(57)【要約】【課題】不平衡型配線を用いて平衡型回路のインピーダンス測定を行う際に必要な平衡不平衡変換器（バラン）付プローブで、平衡性が高く正確な測定値となるものを実現する。【解決手段】本発明の平衡不平衡変換器付プローブは、同軸型給電線と、それに並行する同軸型分岐導体を備え、その端部位置を揃えた物である。また、同軸型給電線の内部導体と上記同軸型分岐導体の内部導体は、内部導体短絡線で短絡し、外部体どうしは、上記の端部のほぼ反対位置で外部導体短絡線で短絡する。さらに、上記端部には、触針をつけて測定に用いる。これらの触針は、なるべく離す。同軸型分岐導体の上記端部から外部導体短絡線での短絡部までの長さは、測定の際の波長の４分の１にその１０から２０％を加えた長さである。また、同軸型給電線と同軸型分岐導体の間隔は同軸給電線外径の１．２倍であることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸型給電線に並行する同軸型分岐導体を備え、
上記同軸型給電線の端部と上記同軸型分岐導体の端部は、前記同軸型分岐導体の長手方向に垂直な共通線上にあって、
上記同軸型給電線の内部導体と上記同軸型分岐導体の内部導体とが前記同軸型分岐導体の長手方向に垂直な共通線上内部導体短絡線で短絡し、
上記同軸型分岐導体の他の端部の外部導体は、前記同軸型分岐導体の長手方向に垂直な他の共通線上で、上記同軸型給電線の外部導体と外部導体短絡線で短絡し、
上記同軸型給電線の外部導体の上記端部と上記同軸型分岐導体の外部導体の上記端部とからそれぞれ上記同軸型分岐導体の５％以下の長さの触針が伸びたものであって、
上記同軸型給電線と上記同軸型分岐導体とは、同外径を有し、
上記同軸型給電線と上記同軸型分岐導体との間隔は、上記外径の1.２倍であり、
上記同軸型分岐導体の上記端部から上記外部導体短絡線での短絡部までの長さは、上記同軸型分岐導体の伝播波長の４分の１にその１０から２０％を加えた長さであることを特徴とする無線タグ用平衡不平衡変換器付プローブ。
【請求項２】
上記外部導体短絡線での短絡部は、移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の無線タグ用平衡不平衡変換器付プローブ。
【請求項３】
上記のそれぞれの触針は、上記同軸型給電線の外部導体の上記端部の外側位置と上記同軸型分岐導体の外部導体の上記端部の外側位置との互いに最も離間するそれぞれの位置に固定されていることを特徴とする請求項１あるいは２のいずれか一方に記載の無線タグ用平衡不平衡変換器付プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、無線タグのインピーダンスをその通信周波数帯域で測定する際に必要となる平衡不平衡変換器付プローブに関している。
【背景技術】
【０００２】
無線タグにおいても、アンテナ部と半導体集積回路部とのインピーダンス整合を取る必要があることはよく知られている。また、これらのインピーダンスは、ネットワークアナライザ等を用いて測定されるが、ネットワークアナライザの測定プローブは、一般に同軸ケーブルを用いたものであり、不平衡型の電気回路である。
【０００３】
一方、アンテナは平衡型の電気回路であり、また、そのため、上記半導体集積回路部のアンテナとの接続部分も平衡型である。このため、アンテナ部と半導体集積回路部とのインピーダンス整合を取るには、平衡型の測定器でそれぞれのインピーダンスを測定する必要がある。
【０００４】
不平衡型の測定プローブをもったネットワークアナライザで平衡型の電気回路の測定を行う場合は、平衡不平衡変換器（バラン）を介在させることが、通常行なわれる。
【０００５】
無線タグは小型にすることで多くの利便性が生じることから、また、伝送情報量の観点から、その通信周波数帯域は、ＵＨＦ帯以上の周波数が用いられることが多い。
【０００６】
このような周波数帯域でのバランとしては、同軸ケーブルを用いたものや、ストリップラインを用いたものが知られている。また、バランを入力端あるいは出力端から見た場合に、それぞれ直流的に短絡したものと開放のものとに分けることが出来る。
【０００７】
例えば、非特許文献１（遠藤、他著、「アンテナ工学」、日刊工業新聞社、２５７頁）には、図３（ａ）に示すバランが開示されている。これは、分岐導体を用いた平衡不平衡変換回路である。このバランは、直流的に見て、入力端の外部導体と芯線とは短絡していないが、出力端の導体どうしは短絡している。さらに、入力端と出力端は、直流的には接続されていない。また、分岐導体の長さ（Ｌ）が４分の１波長の場合に、負荷が直接接続された状態になることが記載されている。
【０００８】
しかし、上記の分岐導体を用いた平衡不平衡変換回路を、図３（ｂ）の回路で実際の測定に適用してみると、その出力が平衡からずれている事が分かる。例えば、校正ずみの同軸測定系に上記の平衡不平衡変換回路をつけ、出力端を開放した状態でスミスチャート上開放の位置である図４のスミスチャートでＡ点に表示するよう電気長を調整した後、出力端を短絡するとインピーダンスは、１８０度回転した実数軸上のＢ点にはなく、Ｃ点にいるためリアクタンス成分を持っていることが分かる。このため、この平衡不平衡変換回路を用いてのインピーダンス測定では、不正確な測定値となってしまう。不正確になる主な要因は接合部の大きさや短絡部の長さによるリアクタンス要因が考えられる。しかし、この平衡不平衡変換回路は通常アンテナ給電系に使用されるため、平衡不平衡変換回路内で発生している前記不正確要因はアンテナ側のインピーダンス特性を利用して補正している。しかし、インピーダンス測定プローブ用途の場合、出力端にオープン負荷・ショート負荷・５０Ω負荷を接続したときに、それぞれ正確にオープン・ショート・５０Ω表示することが求められる。
【非特許文献１】遠藤、他著、「アンテナ工学」、日刊工業新聞社、２５７頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
不平衡型配線を用いて平衡型回路のインピーダンス測定を行う際に必要な平衡不平衡変換器（バラン）付プローブで、平衡性が高く正確な測定値となるものを実現する。
【発明の効果】
【００１０】
この発明は、
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は無線タグ用平衡不平衡変換器付プローブであって、不平衡型配線を用いて平衡型回路のインピーダンス測定を行う際に用いるものである。この平衡不平衡変換器付プローブは、（１）同軸型給電線に並行する同軸型分岐導体を備える。（２）また、上記同軸型給電線の端部と上記同軸型分岐導体の端部は、前記同軸型分岐導体の長手方向に垂直な共通線上にあって、（３）上記同軸型給電線の内部導体と上記同軸型分岐導体の内部導体とが前記同軸型分岐導体の長手方向に垂直な共通線上内部導体短絡線で短絡し、（４）上記同軸型分岐導体の他の端部の外部導体は、前記同軸型分岐導体の長手方向に垂直な他の共通線上で、上記同軸型給電線の外部導体と外部導体短絡線で短絡している。（５）さらに、上記同軸型給電線の外部導体の上記端部と上記同軸型分岐導体の外部導体の上記端部とからそれぞれ上記同軸型分岐導体の５％以下の長さの触針が伸びたものであって、（６）上記同軸型分岐導体の上記端部から上記外部導体短絡線での短絡部までの長さは、上記同軸型分岐導体の伝播波長の４分の１にその１０から２０％を加えた長さであって、上記同軸型給電線と上記同軸型分岐導体とは、同外径を有し、上記同軸給電線と上記同軸型分岐導体との間隔は上記外径の１．２倍であることにより、出力端にオープン負荷・ショート負荷・５０Ω負荷を接続したときに、それぞれ正確にオープン・ショート・５０Ωを表示し正確に測定することができる。
【００１２】
特に、上記外部導体短絡線での短絡部は、移動可能である構成にすることによって、触針形状による微調整が可能であり、より正確な測定ができる。
【００１３】
また、上記のそれぞれの触針は、上記同軸型給電線の外部導体の上記端部の外側位置と上記同軸型分岐導体の外部導体の上記端部の外側位置との互いに最も離間するそれぞれの位置に固定する。これによって、触針の状態による測定値へ影響を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、この発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明においては、同じ機能あるいは類似の機能をもった装置に、特別な理由がない場合には、同じ符号を用いるものとする。
【実施例１】
【００１５】
図１（ａ）は、本発明は無線タグ用平衡不平衡変換器付プローブ１である。これは、図１（ｂ）に示す様に、不平衡型配線である同軸ケーブル２を用いて平衡型回路のインピーダンス測定を行う際に用いるものである。この平衡不平衡変換器付プローブ１は、次のような特徴をもつものである。
【００１６】
（１）同軸型給電線４に並行する同軸型分岐導体６を備える。同軸型給電線４と軸型分岐導体６とは、伝送インピーダンスが５０オームで一致するものであり、同軸型給電線４は、コネクタ３によって、ネットワークアナライザ１０から伸びる同軸測定系２に接続する。
【００１７】
（２）また、触針７あるいは触針８のついた側の同軸型給電線４の端部と同軸型分岐導体６の端部は、同軸型分岐導体６の長手方向に垂直な共通線上にあって縦方向に揃っている。
【００１８】
また、（３）同軸型給電線４の内部導体と同軸型分岐導体６の内部導体とが内部導体短絡導体９によって同軸型分岐導体４の長手方向に垂直な共通線上で短絡している。
【００１９】
（４）また、同軸型分岐導体６の先の端部と反対側の他の端部の外部導体は、同軸型分岐導体６の長手方向に垂直な他の共通線上で、同軸型給電線４の外部導体と外部導体短絡導体５で短絡している。この外部導体短絡導体５は、固定したものでもよいが、移動できるようにしておくことによって、広い周波数帯で使用することができるようになる。ここで、同軸分岐導体の芯線の長さは、測定端よりショートバーの位置までの長さの約７０％である。これは、図１において芯線と外部導体とを分離する絶縁体としてテフロン（登録商標）を用いた場合であって、他の材料を用いる場合は、その比誘電率に応じて決まる短縮率を用いることが望ましい。
【００２０】
（５）さらに、同軸型給電線４の外部導体の上記端部と同軸型分岐導体６の外部導体の上記端部とからそれぞれ同軸型分岐導体６の５％以下の長さの触針が伸びたものである。
【００２１】
また、（６）同軸型分岐導体６の上記端部から外部導体短絡導体５での短絡部までの長さ（Ｌ）は、測定しようとする周波数帯の信号の同軸型分岐導体６における伝播波長(λ)の４分の１にその５％から１５％を加えた予め決められた長さである。
【００２２】
この長さＬは、触針７と触針８間を短絡し、その複素インピーダンスを測定して、虚数部分が許容値に入るようにすることで決めることができる。Ｌ＝α×λ／４とする場合、α＝1.00、1.10、1.20のそれぞれの場合の測定結果を、図２のスミスチャートの、Ａ、Ｂ、Ｃ点に示す。この結果から、α＝1.10の場合に、正しい測定値が得られることが分かる。このαの値は、許容される測定誤差によって変るが、無線タグ用平衡不平衡変換器付プローブ１を用いたインピーダンスの測定値を５％の誤差に納めようとする場合は、α＝１．０５から１．１０の範囲にする。また、１０％の誤差が許容される場合には、α＝１．００から１．２０の範囲にする。
【００２３】
上記のように外部導体短絡導体５は、移動できるようにすることで、適用できる測定帯域を広くすることができる事に加えて、これを適宜移動させることで、測定誤差を小さくすることができる。
【００２４】
また、触針７あるいは触針８は、なるべく短くすることで、誤差を少なくすることができる。これに加えて、これらの触針間の距離をなるべく大きくすることが望ましい。例えば、図１（ａ）に示す様に、触針７と触針８とを、同軸型給電線４の外部導体の端部の外側位置と同軸型分岐導体６の外部導体の端部の外側位置との互いに最も離間するそれぞれの位置に固定する。
【００２５】
本発明の無線タグ用平衡不平衡変換器付プローブを用いて測定する場合は、例えば、次のような手順になる。
（１）同軸測定系２つきのネットワークアナライザ１０で、同軸測定系をオープン負荷・ショート負荷・５０Ω負荷を使って校正する。
（２）本発明の無線タグ用平衡不平衡変換器付プローブを同軸測定系２に接続する。
（３）触針７と触針８間を短絡し、その複素インピーダンスを測定して、ネットワークアナライザ１０の表示が０Ωを示すようネットワークアナライザ１０の電気長を調整する。
（４）触針７と触針８を測定対象に接触させてインピーダンスなどを測定する。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
上記の同軸型給電線４と軸型分岐導体６との伝送インピーダンスは５０オームとしたが、７５オームの場合にも、上記と同様に無線タグ用平衡不平衡変換器付プローブを構成することができる。但し、この場合は、同軸型給電線及び同軸型分岐導体の特性インピーダンスを７５Ωに変更する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の無線タグ用平衡不平衡変換器付プローブを示す図である。
【図２】測定点を書き入れたスミスチャートである。
【図３】従来の分岐導体を用いた平衡不平衡変換回路の例を示す図である。
【図４】従来の測定で得られる測定点を示すスミスチャートである。
【符号の説明】
【００２８】
１  無線タグ用平衡不平衡変換器付プローブ
２  同軸ケーブル
３  コネクタ
４  同軸型給電線
５  外部導体短絡導体
６  同軸型分岐導体
７、８  触針
９  内部導体短絡導体
１０  ネットワークアナライザ
【図１】
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【図２】
2009253584.tif 000004
【図３】
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【図４】
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