試料加工の重要性について

適切な試料加工が正確な測定の第一歩です

共振器法、Sパラメータ法、いずれの方法も測定治具に合わせて試料を加工する必要があります。 誘電率・透磁率の計算に試料のサイズを使用するので、試料サイズの計測誤差は誘電率・透磁率の測定値 に直接影響します。したがって、材料特性を正確に評価するためには、サイズを正確に把握する必要 があります。また、サイズを正確に把握するためには、棒状であれば断面積が均一であること、板状であれば厚さが均一であることが理想です。

空洞共振器用の材料加工概要

試料を棒状に加工することが基本です。推奨サイズは以下の通りです。 また、異方性がある試料の場合、試料を切り出す方向を変えることで、異方性による誘電率の違いが評価できます。

空洞共振器 推奨試料サイズ
共振器 断面(mm) 長さ(mm)
1-5.8 GHz 1.5 × 1.5 80
10 GHz 60

スプリットシリンダ用の材料加工概要

試料を板状に加工する必要があります。 材料の特性と測定周波数によって適切な厚さと大きさが決まります。

厚さ

100μm程度を推奨しています。グラフはスプリットシリンダで測定できる最大厚みの目安を表しています。 誘電率が大きいほど、また、周波数が高いほど試料を薄く加工する必要があります。 ロスが0.01程度以上ある場合さらに薄い試料が必要になることがあります。 一方、試料が薄くなると(例えば10μm)厚さ測定の誤差が目立つようになり、 結果的に誘電率測定の誤差が大きくなることにも注意が必要です。詳細はお問い合わせください。

誘電率から測定可能な最大膜厚を計算

測定できる最大試料厚み

大きさ

スプリットシリンダ推奨サイズ
共振器 短辺(mm) 長辺(mm)
10 GHz 62 75
20-80 GHz 34 45

ファブリペロー用の材料加工概要

試料を板状に加工する必要があります。 材料の特性と測定周波数によって適切な厚さと大きさが決まります。

厚さ

厚さの適正値は誘電特性と使用する共振器に依存しますが、100μm が 目安になります。周波数が高くなるほど、また、誘電率が高くなるほど試料を薄く加工する 必要があります。 測定可能な最大厚さと、誘電率・測定周波数帯の関係は以下の2つのグラフで示されます。 損失の大きい試料(tanδ>0.01 が目安)の場合は更に薄い試料が必要になります。
グラフ1の曲線より下の範囲内の試料は帯域内のすべての周波数点で測定が可能です。 グラフ1を曲線より上で、かつグラフ2の曲線の下の範囲内の試料は、帯域内の一部の周波 数点において測定できない可能性があります。

グラフ1
測定できる最大試料厚み
グラフ2
測定できる最大試料厚み

大きさ

ファブリペロー推奨サイズ
共振器 正方形(mm)
E/W/D/G/Jband 50

フリースペース法の材料加工概要

試料を板状に加工する必要があります。測定周波数と材料の誘電率・透磁率に応じて推奨サイズが変わります。

厚さ

4分の1波長が最適です。(試料内の波長短縮 1/√(比誘電率・比透磁率)を考慮する必要があります。) 厚くなると試料内の多重反射による誤差の影響が出る場合があります。特に透磁率測定で顕著です。

大きさ

直径6波長以上が推奨されます。また、直径60 mm以上にすると冶具への固定が容易です。