取扱説明書
導波管サンプルホルダーフィクスチャ
WSF シリーズ

EM ラボ株式会社
2024 年 5 月 5 日

目次第１章製品概要 ................................................................................................................2製品仕様 ...............................................................................................................................2付属品 ..................................................................................................................................2基本操作 ...............................................................................................................................3第２章

測定 .......................................................................................................................4試料の準備 ...........................................................................................................................4
加工サイズについて .........................................................................................................4サイズの計測について .....................................................................................................5測定のセットアップ ............................................................................................................6
サンプルホルダーの接続方法 ..........................................................................................6
測定開始前の確認事項 .....................................................................................................6N1500A 測定手順 ................................................................................................................7
測定条件の設定 ................................................................................................................7
アナライザの２ポート校正 ............................................................................................10
S パラメータ測定および誘電率・透磁率への変換 ........................................................11
第３章

メンテナンスと修理 ............................................................................................13

日々のクリーニング ..........................................................................................................13
修理 ....................................................................................................................................13

初版：2021 年 2 月 1 日2 版：2024 年 5 月 5 日

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第１章 製品概要
ここでは、製品の概要を説明します。
導波管サンプルホルダーフィクスチャー(WSF シリーズ)は、ネットワーク・アナライザに接続し、Ｓパラメータ法を用いて複素比誘電率・透磁率を測定するために設計されたサンプルホルダーです。周波数バンドによって 4 つのモデルが用意されています。TRL 校正を行
うための LINE と SHORT が含まれます。キーサイト・テクノロジー社製の材料測定スイート N1500A を使用して材料測定を行います。
製品仕様

型番

WSF-X

WSF-P

WSF-K

WSF-R

周波数 (GHz)

8.2-12.4

12.4-18

18-26.5

26.5-40

導波管規格

WR90

WR62WR42WR28

22.86 x 10.16

15.80 x 7.90

10.67 x 4.32

7.11 x 3.56

107.553

ホルダ内寸（横ｘ縦 mm）
ホルダ長 (mm)接続用コネクタ2.92 mm (f)付属品

フィクスチャ本体

サンプルホルダー(SAMPLE 刻印)

LINE (LINE 刻印)

SHORT (SHORT 刻印)
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基本操作
リリース時のレバー位置

サンプルホルダーを挿入した場合のレバー位置

SHORT/LINE とサンプルホルダーを挿入した場合のレバー位置

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第２章 測定
ここでは、サンプルホルダーとキーサイト N1500A 材料測定スイートを用いた誘電率・透磁率の基本的な測定手順を説明します。機能の詳細については、N1500A および使用するアナライザのマニュアルを参照してください。
試料の準備
サンプルホルダーに合わせて試料を直方体に加工する必要があります。ホルダーと試料の間の空隙は測定誤差の原因になります。また、誘電率・透磁率の計算に試料の厚さを使用するので、正確に把握することが重要です。
加工サイズについて
サンプルホルダーの試料挿入部(ホルダ内寸)は製品仕様に記載されています。試料挿入部は公差±0.01mm で加工されています。ホルダーと試料の間に空隙が生じないように加工してください。
（N1500A には、空隙の大きさを入力して測定値を補正する機能がありますが、空隙が生じないように加工することが基本です。
）試料の厚さの適正値は測定周波数と材料の特性に依存します。N1500A の[Sample Thickness Suggestion]機能を使って以下のように適正値を求めることができます。
1.

Sample Thickness Suggestion 画面を開く

2.

Fixture Type: Waveguide を選択し、[Find]を押す。

4

3.

X band を選択する。

4.

εr、μr を入力する。

5.

[Calculate]を押す。

サイズの計測について誘電率・透磁率測定を行う際に N1500A に入力するための試料厚さを、事前に計測して記録しておくことを推奨します。入力値の誤差が、そのまま誘電率・透磁率測定の誤差になりますので、正確な計測が必要です。試料の加工状況やサイズにもよりますが、一般的には 3カ所程度をマイクロメータなどで計測して平均値を用いることを推奨します。

5測定のセットアップ
実際に N1500A 材料測定スイートを立ち上げて測定する前に確認しておくべきポイントを説明します。
サンプルホルダーの接続方法
ネットワーク・アナライザの PORT1 にフィクスチャ本体のレバー側を接続し、PORT2 にもう一方を接続します。

導波管サンプルホルダーフィクスチャフィクスチャの構造図

PORT2 へPORT1 へ

測定開始前の確認事項
測定を始める前に、以下の準備が整っていることを確認してください。
・ ネットワーク・アナライザは十分ウォームアップされていること。（各ネットワーク・アナライザの推奨時間に準拠）
・ 試料のサイズが計測・記録されていること。

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N1500A 測定手順
N1500A を使った誘電率・透磁率測定の流れは以下の通りです。
1.

測定条件の設定2.

アナライザの２ポート校正

3.

S パラメータ測定

4.

誘電率・透磁率への変換

以下に、個々のステップについて説明します。
測定条件の設定[Define Measurement]機能を使って、測定条件を以下の手順で設定します。設定画面上、左側のタブから順次設定して行きます。
1.

[Define Measurement]画面を開く。

2.

[Lookup table]タブで、使用するサンプルホルダーのバンドを選択して[Apply]をクリックする（図は、K バンドの導波管の例）。これで、測定周波数が設定される。

7

3.

[Set Frequency]タブで、その他の測定条件（出力パワー、IF バンド幅、測定点数、アベレージ回数）を設定する。

4.

[Measurement Model]タブで誘電率・透磁率測定[Ref/Tran μ&ε]を選択します。

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5.

[Sample Holder]タブで試料の厚さを入力する。
（カットオフ周波数やホルダーの種類は、上記手順２の[Lookup table]を使った設定で自動入力されています。）（Adjust distance to sample based on the two reflection measurements にチェックを入れることを推奨します。
）
これで基本的な測定条件の設定は完了です。

9アナライザの２ポート校正付属の SHORT と LINE を使って TRL 校正を行います。ポート２側にサンプルホルダーを付けた状態で校正を行う点に注意してください。Port1 とサンプルホルダーが接する面が校正の定義面になります。Thru、Reflect、Line 実行時の接続方法は下図のとおりです。校正時の具体的な操作方法は使用するアナライザのマニュアルを参照してください。
注記
校正を行う際、周波数、出力パワー、IF バンド幅、測定点数を、アナライザの操作によって変更しないでください。 校正時の設定とN1500A による測定時の設定に差異が生じて、校正が無効になります。

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S パラメータ測定および誘電率・透磁率への変換
サンプルホルダーに試料を装着した状態で S パラメータを測定します。試料はサンプルホ
ルダーの PORT1 側の端に隙間なく装着してください。
（下記の方法を参考にしてください。）
SHORT にサンプルホルダーを重ねて置き、試料をしっかり押し込む。

重ねたまま、本体に挿入する。

SHORT のみ抜き取る。

試料を装着したサンプルホルダーを本体に挿入したらレバーで閉める。N1500A からトリガーをかけて（[Trigger Measurement]をクリック）S パラメータ測定を実行します。

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測定が終了したら[Chart]をクリックし、続いて必要なパラメータをクリックして表示します。図は、誘電率ε’を表示するときの例です。

なお、測定結果は[Save ..]機能を使って保存できます。

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注記同じフィクスチャで複数の試料を続けて測定する場合、⚫

試料の厚さの設定（[Sample Holder]タブで試料の厚さを入力する 9 ページ「試料の厚さの設定」参照）⚫

測定 (11 ページ「S パラメータ測定および誘電率・透磁率への変換」参照)の手順を繰り返します。

第３章 メンテナンスと修理
ここでは日々のメンテナンスと異常が発生したときの対応について説明します。
日々のクリーニング
サンプルホルダーに汚れが付着すると測定に影響が出る場合があります。不織布に少量のアルコールを付けてクリーニングしてください。測定終了時にクリーニングすることを推奨します。その際、試料を装着する面に傷がない事を目視によって確認してください。肉眼ではっきりと分かる傷が見つかった場合は、交換修理を推奨します。
修理修理が必要な場合、弊社 Web サイトから直接お問い合わせください。
交換修理が基本です。
https://www.emlabs.jp

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