誘電体装荷空胴共振器によるUHF帯の複素誘電率測定

于 靜, 小林 禧夫

本論文では、高誘電率低損失誘電体円柱(比誘電率ε_r,誘電正接tanδ_r)を空洞内に装荷する誘電体装荷空洞共振器を2つに分割し、その間に誘電体平板試料を挟む構造により、1〜2GHzにおいて一辺50mmの誘電体平板試料の複素誘電率(ε_sとtanδ_s)を測定する方法を提案する。本測定法の特長は、誘電体円柱付近にエネルギーが集中するために空洞と試料接触部における縁端効果は無視できることにある。実際に、2GHzにおいて種々の平板試料の測定を行い、測定誤差の検討を詳細に行う。ε_sの測定精度は、ε_s=2〜10で0.01mmの試料厚さのばらつきがある場合8%程度である。もし試料厚さのばらつきを0.003mm以内に製作できれば、ε_sの測定精度は3%以内に収めることができる。また、tanδ_sの測定精度は、tanδ_s=10^-4>の場合30%、tanδ_s=10^-3>の場合2%程度である。
This paper proposes a method measuring complex permittvity(ε_s a nd tanδ_s) of a dielectric plate sample with a size of 50×50mm[^2 &u in 1-2GHz.We use a resonator structure where a dielectric loaded cavity including two high-permittvity,low-loss dielectric rods(ε┣D2r] and tanδ┣D2r]) is cut into two in the center and th e sample with thickness 2t is placed between these two halves.In this method,a fringe effect at a cavity-sample contact is neglected,because of the energy concentration around the dielectric rods.Several samples of ε┣D2s]=2〜10 and 2t=0.5〜3 mm are actually measured at 2GHz and the errors are estimated.The precision of ε┣D2s] is 8 and 3% for the uncertainty of 2t 0.01 an d 0.003 mm,respectively.The precision of tanδ┣D2s] is 30% for tan δ┣D2s]=10[^-4] and 2% for tanδ┣D2s]=10[^-3].

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