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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022185395
(43)【公開日】2022-12-14
(54)【発明の名称】円板共振器、導電率測定装置および導電率測定方法
(51)【国際特許分類】
G01N 22/00 20060101AFI20221207BHJP
【ＦＩ】
G01N22/00 Y
G01N22/00 V
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021093051
(22)【出願日】2021-06-02
(71)【出願人】
【識別番号】512307000
【氏名又は名称】住ベリサーチ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000002141
【氏名又は名称】住友ベークライト株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100091292
【弁理士】
【氏名又は名称】増田 達哉
(74)【代理人】
【識別番号】100091627
【弁理士】
【氏名又は名称】朝比 一夫
(72)【発明者】
【氏名】馬路 哲
(57)【要約】
【課題】高周波域における導電率の測定を効率よく行うことができる円板共振器、導電率測定装置および導電率測定方法を提供すること。
【解決手段】本発明の円板共振器は、第１導体試料を支持する第１支持体と、前記第１支持体と対向して設けられ、第２導体試料を支持する第２支持体と、前記第１導体試料と第３導体試料との間、および、前記第２導体試料と前記第３導体試料との間にそれぞれ隙間ができるように、前記第３導体試料を支持する第３支持体と、前記第１導体試料、前記第２導体試料および前記第３導体試料に信号を送受信する信号送受信部と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の円板共振器は、第１導体試料を支持する第１支持体と、前記第１支持体と対向して設けられ、第２導体試料を支持する第２支持体と、前記第１導体試料と第３導体試料との間、および、前記第２導体試料と前記第３導体試料との間にそれぞれ隙間ができるように、前記第３導体試料を支持する第３支持体と、前記第１導体試料、前記第２導体試料および前記第３導体試料に信号を送受信する信号送受信部と、を有することを特徴とする。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１導体試料を支持する第１支持体と、
前記第１支持体と対向して設けられ、第２導体試料を支持する第２支持体と、
前記第１導体試料と第３導体試料との間、および、前記第２導体試料と前記第３導体試料との間にそれぞれ隙間ができるように、前記第３導体試料を支持する第３支持体と、
前記第１導体試料、前記第２導体試料および前記第３導体試料に信号を送受信する信号送受信部と、
を有することを特徴とする円板共振器。
前記第１支持体と対向して設けられ、第２導体試料を支持する第２支持体と、
前記第１導体試料と第３導体試料との間、および、前記第２導体試料と前記第３導体試料との間にそれぞれ隙間ができるように、前記第３導体試料を支持する第３支持体と、
前記第１導体試料、前記第２導体試料および前記第３導体試料に信号を送受信する信号送受信部と、
を有することを特徴とする円板共振器。
【請求項2】
前記第１導体試料と前記第３導体試料との第１距離ｄ１、および、前記第２導体試料と前記第３導体試料との第２距離ｄ２を変更する距離変更部を有する請求項１に記載の円板共振器。
【請求項3】
前記距離変更部は、
側面に設けられているネジを有し、回転軸まわりに回転するシャフトと、
前記シャフトを回転可能な状態で支持するスタンドと、
を備え、
前記第１支持体、前記第２支持体および前記第３支持体のうちのいずれか２つが、前記シャフトの回転によって移動する請求項２に記載の円板共振器。
側面に設けられているネジを有し、回転軸まわりに回転するシャフトと、
前記シャフトを回転可能な状態で支持するスタンドと、
を備え、
前記第１支持体、前記第２支持体および前記第３支持体のうちのいずれか２つが、前記シャフトの回転によって移動する請求項２に記載の円板共振器。
【請求項4】
前記ネジは、前記第１支持体を移動させる第１部分と、前記第２支持体を移動させる第２部分と、を有し、
前記第１部分のネジの進行方向および前記第２部分のネジの進行方向が、互いに反対である請求項３に記載の円板共振器。
前記第１部分のネジの進行方向および前記第２部分のネジの進行方向が、互いに反対である請求項３に記載の円板共振器。
【請求項5】
前記ネジは、前記第２支持体を移動させる第３部分と、前記第３支持体を移動させる第４部分と、を有し、
前記第３部分のネジの進行方向および前記第４部分のネジの進行方向が、互いに同じであり、
前記第３部分のネジのピッチが、前記第４部分のネジのピッチより大きい請求項３に記載の円板共振器。
前記第３部分のネジの進行方向および前記第４部分のネジの進行方向が、互いに同じであり、
前記第３部分のネジのピッチが、前記第４部分のネジのピッチより大きい請求項３に記載の円板共振器。
【請求項6】
前記距離変更部は、
前記第１導体試料と前記第２導体試料の双方を通過する直線と平行に延在するレールと、
前記レールに沿って移動する第１スライダーおよび第２スライダーと、
を備え、
前記第１支持体、前記第２支持体および前記第３支持体のうちの２つが、前記第１スライダーおよび前記第２スライダーに接続されている請求項２に記載の円板共振器。
前記第１導体試料と前記第２導体試料の双方を通過する直線と平行に延在するレールと、
前記レールに沿って移動する第１スライダーおよび第２スライダーと、
を備え、
前記第１支持体、前記第２支持体および前記第３支持体のうちの２つが、前記第１スライダーおよび前記第２スライダーに接続されている請求項２に記載の円板共振器。
【請求項7】
前記第１導体試料と前記第２導体試料の双方を通過する直線と平行に延在し、前記第１支持体を貫通する第１貫通孔を有し、
前記信号送受信部は、前記第１貫通孔に挿入されている第１貫通励振線を備える請求項１ないし６のいずれか１項に記載の円板共振器。
前記信号送受信部は、前記第１貫通孔に挿入されている第１貫通励振線を備える請求項１ないし６のいずれか１項に記載の円板共振器。
【請求項8】
前記直線と平行に延在し、前記第２支持体を貫通する第２貫通孔を有し、
前記信号送受信部は、前記第２貫通孔に挿入されている第２貫通励振線を備える請求項７に記載の円板共振器。
前記信号送受信部は、前記第２貫通孔に挿入されている第２貫通励振線を備える請求項７に記載の円板共振器。
【請求項9】
前記信号送受信部は、前記第１導体試料と前記第２導体試料の双方を通過する直線に交差する方向から、前記第１導体試料と前記第２導体試料との間に挿入されている側方励振線を備える請求項１ないし６のいずれか１項に記載の円板共振器。
【請求項10】
前記第３支持体は、
枠状をなす第１フレームと、
前記第１フレームの内側に設けられ、前記第１フレームと前記第３導体試料とを連結する誘電体部材と、
を備える請求項１ないし９のいずれか１項に記載の円板共振器。
枠状をなす第１フレームと、
前記第１フレームの内側に設けられ、前記第１フレームと前記第３導体試料とを連結する誘電体部材と、
を備える請求項１ないし９のいずれか１項に記載の円板共振器。
【請求項11】
前記第３支持体は、
前記第１フレームの外側に設けられている第２フレームと、
前記第２フレームに対する前記第１フレームの位置を調整する位置調整部と、
を備える請求項１０に記載の円板共振器。
前記第１フレームの外側に設けられている第２フレームと、
前記第２フレームに対する前記第１フレームの位置を調整する位置調整部と、
を備える請求項１０に記載の円板共振器。
【請求項12】
前記第３支持体は、前記第１支持体および前記第２支持体から構造的に独立しており、
前記距離変更部は、前記第１支持体および前記第２支持体の少なくとも一方を移動させ、前記第１支持体と前記第２支持体との離間距離を変更することにより、前記第１距離ｄ１および前記第２距離ｄ２の少なくとも一方を変更する請求項２に記載の円板共振器。
前記距離変更部は、前記第１支持体および前記第２支持体の少なくとも一方を移動させ、前記第１支持体と前記第２支持体との離間距離を変更することにより、前記第１距離ｄ１および前記第２距離ｄ２の少なくとも一方を変更する請求項２に記載の円板共振器。
【請求項13】
前記距離変更部は、前記第１導体試料に対する前記第２導体試料の姿勢を維持しながら、前記第１距離ｄ１および前記第２距離ｄ２を変更する請求項２、６または１２に記載の円板共振器。
【請求項14】
前記第３支持体は、それぞれ貫通する空隙部を備え、互いに厚さが等しい第３ａ部材および第３ｂ部材を有し、前記第３ａ部材、前記第３導体試料および前記第３ｂ部材がこの順で積層されるとともに、前記第１支持体と前記第２支持体との間に挟持されることにより、前記第３導体試料を支持するように構成されており、
前記第３支持体によって前記第３導体試料が支持されているとき、
前記第３ａ部材が備える前記空隙部は、前記第１導体試料と前記第３導体試料との間に位置し、
前記第３ｂ部材が備える前記空隙部は、前記第２導体試料と前記第３導体試料との間に位置する請求項２に記載の円板共振器。
前記第３支持体によって前記第３導体試料が支持されているとき、
前記第３ａ部材が備える前記空隙部は、前記第１導体試料と前記第３導体試料との間に位置し、
前記第３ｂ部材が備える前記空隙部は、前記第２導体試料と前記第３導体試料との間に位置する請求項２に記載の円板共振器。
【請求項15】
請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の円板共振器を備えることを特徴とする導電率測定装置。
【請求項16】
第１導体試料、第２導体試料および第３導体試料の導電率を平衡型円板共振器法により測定する導電率測定方法であって、
前記第１導体試料と前記第３導体試料との間、および、前記第２導体試料と前記第３導体試料との間、にそれぞれ隙間ができるように、前記第１導体試料、前記第２導体試料および前記第３導体試料を配置する試料配置工程と、
前記第１導体試料、前記第２導体試料および前記第３導体試料に信号を送信し、前記第１導体試料、前記第２導体試料および前記第３導体試料からの信号を受信する測定工程と、
受信した前記信号を解析して、前記導電率を算出する演算工程と、
を有することを特徴とする導電率測定方法。
前記第１導体試料と前記第３導体試料との間、および、前記第２導体試料と前記第３導体試料との間、にそれぞれ隙間ができるように、前記第１導体試料、前記第２導体試料および前記第３導体試料を配置する試料配置工程と、
前記第１導体試料、前記第２導体試料および前記第３導体試料に信号を送信し、前記第１導体試料、前記第２導体試料および前記第３導体試料からの信号を受信する測定工程と、
受信した前記信号を解析して、前記導電率を算出する演算工程と、
を有することを特徴とする導電率測定方法。
【請求項17】
送信する前記信号は、周波数３００ＭＨｚ以上の高周波信号である請求項１６に記載の導電率測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、円板共振器、導電率測定装置および導電率測定方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
近年、マイクロ波帯よりも周波数が高いミリ波帯の電磁波を活用する取り組みが進んでいる。ミリ波帯の電磁波を利用する電子機器では、ミリ波帯に対応した高周波回路基板が用いられる。このような高周波回路基板では、高周波の伝送損失の低減が課題となっている。
【0003】
このような背景から、ミリ波帯のような高周波域に対応する低損失材料の開発が進められている。また、そのために必要な、低損失材料の高周波域における導電率を高精度に計測する技術が求められている。このような技術の１つとして、円板共振器法が知られている。
【0004】
特許文献１には、円板共振器を用いて２０ＧＨｚを超えるような高周波域における導体平板や銅箔の比導電率を測定する方法が開示されている。特許文献１に記載の円板共振器は、具体的には、円形の銅箔と、銅箔を挟む第１の誘電体平板および第２の誘電体平板と、これらを挟むように設けられた第１の導体平板および第２の導体平板と、を備える。各導体平板には中心部に孔が設けられ、その孔には励振線が挿入されている。
【0005】
ネットワークアナライザーから所定の周波数を送信すると、励振線を介して共振器内が励振される。そして、共振器から受信した信号を解析することにより、導体平板や銅箔の比導電率を求めることができる。
【0006】
また、特許文献１に記載の方法では、第１の誘電体平板および第２の誘電体平板として、それぞれ厚さの異なる部材を用意する。具体的には、まず、厚さがｔ１である第１の誘電体平板および第２の誘電体平板を用いて、第１の出力結果を得る。次に、厚さがｔ２である第１の誘電体平板および第２の誘電体平板を用いて、第２の出力結果を得る。そして、第１の出力結果と第２の出力結果とに基づいて、最終的に比導電率を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２０２０－１８０８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献１に記載の方法では、厚さの異なる誘電体平板で、それぞれ測定結果を得る必要があるため、測定作業は少なくとも２回必要である。このため、特許文献１に記載の方法では、測定作業の効率が低いという課題がある。
【0009】
本発明の目的は、高周波域における導電率の測定を効率よく行うことができる円板共振器、導電率測定装置および導電率測定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
このような目的は、下記（１）～（１７）の本発明により達成される。
（１） 第１導体試料を支持する第１支持体と、
前記第１支持体と対向して設けられ、第２導体試料を支持する第２支持体と、
前記第１導体試料と第３導体試料との間、および、前記第２導体試料と前記第３導体試料との間にそれぞれ隙間ができるように、前記第３導体試料を支持する第３支持体と、
前記第１導体試料、前記第２導体試料および前記第３導体試料に信号を送受信する信号送受信部と、
を有することを特徴とする円板共振器。
（１） 第１導体試料を支持する第１支持体と、
前記第１支持体と対向して設けられ、第２導体試料を支持する第２支持体と、
前記第１導体試料と第３導体試料との間、および、前記第２導体試料と前記第３導体試料との間にそれぞれ隙間ができるように、前記第３導体試料を支持する第３支持体と、
前記第１導体試料、前記第２導体試料および前記第３導体試料に信号を送受信する信号送受信部と、
を有することを特徴とする円板共振器。
【0011】
（２） 前記第１導体試料と前記第３導体試料との第１距離ｄ１、および、前記第２導体試料と前記第３導体試料との第２距離ｄ２を変更する距離変更部を有する上記（１）に記載の円板共振器。
【0012】
（３） 前記距離変更部は、
側面に設けられているネジを有し、回転軸まわりに回転するシャフトと、
前記シャフトを回転可能な状態で支持するスタンドと、
を備え、
前記第１支持体、前記第２支持体および前記第３支持体のうちのいずれか２つが、前記シャフトの回転によって移動する上記（２）に記載の円板共振器。
側面に設けられているネジを有し、回転軸まわりに回転するシャフトと、
前記シャフトを回転可能な状態で支持するスタンドと、
を備え、
前記第１支持体、前記第２支持体および前記第３支持体のうちのいずれか２つが、前記シャフトの回転によって移動する上記（２）に記載の円板共振器。
【0013】
（４） 前記ネジは、前記第１支持体を移動させる第１部分と、前記第２支持体を移動させる第２部分と、を有し、
前記第１部分のネジの進行方向および前記第２部分のネジの進行方向が、互いに反対である上記（３）に記載の円板共振器。
前記第１部分のネジの進行方向および前記第２部分のネジの進行方向が、互いに反対である上記（３）に記載の円板共振器。
【0014】
（５） 前記ネジは、前記第２支持体を移動させる第３部分と、前記第３支持体を移動させる第４部分と、を有し、
前記第３部分のネジの進行方向および前記第４部分のネジの進行方向が、互いに同じであり、
前記第３部分のネジのピッチが、前記第４部分のネジのピッチより大きい上記（３）に記載の円板共振器。
前記第３部分のネジの進行方向および前記第４部分のネジの進行方向が、互いに同じであり、
前記第３部分のネジのピッチが、前記第４部分のネジのピッチより大きい上記（３）に記載の円板共振器。
【0015】
（６） 前記距離変更部は、
前記第１導体試料と前記第２導体試料の双方を通過する直線と平行に延在するレールと、
前記レールに沿って移動する第１スライダーおよび第２スライダーと、
を備え、
前記第１支持体、前記第２支持体および前記第３支持体のうちの２つが、前記第１スライダーおよび前記第２スライダーに接続されている上記（２）に記載の円板共振器。
前記第１導体試料と前記第２導体試料の双方を通過する直線と平行に延在するレールと、
前記レールに沿って移動する第１スライダーおよび第２スライダーと、
を備え、
前記第１支持体、前記第２支持体および前記第３支持体のうちの２つが、前記第１スライダーおよび前記第２スライダーに接続されている上記（２）に記載の円板共振器。
【0016】
（７） 前記第１導体試料と前記第２導体試料の双方を通過する直線と平行に延在し、前記第１支持体を貫通する第１貫通孔を有し、
前記信号送受信部は、前記第１貫通孔に挿入されている第１貫通励振線を備える上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の円板共振器。
前記信号送受信部は、前記第１貫通孔に挿入されている第１貫通励振線を備える上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の円板共振器。
【0017】
（８） 前記直線と平行に延在し、前記第２支持体を貫通する第２貫通孔を有し、
前記信号送受信部は、前記第２貫通孔に挿入されている第２貫通励振線を備える上記（７）に記載の円板共振器。
前記信号送受信部は、前記第２貫通孔に挿入されている第２貫通励振線を備える上記（７）に記載の円板共振器。
【0018】
（９） 前記信号送受信部は、前記第１導体試料と前記第２導体試料の双方を通過する直線に交差する方向から、前記第１導体試料と前記第２導体試料との間に挿入されている側方励振線を備える上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の円板共振器。
【0019】
（１０） 前記第３支持体は、
枠状をなす第１フレームと、
前記第１フレームの内側に設けられ、前記第１フレームと前記第３導体試料とを連結する誘電体部材と、
を備える上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の円板共振器。
枠状をなす第１フレームと、
前記第１フレームの内側に設けられ、前記第１フレームと前記第３導体試料とを連結する誘電体部材と、
を備える上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の円板共振器。
【0020】
（１１） 前記第３支持体は、
前記第１フレームの外側に設けられている第２フレームと、
前記第２フレームに対する前記第１フレームの位置を調整する位置調整部と、
を備える上記（１０）に記載の円板共振器。
前記第１フレームの外側に設けられている第２フレームと、
前記第２フレームに対する前記第１フレームの位置を調整する位置調整部と、
を備える上記（１０）に記載の円板共振器。
【0021】
（１２） 前記第３支持体は、前記第１支持体および前記第２支持体から構造的に独立しており、
前記距離変更部は、前記第１支持体および前記第２支持体の少なくとも一方を移動させ、前記第１支持体と前記第２支持体との離間距離を変更することにより、前記第１距離ｄ１および前記第２距離ｄ２の少なくとも一方を変更する上記（２）に記載の円板共振器。
前記距離変更部は、前記第１支持体および前記第２支持体の少なくとも一方を移動させ、前記第１支持体と前記第２支持体との離間距離を変更することにより、前記第１距離ｄ１および前記第２距離ｄ２の少なくとも一方を変更する上記（２）に記載の円板共振器。
【0022】
（１３） 前記距離変更部は、前記第１導体試料に対する前記第２導体試料の姿勢を維持しながら、前記第１距離ｄ１および前記第２距離ｄ２を変更する上記（２）、（６）または（１２）に記載の円板共振器。
【0023】
（１４） 前記第３支持体は、それぞれ貫通する空隙部を備え、互いに厚さが等しい第３ａ部材および第３ｂ部材を有し、前記第３ａ部材、前記第３導体試料および前記第３ｂ部材がこの順で積層されるとともに、前記第１支持体と前記第２支持体との間に挟持されることにより、前記第３導体試料を支持するように構成されており、
前記第３支持体によって前記第３導体試料が支持されているとき、
前記第３ａ部材が備える前記空隙部は、前記第１導体試料と前記第３導体試料との間に位置し、
前記第３ｂ部材が備える前記空隙部は、前記第２導体試料と前記第３導体試料との間に位置する上記（２）に記載の円板共振器。
前記第３支持体によって前記第３導体試料が支持されているとき、
前記第３ａ部材が備える前記空隙部は、前記第１導体試料と前記第３導体試料との間に位置し、
前記第３ｂ部材が備える前記空隙部は、前記第２導体試料と前記第３導体試料との間に位置する上記（２）に記載の円板共振器。
【0024】
（１５） 上記（１）ないし（１４）のいずれかに記載の円板共振器を備えることを特徴とする導電率測定装置。
【0025】
（１６） 第１導体試料、第２導体試料および第３導体試料の導電率を平衡型円板共振器法により測定する導電率測定方法であって、
前記第１導体試料と前記第３導体試料との間、および、前記第２導体試料と前記第３導体試料との間、にそれぞれ隙間ができるように、前記第１導体試料、前記第２導体試料および前記第３導体試料を配置する試料配置工程と、
前記第１導体試料、前記第２導体試料および前記第３導体試料に信号を送信し、前記第１導体試料、前記第２導体試料および前記第３導体試料からの信号を受信する測定工程と、
受信した前記信号を解析して、前記導電率を算出する演算工程と、
を有することを特徴とする導電率測定方法。
前記第１導体試料と前記第３導体試料との間、および、前記第２導体試料と前記第３導体試料との間、にそれぞれ隙間ができるように、前記第１導体試料、前記第２導体試料および前記第３導体試料を配置する試料配置工程と、
前記第１導体試料、前記第２導体試料および前記第３導体試料に信号を送信し、前記第１導体試料、前記第２導体試料および前記第３導体試料からの信号を受信する測定工程と、
受信した前記信号を解析して、前記導電率を算出する演算工程と、
を有することを特徴とする導電率測定方法。
【0026】
（１７） 送信する前記信号は、周波数３００ＭＨｚ以上の高周波信号である上記（１６）に記載の導電率測定方法。
【発明の効果】
【0027】
本発明によれば、高周波域における導電率の測定を効率よく行うことができる円板共振器および導電率測定装置が得られる。
【0028】
また、本発明によれば、高周波域における導電率の測定を効率よく行うことができる導電率測定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0029】
【図1】第１実施形態に係る円板共振器を示す断面図である。
【図2】第３支持体の第２構成例を示す斜視図である。
【図4】第３支持体の第３構成例を示す平面図である。
【図5】第３支持体の第４構成例を示す平面図である。
【図6】直交座標系の横軸に隙間の距離の逆数をとり、縦軸にＱ値の逆数をとったとき、測定結果をプロットして作成されるグラフである。
【図7】円板共振器を用いた導電率の測定手順を説明するための断面図である。
【図8】円板共振器を用いた導電率の測定手順を説明するための断面図である。
【図9】第２実施形態に係る円板共振器を示す断面図である。
【図10】第３実施形態に係る円板共振器を示す断面図である。
【図11】第４実施形態に係る円板共振器を示す断面図である。
【図12】第５実施形態に係る円板共振器を示す断面図である。
【図13】第６実施形態に係る導電率測定装置を示す図である。
【図14】第７実施形態に係る導電率測定方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0030】
以下、本発明の円板共振器、導電率測定装置および導電率測定方法について添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
【0031】
１．第１実施形態
まず、第１実施形態に係る円板共振器について説明する。
まず、第１実施形態に係る円板共振器について説明する。
【0032】
図１は、第１実施形態に係る円板共振器を示す断面図である。なお、本願の各図では、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を設定し、矢印で示している。そして、矢印の基端側を各軸の「マイナス側」、矢印の先端側を各軸の「プラス側」という。
【0033】
図１に示す円板共振器１は、平衡型円板共振器法により、導体試料９１、９２、９３の導電率を測定するために用いられる治具である。
【0034】
図１に示す円板共振器１は、測定対象である第１導体試料９１、第２導体試料９２および第３導体試料９３を互いに隙間を介した状態で保持する。そして、第１導体試料９１と第２導体試料９２との間に、第３導体試料９３を配置した状態で、円板共振器１に高周波の信号を送信すると、特定の共振モードのみが選択的に励振される。この共振特性をネットワークアナライザー等の測定装置によって測定することにより、各共振周波数での導電率を求めることができる。
【0035】
第１導体試料９１、第２導体試料９２および第３導体試料９３は、それぞれ平面視形状が円形の平板状をなしている。そして、第１導体試料９１および第２導体試料９２は、互いに直径が同じであり、かつ、第３導体試料９３よりも直径が大きい。なお、互いに直径が等しいとは、製造誤差程度のずれを許容する概念である。また、本明細書において「平面視」とは、Ｚ軸上の位置から見ることをいう。第１導体試料９１、第２導体試料９２および第３導体試料９３は、互いに同じ導体で構成された試料である。
【0036】
円板共振器１を用いると、高周波域における導電率を測定することができる。導電率は、周波数依存性を有する場合があるため、高周波域における導電率を正確に測定することは、例えば高周波電波を利用する回路（高周波回路）等の開発において重要である。
【0037】
以下、円板共振器１の構造についてさらに説明する。円板共振器１は、第１支持体２１と、第２支持体２２と、第３支持体２３と、信号送受信部５と、距離変更部６と、を有する。
【0038】
１．１．支持体
第１支持体２１は、第１支持導体板２１２と、第１固定板２１４と、を備える。
第１支持体２１は、第１支持導体板２１２と、第１固定板２１４と、を備える。
【0039】
第１支持導体板２１２は、測定対象である第１導体試料９１がＸ－Ｙ面に沿って広がるように支持する部材であり、本実施形態ではＸ－Ｙ面に沿って広がる板状をなしている。第１支持導体板２１２は、測定対象である第１導体試料９１と電気的に結合している。第１支持導体板２１２の平面視形状は、特に限定されないが、本実施形態では四角形である。第１支持導体板２１２の平面視における大きさは、第１導体試料９１より大きく設定される。
【0040】
第１固定板２１４は、Ｘ－Ｙ面に沿って広がる板状をなしている。第１固定板２１４は、第１支持導体板２１２を支持している。第１固定板２１４の平面視形状は、特に限定されないが、本実施形態では四角形である。
【0041】
第２支持体２２は、第１支持体２１と対向して設けられ、第２支持導体板２２２と、第２固定板２２４と、を備える。
【0042】
第２支持導体板２２２は、測定対象である第２導体試料９２がＸ－Ｙ面に沿って広がるように支持する部材であり、本実施形態ではＸ－Ｙ面に沿って広がる板状をなしている。第２支持導体板２２２は、測定対象である第２導体試料９２と電気的に結合している。第２支持導体板２２２の平面視形状は、特に限定されないが、本実施形態では四角形である。第２支持導体板２２２の平面視における大きさは、第２導体試料９２より大きく設定される。
【0043】
第２固定板２２４は、Ｘ－Ｙ面に沿って広がる板状をなしている。第２固定板２２４は、第２支持導体板２２２を支持している。第２固定板２２４の平面視形状は、特に限定されないが、本実施形態では四角形である。
【0044】
第１支持導体板２１２および第２支持導体板２２２の各構成材料は、十分な導電性を有する材料であれば、特に限定されないが、例えば、銅単体または銅合金、アルミニウム単体またはアルミニウム合金、銀合金、ニッケル合金等が挙げられる。また、第１支持導体板２１２および第２支持導体板２２２には、絶縁性の基材の表面に前述した導電性を有する材料の被膜、例えばめっき膜等を設けた複合材料を用いるようにしてもよい。なお、第１支持導体板２１２の構成材料および第２支持導体板２２２の構成材料は、互いに異なっていてもよいが、互いに同じであるのが好ましい。
【0045】
第１固定板２１４および第２固定板２２４の各構成材料は、十分な機械的強度を有する材料であれば、特に限定されないが、例えば、ステンレス鋼、耐熱鋼、工具鋼、機械構造用合金鋼のようなＦｅ系合金、真鍮のようなＣｕ系合金、アルミニウム合金等の金属材料、アルミナ、ジルコニアのようなセラミックス材料等が挙げられる。なお、第１固定板２１４の構成材料および第２固定板２２４の構成材料は、互いに異なっていてもよいが、互いに同じであるのが好ましい。また、第１固定板２１４および第２固定板２２４は、必要に応じて設けられればよく、省略されていてもよい。
【0046】
第１支持導体板２１２と第１固定板２１４との間の接合、および、第２支持導体板２２２と第２固定板２２４との間の接合は、それぞれ単に密着しているだけでもよく、接着剤等を介した接着であってもよい。
【0047】
なお、第１導体試料９１が後述の第１スライダー６５に対して自立する場合には、第１支持体２１を省略してもよい。同様に、第２導体試料９２が後述の第２スライダー６６に対して自立する場合には、第２支持体２２を省略してもよい。
【0048】
第３支持体２３は、第１フレーム２３２と、誘電体部材２３４と、を備える。
第１フレーム２３２は、測定対象である第３導体試料９３よりも大きい枠状をなしている。第１フレーム２３２は、後述する誘電体部材２３４を介して第３導体試料９３を支持する。
第１フレーム２３２は、測定対象である第３導体試料９３よりも大きい枠状をなしている。第１フレーム２３２は、後述する誘電体部材２３４を介して第３導体試料９３を支持する。
【0049】
誘電体部材２３４は、Ｘ－Ｙ面に沿って広がる板状をなしており、中央部には貫通孔２３５を有している。そして、第３導体試料９３は、この貫通孔２３５を塞ぐように固定されている。これにより、第３導体試料９３は、誘電体部材２３４を介して第１フレーム２３２に支持されている。
【0050】
誘電体部材２３４の厚さは、特に限定されないが、０．００１ｍｍ以上１．００ｍｍ以下であるのが好ましく、０．０２ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下であるのがより好ましい。このような厚さであれば、面内における誘電体部材２３４の単位長さ当たりの電気抵抗値が高くなるため、第３導体試料９３と第１フレーム２３２との間の絶縁性を確保することができる。
【0051】
第１フレーム２３２の構成材料は、十分な機械的強度を有する材料であれば、特に限定されない。
【0052】
誘電体部材２３４の構成材料は、誘電率および誘電正接が低い材料であれば、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、シクロオレフィンポリマー、フッ素樹脂、石英等が挙げられる。
【0053】
第３支持体２３は、第１支持体２１および第２支持体２２との間で隙間を隔てるように配置されている。この隙間は、第１導体試料９１と第３導体試料９３との間、および、第２導体試料９２と第３導体試料９３との間、をそれぞれ電気的に絶縁する。
【0054】
以上のように、図１に示す第３支持体２３は、枠状をなす第１フレーム２３２と、誘電体部材２３４と、を備える。誘電体部材２３４は、第１フレーム２３２の内側に設けられ、第１フレーム２３２と第３導体試料９３とを連結する。
【0055】
このような構成によれば、第１フレーム２３２と第３導体試料９３との間が空気である場合の電磁界との変化を十分に小さくすることができ、かつ、第３導体試料９３を簡単に保持することができる。また、第１フレーム２３２の剛性を高めることで、第３支持体２３の取り扱いが容易になる。
【0056】
【0057】
前述した図１に示す第３支持体２３では、誘電体部材２３４に設けた貫通孔２３５に対し、それとほぼ同じ大きさの第３導体試料９３が嵌められている。このような第３支持体２３の構成例を「第１構成例」とするとき、図２および図３は、第１構成例とは別の第２構成例を示している。
【0058】
図２および図３に示す第３支持体２３Ａでは、貫通孔２３５の大きさが第３導体試料９３よりも小さく設定されている。これにより、第３導体試料９３の外周部と誘電体部材２３４とが重なっている。このため、重なっている２つの部材同士を粘着剤や接着剤を用いて固定することができ、固定作業をより容易に行うことができる。
【0059】
図４は、第３支持体の第３構成例を示す平面図である。
図４に示す第３支持体２３Ｂは、第１フレーム２３２および誘電体部材２３４に加え、第２フレーム２３８と、２つのマイクロメーターヘッド２４２Ｘ、２４２Ｙと、２つのコイルばね２４６Ｘ、２４６Ｘと、２つのコイルばね２４６Ｙ、２４６Ｙと、を備える。
図４に示す第３支持体２３Ｂは、第１フレーム２３２および誘電体部材２３４に加え、第２フレーム２３８と、２つのマイクロメーターヘッド２４２Ｘ、２４２Ｙと、２つのコイルばね２４６Ｘ、２４６Ｘと、２つのコイルばね２４６Ｙ、２４６Ｙと、を備える。
【0060】
第２フレーム２３８は、枠状をなし、第１フレーム２３２の外側に設けられている。そして、第１フレーム２３２と第２フレーム２３８との間には隙間が空いており、その隙間には、コイルばね２４６Ｘ、２４６Ｘ、２４６Ｙ、２４６Ｙが設けられている。
【0061】
コイルばね２４６Ｘ、２４６Ｘは、第１フレーム２３２と第２フレーム２３８とを接続し、Ｘ軸に沿って伸縮する。コイルばね２４６Ｙ、２４６Ｙは、第１フレーム２３２と第２フレーム２３８とを接続し、Ｙ軸に沿って伸縮する。
【0062】
マイクロメーターヘッド２４２Ｘ、２４２Ｙは、それぞれ、スリーブ２４３とスピンドル２４４とを備える。スピンドル２４４は、スリーブ２４３に対して挿抜可能になっており、かつ、スリーブ２４３に対する挿入長さが微調整可能になっている。そして、スリーブ２４３は、第２フレーム２３８に接続され、スピンドル２４４は、第１フレーム２３２に接続されている。
【0063】
マイクロメーターヘッド２４２Ｘのスリーブ２４３に対してスピンドル２４４を挿抜すると、第２フレーム２３８に対し、第１フレーム２３２のＸ軸に沿った位置を微調整することができる。マイクロメーターヘッド２４２Ｙのスリーブ２４３に対してスピンドル２４４を挿抜すると、第２フレーム２３８に対し、第１フレーム２３２のＹ軸に沿った位置を微調整することができる。したがって、マイクロメーターヘッド２４２Ｘ、２４２Ｙは、第２フレーム２３８に対する第１フレーム２３２の位置を調整する位置調整部として機能する。
【0064】
位置調整部の作用により、第３支持体２３Ｂでは、第３導体試料９３のＸ－Ｙ面内における位置を微調整することができる。これにより、第１導体試料９１や第２導体試料９２の位置に対する第３導体試料９３の位置を最適化することができ、導電率の測定精度をより高めることができる。
【0065】
なお、コイルばね２４６Ｘ、２４６Ｙは、任意の弾性部材、例えばゴムやエラストマー、コイルばね以外のばね等で代替可能である。
【0066】
図５は、第３支持体の第４構成例を示す平面図である。
図５に示す第３支持体２３Ｃは、誘電体部材の構成が異なる以外、図３に示す第３支持体２３Ａと同様である。すなわち、第３支持体２３Ｃは、図３に示す誘電体部材２３４に代えて、図５に示す３つの誘電体部材２３４Ｃを備える。誘電体部材２３４Ｃは、帯状をなし、互いに等しい角度間隔で第３導体試料９３の周りに配置されている。これにより、誘電体部材２３４Ｃの面積を誘電体部材２３４よりも小さくすることができる。その結果、第３支持体２３Ｃと第３導体試料９３との間が空気である場合の電磁界との変化をより小さくすることができるため、導電率の測定精度をさらに高めることができる。
図５に示す第３支持体２３Ｃは、誘電体部材の構成が異なる以外、図３に示す第３支持体２３Ａと同様である。すなわち、第３支持体２３Ｃは、図３に示す誘電体部材２３４に代えて、図５に示す３つの誘電体部材２３４Ｃを備える。誘電体部材２３４Ｃは、帯状をなし、互いに等しい角度間隔で第３導体試料９３の周りに配置されている。これにより、誘電体部材２３４Ｃの面積を誘電体部材２３４よりも小さくすることができる。その結果、第３支持体２３Ｃと第３導体試料９３との間が空気である場合の電磁界との変化をより小さくすることができるため、導電率の測定精度をさらに高めることができる。
【0067】
１．２．信号送受信部
図１に示す信号送受信部５は、第１貫通励振線５１およびホルダー５３を有する送信アンテナ５５と、第２貫通励振線５２およびホルダー５４を有する受信アンテナ５６と、を備える。
図１に示す信号送受信部５は、第１貫通励振線５１およびホルダー５３を有する送信アンテナ５５と、第２貫通励振線５２およびホルダー５４を有する受信アンテナ５６と、を備える。
【0068】
第１貫通励振線５１には、図示しない送信ケーブルの一端が接続される。この送信ケーブルの他端は、図示しないネットワークアナライザー等の測定装置の出力ポートに接続される。
【0069】
第２貫通励振線５２には、図示しない受信ケーブルの一端が接続される。この受信ケーブルの他端は、図示しないネットワークアナライザー等の測定装置の入力ポートに接続される。
【0070】
ネットワークアナライザーから送信アンテナ５５に供給された電磁波（信号）は、円板共振器１に送信されると、導体試料９１、９２、９３に由来する共振モードが励振する。そして、導体試料９１、９２、９３からなる共振器を透過した電磁波を、受信アンテナ５６から取り出し、ネットワークアナライザーで検出する。検出した電磁波から共振特性を解析することにより、共振特性の鋭さを表すＱ値（共振の品質係数）を算出することができる。そして、このＱ値から、第１導体試料９１、第２導体試料９２および第３導体試料９３の導電率を算出することができる。
【0071】
第１貫通励振線５１は、図１に示す第１軸ＡＸ１に沿って延在している。第１軸ＡＸ１は、Ｚ軸と平行で、第１導体試料９１の平面視における中心を通過するとともに、第１導体試料９１よりもＺ軸プラス側に位置する軸である。第１導体試料９１、第１支持導体板２１２および第１固定板２１４には、それぞれ第１軸ＡＸ１に沿って延在する第１貫通孔２１６が設けられている。第１貫通励振線５１は、その第１貫通孔２１６に挿通されている。これにより、第１貫通励振線５１から第１導体試料９１に向けて高周波の信号を供給することができる。
【0072】
ホルダー５３は、第１固定板２１４のＺ軸プラス側に配置されている。ホルダー５３にも、第１貫通励振線５１が挿通する貫通孔５３２が設けられている。これにより、ホルダー５３は、第１貫通励振線５１を保持することができる。
【0073】
第２貫通励振線５２は、図１に示す第２軸ＡＸ２に沿って延在している。第２軸ＡＸ２は、Ｚ軸と平行で、第２導体試料９２の平面視における中心を通過するとともに、第２導体試料９２よりもＺ軸マイナス側に位置する軸である。第２導体試料９２、第２支持導体板２２２および第２固定板２２４には、それぞれ第２軸ＡＸ２に沿って延在する第２貫通孔２２６が設けられている。第２貫通励振線５２は、その第２貫通孔２２６に挿通されている。これにより、第２導体試料９２からの信号を第２貫通励振線５２で受信することができる。
【0074】
ホルダー５４は、第２固定板２２４のＺ軸マイナス側に配置されている。ホルダー５４にも、第２貫通励振線５２が挿通する貫通孔５４２が設けられている。これにより、ホルダー５４は、第２貫通励振線５２を保持することができる。
【0075】
第１貫通励振線５１および第２貫通励振線５２には、同軸線路、平面回路型線路、導波管、誘電体導波路など、測定周波数の電磁波を伝搬する各種導波路を用いることができる。
【0076】
なお、本実施形態では、信号送受信部５が送信アンテナ５５と受信アンテナ５６とを備えているが、アンテナはいずれか一方のみであってもよい。つまり、１つのアンテナで信号の送受信を行うようにしてもよい。
【0077】
１．３．距離変更部
図１に示す距離変更部６は、スタンド６１と、シャフト６２と、ハンドル６３と、レール６４と、第１スライダー６５および第２スライダー６６と、台座６７と、を備える。距離変更部６は、第３支持体２３に対して、第１支持体２１および第２支持体２２をそれぞれ近づけたり、遠ざけたりする機能を有する。このような機能により、第１導体試料９１と第３導体試料９３との距離（第１距離ｄ１）、および、第２導体試料９２と第３導体試料９３との距離（第２距離ｄ２）をそれぞれ変更することができる。
図１に示す距離変更部６は、スタンド６１と、シャフト６２と、ハンドル６３と、レール６４と、第１スライダー６５および第２スライダー６６と、台座６７と、を備える。距離変更部６は、第３支持体２３に対して、第１支持体２１および第２支持体２２をそれぞれ近づけたり、遠ざけたりする機能を有する。このような機能により、第１導体試料９１と第３導体試料９３との距離（第１距離ｄ１）、および、第２導体試料９２と第３導体試料９３との距離（第２距離ｄ２）をそれぞれ変更することができる。
【0078】
スタンド６１は、基部６１２と、壁部６１４、６１６と、を備える。基部６１２は、Ｚ軸に沿って延在する部位である。壁部６１４は、基部６１２のＺ軸プラス側の端からＹ軸プラス側に向かって延びる部位である。壁部６１６は、基部６１２のＺ軸マイナス側の端からＹ軸プラス側に向かって延びる部位である。壁部６１４には、挿通孔６１５が設けられている。壁部６１６には、挿通孔６１７が設けられている。
【0079】
シャフト６２は、円柱状をなし、Ｚ軸に沿って延在している。シャフト６２のＺ軸プラス側の端部は、挿通孔６１５に挿通されている。シャフト６２のＺ軸マイナス側の端部は、挿通孔６１７に挿通されている。シャフト６２は、挿通孔６１５、６１７に対し、Ｚ軸と平行な回転軸ＡＸ３まわりに回転可能になっている。
【0080】
シャフト６２は、側面に設けられているネジ６２０を有する。ネジ６２０は、雄ネジである。
【0081】
ハンドル６３は、シャフト６２のＺ軸プラス側の端に接続されている。ハンドル６３は、回転軸ＡＸ３まわりに回転させる回転力をシャフト６２に加える力点となる。なお、ハンドル６３は、電動モーター等の動力源で代替可能である。
【0082】
レール６４は、Ｚ軸に沿って延在する部位である。第１スライダー６５および第２スライダー６６は、レール６４に案内され、Ｚ軸に沿って移動可能になっている。前述した第１支持体２１は、第１スライダー６５に固定されている。第１スライダー６５には、シャフト６２が挿通される挿通孔６５２が設けられている。第２支持体２２は、第２スライダー６６に固定されている。第２スライダー６６には、シャフト６２が挿通される挿通孔６６２が設けられている。挿通孔６５２、６６２には、それぞれ図示しない雌ネジが設けられている。
【0083】
なお、スタンド６１、シャフト６２、ハンドル６３、レール６４、ならびに、第１スライダー６５および第２スライダー６６のうちの一部または全部は、リニアスライダーのような電動アクチュエーターで代替可能である。
【0084】
前述したネジ６２０は、その進行方向が互いに反対である第１部分６２１および第２部分６２２を有する。第１部分６２１は、挿通孔６５２に設けられた雌ネジと螺合し、第２部分６２２は、挿通孔６６２に設けられた雌ネジと螺合する。このため、ハンドル６３を回してシャフト６２が回転軸ＡＸ３まわりに回転すると、第１スライダー６５および第２スライダー６６は、互いに反対方向に移動する。これにより、ハンドル６３を回すだけで、第１距離ｄ１および第２距離ｄ２を互いに連動させつつ変更することができる。
【0085】
台座６７は、スタンド６１と第３支持体２３とを接続する部位である。台座６７には、シャフト６２が挿通される挿通孔６７２が設けられている。図１に示す距離変更部６では、ネジ６２０が挿通孔６７２に螺合していない。
【0086】
１．４．測定原理
次に、導体試料９１、９２、９３の導電率を測定する原理について説明する。
次に、導体試料９１、９２、９３の導電率を測定する原理について説明する。
【0087】
円板共振器１を用いると、導体試料９１、９２、９３の導電率を測定することができるが、特に、高周波の信号を送信することで、高周波域における導電率を測定することができる。
【0088】
高周波域における導電率を測定する意義の１つとして、高周波回路における伝送損失を低減することが挙げられる。高周波回路において伝送損失の低減を図ることにより、高周波回路を用いたデバイスの小型化、高機能化、省電力化に貢献することができる。
【0089】
伝送損失は、主に誘電体損失と導体損失とに分けられる。このうち、円板共振器１で測定される導電率は、導体損失に影響を及ぼす。具体的には、導体損失は、高周波回路で用いられる信号の周波数、導体の導電率、および回路形状に依存し、周波数が高くなると導体損失が増大することは避けられない。このため、高周波域では、導電率をできるだけ上げることが求められる。
【0090】
高周波域では、表皮効果により、導体の表面近傍を電流が流れやすくなる。導体の表面が粗面である場合、導電率が低下する。また、導体と絶縁基板との接着力を高めるため、あえて導体の表面を粗面化することがある。このため、円板共振器１を用いて導電率を測定するときには、表皮効果の影響が反映した導電率を測定することが求められる。
【0091】
そこで、円板共振器１に導体試料を取り付けるときには、導体試料の種類に応じて取り付け方を選択する。
【0092】
測定対象の導体試料に表裏の区別がない場合、例えば測定対象の導体試料が圧延金属箔である場合には、導体試料９１、９２、９３は、いずれも同じ試料でよい。
【0093】
これに対し、測定対象の導体試料に表裏の区別がある場合、例えば測定対象の導体試料が電解金属箔である場合には、第１導体試料９１および第２導体試料９２に電解金属箔を用い、第３導体試料９３には圧延金属箔を用いる。そして、第１導体試料９１および第２導体試料９２を配置するときには、測定対象の表面、例えば粗面化処理が施された表面を第３導体試料９３側に向けて配置する。
【0094】
上記のような導体試料９１、９２、９３を円板共振器１に取り付けて測定を行うと、前述したように、円板共振器１の共振特性の鋭さを表すＱ値（共振の品質係数）が得られる。このＱ値は、下記式（１）で表される。
【0095】
【数1】
【0096】
上記式（１）において、Ｑｄは、誘電体損失による誘電体Ｑ値であり、Ｑｃは、導体損失による導体Ｑ値である。このうち、Ｑｄは、下記式（２）の関係を有する。
【0097】
【数2】
【0098】
上記式（２）において、ｔａｎδは、第１導体試料９１と第３導体試料９３との間、および、第２導体試料９２と第３導体試料９３との間、にそれぞれ設けられる誘電体の誘電正接である。
【0099】
一方、上記式（１）のＱｃは、第１距離ｄ１と第２距離ｄ２とが等しい円板共振器、すなわち平衡型円板共振器の場合、下記式（３）の関係を有する。
【0100】
【数3】
【0101】
上記式（３）において、σは、導体試料９１、９２、９３の導電率であり、ｄは、隙間の距離、すなわち、互いに等しい距離である第１距離ｄ１および第２距離ｄ２であり、ωは、円板共振器１に送信する信号の角周波数であり、μは、真空の透磁率である。
そうすると、上記式（１）～（３）から、下記式（４）が導かれる。
そうすると、上記式（１）～（３）から、下記式（４）が導かれる。
【0102】
【数4】
【0103】
本実施形態では、第１導体試料９１と第３導体試料９３との間、および、第２導体試料９２と第３導体試料９３との間、にそれぞれ隙間を設けている。このため、上記式（２）のｔａｎδは、外気（空気）の誘電正接となり、ゼロである。その結果、上記式（４）は、下記式（５）のように簡単化される。
【0104】
【数5】
【0105】
なお、第１距離ｄ１と第２距離ｄ２とが異なる円板共振器、すなわち非平衡型円板共振器の場合、式（５）は下記式（６）のように補正される。
【0106】
【数6】
【0107】
上記式（６）において、αは１以上の補正係数であり、ｄａｖｅは第１距離ｄ１と第２距離ｄ２の平均値、すなわちｄａｖｅ＝（ｄ１＋ｄ２）／２である。
【0108】
ここで、上記式（５）では、円板共振器１のＱ値の逆数が、隙間の距離の逆数に比例する関係が成り立っている。
【0109】
図６は、直交座標系の横軸に隙間の距離ｄの逆数をとり、縦軸にＱ値の逆数をとったとき、測定結果をプロットして作成されるグラフである。前述の比例関係を利用することにより、比例係数に含まれる導電率を算出することができる。つまり、グラフのプロットマークＰと直交座標系の原点とを結ぶ直線の傾きから、導電率を算出することができる。
【0110】
また、この直線は、プロットマークＰが少なくとも１つあれば引くことができる。従来の測定方法には、少なくとも２つのプロットマークを必要とする方法、つまり、少なくとも２回の測定作業を必要とする方法もあるが、本実施形態では、１回の測定作業で導電率が求められる。したがって、円板共振器１を用いることで、測定作業の効率を高めることができる。
【0111】
なお、直線の傾きから求められる導電率は、導体試料９１、９２、９３の導電率が平均化されたものである。したがって、測定対象の導体試料が例えば前述した電解金属箔である場合、電解金属箔の導電率と圧延金属箔の導電率との平均値が求められる。この場合、圧延金属箔として導電率が既知のものを用いることにより、最終的に、測定対象の電解金属箔の導電率を算出することができる。
【0112】
また、プロットマークＰの数は、１つに限定されず、複数であってもよい。複数のプロットマークＰに近似する直線を導き、その傾きを求めることで、導電率をより精度よく算出することができる。なお、本実施形態に係る円板共振器１によれば、第１距離ｄ１と第２距離ｄ２を変更する作業を容易に行うことができるので、複数のプロットマークＰに必要な測定を効率よく行うことができる。
【0113】
以上のように、本実施形態に係る円板共振器１は、第１支持体２１と、第２支持体２２と、第３支持体２３と、信号送受信部５と、を有する。第１支持体２１は、第１導体試料９１を支持する。第２支持体２２は、第１支持体２１と対向して設けられ、第２導体試料９２を支持する。第３支持体２３は、第１導体試料９１と第３導体試料９３との間、および、第２導体試料９２と第３導体試料９３との間に、それぞれ隙間ができるように、第３導体試料９３を支持する。信号送受信部５は、第１導体試料９１、第２導体試料９２および第３導体試料９３に信号を送受信する。
【0114】
このような構成によれば、少なくとも１回の測定作業で、導体試料の導電率を求めることができる。このため、円板共振器１によれば、高周波域における導電率の測定を効率よく行うことができる。
【0115】
また、第１導体試料９１と第３導体試料９３との間、および、第２導体試料９２と第３導体試料９３との間に、それぞれ隙間を設けることにより、それらの間を誘電体で埋める必要がなくなる。このため、円板共振器１の部品点数を削減することができ、取り扱いが容易になる。
【0116】
さらに、円板共振器１によれば、誘電体との接触に伴う導体試料の傷つきや凹み等の変形が生じない。このため、表皮効果の影響を含む導体試料の導電率をより精度よく測定することができる。
【0117】
また、円板共振器１によれば、隙間に入り込む気体を選択することができるので、例えば、導電率に対する湿度や気体組成の影響を調査することもできる。これにより、導電率と様々な環境因子との関係を評価することができる。
【0118】
本実施形態に係る円板共振器１は、前述したように、距離変更部６を有する。距離変更部６は、第１導体試料９１と第３導体試料９３との第１距離ｄ１、および、第２導体試料９２と第３導体試料９３との第２距離ｄ２、を変更する機能を有する。
【0119】
このような構成によれば、円板共振器１に送信する信号の周波数に応じて、第１距離ｄ１および第２距離ｄ２を容易に調整することができる。具体的には、第１距離ｄ１および第２距離ｄ２が大きい場合、高い周波数で所望の共振ピークを得ることができない。一方、第１距離ｄ１および第２距離ｄ２が小さい場合、Ｑ値が低下するため、精度よく算出可能な範囲から逸脱する場合がある。このため、信号の周波数や測定精度に応じて第１距離ｄ１および第２距離ｄ２を容易に調整することができれば、導電率の測定操作が容易になるという点で有用である。また、複数のプロットマークＰを特定するために必要な測定を、容易に行うことができる。
【0120】
第１距離ｄ１および第２距離ｄ２は、互いに異なっていてもよいが、好ましくは互いに等しくなるように設定される。これにより、Ｑ値が精度よく求められるため、導電率をより精度よく算出することができる。なお、第１距離ｄ１と第２距離ｄ２との差｜ｄ１－ｄ２｜は、第１距離ｄ１と第２距離ｄ２のうち短い方の３０％以下であるのが好ましく、２０％以下であるのがより好ましい。この程度の差であれば、測定結果を補正することにより、比較的精度よく導電率を求めることができる。
【0121】
第１距離ｄ１および第２距離ｄ２は、円板共振器１に送信する信号の周波数に応じて設定されるが、一例として、それぞれ１００μｍ以上５００μｍ以下であるのが好ましく、２００μｍ以上４００μｍ以下であるのがより好ましい。
【0122】
図１に示す距離変更部６は、前述したように、シャフト６２と、スタンド６１と、を備える。シャフト６２は、側面に設けられているネジ６２０を有し、回転軸ＡＸ３まわりに回転する。スタンド６１は、シャフト６２を回転可能な状態で支持する。そして、第１支持体２１、第２支持体２２および第３支持体２３のうちのいずれか２つは、シャフト６２の回転によって移動するように構成されている。本実施形態では、特に、第１支持体２１および第２支持体２２が、シャフト６２の回転によって移動する。
【0123】
このような構成によれば、第１距離ｄ１および第２距離ｄ２を互いに連動させつつ、調整することができる。これにより、導電率を測定する周波数や必要なＱ値の測定精度に応じて、第１距離ｄ１および第２距離ｄ２を変更するとき、その変更操作を容易かつ高精度に行うことができる。
【0124】
図１に示すネジ６２０は、前述したように、第１部分６２１と第２部分６２２とを有する。第１部分６２１は、シャフト６２の回転によって第１支持体２１を移動させる部分であり、第２部分６２２は、シャフト６２の回転によって第２支持体２２を移動させる部分である。そして、第１部分６２１のネジの進行方向および第２部分６２２のネジの進行方向は、互いに反対である。
【0125】
このような構成によれば、シャフト６２を回転させたとき、第１支持体２１および第２支持体２２は、互いに近づいたり、互いに遠ざかったりする。つまり、第１距離ｄ１および第２距離ｄ２が互いに等しいという関係を維持しながら、距離を調整する操作を容易に行うことができる。これにより、導電率を測定する周波数を変更する操作を、より容易に行うことができる。また、シャフト６２の回転数と距離の変更量とが対応しているので、その観点でも変更操作が容易である。
【0126】
なお、上記関係を維持するためには、第１部分６２１と第２部分６２２とで、ネジのピッチを等しくすればよい。ネジのピッチが等しいとは、製造誤差程度のずれを許容する概念である。
【0127】
図１に示す距離変更部６は、前述したように、レール６４と、第１スライダー６５および第２スライダー６６と、を備える。レール６４は、第１導体試料９１と第２導体試料９２の双方を通過する直線と平行に延在する。つまり、図１のレール６４は、Ｚ軸と平行に延在する。第１スライダー６５および第２スライダー６６は、レール６４に沿って移動するように構成されている。そして、第１支持体２１、第２支持体２２および第３支持体２３のうちの２つが、第１スライダー６５および第２スライダー６６に接続されている。本実施形態では、特に、第１支持体２１が第１スライダー６５に接続され、第２支持体２２が第２スライダー６６に接続されている。
【0128】
このような構成によれば、レール６４に沿って第１スライダー６５および第２スライダー６６を移動させることにより、第１支持体２１および第２支持体２２を精度よく移動させることができる。これにより、第１距離ｄ１および第２距離ｄ２の調整を特に容易かつ高精度に行える。
【0129】
図１に示す円板共振器１は、第１支持体２１を貫通する第１貫通孔２１６を有する。第１貫通孔２１６は、第１導体試料９１と第２導体試料９２の双方を通過する直線と平行に延在する。そして、信号送受信部５は、第１貫通孔２１６に挿入されている第１貫通励振線５１を備える。
【0130】
このような構成によれば、例えば、第１導体試料９１と第２導体試料９２との間に励振線を挿入する構成と異なり、第１導体試料９１と第２導体試料９２との距離を自由に設定することができる。つまり、励振線の太さが隙間の距離に影響を及ぼさない。このため、図１に示す円板共振器１によれば、十分な太さを有し、伝送損失の少ない第１貫通励振線５１を用いることができる。加えて、第３導体試料９３の平面視における中心付近に電磁波を送受信するため、例えばＴＭ０ｎ０（ｎは整数）モード等、特定のモードを選択的に励振、検出可能となり、不要モードの影響が少なく高次モードを測定に使用することができる。その結果、より広い周波数域で、導電率を正確に測定することができる。
【0131】
図１に示す円板共振器１は、第２支持体２２を貫通する第２貫通孔２２６を有する。第２貫通孔２２６は、第１導体試料９１と第２導体試料９２の双方を通過する直線と平行に延在する。そして、信号送受信部５は、第２貫通孔２２６に挿入されている第２貫通励振線５２を備える。
【0132】
このような構成によれば、例えば、第１導体試料９１と第２導体試料９２との間に励振線を挿入する構成と異なり、第１導体試料９１と第２導体試料９２との距離を自由に設定することができる。つまり、励振線の太さが隙間の距離に影響を及ぼさない。このため、図１に示す円板共振器１によれば、十分な太さを有し、伝送損失の少ない第２貫通励振線５２を用いることができる。加えて、第３導体試料９３の平面視における中心付近に電磁波を送受信するため、例えばＴＭ０ｎ０（ｎは整数）モード等、特定のモードを選択的に励振、検出可能となり、不要モードの影響が少なく高次モードを測定に使用することができる。その結果、より広い周波数域で、導電率を正確に測定することができる。
【0133】
図１に示す円板共振器１では、レール６４に沿って第１スライダー６５および第２スライダー６６が移動することにより、第１距離ｄ１および第２距離ｄ２を変更する。このとき、距離変更部６は、第１導体試料９１に対する第２導体試料９２の姿勢を維持しながら距離の変更を行うことができる。これにより、第１距離ｄ１および第２距離ｄ２を変更したとしても、円板共振器１では、構造の対称性が維持される。その結果、構造が変わることによる共振モードへの影響を低減することができ、再現性の高い測定を行うことができる。これにより、第１距離ｄ１および第２距離ｄ２を変更した場合でも、導電率を正確に測定することができる。
【0134】
なお、第１導体試料９１に対する第２導体試料９２の姿勢を維持するとは、例えば、第１導体試料９１および第２導体試料９２を互いに平行な状態で維持することが挙げられる。
【0135】
１．５．測定手順
次に、円板共振器１を用いた導電率の測定手順について説明する。
次に、円板共振器１を用いた導電率の測定手順について説明する。
【0136】
【0137】
まず、円板共振器１に導体試料９１、９２、９３を取り付けた後、図７に示すように、第１導体試料９１と第３導体試料９３とが接触または近接し、かつ、第２導体試料９２と第３導体試料９３とが接触または近接する位置まで、第１スライダー６５および第２スライダー６６を移動させる。この時点で、第１距離ｄ１および第２距離ｄ２は、それぞれ、ほぼゼロになり、ゼロ点の設定が完了する。なお、例えば、第１距離ｄ１がゼロでない場合には、第１スライダー６５に対する第１固定板２１４の位置等をずらすことによって、第１距離ｄ１を微調整することができる。
【0138】
図７および図８に示す円板共振器１は、さらに、壁部６１４と第１支持体２１との距離を計測する測距装置７１、および、壁部６１６と第２支持体２２との距離を計測する測距装置７２を備えている。これらの測距装置７１、７２は、光Ｌを計測プローブとして距離を計測する。このような測距装置７１、７２を備えることにより、壁部６１４と第１支持体２１との距離および壁部６１６と第２支持体２２との距離をそれぞれより正確に知ることができる。これにより、第１距離ｄ１および第２距離ｄ２の調整を、より正確に行うことができる。なお、測距装置７１、７２の計測原理は、これに限定されない。
【0139】
図７に示す状態から、ハンドル６３を回すと、図８に示すように、第１支持体２１および第２支持体２２が互いに離れるように移動する。このとき、測距装置７１、７２を用いて、第１距離ｄ１および第２距離ｄ２の変化をモニターするようにしてもよい。そして、第１距離ｄ１および第２距離ｄ２が目的とする距離になったとき、移動を停止する。その後、円板共振器１に信号を送信し、受信した信号を解析することにより、導電率を求める。
【0140】
【0141】
以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、各図において第１実施形態と同様の構成には、同一の符号を付している。
【0142】
【0143】
【0144】
これに対し、図９に示す距離変更部６Ｄが有するネジ６２０は、進行方向が同じでピッチが異なる第３部分６２３および第４部分６２４を有する。具体的には、第３部分６２３は、第２スライダー６６の挿通孔６６２と螺合しており、シャフト６２の回転によって第２支持体２２を移動させる部分である。第４部分６２４は、第１スライダー６５の挿通孔６５２Ｄと螺合しており、シャフト６２の回転によって第３支持体２３を移動させる部分である。なお、本実施形態では、第３支持体２３が第１スライダー６５に接続され、第１支持体２１が台座６７に接続されている。そして、本実施形態では、第３部分６２３のネジの進行方向および第４部分６２４のネジの進行方向が、互いに同じである。また、第３部分６２３のネジのピッチは、第４部分６２４のネジのピッチより大きくなっている。一方、台座６７の挿通孔６７２Ｄは、ネジ６２０と螺合していない。
【0145】
このような構成によれば、シャフト６２を回転させたとき、第２支持体２２は、第３支持体２３に比べて、より大きな変更量で第１支持体２１に近づいたり、第１支持体２１から遠ざかったりする。これにより、第１距離ｄ１および第２距離ｄ２が互いに等しいという関係を維持しながら、距離を調整する操作を容易に行うことができる。その結果、様々な隙間の距離に対するＱ値を測定する操作を、より再現性高く行うことができる。
【0146】
なお、上記関係をより厳密に維持するためには、第３部分６２３のネジのピッチを、第４部分６２４のネジのピッチの２倍にすればよい。ネジのピッチが２倍であるとは、製造誤差程度のずれを許容する概念である。
【0147】
以上のように、図９に示す距離変更部６Ｄでは、第２支持体２２および第３支持体２３が、シャフト６２の回転によって移動する。
【0148】
このような構成によれば、第１距離ｄ１および第２距離ｄ２を互いに連動させつつ、調整することができる。これにより、導電率を測定する周波数に応じて、第１距離ｄ１および第２距離ｄ２を変更するとき、その変更操作を容易かつ高精度に行うことができる。
【0149】
また、図９に示す距離変更部６Ｄでは、第２支持体２２が第２スライダー６６に接続され、第３支持体２３が第１スライダー６５に接続されている。
【0150】
このような構成によれば、レール６４に沿って第１スライダー６５および第２スライダー６６を移動させることにより、第２支持体２２および第３支持体２３を精度よく移動させることができる。これにより、第１距離ｄ１および第２距離ｄ２の調整を特に容易かつ高精度に行える。
【0151】
【0152】
以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、各図において第１実施形態と同様の構成には、同一の符号を付している。なお、図１０では、一部の構成の図示を省略している。
【0153】
図１０に示す円板共振器１Ｅは、第１支持体２１と、第２支持体２２と、第３支持体２３Ｅと、図示しない信号送受信部と、距離変更部６Ｅと、を有する。
【0154】
図１０に示す第３支持体２３Ｅは、吊り下げ糸２３６を有する。吊り下げ糸２３６は、第３導体試料９３の上方から垂らされており、その下端に第３導体試料９３が取り付けられている。
【0155】
図１０に示す距離変更部６Ｅは、ボルト６８２、６８２と、ナット６８４、６８４と、第３固定板６８６と、マイクロメーターヘッド６８７と、コイルばね６８８、６８８と、を備えている。ボルト６８２、６８２は、それぞれ、第１固定板２１４と第２固定板２２４の双方を貫通するように設けられた全ネジボルトである。そして、ボルト６８２、６８２のＺ軸マイナス側の端部には、ナット６８４、６８４が螺合している。一方、ボルト６８２、６８２のＺ軸プラス側の端部には、第３固定板６８６が螺合している。これにより、第１支持体２１および第２支持体２２は、ナット６８４、６８４と第３固定板６８６との間に挟まれた状態となる。なお、ボルト６８２、６８２は、前述した全ネジボルトに限定されず、一部に雄ネジが設けられた棒状部材であってもよく、ネジ以外の手段でナット６８４、６８４またはそれに代わる部材や第３固定板６８６と結合可能な任意の棒状部材であってもよい。
【0156】
マイクロメーターヘッド６８７のスリーブ２４３は、第３固定板６８６に接続され、スピンドル２４４は、第１固定板２１４に接続されている。これにより、第３固定板６８６に対する第１支持体２１の距離を、マイクロメーターヘッド６８７によって微調整することができる。
【0157】
コイルばね６８８、６８８の内側には、ボルト６８２、６８２が挿通されている。そして、コイルばね６８８、６８８は、第１固定板２１４と第２固定板２２４との間に配置されている。
【0158】
このような距離変更部６Ｅでは、マイクロメーターヘッド６８７によって第３固定板６８６をＺ軸マイナス側に押圧する力（押圧力）と、コイルばね６８８、６８８の復元力と、が釣り合っている。つまり、コイルばね６８８、６８８は、第１固定板２１４をマイクロメーターヘッド６８７に押し付けるとともに、第２固定板２２４をナット６８４、６８４に押し付けるように、復元力を発生する。これにより、マイクロメーターヘッド６８７の操作によって、第３固定板６８６に対する第１支持体２１および第２支持体２２の位置を一意に決定することができる。つまり、距離変更部６Ｅによれば、第１導体試料９１と第２導体試料９２との離間距離を精度よく容易に調整することができる。
【0159】
したがって、導電率を測定するときには、まず、第３支持体２３Ｅの位置に対して、第１支持体２１、第２支持体２２および距離変更部６Ｅを有する構造体全体の位置を調整する。具体的には、吊り下げ糸２３６によって吊り下げられた第３導体試料９３が、第１導体試料９１と第２導体試料９２との中間点に配置されるようにする。このとき、距離変更部６Ｅにより、第１距離ｄ１を変更することができる。
【0160】
以上のように、本実施形態に係る第３支持体２３Ｅは、第１支持体２１および第２支持体２２から構造的に独立している。そして、距離変更部は、第１支持体２１および第２支持体２２の少なくとも一方を移動させ、第１支持体２１と第２支持体２２との離間距離を変更することにより、第１距離ｄ１および第２距離ｄ２の少なくとも一方を変更するように構成されている。本実施形態に係る距離変更部６Ｅでは、一例として、第２支持体２２に対して第１支持体２１を相対的に移動させることにより、第１距離ｄ１を変更する。
【0161】
このような構成によれば、第１支持体２１および第２支持体２２と、第３支持体２３Ｅと、が構造的に独立しているため、円板共振器１Ｅの構造がより簡単になる。このため、円板共振器１Ｅの製造コストを削減することができる。また、かかる構成によれば、第１導体試料９１と第２導体試料９２との間の距離および第１導体試料９１と第３導体試料９３との間の距離が、それぞれマイクロメーターヘッド６８７によって調整され、それに伴って、第１支持体２１の移動量、すなわち、第３固定板６８６に対する第１支持体２１の距離から規定される。したがって、本実施形態によれば、測距装置７１の省略が可能になる。
以上のような第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
以上のような第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果が得られる。
【0162】
なお、コイルばね６８８は、任意の弾性部材、例えばゴムやエラストマー、コイルばね以外のばね等で代替可能である。また、吊り下げ糸２３６も、第３導体試料９３を保持可能な任意の保持部材で代替可能である。
【0163】
【0164】
以下、第４実施形態について説明するが、以下の説明では、第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、各図において第２実施形態と同様の構成には、同一の符号を付している。なお、図１１では、一部の構成の図示を省略している。
【0165】
図１１に示す円板共振器１Ｆは、第１支持体２１と、第２支持体２２と、第３支持体２３Ｆと、図示しない信号送受信部と、距離変更部６Ｅと、を有する。
【0166】
図１１に示す第３支持体２３Ｆは、互いに厚さが等しい第３ａ部材２３７ａおよび第３ｂ部材２３７ｂを有する。第３ａ部材２３７ａは、第１導体試料９１と第３導体試料９３との間に配置され、Ｚ軸方向に貫通する空隙部２３８ａを備える。第３ｂ部材２３７ｂは、第２導体試料９２と第３導体試料９３との間に配置され、Ｚ軸方向に貫通する空隙部２３８ｂを備える。
【0167】
つまり、第３支持体２３Ｆは、第３ａ部材２３７ａ、第３導体試料９３および第３ｂ部材２３７ｂがこの順で積層されるとともに、第１支持体２１と第２支持体２２との間に挟持されることにより、第３導体試料９３を支持するように構成されている。
【0168】
そして、第３支持体２３Ｆによって第３導体試料９３が支持されているとき、第３ａ部材２３７ａが備える空隙部２３８ａは、第１導体試料９１と第３導体試料９３との間に位置している。また、第３ｂ部材２３７ｂが備える空隙部２３８ｂは、第２導体試料９２と第３導体試料９３との間に位置している。
【0169】
このような構成によれば、互いに厚さが等しい第３ａ部材２３７ａおよび第３ｂ部材２３７ｂによって、空隙部２３８ａの厚さと空隙部２３８ｂの厚さとを等しくすることができる。つまり、第１導体試料９１と第３導体試料９３との間、および、第２導体試料９２と第３導体試料９３との間に、それぞれ厚さの等しい隙間を設けることができる。これにより、第１実施形態が有するスタンド６１、シャフト６２、レール６４等が不要になるため、円板共振器１Ｆの構造がさらに簡単になる。
以上のような第４実施形態においても、第１、第２実施形態と同様の効果が得られる。
以上のような第４実施形態においても、第１、第２実施形態と同様の効果が得られる。
【0170】
【0171】
以下、第５実施形態について説明するが、以下の説明では、第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。なお、各図において第２実施形態と同様の構成には、同一の符号を付している。なお、図１２では、一部の構成の図示を省略している。
【0172】
図１２に示す円板共振器１Ｇは、第１支持体２１と、第２支持体２２と、第３支持体２３Ｅと、信号送受信部５Ｇと、距離変更部６Ｅと、を有する。
【0173】
図１２に示す信号送受信部５Ｇは、側方励振線５１Ｇと、側方励振線５２Ｇと、を有する。
【0174】
側方励振線５１Ｇは、第１導体試料９１と第３導体試料９３との間に挿入されている。また、側方励振線５１Ｇは、第１導体試料９１と第２導体試料９２の双方を通過する直線に交差する方向から挿入されている。図１２では、一例として、Ｙ軸プラス側からＹ軸マイナス側に向かって側方励振線５１Ｇが挿入されている。
【0175】
側方励振線５２Ｇは、第２導体試料９２と第３導体試料９３との間に挿入されている。また、側方励振線５２Ｇも、前述した直線に交差する方向から挿入されている。図１２では、一例として、Ｙ軸マイナス側からＹ軸プラス側に向かって側方励振線５２Ｇが挿入されている。
【0176】
このような構成によれば、図１に示すホルダー５３、５４を設ける必要がないので、信号送受信部５Ｇの構造が簡単になる。また、信号送受信部５Ｇによれば、側方励振線５１Ｇ、５２Ｇを用いることにより、第１導体試料９１および第２導体試料９２にそれぞれ貫通孔を設ける必要がなくなる。このため、第１導体試料９１や第２導体試料９２の準備が容易になり、測定作業の効率をより高めることができる。
【0177】
以上のような第５実施形態においても、第１、第２実施形態と同様の効果が得られる。なお、側方励振線５１Ｇ、５２ＧのＺ軸方向における位置は、上記の位置に限定されず、第１導体試料９１と第２導体試料９２との間であれば、どこでもよい。また、側方励振線５１Ｇ、５２Ｇのうちの一方は省略されていてもよい。つまり、側方励振線５１Ｇ、５２Ｇの一方で信号の送受信を担ってもよい。
【0178】
【0179】
図１３に示す導電率測定装置１０は、前述した円板共振器１を備える。具体的には、図１３に示す導電率測定装置１０は、円板共振器１と、ネットワークアナライザー１１と、パーソナルコンピューター１２と、を備える。ネットワークアナライザー１１と円板共振器１との間は、送信ケーブル１３および受信ケーブル１４を介して接続されている。
【0180】
ネットワークアナライザー１１は、円板共振器１に電磁波を送信するとともに、円板共振器１から受信した電磁波をデジタル処理することによって、共振周波数、挿入損失、電力半値幅等の解析データを取得する。そして、ネットワークアナライザー１１は、これらの解析データをパーソナルコンピューター１２に出力する。
【0181】
パーソナルコンピューター１２は、これらの解析データや試料に関する初期条件、円板共振器１に関する初期条件、温度、湿度等の環境条件等に基づいて、導体試料の導電率を算出する。
【0182】
このような導電率測定装置１０によれば、前述した円板共振器１を備えているため、高周波域における導体試料の導電率を効率よく測定することができる。
【0183】
【0184】
図１４に示す導電率測定方法は、例えば、前述した円板共振器１を用い、第１導体試料９１、第２導体試料９２および第３導体試料９３の導電率を平衡型円板共振器法により測定する方法である。具体的には、図１４に示す導電率測定方法は、試料配置工程Ｓ１０２と、測定工程Ｓ１０４と、演算工程Ｓ１０６と、を有する。
【0185】
試料配置工程Ｓ１０２では、第１導体試料９１と第３導体試料９３との間、および、第２導体試料９２と第３導体試料９３との間、にそれぞれ隙間ができるように、第１導体試料９１、第２導体試料９２および第３導体試料９３を配置する。これにより、円板共振器１を得る。
【0186】
測定工程Ｓ１０４では、円板共振器１に信号を送信し、円板共振器１からの信号を受信する。具体的には、測定工程Ｓ１０４では、信号送受信部５から第１導体試料９１、第２導体試料９２および第３導体試料９３に信号を送信し、第１導体試料９１、第２導体試料９２および第３導体試料９３からの信号を信号送受信部５で受信する。
演算工程Ｓ１０６では、受信した信号を解析して、導電率を算出する。
演算工程Ｓ１０６では、受信した信号を解析して、導電率を算出する。
【0187】
このような導電率測定方法によれば、少なくとも１回の測定作業で、導体試料の導電率を求めることができる。このため、この方法によれば、高周波域における導電率の測定を効率よく行うことができる。
【0188】
また、第１導体試料９１と第３導体試料９３との間、および、第２導体試料９２と第３導体試料９３との間に、それぞれ隙間を設けているので、それらの間を誘電体で埋める必要がなくなる。このため、円板共振器１の部品点数を削減することができ、測定作業の効率が高くなる。
【0189】
さらに、隙間を設けることにより、誘電体との接触に伴う導体試料の傷つきや凹み等の変形が生じない。このため、表皮効果の影響を含む導体試料の導電率をより精度よく測定することができる。
【0190】
測定工程Ｓ１０４において、円板共振器１に送信する信号は、例えば、マイクロ波やミリ波に相当する高周波の信号とされる。具体的には、周波数３００ＭＨｚ以上の高周波信号であるのが好ましく、周波数１ＧＨｚ以上の高周波信号であるのがより好ましく、周波数１０ＧＨｚ以上の高周波信号であるのがさらに好ましい。このような高周波域における導電率を効率よく測定可能であるという点で、本実施形態に係る導電率測定方法は有用である。
【0191】
なお、円板共振器１に送信する信号の周波数の上限値は、特に限定されないが、一例として３００ＧＨｚ程度とされる。これを超える場合、導電率の測定精度が低下するおそれがある。
【0192】
以上、本発明の円板共振器、導電率測定装置および導電率測定方法を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0193】
例えば、本発明の円板共振器および導電率測定装置は、それぞれ、前記実施形態および前記各構成例の各部が同様の機能を有する任意の構成のものに置換されたものであってもよく、前記実施形態および前記各構成例に任意の構成物が付加されたものであってもよい。また、本発明の円板共振器は、前記各実施形態および前記各構成例のうち、少なくとも２つ以上が組み合わされたものであってもよい。
【0194】
また、本発明の導電率測定方法は、前記実施形態に任意の目的の工程が付加されたものであってもよい。
【符号の説明】
【0195】
１ 円板共振器
１Ｄ 円板共振器
１Ｅ 円板共振器
１Ｆ 円板共振器
１Ｇ 円板共振器
５ 信号送受信部
５Ｇ 信号送受信部
６ 距離変更部
６Ｄ 距離変更部
６Ｅ 距離変更部
１０ 導電率測定装置
１１ ネットワークアナライザー
１２ パーソナルコンピューター
１３ 送信ケーブル
１４ 受信ケーブル
２１ 第１支持体
２２ 第２支持体
２３ 第３支持体
２３Ａ 第３支持体
２３Ｂ 第３支持体
２３Ｃ 第３支持体
２３Ｅ 第３支持体
２３Ｆ 第３支持体
５１ 第１貫通励振線
５１Ｇ 側方励振線
５２ 第２貫通励振線
５２Ｇ 側方励振線
５３ ホルダー
５４ ホルダー
５５ 送信アンテナ
５６ 受信アンテナ
６１ スタンド
６２ シャフト
６３ ハンドル
６４ レール
６５ 第１スライダー
６６ 第２スライダー
６７ 台座
７１ 測距装置
７２ 測距装置
９１ 第１導体試料
９２ 第２導体試料
９３ 第３導体試料
２１２ 第１支持導体板
２１４ 第１固定板
２１６ 第１貫通孔
２２２ 第２支持導体板
２２４ 第２固定板
２２６ 第２貫通孔
２３２ 第１フレーム
２３４ 誘電体部材
２３４Ｃ 誘電体部材
２３５ 貫通孔
２３６ 吊り下げ糸
２３７ａ 第３ａ部材
２３７ｂ 第３ｂ部材
２３８ 第２フレーム
２３８ａ 空隙部
２３８ｂ 空隙部
２４２Ｘ マイクロメーターヘッド
２４２Ｙ マイクロメーターヘッド
２４３ スリーブ
２４４ スピンドル
２４６Ｘ コイルばね
２４６Ｙ コイルばね
５３２ 貫通孔
５４２ 貫通孔
６１２ 基部
６１４ 壁部
６１５ 挿通孔
６１６ 壁部
６１７ 挿通孔
６２０ ネジ
６２１ 第１部分
６２２ 第２部分
６２３ 第３部分
６２４ 第４部分
６５２ 挿通孔
６５２Ｄ 挿通孔
６６２ 挿通孔
６７２ 挿通孔
６７２Ｄ 挿通孔
６８２ ボルト
６８４ ナット
６８６ 第３固定板
６８７ マイクロメーターヘッド
６８８ コイルばね
ＡＸ１ 第１軸
ＡＸ２ 第２軸
ＡＸ３ 回転軸
Ｌ 光
Ｐ プロットマーク
Ｓ１０２ 試料配置工程
Ｓ１０４ 測定工程
Ｓ１０６ 演算工程
ｄ１ 第１距離
ｄ２ 第２距離
１Ｄ 円板共振器
１Ｅ 円板共振器
１Ｆ 円板共振器
１Ｇ 円板共振器
５ 信号送受信部
５Ｇ 信号送受信部
６ 距離変更部
６Ｄ 距離変更部
６Ｅ 距離変更部
１０ 導電率測定装置
１１ ネットワークアナライザー
１２ パーソナルコンピューター
１３ 送信ケーブル
１４ 受信ケーブル
２１ 第１支持体
２２ 第２支持体
２３ 第３支持体
２３Ａ 第３支持体
２３Ｂ 第３支持体
２３Ｃ 第３支持体
２３Ｅ 第３支持体
２３Ｆ 第３支持体
５１ 第１貫通励振線
５１Ｇ 側方励振線
５２ 第２貫通励振線
５２Ｇ 側方励振線
５３ ホルダー
５４ ホルダー
５５ 送信アンテナ
５６ 受信アンテナ
６１ スタンド
６２ シャフト
６３ ハンドル
６４ レール
６５ 第１スライダー
６６ 第２スライダー
６７ 台座
７１ 測距装置
７２ 測距装置
９１ 第１導体試料
９２ 第２導体試料
９３ 第３導体試料
２１２ 第１支持導体板
２１４ 第１固定板
２１６ 第１貫通孔
２２２ 第２支持導体板
２２４ 第２固定板
２２６ 第２貫通孔
２３２ 第１フレーム
２３４ 誘電体部材
２３４Ｃ 誘電体部材
２３５ 貫通孔
２３６ 吊り下げ糸
２３７ａ 第３ａ部材
２３７ｂ 第３ｂ部材
２３８ 第２フレーム
２３８ａ 空隙部
２３８ｂ 空隙部
２４２Ｘ マイクロメーターヘッド
２４２Ｙ マイクロメーターヘッド
２４３ スリーブ
２４４ スピンドル
２４６Ｘ コイルばね
２４６Ｙ コイルばね
５３２ 貫通孔
５４２ 貫通孔
６１２ 基部
６１４ 壁部
６１５ 挿通孔
６１６ 壁部
６１７ 挿通孔
６２０ ネジ
６２１ 第１部分
６２２ 第２部分
６２３ 第３部分
６２４ 第４部分
６５２ 挿通孔
６５２Ｄ 挿通孔
６６２ 挿通孔
６７２ 挿通孔
６７２Ｄ 挿通孔
６８２ ボルト
６８４ ナット
６８６ 第３固定板
６８７ マイクロメーターヘッド
６８８ コイルばね
ＡＸ１ 第１軸
ＡＸ２ 第２軸
ＡＸ３ 回転軸
Ｌ 光
Ｐ プロットマーク
Ｓ１０２ 試料配置工程
Ｓ１０４ 測定工程
Ｓ１０６ 演算工程
ｄ１ 第１距離
ｄ２ 第２距離
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】