の周波数における誘電率を測定することができるため、従来のような測定ごとに試料を共振器内に装着する手間を省くことができる。よって、誘電率の周波数依存性を効率的に測定することができる。
【００４０】
空洞の円筒部分の長さＬの値が小さいほど、即ち、短絡部材５と短絡部材６との距離が近いほど、空洞１７内に発生するＴＥ０１１モードの共振周波数は、高周波数となる。誘電率測定装置１０において、短絡板の位置を変更することによって、設定することができるＴＥ０１１モードの共振周波数の範囲は、例えば、Ｄ＝１６ｍｍの場合、２５〜５０ＧＨｚである。
【００４１】
誘電率測定装置１０では、短絡板５、６の位置をそれぞれ任意に短絡板移動手段３７、３８及び短絡板位置制御装置３９によって設定することができる。このため、空洞の円筒部分の長さＬの値を大きく変化させることができ、誘電率の測定に用いるＴＥ０１１モードの共振周波数を広い範囲に設定することができる。よって、試料Ｓの広い範囲の周波数における周波数依存性を測定ごとに試料Ｓを取出す手間をかけることなく、調べることができる。
【００４２】
さらに、誘電率測定装置１０では、短絡板５、６の位置をそれぞれ任意に設定することができることによって、試料Ｓが装着されている位置を円筒部分の長さ方向の任意の位置とすることができる。空洞１７内に発生しているＴＥ０１１モードの電界強度は、円筒部分の長さ方向の位置によって異なるため、誘電率の測定に用いる試料Ｓの誘電率にあわせて、測定に用いる電界強度を選択することができる。
【００４３】
これまで説明した図３に示す、試料Ｓに対して短絡板５、６が対称に位置している場合には、円筒部分の長さ方向の中心の位置、つまり、試料Ｓが装着されている位置とＴＥ０１１モードの電界のピーク位置とが一致する。このため、このような位置に短絡板５、６が配置される場合は、誘電率が低い試料であっても、高感度で試料の誘電率を測定することができる。
【００４４】
（第２実施形態）
次に、図４を参照しながら、本発明に係る誘電率測定装置の第２実施形態について説明する。
【００４５】
図４は、本発明に係る誘電率測定装置の第２実施形態を示す断面図であり、試料Ｓが装着された状態を示している。図４に示すように、誘電率測定装置２０は、空洞共振器部材１２に代わり、貫通孔２２ａ、２２ｂが形成された挟持板（試料挟持部）２４を備えている点で、第１実施形態と相違する。挟持板２４に用いられる材料は、導電性を有する材料から選択することができるが、加工性、機械的強度などの点から金属が好適に用いられる。このような金属としては、例えば、銅、銀などが挙げられる。また、挟持板２４としては、任意の材料の板状部材の表面に銅や銀がメッキされたもの、即ち板状部材とメッキ層との積層体を用いてもよい。この場合、メッキ層は、高周波における表皮長よりも十分に厚いこと、具体的には表皮長の２０倍以上の厚さを有することが好ましい。
【００４６】
誘電率測定装置２０の短絡板５の位置を変更しながら、上述したような誘電率測定を繰り返し行うことで、試料Ｓの誘電率の周波数依存性を調べることができる。ただし、誘電率測定装置２０を用いた場合、移動可能な短絡板が１つであるため、空洞１７の容積を変更することができる範囲が、誘電率測定装置１０と比較すると狭い。このため、誘電率測定装置１０を用いた場合と比較すると、設定することのできるＴＥ０１１モードの共振周波数の範囲は限られる。
【００４７】
（第３実施形態）
次に、図５を参照しながら、本発明に係る誘電率測定装置の第３実施形態について説明する。
【００４８】
図５は、本発明に係る誘電率測定装置の第３実施形態の断面図であり、試料Ｓが装着された状態を示している。図５に示すように、誘電率測定装置３０は、短絡板５の短絡板空洞面５ｂ及び短絡板６の短絡板空洞面６ｂにそれぞれ環状突出部２５が形成されている点で、第１実施形態と相違する。
【００４９】
図５に示すように環状突出部２５は、短絡板空洞面５ｂ、６ｂの最外部に円筒部１、２に対向するようにそれぞれ形成されている。ただし、環状突出部２５は、短絡板空洞面５ｂ、６ｂに対して同心円状に形成されていれば、短絡板空洞面５ｂ、６ｂの径方向の位置は特に限定されない。
【００５０】
このような環状突出部２５が、短絡板空洞面５ｂ、６ｂにそれぞれ形成されていると、試料Ｓの誘電率の測定に用いるＴＥ０１１モードの共振ピーク波形が他の電磁界モードの波形と重なっている場合に共振ピーク同士を相互に分離することができる。このため、ＴＥ０１１モードの共振ピーク波形から試料Ｓの誘電率を算定するのに、他の電磁界モードの影響を十分小さくすることができる。よって、試料Ｓの誘電率をより高精度に測定することができる。
【００５１】
具体的には、環状突出部２５が短絡板空洞面５ｂ、６ｂにそれぞれ形成されていると、ＴＥ０１１モードの共振周波数は変化せずに、ＴＭ１１１モードの共振周波数だけが増加するため、ＴＥ０１１モードとＴＭ１１１モードとの縮退が分離される。
【００５２】
（第４実施形態）
次に、図６を参照しながら、本発明に係る誘電率測定装置の第４実施形態について説明する。
【００５３】
図６は、本発明に係る誘電率測定装置の第４実施形態の断面図であり、試料Ｓが装着された状態を示している。図６に示すように、誘電率測定装置４０は、短絡板５の短絡板空洞面５ｂ及び短絡板６の短絡板空洞面６ｂにそれぞれ環状溝部（切欠き部）２６が形成されている点で、第１実施形態と相違する。
【００５４】
図６に示すように環状溝部２６は、短絡板空洞面５ｂ、６ｂの最外部にそれぞれ形成されている。ただし、環状溝部２６については、短絡板空洞面５ｂ、６ｂに対して同心状に形成されていれば、短絡板空洞面５ｂ、６ｂの径方向の位置、つまり環状溝部２６の径の大きさは特に限定されない。
【００５５】
このような環状溝部２６が、短絡板空洞面５ｂ、６ｂにそれぞれ形成されていると、試料Ｓの誘電率の測定に用いるＴＥ０１１モードの共振ピーク波形を他の電磁界モードの波形から分離することができる。このため、ＴＥ０１１モードの共振ピーク波形から試料Ｓの誘電率を算定するのに、他の電磁界モードの影響を十分小さくすることができる。よって、試料Ｓの誘電率をより高精度に測定することができる。
【００５６】
具体的には、環状溝部２６が短絡板空洞面５ｂ、６ｂにそれぞれ形成されていると、ＴＥ０１１モードの共振周波数は変化せずに、ＴＭ１１１モードの共振周波数だけが低下するため、ＴＥ０１１モードとＴＭ１１１モードとの縮退が分離される。
【００５７】
（第５実施形態）
次に、図７を参照しながら、本発明に係る誘電率測定装置の第５実施形態について説明する。
【００５８】
図７は、本発明に係る誘電率測定装置の第５実施形態の断面図であり、試料Ｓが装着された状態を示している。図５に示すように、誘電率測定装置５０は、短絡板５の短絡板空洞面５ｂ及び短絡板６の短絡板空洞面６ｂにそれぞれ環状部材２７が設けられている点で、第１実施形態と相違する。
【００５９】
図７に示すように環状部材２７は、短絡板空洞面５ｂ、６ｂに対して同心状に配置されており、且つ、短絡板空洞面５ｂ、６ｂの径方向において、短絡板空洞面５ｂ、６ｂの縁部から半分の位置にそれぞれ配置されていることが好ましい。
【００６０】
環状部材２７に用いられる材料は、誘電体材料から選択することができるが、低損失などの点からポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などが好適に用いられる。環状部材２７の配置は、接着剤などを用いて、短絡板空洞面５ｂ、６ｂに接着させればよい。
【００６１】
このような環状部材２７が、短絡板空洞面５ｂ、６ｂにそれぞれ配置されていると、試料Ｓの誘電率の測定に用いるＴＥ０１１モードの共振ピーク波形を他の電磁界モードの波形から分離することができる。このため、ＴＥ０１１モードの共振ピーク波形から試料Ｓの誘電率を算定するのに、他の電磁界モードの影響を十分小さくすることができる。よって、試料Ｓの誘電率をより高精度に測定することができる。
【００６２】
具体的には、環状部材２７が短絡板空洞面５ｂ、６ｂにそれぞれ配置されていると、ＴＥ０１１モードの共振周波数は変化せずに、ＴＭ１１１モードの共振周波数だけが低下するため、ＴＥ０１１モードとＴＭ１１１モードとの縮退が分離される。
【００６３】
なお、第３〜５の実施形態で用いたような環状突出部２５又は環状溝部２６が形成、あるいは、環状部材２７が配置された短絡板を第２の実施形態の誘電率測定装置２０で用いてもよい。
【００６４】
（第６実施形態）
次に、図８を参照しながら、本発明に係る誘電率測定装置の第６実施形態について説明する。
【００６５】
図８は、本発明に係る誘電率測定装置の第６実施形態の断面図であり、試料Ｓが装着された状態を示している。図８に示すように、誘電率測定装置６０は、試料固定手段として、一対の連結機構１５，１６の代わりに、空洞共振器部材１１、１２をそれぞれ移動可能とするレール４５を備えている点で、第１実施形態と相違する。
【００６６】
詳細には、空洞共振器部材１１は支持部材４１を介して滑車４３に固定され、滑車４３は、レール４５に対して移動可能となっている。従って、空洞共振器部材１１はレール４５に対して移動可能となっている。同様に、空洞共振器部材１２は支持部材４２を介して滑車４４に固定され、滑車４４は、レール４５に対して移動可能となっている。従って、空洞共振器部材１２はレール４５に対して移動可能となっている。そして、滑車４３，４４を互いに向き合う方向に移動させると、試料Ｓが空洞共振器部材１，２によって固定されるようになる。
【００６７】
（第７実施形態）
次に、図９を参照しながら、本発明の誘電率測定装置の第７実施形態について説明する。
【００６８】
図９は、本発明の誘電率測定装置の第７実施形態の断面図であり、試料Ｓが装着された状態を示している。図９に示すように、誘電率測定装置７０は、試料固定手段として、一対の連結機構１５，１６の代わりに、２つの挟持部材４７を備えている点で、第１実施形態と相違する。このような挟持部材４７としては、クリップなどを使用することができる。
【００６９】
（第８実施形態）
次に、図１０を参照しながら、被測定試料の誘電率測定に好適に用いられる誘電率測定装置の第８実施形態について説明する。
【００７０】
図１０は、本発明の誘電率測定装置の第８実施形態の断面図であり、試料Ｓが装着された状態を示している。図１０に示すように、誘電率測定装置８０は、試料固定手段として、一対の連結機構１５，１６の代わりに、２対の磁石４８，４９を備えている点で、第１実施形態と相違する。１対の磁石４８は、フランジ部３に設けられる磁石４８ａと、フランジ部４に設けられる磁石４８ｂとで構成され、磁石４８ａと磁石４８ｂとの引力により試料Ｓがフランジ部３，４を介して挟持されている。同様に、もう１対の磁石４９は、フランジ部３に設けられる磁石４９ａと、フランジ部４に設けられる磁石４９ｂとで構成され、磁石４９ａと磁石４９ｂとの引力により試料Ｓがフランジ部３，４を介して挟持されている。磁石４８と磁石４９は、円筒部１を介して互いに対向配置されている。
【００７１】
（第９実施形態）
次に、図１１を参照しながら、被測定試料の誘電率測定に好適に用いられる誘電率測定装置の第９実施形態について説明する。
【００７２】
図１１は、本発明の誘電率測定装置の第９実施形態の断面図であり、試料Ｓが装着された状態を示している。図１１に示すように、誘電率測定装置９０は、試料固定手段として、一対の連結機構１５，１６の代わりに、試料固定手段として、ボルト５２ａ、５２ｂ及びナット５３ａ、５３ｂを備えている点で、第１実施形態と相違する。
【００７３】
ボルト５２ａはフランジ部３、４にそれぞれ形成された貫通孔２１ａ、２２ａに挿入され、ナット５３ａはボルト５２ａにねじ係合されて締結されている。ボルト５２ｂはフランジ部３、４にそれぞれ形成された貫通孔２１ｂ、２２ｂに挿入され、ナット５３ｂはボルト５２ｂにねじ係合されて締結されている。
【００７４】
なお、上記の実施形態においては、筒状部材として円筒状の筒状部材である円筒部が用いられているが、筒状部材はこのように延び方向に直交する断面が円形であるものに限定されるものではない。例えば、筒状部材は、その延び方向に直交する断面の形状が楕円形状や多角形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の誘電率測定装置の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】図１の誘電率測定装置を示す縦断面図である。
【図３】誘電率測定装置を備えた誘電率測定システムを示す概略図である。
【図４】本発明の誘電率測定装置の第２実施形態の断面図である。
【図５】本発明の誘電率測定装置の第３実施形態の断面図である。
【図６】本発明の誘電率測定装置の第４実施形態の断面図である。
【図７】本発明の誘電率測定装置の第５実施形態の断面図である。
【図８】本発明の誘電率測定装置の第６実施形態の断面図である。
【図９】本発明の誘電率測定装置の第７実施形態の断面図である。
【図１０】本発明の誘電率測定装置の第８実施形態の断面図である。
【図１１】本発明の誘電率測定装置の第９実施形態の断面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１、２…円筒部（筒状部材）、５、６…短絡板（短絡部材）、５ｂ、６ｂ…短絡板空洞面、１０…誘電率測定装置、１１、１２…空洞共振器部材（試料挟持部）、１５…連結機構（試料固定手段）、１７…空洞、２４…挟持板、２５…環状突出部、２６…環状溝部、２７…環状部材。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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