ミリ波ファインセラミクス材料の高精度評価法に関する研究

毫米波精细陶瓷材料高精度评价方法研究

• 批准号: 13750265
• 负责人: 古神 義則
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Utsunomiya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750265/
• 关键词: ミリ波; 誘電率測定; 誘電体共振器; ファインセラミクス; 高誘電率; 高誘電率材

本研究では,ミリ波に対して低損失性を有する、多結晶アルミナなどのファインセラミクス材料を正確にかつ能率的に評価するための測定システムを構築した。ミリ波専用の測定技術として、本研究代表者が提案、開発したウイスパリングギャラリモード共振器法において、測定装置の改良、誘電率算定方法の改良、測定手順の改良を加えることにより、セラミクス材のような高誘電率材料の誘電率を、従来より1桁以上高い精度で測定することを可能としたのが本年度の研究成果である。従来は、近似解析手法を用いて誘電率を算出していたが、高誘電率材の測定では解析誤差が増大し、しかもその程度が周波数によって異なるという問題点があった。さらに、誘電率算定のために共振モード次数を同定するのが有効としながらもその簡便な手法確立には至っていなかった。本研究では、先ず前者の問題に対して、モード展開法と呼ばれる電磁界解析手法をウイスパリングギャラリモード共振器に適用し、この課題を克服した。さらに後者の課題に対しては、モード次数判定のためのモードチャートを作成する方法を手順化した。実際に、数十種類に及ぶアルミナセラミクスサンプルに対し、50〜100GHz帯にわたる非常に広範囲のミリ波複素誘電率を測定し、測定値の試料寸法依存性、解析誤差の周波数依存性がほとんどを実証した。本研究で得られた測定結果は、学術誌での論文発表や学会での口頭発表により公表され、ミリ波用誘電体材料のさらなる開発を促進するための有用な情報として、ミリ波回路設計技術者に用いられている。

In this study, we aim to construct a system for the measurement of low loss properties, multi-crystalline materials, and accurate energy evaluation. The representative of this research has proposed, developed and improved the measurement technology of high permittivity materials, improved the measurement equipment, improved the calculation method of permittivity, improved the measurement procedure, and achieved the research results of this year. The approximate analysis method is used to calculate the inductance and determine the analytical error of the high inductance material. The number of resonance times for calculating the induction rate is determined, so that there is a simple method for establishing the resonance time. This study aims to solve the problems of the former, such as the application of the electromagnetic field analysis method to the resonator. The method for determining the number of times of the test is simplified. In practice, dozens of types and ranges of complex inductances in the 50 ~ 100GHz range are measured, and the sample size dependence of the measurement value and the frequency dependence of the analytical error are verified. The results of this study are useful information for the development of microwave inductive materials and for the design of microwave circuits.

项目成果

H.Tamura, Y.Kogami, K.Matsumura: "Improvement of the relative permittivity evaluation with a Whispering-Gallery mode dielectric resonator method"電子情報通信学会英文論文誌分冊E. (掲載予定). (2003)

H.Tamura、Y.Kogami、K.Matsumura：“使用 Whispering-Gallery 模式介电谐振器方法改进相对介电常数评估”IEICE 英文期刊 E 卷（即将出版）。

H.Tamura, Y.Kogami, K.Matsumura: "Precise Evaluation of Complex Permittivity for Dielectric Materials in Millimeter Wave Region using a Whispering Gallery Mode Method"2002 Asia-Pacific Microwave Conference(APMC 2002), Proceedings. Vol.2. 1011-1014 (2002)

H.Tamura、Y.Kogami、K.Matsumura：“使用回音壁模式方法精确评估毫米波区域介电材料的复介电常数”2002 年亚太微波会议（APMC 2002），论文集。

田村先, 古神義則, 松村和仁: "ウィスパリングギャラリーモード共振器を用いたミリ波複素誘電率測定法の精度に関する検討"電子情報通信学会論文誌分冊C. vol.J86-C,No.2. 147-154 (2003)

Saki Tamura、Yoshinori Furugami、Kazuhito Matsumura：“使用回音壁模式谐振器的毫米波复介电常数测量方法的精度研究”IEICE Transactions Volume C. vol.J86-C，No.2 .147-154 (2003)

田村, 古神, 松村: "ウイスパリングギャラリモード共振器を用いたミリ波帯における誘電体材料の温度特性の測定"2001年電子情報通信学会エレクトロニクスソサイエティ大会論文集. C-2-78 (2001)

Tamura、Kogami、Matsumura：“使用回音壁模式谐振器测量毫米波段介电材料的温度特性”2001 年 IEICE 电子学会会议记录 (2001)。

田村, 古神, 田貝, 松村: "計算機支援ミリ波誘電体計測システムの開発"電子情報通信学会技術研究報告マイクロ波シミュレータ. MST2001-1. 1-7 (2001)

Tamura、Kogami、Tagai、Matsumura：“计算机辅助毫米波介电测量系统的开发”IEICE 技术研究报告 MST2001-1 (2001)。