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ミリ波誘電率測定のご案内

近年、AIサーバー、高速通信(5G/6G)、車載ミリ波レーダーといった先端分野の急速な発展に伴い、ミリ波帯(30~300 GHz)を利用した技術の重要性が急速に高まっています。これらのシステムでは、回路・アンテナ・基板などで構成されており、それぞれに使用される材料の特性が性能に直接影響します。中でも誘電率や誘電損失は、信号の伝わる速さや減衰のしやすさを左右するため、通信品質やレーダーの検知精度を決める重要な指標となります。

そこで、本ページではミリ波誘電率測定に必要な計測器と測定方法をご紹介いたします。

ミリ波誘電率測定に必要な測定器

ミリ波帯での誘電率測定には、ベクトルネットワークアナライザをはじめとした計測器に加え、測定用治具および解析ソフトウェアが必要となります。用途や材料特性に応じた最適な測定構成の選定が重要です。

測定器の選定や構成検討については、お気軽にご相談ください。

  • 計測器

    ネットワークアナライザ

  • 治具

    スプリットシリンダ共振器
    ファブリペロー共振器
    フリースペース法治具

  • ソフトウェア

    誘電率解析ソフトウェア

ミリ波誘電率の測定方法のご紹介

ミリ波帯の誘電率測定には複数の手法があります。

本ページでは代表的な測定方法として、スプリットシリンダ共振器法、ファブリペロー共振器法、フリースペース法の3種類をご紹介します。

スプリットシリンダ共振器法

スプリットシリンダ共振器法は、共振器の上下に分割された構造の間に平板状の試料を挟み、その共振周波数やQ値の変化から誘電率および誘電損失を求める測定手法です。高周波帯においても高精度な測定が可能であり、ミリ波帯の材料評価に広く用いられています。

  • 特徴

    • 測定範囲の目安:比誘電率=1.1~10、tanδ=0.0001~0.01
    • 周波数10/20/24/28/35/40/50/60/80GHzにそれぞれ対応した共振器ご用意
    • 5G(28GHz、39GHz)と車載レーダ(76GHz、79GHz)をカバー

ファブリペロー共振器法

ファブリペロー共振器法は、対向した反射面(ミラー)間に形成される共振空間に試料を配置し、その共振特性の変化から誘電率および誘電損失を求める測定手法です。非常に高い周波数帯にも対応可能であり、ミリ波~サブテラヘルツ領域の材料評価に適しています。

  • 特徴

    • 自動測定でバンド内の周波数特性を一気に取得、周波数特性をグラフ化します
    • tanδ0.01以下の低損失誘電材料の評価に最適
    • 簡単設置:通常の実験室内・作業台上で測定可能
    • Eバンド用(60-90GHz)、Wバンド用(75-110GHz)、Dバンド用(110-170GHz)、Jバンド用(220-330GHz)をカバー

フリースペース法

フリースペース法は、送受信アンテナ間に試料を配置し、電波の透過・反射特性(Sパラメータ)を測定することで、誘電率および誘電損失を評価する手法です。広い周波数帯に対応できるため、ミリ波帯での材料評価に広く用いられています。

  • 特徴

    • 素材に実際にアンテナで電波を照射しての、素材の反射、透過量を測定可能
    • 誘電率及び透磁率の測定が可能
    • tabD=0.01程度以上の被測定試料
    • 18-330GHzまで広範囲な周波数範囲での測定が可能

誘電率・透磁率・導電率測定の試験サービスのご紹介

ミリ波帯の誘電率測定では、設備の構築や測定ノウハウが必要となるため、自社での対応が難しいケースも少なくありません。

そのようなお客様に向けて、SMFLレンタルでは試験サービスをご提供しています。測定から結果報告まで一貫して対応いたします。

    • 特徴

      • 1-330GHzまでの様々な測定要望に対応
      • 温度湿度条件を指定した評価が可能
      • 銅箔の海面誘電率評価が可能(10-170GHz)
    • 代表的な評価事例

      • AIサーバー・ミリ波対応基板用の樹脂材の誘電率評価、銅箔の導電率評価
      • AI半導体パッケージなど高温環境が想定される素材の誘電率温度特性評価
      • AIサーバー液冷用低損失液体の誘電率評価
      • 自動車レーダー 周辺材料の透過・反射・吸収特性の評価
      • 温湿度85℃85%T下での誘電率評価、返電化時の温度特性評価
      • フィラー・粉体・塗料などの多層膜素材・粘着剤の誘電率測定

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