特許 7523332 円板共振器、誘電特性測定装置および誘電特性測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-07-18

(45)【発行日】2024-07-26

(54)【発明の名称】円板共振器、誘電特性測定装置および誘電特性測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01R 27/26 20060101AFI20240719BHJP

   G01N 22/00 20060101ALI20240719BHJP

【ＦＩ】

G01R27/26 H

G01N22/00 Y

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020199144

(22)【出願日】2020-11-30

(65)【公開番号】P2022086875

(43)【公開日】2022-06-09

【審査請求日】2023-10-10

(73)【特許権者】

【識別番号】512307000

【氏名又は名称】住ベリサーチ株式会社

(73)【特許権者】

【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

【審査官】青木 洋平

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－２０５０６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－３０３００４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０７９７６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１８０８０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３４４４６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１５３７５１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｒ ２７／２６

Ｇ０１Ｎ ２２／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１軸に沿って延在する第１貫通孔を有する第１導体と、
試料を介して前記第１導体と対向して設けられ、第２軸に沿って延在する第２貫通孔を有する第２導体と、
前記試料中に設けられる第３導体と、
第１先端部を有し、前記第１先端部が前記第１貫通孔に挿入された状態で保持される第１励振線と、
第２先端部を有し、前記第２先端部が前記第２貫通孔に挿入された状態で保持される第２励振線と、
前記第１励振線を前記第１軸まわりに１回転以上回転させることなく、前記第１励振線を前記第１軸に沿って移動させる第１駆動部と、
を有し、
前記第１駆動部は、
第１挿入部、前記第１挿入部の側面に設けられている第１被ガイド部、および、前記第１挿入部の内部に設けられ前記第１励振線が挿通される第１挿通孔、を備える第１アンテナホルダーと、
前記第１アンテナホルダーを前記第１軸に沿って移動させる第１調整部と、
前記第１導体に対して相対的に固定され、前記第１被ガイド部を案内することで前記第１アンテナホルダーの回転を抑制する第１ガイド部を備える第１保持部と、
を備えることを特徴とする円板共振器。

【請求項2】

前記第１駆動部は、ネジによる繰り出し機構、電磁アクチュエーター、または、ピエゾアクチュエーターにより、前記第１アンテナホルダーを移動させる請求項１に記載の円板共振器。

【請求項3】

前記第１被ガイド部は、前記第１挿入部の前記側面に設けられ、前記第１軸に沿って延在する溝であり、
前記第１ガイド部は、前記溝に挿入される突起である請求項１または２に記載の円板共振器。

【請求項4】

前記第１駆動部は、前記第１導体に対して前記第１軸に沿う前記第１アンテナホルダーの移動を可能にする第１状態と、前記第１アンテナホルダーを前記第１導体に対して相対的に固定する第２状態と、を切り替える固定切替部をさらに備え、
前記第１アンテナホルダーは、前記第１挿入部の側面に設けられている第１雄ネジ部を有し、
前記固定切替部は、
前記第１雄ネジ部と螺合するとともに、前記第１保持部から離間することにより、前記第１状態を実現し、
前記第１雄ネジ部と螺合するとともに、前記第１保持部と接触することにより、前記第２状態を実現する請求項１ないし３のいずれか１項に記載の円板共振器。

【請求項5】

前記第１駆動部は、前記第１導体に対して前記第１軸に沿う前記第１アンテナホルダーの移動を可能にする第１状態と、前記第１アンテナホルダーを前記第１導体に対して相対的に固定する第２状態と、を切り替える固定切替部をさらに備え、
前記固定切替部は、クランプまたはくさびにより、前記第１状態と前記第２状態とを切り替える請求項１ないし３のいずれか１項に記載の円板共振器。

【請求項6】

前記第１導体および前記第２導体の少なくとも一方は、前記試料に対向する試料対向面を有し、
前記試料対向面は、
周縁部に位置する周縁領域と、
中央部に位置し、段差を介して前記周縁領域よりも高くなっている中央領域と、
を有する請求項１ないし５のいずれか１項に記載の円板共振器。

【請求項7】

前記第２励振線を前記第２軸まわりに１回転以上回転させることなく、前記第２励振線を前記第２軸に沿って移動させる第２駆動部をさらに有し、
前記第２駆動部は、
第２挿入部、前記第２挿入部の側面に設けられている第２被ガイド部、および、前記第２挿入部の内部に設けられ前記第２励振線が挿通される第２挿通孔、を備える第２アンテナホルダーと、
前記第２アンテナホルダーを前記第２軸に沿って移動させる第２調整部と、
前記第２導体に対して相対的に固定され、前記第２被ガイド部を案内することで前記第２アンテナホルダーの回転を抑制する第２ガイド部を備える第２保持部と、
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】

円板共振器法により、試料の誘電特性を測定する誘電特性測定装置であって、
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の円板共振器と、
前記円板共振器に電磁波を供給するとともに、前記円板共振器から検出した電磁波を解析することにより、解析データを取得するネットワークアナライザーと、
前記解析データに基づいて、前記試料の誘電特性を算出するコンピューターと、
を備えることを特徴とする誘電特性測定装置。

【請求項9】

円板共振器法により、試料の誘電特性を測定する誘電特性測定方法であって、
請求項１ないし７のいずれか１項に記載の円板共振器に取り付けられた前記試料に対してネットワークアナライザーから電磁波を入力する電磁波入力工程と、
前記円板共振器から出力された電磁波を前記ネットワークアナライザーで検出する電磁波検出工程と、
検出した電磁波のデータを前記ネットワークアナライザーで解析して解析データを得るデータ解析工程と、
前記解析データに基づいて、コンピューターで前記試料の誘電特性を算出する誘電特性算出工程と、
を有することを特徴とする誘電特性測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、円板共振器、誘電特性測定装置および誘電特性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高周波の領域である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の実装用基板が用いられている。このような実装用基板では、高周波の伝送損失が低い低損失材料を用いる必要がある。

【0003】

かかる背景から、ミリ波帯またはそれよりも高周数域に対応する低損失材料の開発が進められている。このため、ミリ波帯またはそれよりも高周波域における低損失材料の誘電特性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、平衡型円板共振器法が知られている。

【0004】

特許文献１には、平衡型円板共振器法に用いられる円板共振器が開示されている。この円板共振器では、測定試料を介して配置された一対の外部導体と、外部導体の中心に設けられた励振口に挿入された同軸ケーブル（励振線）と、を備えている。

【0005】

平衡型円板共振器法では、同軸ケーブルを介して所望の周波数の信号を入力することにより、円板共振器を励振し、共振特性を測定する。そして、測定した共振特性に基づいて測定試料の誘電特性を算出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００３－３４４４６６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明者は、外部導体の中心に設けられた励振口に励振線を挿入するとき、その挿入量が、測定される共振特性に影響を及ぼすことを見出した。これを踏まえると、測定される共振特性を最適化するためには、測定試料に応じて、挿入量を調整することが必要になる。

【0008】

しかしながら、特許文献１に記載の円板共振器では、同軸ケーブル（励振線）の挿入量を調整する機構等が存在しないため、挿入量を目的とする値に調整することができない。

【0009】

また、励振線を励振口にねじ込んで挿入する方式の円板共振器が知られている。この場合、ねじ込み量を変えることによって挿入量を調整することも考えられるが、励振線が偏心している場合、ねじ込む際に励振線が回転するため、励振線と励振口との隙間が一定にならない。この隙間が変化すると、測定される共振特性が変化し、誘電特性の算出結果に影響を及ぼす。

【0010】

さらに、この方式では、励振線の回転に伴って励振線と励振口とが何度も接触し、摩耗が生じるおそれがある。摩耗が生じると、励振線と励振口との隙間が変化する。つまり、励振線の挿抜を繰り返すたびに、励振線と励振口との隙間が変化し、誘電特性の計測精度が低下するおそれがある。

【0011】

本発明の目的は、励振線の挿入量を変化させたり、励振線を繰り返し挿抜したりしても、励振孔と励振線との間に生じる隙間の変化を抑制し得る円板共振器、かかる円板共振器を備える誘電特性測定装置、および、前記円板共振器を用いる誘電特性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】

【0012】

このような目的は、下記（１）～（９）の本発明により達成される。
（１） 第１軸に沿って延在する第１貫通孔を有する第１導体と、
試料を介して前記第１導体と対向して設けられ、第２軸に沿って延在する第２貫通孔を有する第２導体と、
前記試料中に設けられる第３導体と、
第１先端部を有し、前記第１先端部が前記第１貫通孔に挿入された状態で保持される第１励振線と、
第２先端部を有し、前記第２先端部が前記第２貫通孔に挿入された状態で保持される第２励振線と、
前記第１励振線を前記第１軸まわりに１回転以上回転させることなく、前記第１励振線を前記第１軸に沿って移動させる第１駆動部と、
を有し、
前記第１駆動部は、
第１挿入部、前記第１挿入部の側面に設けられている第１被ガイド部、および、前記第１挿入部の内部に設けられ前記第１励振線が挿通される第１挿通孔、を備える第１アンテナホルダーと、
前記第１アンテナホルダーを前記第１軸に沿って移動させる第１調整部と、
前記第１導体に対して相対的に固定され、前記第１被ガイド部を案内することで前記第１アンテナホルダーの回転を抑制する第１ガイド部を備える第１保持部と、
を備えることを特徴とする円板共振器。

【0013】

（２） 前記第１駆動部は、ネジによる繰り出し機構、電磁アクチュエーター、または、ピエゾアクチュエーターにより、前記第１アンテナホルダーを移動させる上記（１）に記載の円板共振器。

【0016】

（３） 前記第１被ガイド部は、前記第１挿入部の前記側面に設けられ、前記第１軸に沿って延在する溝であり、
前記第１ガイド部は、前記溝に挿入される突起である上記（１）または（２）に記載の円板共振器。

【0017】

（４） 前記第１駆動部は、前記第１導体に対して前記第１軸に沿う前記第１アンテナホルダーの移動を可能にする第１状態と、前記第１アンテナホルダーを前記第１導体に対して相対的に固定する第２状態と、を切り替える固定切替部をさらに備え、
前記第１アンテナホルダーは、前記第１挿入部の側面に設けられている第１雄ネジ部を有し、
前記固定切替部は、
前記第１雄ネジ部と螺合するとともに、前記第１保持部から離間することにより、前記第１状態を実現し、
前記第１雄ネジ部と螺合するとともに、前記第１保持部と接触することにより、前記第２状態を実現する上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の円板共振器。
（５） 前記第１駆動部は、前記第１導体に対して前記第１軸に沿う前記第１アンテナホルダーの移動を可能にする第１状態と、前記第１アンテナホルダーを前記第１導体に対して相対的に固定する第２状態と、を切り替える固定切替部をさらに備え、
前記固定切替部は、クランプまたはくさびにより、前記第１状態と前記第２状態とを切り替える上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の円板共振器。

【0018】

（６） 前記第１導体および前記第２導体の少なくとも一方は、前記試料に対向する試料対向面を有し、
前記試料対向面は、
周縁部に位置する周縁領域と、
中央部に位置し、段差を介して前記周縁領域よりも高くなっている中央領域と、
を有する上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の円板共振器。

【0019】

（７） 前記第２励振線を前記第２軸まわりに１回転以上回転させることなく、前記第２励振線を前記第２軸に沿って移動させる第２駆動部をさらに有し、
前記第２駆動部は、
第２挿入部、前記第２挿入部の側面に設けられている第２被ガイド部、および、前記第２挿入部の内部に設けられ前記第２励振線が挿通される第２挿通孔、を備える第２アンテナホルダーと、
前記第２アンテナホルダーを前記第２軸に沿って移動させる第２調整部と、
前記第２導体に対して相対的に固定され、前記第２被ガイド部を案内することで前記第２アンテナホルダーの回転を抑制する第２ガイド部を備える第２保持部と、
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。

【0020】

（８） 円板共振器法により、試料の誘電特性を測定する誘電特性測定装置であって、
上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の円板共振器と、
前記円板共振器に電磁波を供給するとともに、前記円板共振器から検出した電磁波を解析することにより、解析データを取得するネットワークアナライザーと、
前記解析データに基づいて、前記試料の誘電特性を算出するコンピューターと、
を備えることを特徴とする誘電特性測定装置。

【0021】

（９） 円板共振器法により、試料の誘電特性を測定する誘電特性測定方法であって、
上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の円板共振器に取り付けられた前記試料に対してネットワークアナライザーから電磁波を入力する電磁波入力工程と、
前記円板共振器から出力された電磁波を前記ネットワークアナライザーで検出する電磁波検出工程と、
検出した電磁波のデータを前記ネットワークアナライザーで解析して解析データを得るデータ解析工程と、
前記解析データに基づいて、コンピューターで前記試料の誘電特性を算出する誘電特性算出工程と、
を有することを特徴とする誘電特性測定方法。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、励振線の挿入量を変化させたり、励振線を繰り返し挿抜したりしても、励振孔と励振線との間に生じる隙間の変化を抑制し得る円板共振器が得られる。また、これにより、試料に応じて励振線の挿入量を変化させた場合でも、試料の誘電特性を精度よく計測可能な円板共振器が得られる。

【0023】

また、本発明によれば、試料の誘電特性を精度よく計測可能な誘電特性測定装置および誘電特性測定方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】実施形態に係る円板共振器を示す分解斜視図である。

【図2】図１の断面図である。

【図3】図２の部分拡大図である。

【図4】図３に示す固定ナットをＺ軸マイナス側に移動させた状態を示す図である。

【図5】図３のアンテナホルダーをＹ軸プラス側からＹ軸マイナス側に向かって見たときの側面図である。

【図6】図５に示すアンテナホルダーおよびそのアンテナホルダーに挿通されている第１励振線をＺ軸マイナス側からＺ軸プラス側に向かって見たときの平面図である。

【図7】図５のアンテナホルダーの変形例を示す側面図である。

【図8】図３に示す調整部の平面図である。

【図9】図３の第１導体のみを示す斜視図である。

【図10】図９の断面図である。

【図11】実施形態に係る誘電特性測定装置を示す図である。

【図12】実施形態に係る誘電特性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】

【0025】

以下、本発明の円板共振器、誘電特性測定装置および誘電特性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。

【0026】

図１は、実施形態に係る円板共振器を示す分解斜視図である。図２は、図１の断面図である。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。また、図２では、図１に示す部材の一部を省略している。

【0027】

図１および図２に示す円板共振器１は、円板共振器法により、試料９１、９２の比誘電率や誘電正接等の誘電特性を測定するために用いられる治具である。円板共振器１は、特にミリ波帯の周波数で、平板試料の面に対して電界を垂直に印加した場合の誘電特性の測定において好ましく用いられる。

【0028】

図１および図２に示す円板共振器１は、第３導体２３を介して重ねられた試料９１、９２を、第１導体２１と第２導体２２との間で挟み込んで押圧する。これにより、試料９１を第１導体２１と第３導体２３とに密着させるとともに、試料９２を第２導体２２と第３導体２３とに密着させることができる。このようにして密着させると、試料９１、９２と、第１導体２１、第２導体２２および第３導体２３と、の間に空気層が生じにくくなる。この状態で第１導体２１と第２導体２２との間に電界を印加することにより、空気層の影響を抑えつつ、試料９１、９２の誘電特性を精度よく測定することができる。

【0029】

以下、図１および図２に示す円板共振器１の構造についてさらに説明する。円板共振器１は、第１導体２１、第２導体２２および第３導体２３と、第１固定板３１および第２固定板３２と、第１駆動部４１および第２駆動部４２と、第１励振線５１を備える送信アンテナ５５および第２励振線５２を備える受信アンテナ５６と、を有する。

【0030】

送信アンテナ５５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。受信アンテナ５６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、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。

【0031】

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は、試料９１、９２を透過し、受信アンテナ５６から取り出されてネットワークアナライザーで検出される。このようにして検出された電磁波を有限要素法やモード整合法等の解析手法によって解析することにより、試料９１、９２の比誘電率や誘電正接等の誘電特性を求めることができる。

【0032】

１．第１導体、第２導体および第３導体
第１導体２１および第２導体２２は、それぞれＸ－Ｙ平面に沿って広がる板状をなしている。第１導体２１および第２導体２２の平面視形状は、それぞれ特に限定されないが、本実施形態では四隅を切り欠いた四角形である。なお、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。

【0033】

第３導体２３は、Ｘ－Ｙ平面に沿って広がる、第１導体２１や第２導体２２より薄い板状または箔状をなしている。第３導体２３の平面視形状は、特に限定されないが、本実施形態では円形である。また、第３導体２３は、平面視における大きさが、第１導体２１および第２導体２２からはみ出さないように設定され、かつ、第１励振線５１と第２励振線５２とを結ぶ線上に第３導体２３の中心が位置するように配置されている。

【0034】

なお、第３導体２３は、試料９１と試料９２との間に挟まれていればよいので、例えば、試料９１と試料９２とが一体になっている場合には、その一体になった試料の内部に第３導体２３が埋設されていてもよい。

【0035】

試料９１、９２は、それぞれＸ－Ｙ平面に沿って広がる板状をなしている。また、試料９１、９２の平面視における大きさは、第３導体２３を覆うように設定されている。

【0036】

第１導体２１、第２導体２２および第３導体２３の構成材料は、それぞれ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。なお、銅単体または銅合金は、特に誘電正接が小さい試料９１、９２の測定に適している。また、アルミニウム合金やニッケル合金は、高温下や加湿下における試料９１、９２の測定に適している。この他、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。

【0037】

第１導体２１の構成材料、第２導体２２の構成材料および第３導体２３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。

【0038】

第１導体２１は、第１軸ＡＸ１に沿って延在する第１貫通孔２１２を備えている。第１貫通孔２１２には、第１励振線５１が挿入される。これにより、第１導体２１および第２導体２２が接地導体、第３導体２３がストリップ導体、試料９１および試料９２が誘電体、のストリップ構造の回路について、第１励振線５１と試料９１とが電気的に結合し、第１励振線５１から試料９１に電磁波を供給することができる。第１軸ＡＸ１は、Ｚ軸と平行で、かつ、第３導体２３よりもＺ軸プラス側に位置するとともに、第１貫通孔２１２の横断面の中心を通過する軸である。

【0039】

第２導体２２は、第２軸ＡＸ２に沿って延在する第２貫通孔２２２を備えている。第２貫通孔２２２には、第２励振線５２が挿入される。これにより、第１導体２１および第２導体２２が接地導体、第３導体２３がストリップ導体、試料９１および試料９２が誘電体、のストリップ構造の回路について、第２励振線５２と試料９２とが電気的に結合し、試料９２からの電磁波を第２励振線５２で受信することができる。第２軸ＡＸ２は、Ｚ軸と平行で、かつ、第３導体２３よりもＺ軸マイナス側に位置するとともに、第２貫通孔２２２の横断面の中心を通過する軸である。

【0040】

２．第１固定板および第２固定板
第１固定板３１および第２固定板３２は、それぞれＸ－Ｙ平面に沿って広がる板状をなしている。第１固定板３１および第２固定板３２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１固定板３１および第２固定板３２は、これらの間に、第１導体２１、第２導体２２、第３導体２３、および、試料９１、９２を挟み込んで押圧する。

【0042】

第１固定板３１は、Ｚ軸に沿って貫通する４つのボルト孔３１４を備えている。第２固定板３２も、Ｚ軸に沿って貫通する４つのボルト孔３２４を備えている。ボルト孔３１４、３２４には、ボルト６１が挿入され、このボルト６１には、ナット６２を螺合させる。これにより、第１固定板３１と第２固定板３２との距離を縮め、第１固定板３１と第２固定板３２との間に挟持している物体を圧縮するように押圧することができる。なお、ボルト６１およびナット６２は、第１固定板３１および第２固定板３２を互いに接近させるように押圧させ得る部材、例えば、プレス器や万力等の部材で代替可能である。また、この部材の数も、４つに限定されず、１つであってもよいし、４つ以外の複数であってもよい。さらに、ボルト６１およびナット６２を省略し、代わりに、第１固定板３１および第２固定板３２を互いに接近させるように挟み込むケース状部材が用いられてもよい。

【0043】

第１固定板３１および第２固定板３２の構成材料は、それぞれ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。また、第１固定板３１の構成材料および第２固定板３２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。

【0044】

第１固定板３１は、Ｚ軸に沿って貫通する固定板貫通孔３１２を有しており、第２固定板３２は、Ｚ軸に沿って貫通する固定板貫通孔３２２を有している。

【0045】

第１固定板３１および第２固定板３２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】

３．送信アンテナおよび受信アンテナ
送信アンテナ５５は、図２に示すように、第１励振線５１と、第１励振線５１のＺ軸プラス側の端部を支持するコネクター５３と、を備えている。第１励振線５１は、ネットワークアナライザーから出力された電磁波を、試料９１に供給する導線である。コネクター５３は、第１励振線５１と図示しない送信ケーブルとを接続する。

【0047】

受信アンテナ５６は、図２に示すように、第２励振線５２と、第２励振線５２のＺ軸マイナス側の端部を支持するコネクター５４と、を備えている。第２励振線５２は、試料９２を介して受信した電磁波を、ネットワークアナライザーに向けて伝送する導線である。コネクター５４は、第２励振線５２と図示しない受信ケーブルとを接続する。

【0048】

なお、第１励振線５１および第２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。コネクター５３およびコネクター５４は、特に限定されないが、米国電気電子学会（ＩＥＥＥ）規格２８７に規定されたプレシジョンコネクターを利用することができる。これにより送受信ケーブルを介したネットワークアナライザーとの接続を容易に実現できる。ＩＥＥＥ２８７に規定されたプレシジョンコネクターとしては、例えば、３．５ｍｍコネクター、２．９２ｍｍコネクター、２．４ｍｍコネクター、１．８５ｍｍコネクター、１．０ｍｍコネクター等が挙げられる。このうち、１．０ｍｍコネクターは、最大１２０ＧＨｚまでの誘電特性の測定に利用することができる。

【0049】

４．第１駆動部
第１駆動部４１は、送信アンテナ５５を支持し、送信アンテナ５５を第１軸ＡＸ１に沿って移動させる機能を有する。

【0050】

第１駆動部４１は、第１励振線５１を第１軸ＡＸ１まわりに１回転以上回転させることなく、第１励振線５１を第１軸ＡＸ１に沿って移動させるように構成されている。これにより、第１励振線５１を必要以上に回転させることなく平行移動させることができるので、移動に際して、第１励振線５１と第１貫通孔２１２との隙間が変化しにくくなる。つまり、第１励振線５１が第１軸ＡＸ１からずれた状態で設けられていても、必要以上の回転が抑えられているため、従来の方式に比べて、第１励振線５１と第１貫通孔２１２との隙間の変化量が少なくなる。その結果、この隙間の変化による誘電特性の測定結果への影響を抑制することができ、誘電特性の測定精度の低下を抑制することができる。

【0051】

第１駆動部４１は、アンテナホルダー４３２と、固定ナット４３６と、保持部４５と、調整部４７と、を備えている。

【0052】

４．１．保持部
保持部４５は、調整部４７を第１軸ＡＸ１まわりに回転可能な状態で、第１導体２１に対して相対的に保持する機能を有する。保持部４５は、図１および図２に示すように、主部４５２と、副部４５４と、を備えている。

【0053】

図１に示す主部４５２は、板状をなしており、ボルト４８３により第１固定板３１に固定されている。図１に示す副部４５４は、主部４５２との間に調整部４７を挟む形状をなしている。つまり、調整部４７は、主部４５２と副部４５４との間に配置されている。主部４５２と副部４５４との隙間には、調整部４７のＺ軸に沿った厚さに対して余裕が持たせてある。副部４５４は、ボルト４８４により主部４５２に固定されている。

【0054】

主部４５２は、Ｚ軸に沿って貫通する貫通孔４５３を有しており、副部４５４は、Ｚ軸に沿って貫通する貫通孔４５５を有している。

【0055】

４．２．調整部
調整部４７は、Ｘ－Ｙ平面に沿って広がる円板状をなしている。調整部４７は、第１軸ＡＸ１まわりに回転可能な状態で、第１導体２１に相対的に保持されている。「第１導体２１に相対的に保持されている」という状態には、本実施形態のように、調整部４７が第１軸ＡＸ１に沿って移動するのを規制しつつ、第１固定板３１を介して、調整部４７を保持した保持部４５を第１導体２１に間接的に固定している状態の他、保持部４５を第１導体２１に直接固定している状態も含む。

【0056】

調整部４７は、Ｚ軸に沿って貫通する貫通孔４７１を有している。貫通孔４７１の内側面には、雌ネジ部４７２が設けられている。

【0057】

４．３．アンテナホルダー
アンテナホルダー４３２は、送信アンテナ５５と接続され、送信アンテナ５５の移動を担う。アンテナホルダー４３２は、送信アンテナ５５のコネクター５３を支持する支持部４３３と、支持部４３３に接続された挿入部４３４と、を備えている。

【0058】

図３は、図２の部分拡大図である。なお、図３では、図２では省略している一部の部材も図示している。

【0059】

図３に示すように、コネクター５３は、ビス５７により、支持部４３３に固定されている。なお、固定方法は、これに限定されない。

【0060】

挿入部４３４は、Ｚ軸に沿って延在する円筒状をなしている。支持部４３３および挿入部４３４の内部には、Ｚ軸に沿って延在する第１挿通孔４３９が設けられており、その第１挿通孔４３９に第１励振線５１が挿通されている。第１励振線５１のＺ軸マイナス側の端部である第１先端部５１２は、挿入部４３４から突出している。

【0061】

このような挿入部４３４は、図２に示すように、第１固定板３１が有する固定板貫通孔３１２、保持部４５が有する貫通孔４５３、４５５、および、調整部４７が有する貫通孔４７１がつながった孔に挿入可能である。そして、挿入部４３４を固定板貫通孔３１２等に挿入すると、第１先端部５１２は、図３に示すように、第１導体２１の第１貫通孔２１２に挿入される。

【0062】

挿入部４３４の側面には、雄ネジ部４３５が設けられている。前述した第１固定板３１が有する固定板貫通孔３１２、および、前述した保持部４５が有する貫通孔４５３、４５５には、それぞれ雄ネジ部４３５が干渉しない。

【0063】

一方、調整部４７に設けられた貫通孔４７１には、前述したように雌ネジ部４７２が設けられている。そして、挿入部４３４に設けられた雄ネジ部４３５と、貫通孔４７１に設けられた雌ネジ部４７２と、が螺合する。このように、雄ネジ部４３５と雌ネジ部４７２とを螺合させることで、調整部４７を第１軸ＡＸ１まわりに回転させたとき、回転角度に応じて、第１軸ＡＸ１に沿う挿入部４３４の移動量を容易に調整することができる。これにより、第１貫通孔２１２に対する第１励振線５１の挿入量を容易に調整することができる。

【0064】

しかしながら、雄ネジ部４３５と雌ネジ部４７２とを螺合させたとき、両者の摩擦等により、調整部４７とともに挿入部４３４も一緒に回転してしまうことがある。挿入部４３４が１回転以上回転してしまうと、第１励振線５１も１回転以上回転してしまうため、課題を解決することができない。

【0065】

そこで、本実施形態に係る円板共振器１では、挿入部４３４の必要以上の回転を抑制する機能を第１駆動部４１に持たせている。これにより、第１励振線５１の回転数を１回転未満に抑制することができる。この機能については、後に詳述する。

【0066】

４．４．固定ナット
固定ナット４３６は、Ｚ軸に沿って延在する円筒状をなす部材であり、図３に示すように、貫通孔４３７を有している。貫通孔４３７の内側面には、雌ネジ部４３８が設けられている。

【0067】

固定ナット４３６の貫通孔４３７には、挿入部４３４が挿通されている。そして、挿入部４３４に設けられた雄ネジ部４３５と、貫通孔４３７に設けられた雌ネジ部４３８と、が螺合する。このように、雄ネジ部４３５と雌ネジ部４３８とを螺合させることで、固定ナット４３６は、第１軸ＡＸ１上における挿入部４３４の位置を固定する機能を有する。

【0068】

図４は、図３に示す固定ナット４３６をＺ軸マイナス側に移動させた状態を示す図である。

【0069】

前述した図３に示す状態では、固定ナット４３６と、保持部４５の副部４５４と、が離れている。この状態では、調整部４７を第１軸ＡＸ１まわりに回転させたとき、固定ナット４３６と副部４５４とが接触しないため、第１軸ＡＸ１に沿って挿入部４３４を移動させることが可能である。図３に示すように、固定ナット４３６を副部４５４から離した状態を、挿入部４３４の移動を可能にする「第１状態」とする。

【0070】

これに対し、図４に示す状態では、固定ナット４３６が保持部４５の副部４５４に接触している。この状態では、調整部４７を第１軸ＡＸ１まわりに回転させたとき、固定ナット４３６と副部４５４とが接触するため、挿入部４３４をＺ軸マイナス側へ繰り出すことはできない。したがって、図４に示すように、固定ナット４３６を副部４５４に接触させた状態を、挿入部４３４を固定した「第２状態」とする。

【0071】

また、第２状態では、第１軸ＡＸ１に沿った移動が制限される他、アンテナホルダー４３２のガタツキが抑制される。図３の状態では、副部４５４を貫通する貫通孔４５５とアンテナホルダー４３２との間に隙間があるため、アンテナホルダー４３２が揺れる可能性がある。これに対し、図４の状態では、固定ナット４３６が副部４５４に押し当てられるため、アンテナホルダー４３２の揺れが抑制される。したがって、第２状態では、このようなガタツキを抑制して、目的とする挿入量に精度よく調整することができる。その結果、試料９１、９２の誘電特性をより精度よく計測することを可能にする。

【0072】

４．５．回転抑制機構
以下、第１駆動部４１が備える第１励振線５１の回転を抑制する機構（回転抑制機構）について説明する。

【0073】

図５は、図３のアンテナホルダー４３２をＹ軸プラス側からＹ軸マイナス側に向かって見たときの側面図である。図６は、図５に示すアンテナホルダー４３２およびそのアンテナホルダー４３２に挿通されている第１励振線５１をＺ軸マイナス側からＺ軸プラス側に向かって見たときの平面図である。

【0074】

図５に示すように、アンテナホルダー４３２は、挿入部４３４の側面に設けられた１本の溝７１を有している。この溝７１は、Ｚ軸に沿って延在している。

【0075】

また、図３に示す保持部４５の主部４５２は、Ｙ軸に沿って外側面と貫通孔４５３とを連通する連通孔７２と、連通孔７２に挿入された止めネジ７３と、を備えている。図６にも、止めネジ７３を図示している。止めネジ７３の外側面には、雄ネジが設けられており、連通孔７２の内側面には、雌ネジが設けられている。これらが螺合することにより、止めネジ７３のＹ軸に沿った位置を調整することができる。

【0076】

図３では、止めネジ７３を貫通孔４５３の内側面から突出させている。そして、突出した止めネジ７３の先端が、挿入部４３４の溝７１に挿入されている。止めネジ７３が溝７１に挿入されると、挿入部４３４が回転しようとしても、止めネジ７３と溝７１の内壁とが接触する。このため、止めネジ７３は、挿入部４３４が第１軸ＡＸ１まわりに回転するのを抑制することができる。

【0077】

一方、溝７１は、Ｚ軸に沿って延在しているため、止めネジ７３が溝７１に挿入されている状態でも、第１軸ＡＸ１に沿った挿入部４３４の移動は可能である。

【0078】

したがって、溝７１、連通孔７２および止めネジ７３で構成される回転抑制機構は、第１励振線５１を第１軸ＡＸ１まわりに回転させることなく、第１励振線５１を第１軸ＡＸ１に沿って移動させる機能を有するものとなる。

【0079】

つまり、止めネジ７３は、第１軸ＡＸ１に沿ってアンテナホルダー４３２が移動するように案内するガイド部であり、溝７１は、止めネジ７３により案内される被ガイド部となる。

【0080】

なお、溝７１の本数は、１本に限定されず、複数本であってもよい。その場合、溝７１の数に応じて連通孔７２や止めネジ７３の数を増やしてもよいし、増やさなくてもよい。

【0081】

５．第２駆動部
第２駆動部４２は、受信アンテナ５６を支持し、受信アンテナ５６を第２軸ＡＸ２に沿って移動させる機能を有する。

【0082】

第２駆動部４２は、第２励振線５２を第２軸ＡＸ２まわりに１回転以上回転させることなく、第２励振線５２を第２軸ＡＸ２に沿って移動させるように構成されている。これにより、第２励振線５２を必要以上に回転させることなく平行移動させることができるので、移動に際して、第２励振線５２と第２貫通孔２２２との隙間が変化しにくくなる。つまり、第２励振線５２が第２軸ＡＸ２からずれた状態で設けられていても、必要以上の回転が抑えられているため、従来の方式に比べて、第２励振線５２と第２貫通孔２２２との隙間の変化量が少なくなる。その結果、この隙間による誘電特性の測定結果への影響を抑制することができ、誘電特性の測定精度の低下を抑制することができる。

【0083】

第２駆動部４２は、アンテナホルダー４４２と、固定ナット４４６と、保持部４６と、調整部４８と、を備えている。

【0084】

５．１．保持部
保持部４６は、調整部４８を第２軸ＡＸ２まわりに回転可能な状態で、第２導体２２に対して相対的に保持する機能を有する。図１および図２に示すように、貫通孔４６３を有する主部４６２と、貫通孔４６５を有する副部４６４と、を備えている。保持部４６の構成は、前述した保持部４５の構成と同様である。

【0085】

５．２．調整部
調整部４８は、調整部４７と同様の形状を有し、第２軸ＡＸ２まわりに回転可能な状態で、第２導体２２に相対的に保持されている。「第２導体２２に相対的に保持されている」という状態には、本実施形態のように、調整部４８が第２軸ＡＸ２に沿って移動するのを規制しつつ、第２固定板３２を介して、調整部４８を保持した保持部４６を第２導体２２に間接的に固定している状態の他、保持部４６を第２導体２２に直接固定している状態も含む。

【0086】

調整部４８は、Ｚ軸に沿って貫通する貫通孔４８１を有している。貫通孔４８１の内側面には、雌ネジ部４８２が設けられている。調整部４８の構成は、前述した調整部４７の構成と同様である。

【0087】

５．３．アンテナホルダー
アンテナホルダー４４２は、支持部４４３と、挿入部４４４と、を備えている。

【0088】

挿入部４４４の側面には、雄ネジ部４４５が設けられている。第２励振線５２のＺ軸プラス側の端部である第２先端部５２２は、挿入部４４４から突出している。

【0089】

このような挿入部４４４は、図２に示すように、第２固定板３２が有する固定板貫通孔３２２、保持部４６が有する貫通孔４６３、４６５、および、調整部４８が有する貫通孔４８１がつながった孔に挿入可能である。そして、挿入部４４４を固定板貫通孔３２２等に挿入すると、第２先端部５２２は、第２導体２２の第２貫通孔２２２に挿入される。

【0090】

アンテナホルダー４４２の構成は、前述したアンテナホルダー４３２の構成と同様である。

【0091】

５．４．固定ナット
固定ナット４４６の構成は、前述した固定ナット４３６の構成と同様である。固定ナット４４６により、アンテナホルダー４４２の移動を可能にする第１状態と、アンテナホルダー４４２を固定する第２状態と、を切り替えることができる。

【0092】

５．５．回転抑制機構
次に、第２駆動部４２が備える第２励振線５２の回転を抑制する機構（回転抑制機構）について説明する。

【0093】

アンテナホルダー４４２は、図２に示すように、挿入部４４４の側面に設けられた１本の溝７４を有している。この溝７４は、Ｚ軸に沿って延在している。

【0094】

図２に示す保持部４６の主部４６２は、Ｙ軸に沿って外側面と貫通孔４６３とを連通する連通孔７５と、連通孔７５に挿入された止めネジ７６と、を備えている。

【0095】

溝７４、連通孔７５および止めネジ７６で構成される回転抑制機構は、第２励振線５２を第２軸ＡＸ２まわりに回転させることなく、第２励振線５２を第２軸ＡＸ２に沿って移動させる機能を有するものとなる。

【0096】

以上のような第２駆動部４２が備える回転抑制機構の構成は、第１駆動部４１が備える回転抑制機構の構成と同様である。

【0097】

６．円板共振器の構成と作用・効果との関係
以上のように、本実施形態に係る円板共振器１は、第１導体２１と、第２導体２２と、第３導体２３と、第１励振線５１と、第２励振線５２と、第１駆動部４１と、を少なくとも有する。第１導体２１は、第１軸ＡＸ１に沿って延在する第１貫通孔２１２を有する。第２導体２２は、試料９１、９２を介して第１導体２１と対向して設けられ、第２軸ＡＸ２に沿って延在する第２貫通孔２２２を有する。第３導体２３は、試料９１、９２中に設けられる。第１励振線５１は、第１先端部５１２を有し、第１先端部５１２が第１貫通孔２１２に挿入された状態で保持される。第２励振線５２は、第２先端部５２２を有し、第２先端部５２２が第２貫通孔２２２に挿入された状態で保持される。第１駆動部４１は、第１励振線５１を第１軸ＡＸ１まわりに１回転以上回転させることなく、第１励振線５１を第１軸ＡＸ１に沿って移動させる。

【0098】

このような構成によれば、第１励振線５１を第１軸ＡＸ１まわりに１回転以上回転させることなく、第１励振線５１を第１軸ＡＸ１に沿って移動させることができる。これにより、第１先端部５１２の第１貫通孔２１２に対する挿入量を調整するとき、第１励振線５１が第１軸ＡＸ１からずれた状態（偏心した状態）で設けられていたとしても、第１励振線５１と第１貫通孔２１２との隙間が変化しにくくなる。これにより、隙間の変化による誘電特性の測定結果への影響を抑制することができる。その結果、試料９１、９２の種類に応じて挿入量を調整しつつ、精度の高い誘電特性の測定が可能な円板共振器１を実現することができる。

【0099】

また、第１駆動部４１を用いて移動させることにより、第１励振線５１の平行移動が容易になる。これにより、第１励振線５１が第１軸ＡＸ１からずれた状態で設けられていても、第１励振線５１の第１貫通孔２１２に対する挿抜作業に際して、第１励振線５１を第１軸ＡＸ１に対して平行に移動させることができるので、第１励振線５１と第１貫通孔２１２との摩擦が抑えられる。そして、挿抜作業の繰り返しに伴って、第１励振線５１や第１貫通孔２１２が擦り減るのを抑制することができる。その結果、第１励振線５１と第１貫通孔２１２との隙間が長期的に徐々に変化してしまうのを抑制し、誘電特性の測定精度が低下するのを抑制することができる。

【0100】

さらに、第１励振線５１および第１貫通孔２１２の摩耗を抑制することができるので、第１励振線５１や第１導体２１の長寿命化を図ることもできる。

【0101】

なお、「第１励振線５１を１回転以上回転させない」とは、図３に示すように、第１励振線５１を第１貫通孔２１２の一方の開口から他方の開口まで移動させる間に、第１励振線５１が第１軸ＡＸ１まわりに１回転、すなわち３６０°以上回転しないことを指す。例えば、図５に示すアンテナホルダー４３２を用いた場合には、第１励振線５１の回転が前述した回転抑制機構によって制限されるため、第１励振線５１の回転角度はほぼゼロである。

【0102】

これに対し、図７には、第１励振線５１の回転を１回転未満で許容するアンテナホルダー４３２Ａの例を示している。図７は、図５のアンテナホルダー４３２の変形例を示す側面図である。

【0103】

図７に示すアンテナホルダー４３２Ａは、溝７１Ａの延在方向が異なる以外、図５に示すアンテナホルダー４３２と同様である。

【0104】

溝７１Ａは、図７に示すように、挿入部４３４の側面を１回転未満の角度範囲で周回しつつ、Ｚ軸方向に延在している。このような溝７１Ａに止めネジ７３を挿入した場合、挿入部４３４は、第１軸ＡＸ１まわりに１回転未満の角度範囲で回転しつつ、第１軸ＡＸ１に沿って移動し得るものとなる。

【0105】

つまり、溝７１Ａ、連通孔７２および止めネジ７３で構成される回転抑制機構は、第１励振線５１を第１軸ＡＸ１まわりに１回転以上回転させることなく、第１励振線５１を第１軸ＡＸ１に沿って移動させる機能を有するものとなる。

【0106】

このようなアンテナホルダー４３２Ａは、アンテナホルダー４３２を用いた場合に比べて、第１励振線５１の多少の回転を許容する。このため、アンテナホルダー４３２Ａを用いる円板共振器１では、誘電特性の測定精度がわずかに低下する一方、第１励振線５１が回転することに伴う別の効果を奏する。

【0107】

別の効果として、第１励振線５１の健全性、および、第１導体２１の第１貫通孔２１２の健全性、を評価することができる、という効果が挙げられる。具体的には、第１励振線５１を１回転未満の範囲で回転させることにより、回転に伴う誘電特性の変化を捉えることができる。この誘電特性の変化のパターンや変化量をモニターし、第１励振線５１や第１貫通孔２１２の摩耗量と関連付けることにより、第１励振線５１や第１貫通孔２１２の摩耗状況を評価することができる。これにより、第１励振線５１や第１導体２１を交換すべきか否かを、定量的に評価することができる。したがって、このような評価を定期的に行うことにより、測定精度が低い状態に気づかないで測定を続けてしまうことを避けることができる。

【0108】

なお、モニターする対象は、誘電特性に限定されず、受信アンテナ５６で受信した信号に基づく任意の指標であればよい。

【0109】

また、このような別の効果を得るためには、第１励振線５１の回転角度が９０°超３６０°未満となるように、アンテナホルダー４３２Ａを構成するのが好ましい。

【0110】

一方、このような別の効果が不要な場合、第１励振線５１の回転角度を９０°以下に抑えるのが好ましく、３０°以下に抑えるのがより好ましく、１０°以下に抑えるのがさらに好ましい。

【0111】

また、前述したように、本実施形態に係る円板共振器１は、第１駆動部４１に加え、第２駆動部４２をさらに有している。この第２駆動部４２は、第２励振線５２を第２軸ＡＸ２まわりに１回転以上回転させることなく、第２励振線５２を第２軸ＡＸ２に沿って移動させる。

【0112】

このような構成によれば、第１励振線５１だけでなく、第２励振線５２についても、第２軸ＡＸ２まわりに１回転以上回転させることなく、第２軸ＡＸ２に沿って移動させることができる。これにより、第２先端部５２２の第２貫通孔２２２に対する挿入量を調整するとき、第２励振線５２が第２軸ＡＸ２からずれた状態（偏心した状態）で設けられていたとしても、第２励振線５２と第２貫通孔２２２との隙間が変化しにくくなる。これにより、隙間の変化による誘電特性の測定結果への影響を抑制することができる。その結果、誘電特性の測定精度により優れた円板共振器１を実現することができる。

【0113】

また、第２駆動部４２を用いて移動させることにより、第２励振線５２の平行移動が容易になる。これにより、第２励振線５２が第２軸ＡＸ２からずれた状態で設けられていても、第２励振線５２の第２貫通孔２２２に対する挿抜作業に際して、第２励振線５２を第２軸ＡＸ２に対して平行に移動させることができるので、第２励振線５２と第２貫通孔２２２との摩擦が抑えられる。そして、挿抜作業の繰り返しに伴って、第２励振線５２や第２貫通孔２２２が擦り減るのを抑制することができる。その結果、第２励振線５２と第２貫通孔２２２との隙間が長期的に徐々に変化してしまうのを抑制し、誘電特性の測定精度が低下するのを抑制することができる。

【0114】

さらに、第２励振線５２および第２貫通孔２２２の摩耗を抑制することができるので、第２励振線５２や第２導体２２の長寿命化を図ることもできる。

【0115】

なお、第２駆動部４２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。また、送信アンテナ５５および受信アンテナ５６の位置は、上記と反対であってもよい。すなわち、送信アンテナ５５がアンテナホルダー４４２に支持され、受信アンテナ５６がアンテナホルダー４３２に支持されるように構成されていてもよい。

【0116】

また、第１駆動部４１は、前述したように、アンテナホルダー４３２と、調整部４７と、を備えている。アンテナホルダー４３２は、挿入部４３４（本体部）、挿入部４３４の側面に設けられている雄ネジ部４３５、および、挿入部４３４の内部に設けられ、第１励振線５１が挿通されている第１挿通孔４３９、を有する。調整部４７は、雄ネジ部４３５と螺合する雌ネジ部４７２を有し、第１軸ＡＸ１まわりに回転可能な状態で第１導体２１に相対的に保持されている。

【0117】

このような構成によれば、第１励振線５１の挿入量の微調整が容易になる。具体的には、調整部４７の回転角度に応じて第１励振線５１の挿入量を調整することができるので、作業に不慣れな作業者であっても、挿入量の微調整が容易である。

【0118】

また、第１駆動部４１は、第１導体２１に対して相対的に固定されている保持部４５を備えている。この保持部４５は、第１軸ＡＸ１まわりに回転可能な状態で調整部４７を保持している。

【0119】

これにより、調整部４７を第１導体２１に相対的に固定するので、調整部４７の位置が安定する。その結果、第１励振線５１の位置を精度よく調整することができる。

【0120】

図８は、図３に示す調整部４７の平面図である。
図８に示す調整部４７は、Ｚ軸プラス側を向く面に設けられた複数の目盛線４７３を有している。図８に示す目盛線４７３は、一例として１８°間隔で設けられている。調整部４７の回転角度は、アンテナホルダー４３２に設けられた雄ネジ部４３５のピッチに応じて決まる、アンテナホルダー４３２の移動量に比例する。したがって、目盛線４７３を目安にして調整部４７を回すことにより、第１励振線５１の挿入量をより精度よく調整することができる。

【0121】

なお、第１駆動部４１の構成は、上記の構成に限定されず、例えば、調整部４７は、電磁アクチュエーターやピエゾアクチュエーターのような、アンテナホルダー４３２を微動させ得る部材で代替可能である。

【0122】

また、第１駆動部４１と同様、第２駆動部４２の構成も、上記の構成に限定されず、例えば、調整部４８は、電磁アクチュエーターやピエゾアクチュエーターのような、アンテナホルダー４４２を微動させ得る部材で代替可能である。

【0123】

さらに、本実施形態では、前述したように、保持部４５が、第１軸ＡＸ１に沿ってアンテナホルダー４３２が移動するように案内するガイド部である止めネジ７３を備えている。さらに、アンテナホルダー４３２は、止めネジ７３により案内される被ガイド部である溝７１を備えている。

【0124】

このような構成によれば、止めネジ７３によってアンテナホルダー４３２が案内されるので、より直線的に、つまり、第１軸ＡＸ１まわりの回転をほぼゼロに抑えた状態で、第１励振線５１を移動させることができる。

【0125】

また、本実施形態では、被ガイド部である溝７１は、挿入部４３４（本体部）の側面に設けられ、第１軸ＡＸ１に沿って延在している。一方、ガイド部である止めネジ７３は、溝７１に挿入される突起である。

【0126】

このような構成によれば、簡単な構造でガイド部および被ガイド部を構成することができる。これにより、円板共振器１を容易に製造することができ、また、円板共振器１の低コスト化を図ることができる。

【0127】

なお、ガイド部および被ガイド部の構成は、上記の構成に限定されない。例えば、被ガイド部は、挿入部４３４をＹ軸に沿って貫通するとともに、Ｚ軸に沿って細長く延びた貫通孔であってもよい。

【0128】

また、第２駆動部４２が有するガイド部および被ガイド部の構成も、上記と同様の構成であってもよいし、上記とは異なる構成であってもよい。

【0129】

さらに、本実施形態では、前述したように、第１駆動部４１が、固定切替部である固定ナット４３６をさらに備えている。固定ナット４３６は、アンテナホルダー４３２を第１導体２１に対して移動可能にする第１状態と、アンテナホルダー４３２を第１導体２１に対して相対的に固定する第２状態と、を切り替える機能を有する。

【0130】

このような固定ナット４３６を備えることにより、第１状態において、第１励振線５１の挿入量を調整した後、第２状態に切り替えて、第１励振線５１と第１貫通孔２１２との隙間を固定することができる。これにより、目的とした挿入量で試料９１、９２の誘電特性を安定して測定することができる。

【0131】

また、本実施形態では、第２駆動部４２も固定ナット４４６を備えている。これにより、固定ナット４３６が奏する効果と同様の効果が得られる。

【0132】

なお、固定ナット４３６、４４６は、前述した第１状態と第２状態を自在に切り替え得る部材で代替可能である。このような部材としては、例えば、クランプ、くさび等が挙げられる。

【0133】

図９は、図３の第１導体２１のみを示す斜視図である。なお、図９では、Ｚ軸プラス側の方向を、図３とは異ならせている。また、図１０は、図９の断面図である。

【0134】

図９に示す第１導体２１は、Ｘ－Ｙ平面にそれぞれ平行であり、互いに表裏の関係を持つ２つの主面を有している。この２つの主面のうち、図３に示す試料９１に対向する主面を「試料対向面２１９」とする。この試料対向面２１９は、周縁部に位置する周縁領域２１７と、中央部に位置する中央領域２１８と、を有している。中央領域２１８は、段差を介して周縁領域２１７よりも高くなっている。

【0135】

このような構成によれば、図９に示す第１導体２１を図１に示すように組み立てたとき、中央領域２１８が試料９１を優先的に押圧する。中央領域２１８は、周縁領域２１７よりも突出しているため、試料９１を均一に押圧することができる。また、第１導体２１が酸化等により劣化しても、中央領域２１８を研磨することにより、当初の表面状態を簡単に復活させることができる。さらに、研磨に伴って中央領域２１８が凹んでしまうのを防止することができる。これにより、良好な表面状態の中央領域２１８で、試料９１を繰り返し押圧することができる。その結果、押圧力の分布状態の再現性を高めることができ、誘電特性の測定結果の繰り返し精度を高めることができる。

【0136】

なお、中央領域２１８の平面視形状は、図９に示す円形であるのが好ましいが、四角形やその他の形状であってもよい。

【0137】

また、第１導体２１の試料対向面２１９の形状は、上記の形状に限定されず、例えば、湾曲凸面であってもよいし、平坦面であってもよい。

【0138】

図１０に示す周縁領域２１７を基準にしたときの中央領域２１８の高さｈは、特に限定されないが、０．０３～１．０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．０５～０．５ｍｍ程度であるのがより好ましい。これにより、繰り返し研磨しても、中央領域２１８と周縁領域２１７との間に十分な段差を確保することができる。また、第１導体２１全体が湾曲している場合でも、中央領域２１８が突出していることによる作用が十分に発揮され、試料９１を均一な圧力分布で押圧することができる。

【0139】

中央領域２１８の表面粗さＲａは、特に限定されないが、０．３μｍ以下であるのが好ましく、０．１μｍ以下であるのがより好ましい。これにより、第１導体２１と試料９１との間に空気層が残存するのを抑制することができる。その結果、試料９１、９２の誘電特性をより精度よく測定することができる。

【0140】

また、第２導体２２は、第１導体２１と異なる形状を有していてもよいが、好ましくは第１導体２１と同様の形状を有している。これにより、第２導体２２が、試料９２を均一に押圧することができる。その結果、第１導体２１が奏する効果と同様の効果が得られる。

【0141】

７．誘電特性測定装置
図１１は、実施形態に係る誘電特性測定装置を示す図である。

【0142】

実施形態に係る誘電特性測定装置１０は、前述した円板共振器１を備える。具体的には、図１１に示す誘電特性測定装置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。

【0143】

ネットワークアナライザー１１は、円板共振器１に電磁波を供給するとともに、円板共振器１から検出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。

【0144】

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、試料の比誘電率、誘電正接等の誘電特性を算出する。

【0145】

このような誘電特性測定装置１０によれば、前述した円板共振器１を備えているため、試料の誘電特性を精度よく測定することができる。

【0146】

８．誘電特性測定方法
図１２は、実施形態に係る誘電特性測定方法を示すフローチャートである。

【0147】

実施形態に係る誘電特性測定方法は、前述した円板共振器１を用いて誘電特性を測定する方法である。

【0148】

具体的には、図１２に示す誘電特性測定方法は、電磁波入力工程Ｓ１０２と、電磁波検出工程Ｓ１０４と、データ解析工程Ｓ１０６と、誘電特性算出工程Ｓ１０８と、を有する。

【0149】

電磁波入力工程Ｓ１０２では、円板共振器１に取り付けられた試料に対してネットワークアナライザー１１から電磁波を入力する。電磁波検出工程Ｓ１０４では、円板共振器１から出力された電磁波をネットワークアナライザー１１で検出する。データ解析工程Ｓ１０６では、ネットワークアナライザー１１が電磁波のデータを解析して、解析データを得る。誘電特性算出工程Ｓ１０８では、得られた解析データや初期条件等に基づいて、パーソナルコンピューター１２が試料の誘電特性を算出する。

【0150】

このような誘電特性測定方法によれば、前述した円板共振器１を用いるため、試料の誘電特性を精度よく測定することができる。

【0151】

以上、本発明の円板共振器、誘電特性測定装置および誘電特性測定方法を、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。

【0152】

例えば、本発明の円板共振器および誘電特性測定装置は、それぞれ、前記実施形態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、前記実施形態に任意の構成物が付加されたものであってもよい。

【0153】

また、本発明の誘電特性測定方法は、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】

【0154】

１ 円板共振器
１０ 誘電特性測定装置
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導体
２２ 第２導体
２３ 第３導体
３１ 第１固定板
３２ 第２固定板
４１ 第１駆動部
４２ 第２駆動部
４５ 保持部
４６ 保持部
４７ 調整部
４８ 調整部
５１ 第１励振線
５２ 第２励振線
５３ コネクター
５４ コネクター
５５ 送信アンテナ
５６ 受信アンテナ
５７ ビス
６１ ボルト
６２ ナット
７１ 溝
７１Ａ 溝
７２ 連通孔
７３ 止めネジ
７４ 溝
７５ 連通孔
７６ 止めネジ
９１ 試料
９２ 試料
２１２ 第１貫通孔
２１７ 周縁領域
２１８ 中央領域
２１９ 試料対向面
２２２ 第２貫通孔
３１２ 固定板貫通孔
３１４ ボルト孔
３２２ 固定板貫通孔
３２４ ボルト孔
４３２ アンテナホルダー
４３２Ａ アンテナホルダー
４３３ 支持部
４３４ 挿入部
４３５ 雄ネジ部
４３６ 固定ナット
４３７ 貫通孔
４３８ 雌ネジ部
４３９ 第１挿通孔
４４２ アンテナホルダー
４４３ 支持部
４４４ 挿入部
４４５ 雄ネジ部
４４６ 固定ナット
４５２ 主部
４５３ 貫通孔
４５４ 副部
４５５ 貫通孔
４６２ 主部
４６３ 貫通孔
４６４ 副部
４６５ 貫通孔
４７１ 貫通孔
４７２ 雌ネジ部
４７３ 目盛線
４８１ 貫通孔
４８２ 雌ネジ部
４８３ ボルト
４８４ ボルト
５１２ 第１先端部
５２２ 第２先端部
ＡＸ１ 第１軸
ＡＸ２ 第２軸
ｈ 高さ
Ｓ１０２ 電磁波入力工程
Ｓ１０４ 電磁波検出工程
Ｓ１０６ データ解析工程
Ｓ１０８ 誘電特性算出工程

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】