(57)【要約】【課題】  素子と同軸ケーブルとを接続する同軸コネクタや伝送線路から放射される電磁波による測定への影響を軽減する測定装置を提供する。【解決手段】  測定対象１の一部及び同軸コネクタ３、マイクロストリップライン５を電磁波吸収体で覆うことにより、同軸コネクタ３及びマイクロストリップライン５から放射される電磁波を吸収することによって、電磁波の測定への影響を軽減する。これによって、一方の端子から放射されていた電磁波が、もう一方の端子に伝搬することで発生していた測定対象にはない電力透過を防ぎ、測定対象の正しい透過特性を測定することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子の透過特性を測定する測定装置において、
測定対象素子の入力と出力とをシールドにより電磁的に分離することを特徴とする透過特性測定装置。
【請求項２】
同軸コネクタ、前記同軸コネクタと測定対象素子とを接続する伝送線路を更に有し、
前記シールドは前記同軸コネクタ、前記測定対象素子及び前記伝送線路を覆い、前記同軸コネクタ等から漏れ出す電磁波の測定への影響を軽減することを特徴とする請求項１に記載の透過特性測定装置。
【請求項３】
前記シールドは前記測定対象素子の入力側及び出力側を覆うことを特徴とする請求項２に記載の透過特性測定装置。
【請求項４】
前記シールドは電磁波吸収体であることを特徴とする請求項３に記載の透過特性測定装置。
【請求項５】
前記シールドは電磁シールドであることを特徴とする請求項３に記載の透過特性測定装置。
【請求項６】
同軸コネクタ、前記同軸コネクタと測定対象素子とを接続する伝送線路、及び前記同軸コネクタと前記測定対象素子、前記伝送線路を覆うシールドを有する測定装置によって、素子の透過特性を測定することを特徴とする透過特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は測定装置に関し、特に同軸ケーブルに直接接続できない素子の特性を測定する透過特性測定装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年の技術の発展に伴い、電子機器から発生する電磁波を遮断するためのフィルタ素子が重要視されており、その特性を測定する測定装置が必要となっている。フィルタ素子の特性測定は、素子を基板に搭載し透過特性を測定する。
【０００３】
フィルタ素子の特性評価のために、従来は特許文献１に示されるように、誘電体製基板と基板下面に形成された導体製グランド面と該当基板上に形成されたマイクロストリップライン及び、マイクロストリップラインに電気的に接続された同軸コネクタを備える測定装置を用意し、マイクロストリップライン上に測定対象を電気的に接続する。さらに測定装置をネットワークアナライザと同軸ケーブルを用いて接続したあと、ネットワークアナライザを用いて測定対象のＳパラメータを測定することにより、測定対象の透過特性を測定する。これは、高周波の特性を測定する測定器は、インピーダンス整合のされた同軸ケーブルでつなぐことが一般的であるが、通常の素子は基板に搭載する形状をしており、直接同軸ケーブルで接続することができないためである。そこで、同軸コネクタおよび同軸コネクタと素子とを接続する装置であるマイクロストリップライン等を用いて電気的に接続する。
【０００４】
この際、同軸コネクタおよび同軸コネクタと素子を電気的に接続する装置から、漏れ出る電磁波が存在する。この電磁波は、同軸コネクタや同軸コネクタと素子を電気的に接続する装置であるマイクロストリップラインに電力が伝わる際には必ず発生する。この発生した電磁波は、空気中を伝搬しもう一方の同軸コネクタや同軸コネクタと素子を電気的に接続する装置に伝わる。これにより、測定対象における透過特性とは異なる電力の透過を測定することになる。従来、ＥＭＣ対策に使用される部品に対しては、特許文献１に示されるようにマイクロストリップラインや同軸コネクタにおける損失や位相の補正は行われているが、同軸コネクタと素子を電気的に接続する装置や同軸コネクタから漏れ出す電磁波に対する補正は行われていない。これは、同軸コネクタと素子を電気的に接続する装置や同軸コネクタから漏れ出る電磁波は十分小さいものと考えられており、一般的な素子を測定する際には大きく影響しないためである。しかし、高性能な遮断特性を持つフィルタ素子の特性を評価する際においては、同軸コネクタと素子を電気的に接続する装置や同軸コネクタから漏れ出る電磁波の影響を無視することはできない。
【０００５】
この漏れ電磁波の影響を補正するため、あらかじめ知りえた値を用いてマイクロストリップラインと、同軸コネクタの影響を計算によって補正することが行われている。従来は、非特許文献１に示されるように、それぞれのマイクロストリップラインの測定端を整合の取れた状態で終端した状態にし、それぞれの測定端子からの漏れの測定を行い、測定対象の測定結果から計算によって補正することで求める方法が行われてきた。
また、導波管等を用いて構成されるマイクロ波回路においては、測定対象の入力側と出力側を金属で遮断し、電磁波的に切り離すことが行われていた。
【特許文献１】特開平８−１５３４８号公報
【非特許文献１】アジレントテクノロジー  ネットワーク解析ソリューション  ベクトル・ネットワーク・アナライザを使用したインフィクスチャ測定  (AN １２８７-９)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、この非特許文献１に開示された手段には問題がある。
この補正を行う手段を実施するには、測定装置の測定端子を終端して測定した漏れと、測定装置に測定対象を電気的に接続した際の漏れが同じである必要がある。空中を伝搬する電磁波の伝搬状態をマイクロストリップラインと素子を電気的に接続する前と、マイクロストリップラインを終端した状態で同じにすることは非常に難しい。これは、素子が基板上に置かれたことにより、素子に存在する導体の影響などで空中の電磁場が変化するため、素子を基板上におく前と置いた後では空中を伝わる電磁波の伝播が異なるためである。また、素子を基板に置いた状態と同じ状態において測定範囲全域で整合の取れた終端をすることは、非常に困難である。したがって、計算により空中を伝わる電磁波の影響を削減することは非常に難しい。また、金属において測定対象の入出力を電磁波的に切り離すには問題がある。
【０００７】
導体において測定端子から、測定対象までを覆う方法を用いた場合、マイクロストリップラインや同軸コネクタから発生した電磁波は導体表面で反射し、マイクロストリップラインや同軸コネクタに伝搬し、本来の測定を妨げる結果となってしまう。また、導体がマイクロストリップラインの近くに配置されることにより、マイクロストリップラインのインピーダンスが変化し、同軸ケーブルからのエネルギー伝搬が妨げられることにより、正しい測定が行えなくなる。したがって、金属で覆うことにより測定対象の入出力を電磁波的に切り離すことにより、正しく測定対象の透過特性を測定することはできなかった。さらに、基板上の素子に対しては同軸コネクタやマイクロストリップラインから漏れ出る電磁波は考慮されず、この金属で遮断する方法は、導波管回路等で構成されるマイクロ波回路においてしか行われていない。
【０００８】
上記問題に鑑み、本発明は、同軸ケーブルと素子を電気的に接続するための装置から放射される電磁波の影響を削減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の測定装置は、測定器に対して同軸ケーブルで接続するための同軸コネクタと、同軸コネクタから測定対象の一部までを覆う電磁波吸収体を有する。電磁波吸収体は測定対象への入力と出力とを電磁的に分離するが、電磁シールドを用いてもよい。
同軸コネクタ及び同軸コネクタと素子を電気的に接続する装置から放射される電磁波は、電磁波吸収体によって吸収される。これにより、同軸コネクタ及び素子を電気的に接続する装置から発生する電磁波は、反射され測定に影響したり、他の同軸コネクタ及び同軸コネクタと素子を電気的に接続する装置に伝播したりすることがなくなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果は、同軸コネクタ及び素子を電気的に接続する装置、測定素子の入力端子を電磁波吸収体において覆うことにより、同軸コネクタおよび素子まで電気的に接続する装置から発生する電磁波による測定への影響を軽減することができる。
また、実施形態の説明においても言及するが、本発明によれば、図６に見られるように周波数が高くなっても素子の特性を正確に測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下のように装置自身から発せられる電磁波の影響を軽減する測定装置を実現した。
【実施例】
【００１２】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１を参照すると、本発明の第１の実施形態として測定装置の斜視図が示されている。
図２および図３は、それぞれ図１の上面図および側面図である。
図４は、図３のＡ−Ａ線に沿った断面図、図５は図２のＢ−Ｂ線に沿った断面図である。
【００１３】
図４に示す構造の通り、基板２上にマイクロストリップライン５が構成されている。そのマイクロストリップライン５上に測定対象１が電気的に接続されている。基板２上のマイクロストリップライン５は、同軸ケーブルのインピーダンスと等しいことが望ましい。これは、マイクロストリップライン５においてインピーダンスの整合を取ることによって、測定器からの電磁波を効率よく測定対象に伝搬するためである。また、マイクロストリップライン５は短いほうが望ましい。これは、マイクロストリップライン５における影響を少なくするためである。
【００１４】
ここでは、測定対象１と同軸コネクタ３を電気的接続するにあたり、マイクロストリップライン５を介して接続しているが、これに限定されるものではなく、同軸コネクタ３を測定対象１に直接電気的に接続してもよい。また、インピーダンス整合が取れており、電気的に同軸コネクタ３と測定対象１を接続できる装置であればよい。同軸コネクタ３は、同軸ケーブルを介して測定装置であるネットワークアナライザと接続される。
【００１５】
測定対象１の一端子および基板２上のマイクロストリップライン５、同軸コネクタ３を電磁波吸収体４で覆う。電磁波吸収体としては誘電体や磁性体などを用いたもの等でもよい。図１において、電磁波吸収体４は基板の一部および同軸コネクタ３の一部を覆う形で、構成されているが、これに限定されるものではなく、測定対象１の入力側と出力側を分離するように測定対象の上を縦に電磁波吸収体４が存在する構成する形態や、測定素子１の一端子から、測定基板２全体を覆うように電磁波吸収体４を構成する形態もある。
【００１６】
複数の同軸ケーブルで測定対象に接続する測定器で使用する場合においては、それぞれのケーブルごとに同軸コネクタ及び同軸コネクタと素子をつなぐ装置で電気的に接続されるが、この場合においては、すべてまたは、一部の同軸コネクタと同軸コネクタと素子をつなぐ装置に対して電磁波吸収体を覆うように構成する。
【００１７】
この電磁波吸収体４において測定対象１の一端子と他の端子を分離する。電磁波吸収体４は、測定する周波数において、マイクロストリップライン５および同軸コネクタ３の一端子と他の端子の結合を十分抑えることができる電磁波吸収体４が望ましい。また、電磁波吸収体の代わりとして、電磁波シールド材を用いる形態もある。この形態では、同軸コネクタ及び、同軸コネクタから素子までを接続する装置から発生する電磁波は、電磁波シールド材によって遮断され、他方の測定端子や同軸コネクタなどに電磁波が伝播することを防ぐことが可能である。この形態は、同軸コネクタ及び、同軸コネクタから素子までを接続する装置から発生する電磁波の伝搬を削減することを主な目的とする場合においては、有効な手段である。
【００１８】
この測定装置を用いて測定を行う周波数帯域は１０ＭＨｚから６５ＧＨｚまでである。これは、１０ＭＨｚ以下の周波数においては、マイクロストリップライン及び同軸コネクタから放射する電磁波がほとんど存在しないためである。また６５ＧＨｚ以上の周波数においては、マイクロストリップラインなどによる同軸ケーブルと素子の接続法では対応できないためである。
【００１９】
これらの電磁波吸収体４で同軸コネクタ３及び同軸コネクタと測定対象を接続する装置から発生する電磁波を吸収、遮断することにより、マイクロストリップライン５および同軸コネクタ３から発生する電磁波による測定への影響を軽減という効果がもたらされる。
【００２０】
図６に本発明を利用して測定したデバイスの特性を示す。図１又は図７のように測定対象素子の入力と出力とを電磁波吸収体で覆った場合の測定値である。縦軸はＳパラメータ（透過特性）である。
【００２１】
従来の方式によって測定した特性においては、５００ＭＨｚ以上の周波数において、周波数の上昇に伴い遮断特性の悪化が見られる。これは、素子の特性を理論的に考察した場合においては存在しない特性である。しかし、本発明方式において測定した場合においては、理論どおりの特性となり、より本来の特性を測定できていることを示している。
【００２２】
次に、具体的な実施例を用いて、測定装置の構成を説明する。
図７に示すように、テフロン（登録商標）で構成された誘電体基板２上に裏面に導体製グランド面があり、表面にインピーダンスが５０オームになるようにマイクロストリップライン５を基板表面の一端から、反対側の一端まで構成する。マイクロストリップライン５は、基板２の中央で測定対象１の端子にあわせて切断されている。つまり、基板上に両側から中央に向けて２本のマイクロストリップラインが構成されており、この２本のマイクロストリップラインの間には、測定対象のそれぞれの端子間だけ離れたところで途切れた形状となっている。
【００２３】
基板２の端面でマイクロストリップライン５の端部の部分両側に、同軸コネクタ３を電気的に接続する。同軸コネクタは、５０オームの特性インピーダンスを有するコネクタで、ネットワークアナライザに同軸ケーブルを介して接続できるものとする。電磁波吸収体４として、繊維に導体のメッキを施した織物を用いる。測定素子１の一端子、マイクロストリップライン５、同軸コネクタ３を電磁波吸収体４によって包むことが可能な形態にする。もう一方の測定素子１の端子、マイクロストリップライン５、同軸コネクタ３も同様に電磁波吸収体４によって包むことが可能な形態にする。
【００２４】
また他の実施例として、図８に示すように、一方のみ電磁波吸収体４で同軸コネクタ３から素子までを覆った構成を説明する。２ポートのネットワークアナライザにおける測定において、測定対象に対して２本の同軸ケーブルで接続する。そのため、基板上に２本のマイクロストリップライン５を構成し、マイクロストリップライン５の一端を同軸コネクタ３、もう一端を測定対象１の端子に電気的に接続する。さらに、２本あるマイクロストリップライン５、同軸コネクタ３のうち一方に対してシールド材６を用いて覆う。これにより、一方の端子から発生する電磁波は外に漏れることが抑えられ、また、空中から伝搬する電磁波を防ぐことが可能になる。したがって、同軸コネクタ３及び同軸コネクタから素子までを電気的に接続する装置から放射する電磁波による影響を抑えることが可能になる。
【００２５】
さらに、実施例として図９に示す測定端子が多数ある構成を説明する。素子の特性測定に際して、ポートの数は２個のみではなく１個や４個などのさまざまな数のポートがある場合がある。そのそれぞれに関しても同様に、基板上に必要なポートの数だけマイクロストリップライン５を用意し、そのそれぞれに同軸コネクタ３を電気的に接続し、また測定対象１とも電気的に接続する。さらに、それぞれの同軸コネクタ３からマイクロストリップライン５、測定対象１の一部を電磁波吸収体４において覆う構成とする。これにより、各同軸コネクタ３及び同軸コネクタから素子を電気的に接続する装置から漏れ出る電磁波の影響を削減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
本発明は素子の特性を測定する際に入力側と出力側とを電磁波吸収体等で電磁的に分離することで測定の精度が向上するような測定装置に応用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の測定装置の実施形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の測定装置の実施形態を示す上面図である。
【図３】本発明の測定装置の実施形態を示す側面図である。
【図４】図３のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】従来方式と本発明との測定結果を比較する図である。
【図７】本発明の実施例を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施例を示す斜視図である。
【図９】本発明の実施例を示す上面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１    測定対象
２    誘電体基板
３    同軸コネクタ
４    電磁波吸収体
５    マイクロストリップライン
６    電磁波シールド材
【図１】
2005249744.tif 000003
【図２】
2005249744.tif 000004
【図３】
2005249744.tif 000005
【図４】
2005249744.tif 000006
【図５】
2005249744.tif 000007
【図６】
2005249744.tif 000008
【図７】
2005249744.tif 000009
【図８】
2005249744.tif 000010
【図９】
2005249744.tif 000011