ＴＲＬ校正標準器およびそれを備えた校正装置
【課題】ＴＲＬ校正の精度を向上することができるＴＲＬ校正標準器およびそれを備えた校正装置を提供する。
【解決手段】ＴＲＬ校正標準器１は、スルー標準器１Ｔと、リフレクト標準器１Ｒと、ライン標準器１Ｌとを備えている。スルー標準器１Ｔ、リフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌのそれぞれは、一方面２ａから他方面２ｂを貫通するように２つの貫通孔４が設けられた保持部材２と、両端のそれぞれにプローブ１２と電気的に接触するための外部端子３ａが設けられた同軸ケーブル３とを含み、同軸ケーブル３の外部端子３ａのそれぞれは保持部材２の一方面２ａ側から２つの貫通孔４のそれぞれに挿入されており、スルー標準器１Ｔ、リフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌのそれぞれにおいて、２つの貫通孔４のそれぞれに挿入された外部端子３ａ同士は同じ間隔Ｌとなるように配置されている。
【解決手段】ＴＲＬ校正標準器１は、スルー標準器１Ｔと、リフレクト標準器１Ｒと、ライン標準器１Ｌとを備えている。スルー標準器１Ｔ、リフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌのそれぞれは、一方面２ａから他方面２ｂを貫通するように２つの貫通孔４が設けられた保持部材２と、両端のそれぞれにプローブ１２と電気的に接触するための外部端子３ａが設けられた同軸ケーブル３とを含み、同軸ケーブル３の外部端子３ａのそれぞれは保持部材２の一方面２ａ側から２つの貫通孔４のそれぞれに挿入されており、スルー標準器１Ｔ、リフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌのそれぞれにおいて、２つの貫通孔４のそれぞれに挿入された外部端子３ａ同士は同じ間隔Ｌとなるように配置されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＲＬ校正標準器およびそれを備えた校正装置に関し、特に、高周波測定器の校正に使用されるＴＲＬ校正標準器およびそれを備えた校正装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信機器では現在、数Ｇ〜数十ＧＨｚ帯域の高周波を使用するケースが多い。この通信機器の高周波特性はネットワークアナライザなどの測定器を用いて測定される。その際、Ｓパラメータ（分散パラメータ）が使用される。この測定器は、環境条件によって誤差を生じるため、測定毎にＴＲＬ（Thru Reflect Line）校正と呼ばれる校正を行う必要がある。また、実際に高周波測定を行う際には、測定器、信号配線、プローブなどを含めた測定系のＴＲＬ校正を常時行う必要がある。
【０００３】
ＴＲＬ校正は電子デバイス単体の高周波特性を正確に測定するための校正手法である。一般的に電子デバイスはマイクロストリップラインなどの高周波特性を確保した配線上に接続される。マイクロストリップラインの他端が高周波プローブを通じて測定器に接続される。電子デバイス単体の特性を測定するためには、電子デバイスが接続されているマイクロストリップラインの先端までを測定系とし、マイクロストリップラインの先端までを校正する必要がある。
【０００４】
そのため、ＴＲＬ校正では、高周波特性が既知で電極間の距離が違うまたは断線や短絡で完全に反射する、スルー（Ｔ；Thru）、リフレクト（Ｒ；Reflect）、ライン（Ｌ；Line）の３種類の線路を有するそれぞれの標準器が利用される。スルー標準器では、短い伝送経路で標準器の両端が接続されている。リフレクト標準器では、スルー標準器と同一の長さの伝送経路が中央で断線されている。ライン標準器では、スルー標準器より長くなるように伝送経路が延長されている。
【０００５】
ＴＲＬ校正では線路の長さなどの物理的な形状が異なるため、高周波プローブを当てる電極の位置が変化する。そのため、通常は高周波プローブをＴＲＬ校正標準器の電極の位置に移動してＴＲＬ校正が行われている。
【０００６】
一方、形状を被測定物に合わせたＴＲＬ校正標準器が提案されている。たとえば特開２００７−７１７８０号公報（特許文献１）では、ＴＲＬ構成法のスルー（Through）の標準器、オープン（Open）の標準器、遅延線路（Line）の標準器の外部端子は、ソケット受け部に予め形成されている校正用電極に適度な圧力で押し当てられるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−７１７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記公報では、フレシキブル基板上にマイクロストリップラインが形成され、フレキシブル基板が曲げられることにより標準器が形成されている。そのため、マイクロストリップラインの屈曲により標準器の特性インピーダンスが変化する。このため、標準器の高周波特性が変化する。したがって、ＴＲＬ校正標準器としての精度が低下するという問題がある。
【０００９】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、ＴＲＬ校正の精度を向上することができるＴＲＬ校正標準器およびそれを備えた校正装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のＴＲＬ校正標準器は、測定器のプローブと電気的に接触することにより測定器の校正に使用するためのＴＲＬ校正標準器であって、スルー標準器と、リフレクト標準器と、ライン標準器とを備えている。スルー標準器、リフレクト標準器およびライン標準器のそれぞれは、一方面から他方面を貫通するように２つの貫通孔が設けられた保持部材と、両端のそれぞれにプローブと電気的に接触するための外部端子が設けられた同軸ケーブルとを含み、同軸ケーブルの外部端子のそれぞれは保持部材の一方面側から２つの貫通孔のそれぞれに挿入されており、スルー標準器、リフレクト標準器およびライン標準器のそれぞれにおいて、２つの貫通孔のそれぞれに挿入された外部端子同士は同じ間隔となるように配置されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のＴＲＬ校正標準器によれば、スルー標準器、リフレクト標準器およびライン標準器のそれぞれにおいて、保持部材の２つの貫通孔のそれぞれに挿入された同軸ケーブルの外部端子同士は同じ間隔となるように配置されている。外部端子の位置が固定された測定系において、屈曲に対して特性インピーダンスがほとんど変化しない同軸ケーブルを用いることにより、特性インピーダンスを変化させることなくＴＲＬ校正標準器の配線長を変化させることができる。このため、ＴＲＬ校正標準器の高周波特性を確保することができる。そのため、ＴＲＬ校正の精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における検査装置の概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における校正装置の概略断面図である。
【図３】図２のＰ１部を拡大して示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるＴＲＬ校正標準器のスルー標準器の概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１におけるＴＲＬ校正標準器のリフレクト標準器の概略断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１におけるＴＲＬ校正標準器のライン標準器の概略断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１における校正装置の変形例の概略断面図である。
【図８】比較例のＴＲＬ校正標準器を示す概略断面図であって、スルー標準器を示す図（Ａ）と、リフレクト標準器を示す図（Ｂ）と、ライン標準器を示す図（Ｃ）である。
【図９】本発明の実施の形態２における校正装置の概略断面図である。
【図１０】図９のＰ２部を拡大して示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
最初に本発明の実施の形態１のＴＲＬ校正標準器により校正される検査装置の構成について説明する。
【００１４】
図１を参照して、検査装置２０は、非測定物の高周波特性を検査するための装置である。非測定物の一例としての基板２１の高周波特性を検査装置２０により検査する場合について説明する。検査装置２０は、測定器１１と、プローブ１２と、プローブ設置治具１３と、信号配線１４と、保持治具１５とを主に有している。なお、図１では検査装置２０によって検査される基板２１も図示されている。
【００１５】
測定器１１は、プローブ１２に信号配線１４を介して電気的に接続されている。測定器１１は、非測定物の高周波特性を測定するためのものであり、たとえばネットワークアナライザである。プローブ１２は、プローブ設置治具１３の固定孔１３ａに挿入されることによりプローブ設置治具１３に固定されている。これによりプローブ１２同士の間隔が固定されている。
【００１６】
保持治具１５は基板２１を保持可能に構成されている。基板２１のプローブ１２と対向する面には、プローブ１２の位置に合わせて検査用パッド２２が形成されている。プローブ１２は、検査用パッド２２と電気的に接続可能なように検査用パッド２２の位置に合わせて配置されている。
【００１７】
プローブ１２は、その先端に３本のプローブ針を有しており、グランド、信号、グランドの順に並んで配置されている。このような構造はＧＳＧ構造と呼ばれている。なお、プローブ１２は、ＧＳＧ構造に限定されず、グランド、信号の順に並んで配置されていてもよい。このような構造はＧＳ構造と呼ばれている。
【００１８】
検査装置２０は、基板２１が保持治具１５の操作などによってプローブ１２に対して図中矢印Ｙ方向に移動することにより、検査用パッド２２とプローブ１２の先端とが接触可能に構成されている。検査用パッド２２とプローブ１２とが接触して電気的に接続されることにより、基板２１の高周波特性が検査装置２０によって検査される。
【００１９】
基板２１の高周波特性を測定する際には、高周波特性を正確に測定するために、測定器１１、プローブ１２、信号配線１４などを含めた測定系に対して、ＴＲＬ校正標準器を用いたＴＲＬ校正が行われる。
【００２０】
次に、本実施の形態のＴＲＬ校正標準器を備えた校正装置の構成について説明する。
図２および図３を参照して、校正装置１０は、ＴＲＬ校正標準器１と、検査装置２０とを主に有している。つまり、ＴＲＬ校正標準器１が検査装置２０に取り付けられることにより、校正装置１０が形成されている。ＴＲＬ校正標準器１は、測定器１１のプローブ１２と電気的に接触することにより測定器１１の校正に使用するためのものである。
【００２１】
図４〜図６を参照して、ＴＲＬ校正標準器１は、スルー標準器１Ｔと、リフレクト標準器１Ｒと、ライン標準器１Ｌとを備えている。再び図２および図３を参照して、ＴＲＬ校正標準器１を備えた校正装置１０として、スルー標準器１Ｔが取り付けられた校正装置１０の構成について説明する。なお、リフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌについてもスルー標準器１Ｔと同様に校正装置１０に取り付けられる。
【００２２】
スルー標準器１Ｔは、保持部材２と、同軸ケーブル３とを主に有している。保持部材２は、同軸ケーブル３を保持するためのものである。保持部材２は、導電性材料からなっていてもよい。同軸ケーブル３はセミリジッド同軸ケーブルからなっていてもよい。同軸ケーブル３は市販されている通常の仕様のものであってもよい。保持部材２が保持治具１５で保持されることにより、スルー標準器１Ｔは検査装置２０に取り付けられている。
【００２３】
保持部材２には一方面２ａから他方面２ｂを貫通するように２つの貫通孔４が設けられている。同軸ケーブル３には両端のそれぞれにプローブ１２と電気的に接触するための外部端子３ａが設けられている。同軸ケーブル３の先端に設けられた外部端子３ａのそれぞれは保持部材２の一方面２ａ側から２つの貫通孔４のそれぞれに挿入されている。外部端子３ａは、プローブ１２と電気的に接続可能なようにプローブ１２の位置に合わせて配置されている。
【００２４】
同軸ケーブル３は、外部導体３ｂと、内部導体３ｃと、絶縁体３ｄとを有している。内部導体３ｃは、絶縁体３ｄを挟んで外部導体３ｂの内周側に形成されている。内部導体３ｃは、外部導体３ｂの貫通孔４に挿入された端部３ｂ1から突出する部分３ｃ1を有していてもよい。
【００２５】
内部導体３ｃは、プローブ１２の中央に配置された信号線に接触可能に構成されている。また、外部導体３ｂは、保持部材２を介してプローブ１２の両端に配置されたグランド線に電気的に接続可能に構成されている。この場合、保持部材２は導電性材料からなっており、同軸ケーブル３は外部導体３ｂが絶縁体で被覆されていないセミリジッド同軸ケーブルからなっている。これにより、プローブ１２は、内部導体３ｃと保持部材２の他方面２ｂとに接触することにより、スルー標準器１Ｔに電気的に接続される。
【００２６】
また、同軸ケーブル３の先端の外部端子３ａでは、内部導体３ｃが剥出しにされていてもよい。また、内部導体３ｃの突出する部分３ｃ1の先端は平滑に形成されていてもよい。また内部導体３ｃの突出する部分３ｃ1は保持部材２の他方面２ｂと同一面となる長さに形成されていてもよい。
【００２７】
外部導体３ｂの端部３ｂ1は、貫通孔４の一方面２ａと他方面２ｂとの間に配置されていてもよい。外部導体３ｂの内径３Ｄ1は、外部導体３ｂの端部３ｂ1が配置された位置から他方面２ｂまで延びる貫通孔の径４Ｄ1よりも大きくなるように設けられていてもよい。この場合、貫通孔の径４Ｄは、同軸ケーブル３の径３Ｄに合わせて形成されている。つまり、貫通孔の径４Ｄは、一方面２ａから外部導体３ｂの端部３ｂ1までにおいて、同軸ケーブル３の径３Ｄと略同じ大きさに形成されている。
【００２８】
外部導体３ｂの端部３ｂ1が配置された位置から他方面２ｂまで延びる貫通孔の径４Ｄ1は、突出する部分３ｃ1が挿入された貫通孔４により取り巻かれる部分５の特性インピーダンスが同軸ケーブル３の特性インピーダンスと同じ大きさになるように設けられていてもよい。この場合、内部導体３ｃと、内部導体３ｃと外部導体３ｂの端部３ｂ1が配置された位置から他方面２ｂまで延びる貫通孔４との間の空気とによる特性インピーダンスが同軸ケーブル３の特性インピーダンスと同じ大きさになるように設定されている。
【００２９】
次に、スルー標準器１Ｔと、リフレクト標準器１Ｒと、ライン標準器１Ｌとの３種類の標準器の構成について説明する。
【００３０】
図４を参照して、このスルー標準器１Ｔは、図２に示されるスルー標準器１Ｔと同一の構成を有している。２つの貫通孔４は、互いに間隔Ｌをあけて配置されている。
【００３１】
図５を参照して、リフレクト標準器１Ｒは、スルー標準器１Ｔと比較して同軸ケーブル３が中央で断線している点が主に異なっている。同軸ケーブル３は中央に隙間３ｅを有している。これにより、同軸ケーブル３は中央で分離されている。これ以外の構成はスルー標準器１Ｔと同様である。
【００３２】
図６を参照して、ライン標準器１Ｌは、スルー標準器１Ｔと比較して同軸ケーブル３の長さが長い点が主に異なっている。同軸ケーブル３は、保持部材２の一方面２ａに沿う方向に延びる部分の高さがスルー標準器１Ｔより高くなっている。これ以外の構成はスルー標準器１Ｔと同様である。
【００３３】
図４〜６を参照して、スルー標準器１Ｔ、リフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌのそれぞれは、一方面２ａから他方面２ｂを貫通するように２つの貫通孔４が設けられた保持部材２と、両端のそれぞれにプローブ１２と電気的に接触するための外部端子３ａが設けられた同軸ケーブル３とを含んでいる。同軸ケーブル３の外部端子３ａのそれぞれは保持部材２の一方面２ａ側から２つの貫通孔４のそれぞれに挿入されている。
【００３４】
スルー標準器１Ｔ、リフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌのそれぞれにおいて、２つの貫通孔４のそれぞれに挿入された外部端子３ａ同士は同じ間隔Ｌとなるように配置されている。また、スルー標準器１Ｔ、リフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌのそれぞれにおいて、２つの貫通孔４の互いの間隔Ｌも同じとなるように配置されている。
【００３５】
次に本実施の形態の校正装置による校正について説明する。
校正実施時には、保持治具１５の操作などにより、ＴＬＲ校正標準器１のスルー標準器１Ｔ、リフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌのそれぞれは、プローブ１２に対して図中矢印Ｙ方向に移動される。そして、ＴＬＲ校正標準器１のスルー標準器１Ｔ、リフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌのそれぞれの外部端子３ａは、プローブ１２に電気的に接続される。
【００３６】
校正装置１０では、ＴＬＲ校正標準器１のスルー標準器１Ｔ、リフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１ＬのそれぞれにおけるＳパラメータ（分散パラメータ）の測定値から所定の計算により高周波特性の測定における誤差が除去される。これにより、校正装置１０では、ＴＬＲ校正標準器１を用いて高周波測定の校正が行われる。
【００３７】
また、上記の保持部材２は金めっき処理が施されていてもよい。
図７を参照して、本実施の形態の変形例のＴＲＬ校正標準器１では、保持部材２は、母材２ｃと、母材２ｃの表面に形成された金めっき２ｄとを含んでいる。なお、図７ではスルー標準器１Ｔが図示されているが、図示されないリフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌも同様に構成されている。
【００３８】
この変形例のＴＲＬ校正標準器１では、母材２ｃの表面に金めっき２ｄが形成されている。金めっき２ｄの導電率が高いため、保持部材２とプローブ１２との導通不良が防止される。また、保持部材２とプローブ１２との接触抵抗が低減される。また、また、酸化されにくい金めっき２ｄで母材２ｃの表面が覆われているため、保持部材２の表面が酸化されることが防止される。このため、保持部材２の表面の酸化による影響が防止される。
【００３９】
次に本実施の形態の作用効果について説明する。
校正は、被測定物に最も近い部分であるプローブ１２の先端で行うことで、より正確に行うことができる。そのため、ＴＲＬ校正の精度を上げるためにはプローブ１２の先端で校正する必要がある。
【００４０】
一般的にＴＲＬ校正に使われるスルー標準器１Ｔ、リフレクト標準器１Ｒ、ライン標準器１Ｌのそれぞれは、セラミック基板上に直線に形成されたマイクロストリップラインの長さを変える、またはマイクロストリップラインを断線させることで作られているため、それぞれ外形および外部との接続コネクタである電極（外部端子）の位置が異なる。そのため、この場合、プローブ１２をＴＲＬ校正標準器１の外部端子３ａの位置に移動してＴＲＬ校正が行われている。
【００４１】
量産などにより複数の特定の被測定物に対して高周波特性の測定を行う場合には、プローブ１２の位置、形状などを被測定物に合わせる方が効率的である。そのため、量産などにより被測定物をプローブ１２で測定する際には、プローブ１２の位置が、たとえば被測定物の一例である電子デバイスの電極位置に固定される。このため、ＴＲＬ校正標準器１の外部端子３ａの位置も電子デバイスの電極位置と同様にプローブ１２の位置に合わせる必要がある。
【００４２】
図８（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、比較例に示すように、電極位置が固定されている場合、スルー標準器１Ｔとライン標準器１Ｌとでは、電極同士の間隔Ｌは同じであるがマイクロストリップライン３１の配線長が異なる。そのため、ライン標準器１Ｌにおいて迂回パターンなどで配線長を変えた場合、屈曲のためマイクロストリップライン３１の特性インピーダンスが変化する。これによりＴＲＬ校正標準器１の精度が低下する。
【００４３】
本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１によれば、スルー標準器１Ｔ、リフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌのそれぞれにおいて、保持部材２の２つの貫通孔４のそれぞれに挿入された同軸ケーブル３の外部端子３ａ同士は同じ間隔Ｌとなるように配置されている。外部端子３ａの位置が固定された測定系において、屈曲に対して特性インピーダンスがほとんど変化しない同軸ケーブル３を用いることにより、特性インピーダンスを変化させることなくＴＲＬ校正標準器１の配線長を変化させることができる。このため、ＴＲＬ校正標準器１の高周波特性を確保することができる。そのため、ＴＲＬ校正の精度を向上することができる。
【００４４】
また、本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１によれば、プローブ１２の位置に合わせて保持部材２によりＴＲＬ校正標準器１の外部端子３ａの位置が固定されている。このため、プローブ１２の位置をＴＲＬ校正標準器１の形状に合わせて移動させる場合と比較して、外部端子３ａにプローブ１２の先端を簡単に接触させて校正することができる。そのため、ＴＲＬ校正を容易にすることができる。
【００４５】
本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１によれば、内部導体３ｃが外部導体３ｂの貫通孔４に挿入された端部３ｂ1から突出する部分３ｃ1を有し、外部導体３ｂの内径３Ｄ1が外部導体３ｂの端部３ｂ1が配置された位置から他方面２ｂまで延びる貫通孔の径４Ｄ1よりも大きくなるように設けられていてもよい。
【００４６】
これにより、内部導体３ｃの突出する部分３ｃ1と、保持部材２の外部導体３ｂの端部３ｂ1が配置された位置から他方面２ｂまで延びる貫通孔４の近傍の部分とにプローブ１２を接触させることにより、同軸ケーブル３の内部導体３ｃと外部導体３ｂとにプローブ１２を接触させる場合と比較して、プローブ１２の間隔を狭くすることができる。そのため、ＴＲＬ校正標準器１は、より狭いプローブ１２の間隔に対応することができるため、非測定物の適用範囲を広げることができる。
【００４７】
さらに、同軸ケーブル３の先端で内部導体３ｃの突出する部分３ｃ1が形成されておらず、同軸ケーブル３が保持部材２の他方面２ｂまで挿入されている場合と比較して本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１の作用効果を説明する。たとえば、同軸ケーブル３の特性インピーダンスが５０Ω、内部導体３ｃの径が０．５１ｍｍ、絶縁体３ｄの径が１．６８ｍｍ、外部導体３ｂの径が２．１９ｍｍの場合、絶縁体３ｄの径が１．６８ｍｍであるので、接触させるためにはプローブ１２の信号線とグランド線とのピッチは０．８４（１．６８／２＝０．８４）ｍｍ以上とする必要がある。
【００４８】
一方、本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１では、同軸ケーブル３の絶縁体３ｄの材質は、たとえばＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ；ポリテトラフルオロエチレン）からなっている。内部導体３ｃが剥出しになった部分では空気が絶縁体となる。たとえば、この部分の特性インピーダンスを同軸ケーブル３の特性インピーダンスと同様の５０オームにするためには、外部導体３ｂの端部３ｂ1が配置された位置から他方面２ｂまで延びる貫通孔の径４Ｄ1は約１．１７ｍｍと計算される。なお空気（大気）の比誘電率は１．０００６とした。このため、プローブ１２の信号線とグランド線とのピッチは約０．５９（１．１７／２＝０．５９）ｍｍとなる。これにより、ピッチの狭いプローブ１２を使用することができる。
【００４９】
本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１によれば、外部導体３ｂの端部３ｂ1が配置された位置から他方面２ｂまで延びる貫通孔の径４Ｄ1は、突出する部分３ｃ1が挿入された貫通孔４により取り巻かれる部分５の特性インピーダンスが同軸ケーブル３の特性インピーダンスと同じ大きさになるように設けられていてもよい。
【００５０】
これにより、取り巻かれる部分５では空気（大気）が絶縁体となる。空気（大気）の比誘電率は、同軸ケーブル３のたとえばＰＴＦＥからなる絶縁体３ｄの比誘電率より小さいため、貫通孔の径４Ｄ1を同軸ケーブル３の外部導体３ｂの内径３Ｄ1より小さくすることができる。そのため、同軸ケーブル３の内部導体３ｃと外部導体３ｂとにプローブ１２を接触させる場合と比較して、プローブ１２の間隔を狭くすることができる。そのため、ＴＲＬ校正標準器１は、より狭いプローブ１２の間隔に対応することができるため、非測定物の適用範囲を広げることができる。
【００５１】
本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１によれば、保持部材２は導電性材料からなっており、同軸ケーブル３はセミリジッド同軸ケーブルからなっていてもよい。これにより、保持部材２の他方面２ｂに接触したプローブ１２のグランド線は保持部材２を経由してセミリジッド同軸ケーブル３の外部導体３ｂに確実に電気的に接続することができる。
【００５２】
本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１によれば、保持部材２は、母材２ｃと、母材２ｃの表面に形成された金めっき２ｄとを含んでいてもよい。これにより、金めっき２ｄの導電率が高いため、保持部材２とプローブ１２との導通不良を防止することができる。また、保持部材２とプローブ１２との接触抵抗を低減することができる。また、酸化されにくい金めっき２ｄで母材２ｃの表面が覆われているため、保持部材２の表面が酸化されることが防止される。このため、保持部材２の表面の酸化による影響を防止することができる。
【００５３】
本実施の形態のＴＲＬ校正装置１０によれば、測定器１１と、測定器１１のプローブ１２と電気的に接触することにより測定器１１の校正に使用するための上記のＴＲＬ校正標準器１とを備えている。このため、ＴＲＬ校正の精度を向上することができる。また、検査装置２０をそのままＴＲＬ校正装置１０の一部として使用できるため、生産性を向上することができる。
【００５４】
本実施の形態のＴＲＬ校正装置１０によれば、プローブ１２を外部端子３ａの間隔と同じ間隔に固定するためのプローブ設置治具１３と、プローブ設置治具１３に固定されたプローブ１２と測定器１１とを接続するための信号配線１４と、ＴＲＬ校正標準器１を測定器１１に信号配線１４で接続されたプローブ１２に対して移動可能に設けられている保持治具１５とをさらに備えていてもよい。
【００５５】
これにより、プローブ設置治具１３でプローブ１２の間隔が確実に保持された状態で、保持治具１５でＴＲＬ校正標準器１をプローブ１２に対して移動することができる。このため、確実にプローブ１２と外部端子３ａとを電気的に接続することができる。
【００５６】
本実施の形態のＴＲＬ校正装置１０によれば、測定器１１はネットワークアナライザであってもよい。これにより、特性インピーダンスなどの高周波特性を測定することができる。
【００５７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２では、実施の形態１と比較して、同軸ケーブルの外部端子の形状が主に異なっている。
【００５８】
図９および図１０を参照して、本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１では、貫通孔の径４Ｄは、一方面２ａから他方面２ｂまで同じ大きさで設けられている。貫通孔の径４Ｄは、同軸ケーブル３の径３Ｄと同じ大きさに設けられている。
【００５９】
なお、図９および図１０では、スルー標準器１Ｔが取り付けられた校正装置１０が図示されているが、図示されていないリフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌについてもスルー標準器１Ｔと同様に校正装置１０に取り付けられる。
【００６０】
同軸ケーブル３の先端は、外部導体３ｂ、内部導体３ｃおよび絶縁体３ｄが同一面上に配置されている。ＴＲＬ校正標準器１は、実施の形態１のＴＲＬ校正標準器１と比較して、内部導体３ｃの突出する部分３ｃ1は有していない。つまり、外部端子３ａは同一面上に設けられている。
【００６１】
同軸ケーブル３は、保持部材２に一方面２ａ側から挿入されており、他方面２ｂに達するように配置されている。同軸ケーブル３の貫通孔４に挿入された外部端子３ａの端部３ａ1は、他方面２ｂと同一面上に位置している。
【００６２】
なお、本実施の形態のこれ以外の構成および方法は上述した実施の形態１と同様であるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６３】
本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１によれば、貫通孔の径４Ｄが同軸ケーブル３の径３Ｄと同じ大きさであり、同軸ケーブル３の貫通孔４に挿入された外部端子３ａの端部３ａ1は、他方面２ｂと同一面上に位置している。
【００６４】
このため、保持部材２の貫通孔の径４Ｄを途中で変える必要がない。また同軸ケーブル３の先端を内部導体３ｃが突出するように加工する必要がない。そのため、ＴＲＬ校正標準器１の作成が容易になる。したがって、生産性を向上することができる。プローブ１２のピッチを大きく設定できる場合に本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１の構成を採用することが特に有効である。
【００６５】
上記の各実施の形態は、適時組み合わせることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
【符号の説明】
【００６６】
１ ＴＲＬ校正標準器、１Ｔ スルー標準器、１Ｒ リフレクト標準器、１Ｌ ライン標準器、２ 保持部材、２ａ 一方面、２ｂ 他方面、２ｃ 母材、２ｄ 金めっき、３ 同軸ケーブル（セミリジッド同軸ケーブル）、３ａ 外部端子、３ａ1 外部端子の端部、３ｂ 外部導体、３ｂ1 外部導体の端部、３ｃ 内部導体、３ｃ1 突出する部分、３ｄ 絶縁体、３ｅ 隙間、３Ｄ 同軸ケーブルの径、３Ｄ1 外部導体の内径、４ 貫通孔、４Ｄ 貫通孔の径、４Ｄ1 外部導体の端部が配置された位置から他方面まで延びる貫通孔の径、５ 取り巻かれる部分、１０ 校正装置、１１ 測定器、１２ プローブ、１３ プローブ設置治具、１３ａ 固定孔、１４ 信号配線、１５ 保持治具、２０ 検査装置、２１ 基板、２２ 検査用パッド、３１ マイクロストリップライン。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＲＬ校正標準器およびそれを備えた校正装置に関し、特に、高周波測定器の校正に使用されるＴＲＬ校正標準器およびそれを備えた校正装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通信機器では現在、数Ｇ〜数十ＧＨｚ帯域の高周波を使用するケースが多い。この通信機器の高周波特性はネットワークアナライザなどの測定器を用いて測定される。その際、Ｓパラメータ（分散パラメータ）が使用される。この測定器は、環境条件によって誤差を生じるため、測定毎にＴＲＬ（Thru Reflect Line）校正と呼ばれる校正を行う必要がある。また、実際に高周波測定を行う際には、測定器、信号配線、プローブなどを含めた測定系のＴＲＬ校正を常時行う必要がある。
【０００３】
ＴＲＬ校正は電子デバイス単体の高周波特性を正確に測定するための校正手法である。一般的に電子デバイスはマイクロストリップラインなどの高周波特性を確保した配線上に接続される。マイクロストリップラインの他端が高周波プローブを通じて測定器に接続される。電子デバイス単体の特性を測定するためには、電子デバイスが接続されているマイクロストリップラインの先端までを測定系とし、マイクロストリップラインの先端までを校正する必要がある。
【０００４】
そのため、ＴＲＬ校正では、高周波特性が既知で電極間の距離が違うまたは断線や短絡で完全に反射する、スルー（Ｔ；Thru）、リフレクト（Ｒ；Reflect）、ライン（Ｌ；Line）の３種類の線路を有するそれぞれの標準器が利用される。スルー標準器では、短い伝送経路で標準器の両端が接続されている。リフレクト標準器では、スルー標準器と同一の長さの伝送経路が中央で断線されている。ライン標準器では、スルー標準器より長くなるように伝送経路が延長されている。
【０００５】
ＴＲＬ校正では線路の長さなどの物理的な形状が異なるため、高周波プローブを当てる電極の位置が変化する。そのため、通常は高周波プローブをＴＲＬ校正標準器の電極の位置に移動してＴＲＬ校正が行われている。
【０００６】
一方、形状を被測定物に合わせたＴＲＬ校正標準器が提案されている。たとえば特開２００７−７１７８０号公報（特許文献１）では、ＴＲＬ構成法のスルー（Through）の標準器、オープン（Open）の標準器、遅延線路（Line）の標準器の外部端子は、ソケット受け部に予め形成されている校正用電極に適度な圧力で押し当てられるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−７１７８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記公報では、フレシキブル基板上にマイクロストリップラインが形成され、フレキシブル基板が曲げられることにより標準器が形成されている。そのため、マイクロストリップラインの屈曲により標準器の特性インピーダンスが変化する。このため、標準器の高周波特性が変化する。したがって、ＴＲＬ校正標準器としての精度が低下するという問題がある。
【０００９】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、ＴＲＬ校正の精度を向上することができるＴＲＬ校正標準器およびそれを備えた校正装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のＴＲＬ校正標準器は、測定器のプローブと電気的に接触することにより測定器の校正に使用するためのＴＲＬ校正標準器であって、スルー標準器と、リフレクト標準器と、ライン標準器とを備えている。スルー標準器、リフレクト標準器およびライン標準器のそれぞれは、一方面から他方面を貫通するように２つの貫通孔が設けられた保持部材と、両端のそれぞれにプローブと電気的に接触するための外部端子が設けられた同軸ケーブルとを含み、同軸ケーブルの外部端子のそれぞれは保持部材の一方面側から２つの貫通孔のそれぞれに挿入されており、スルー標準器、リフレクト標準器およびライン標準器のそれぞれにおいて、２つの貫通孔のそれぞれに挿入された外部端子同士は同じ間隔となるように配置されている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のＴＲＬ校正標準器によれば、スルー標準器、リフレクト標準器およびライン標準器のそれぞれにおいて、保持部材の２つの貫通孔のそれぞれに挿入された同軸ケーブルの外部端子同士は同じ間隔となるように配置されている。外部端子の位置が固定された測定系において、屈曲に対して特性インピーダンスがほとんど変化しない同軸ケーブルを用いることにより、特性インピーダンスを変化させることなくＴＲＬ校正標準器の配線長を変化させることができる。このため、ＴＲＬ校正標準器の高周波特性を確保することができる。そのため、ＴＲＬ校正の精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１における検査装置の概略断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における校正装置の概略断面図である。
【図３】図２のＰ１部を拡大して示す概略断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１におけるＴＲＬ校正標準器のスルー標準器の概略断面図である。
【図５】本発明の実施の形態１におけるＴＲＬ校正標準器のリフレクト標準器の概略断面図である。
【図６】本発明の実施の形態１におけるＴＲＬ校正標準器のライン標準器の概略断面図である。
【図７】本発明の実施の形態１における校正装置の変形例の概略断面図である。
【図８】比較例のＴＲＬ校正標準器を示す概略断面図であって、スルー標準器を示す図（Ａ）と、リフレクト標準器を示す図（Ｂ）と、ライン標準器を示す図（Ｃ）である。
【図９】本発明の実施の形態２における校正装置の概略断面図である。
【図１０】図９のＰ２部を拡大して示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
（実施の形態１）
最初に本発明の実施の形態１のＴＲＬ校正標準器により校正される検査装置の構成について説明する。
【００１４】
図１を参照して、検査装置２０は、非測定物の高周波特性を検査するための装置である。非測定物の一例としての基板２１の高周波特性を検査装置２０により検査する場合について説明する。検査装置２０は、測定器１１と、プローブ１２と、プローブ設置治具１３と、信号配線１４と、保持治具１５とを主に有している。なお、図１では検査装置２０によって検査される基板２１も図示されている。
【００１５】
測定器１１は、プローブ１２に信号配線１４を介して電気的に接続されている。測定器１１は、非測定物の高周波特性を測定するためのものであり、たとえばネットワークアナライザである。プローブ１２は、プローブ設置治具１３の固定孔１３ａに挿入されることによりプローブ設置治具１３に固定されている。これによりプローブ１２同士の間隔が固定されている。
【００１６】
保持治具１５は基板２１を保持可能に構成されている。基板２１のプローブ１２と対向する面には、プローブ１２の位置に合わせて検査用パッド２２が形成されている。プローブ１２は、検査用パッド２２と電気的に接続可能なように検査用パッド２２の位置に合わせて配置されている。
【００１７】
プローブ１２は、その先端に３本のプローブ針を有しており、グランド、信号、グランドの順に並んで配置されている。このような構造はＧＳＧ構造と呼ばれている。なお、プローブ１２は、ＧＳＧ構造に限定されず、グランド、信号の順に並んで配置されていてもよい。このような構造はＧＳ構造と呼ばれている。
【００１８】
検査装置２０は、基板２１が保持治具１５の操作などによってプローブ１２に対して図中矢印Ｙ方向に移動することにより、検査用パッド２２とプローブ１２の先端とが接触可能に構成されている。検査用パッド２２とプローブ１２とが接触して電気的に接続されることにより、基板２１の高周波特性が検査装置２０によって検査される。
【００１９】
基板２１の高周波特性を測定する際には、高周波特性を正確に測定するために、測定器１１、プローブ１２、信号配線１４などを含めた測定系に対して、ＴＲＬ校正標準器を用いたＴＲＬ校正が行われる。
【００２０】
次に、本実施の形態のＴＲＬ校正標準器を備えた校正装置の構成について説明する。
図２および図３を参照して、校正装置１０は、ＴＲＬ校正標準器１と、検査装置２０とを主に有している。つまり、ＴＲＬ校正標準器１が検査装置２０に取り付けられることにより、校正装置１０が形成されている。ＴＲＬ校正標準器１は、測定器１１のプローブ１２と電気的に接触することにより測定器１１の校正に使用するためのものである。
【００２１】
図４〜図６を参照して、ＴＲＬ校正標準器１は、スルー標準器１Ｔと、リフレクト標準器１Ｒと、ライン標準器１Ｌとを備えている。再び図２および図３を参照して、ＴＲＬ校正標準器１を備えた校正装置１０として、スルー標準器１Ｔが取り付けられた校正装置１０の構成について説明する。なお、リフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌについてもスルー標準器１Ｔと同様に校正装置１０に取り付けられる。
【００２２】
スルー標準器１Ｔは、保持部材２と、同軸ケーブル３とを主に有している。保持部材２は、同軸ケーブル３を保持するためのものである。保持部材２は、導電性材料からなっていてもよい。同軸ケーブル３はセミリジッド同軸ケーブルからなっていてもよい。同軸ケーブル３は市販されている通常の仕様のものであってもよい。保持部材２が保持治具１５で保持されることにより、スルー標準器１Ｔは検査装置２０に取り付けられている。
【００２３】
保持部材２には一方面２ａから他方面２ｂを貫通するように２つの貫通孔４が設けられている。同軸ケーブル３には両端のそれぞれにプローブ１２と電気的に接触するための外部端子３ａが設けられている。同軸ケーブル３の先端に設けられた外部端子３ａのそれぞれは保持部材２の一方面２ａ側から２つの貫通孔４のそれぞれに挿入されている。外部端子３ａは、プローブ１２と電気的に接続可能なようにプローブ１２の位置に合わせて配置されている。
【００２４】
同軸ケーブル３は、外部導体３ｂと、内部導体３ｃと、絶縁体３ｄとを有している。内部導体３ｃは、絶縁体３ｄを挟んで外部導体３ｂの内周側に形成されている。内部導体３ｃは、外部導体３ｂの貫通孔４に挿入された端部３ｂ1から突出する部分３ｃ1を有していてもよい。
【００２５】
内部導体３ｃは、プローブ１２の中央に配置された信号線に接触可能に構成されている。また、外部導体３ｂは、保持部材２を介してプローブ１２の両端に配置されたグランド線に電気的に接続可能に構成されている。この場合、保持部材２は導電性材料からなっており、同軸ケーブル３は外部導体３ｂが絶縁体で被覆されていないセミリジッド同軸ケーブルからなっている。これにより、プローブ１２は、内部導体３ｃと保持部材２の他方面２ｂとに接触することにより、スルー標準器１Ｔに電気的に接続される。
【００２６】
また、同軸ケーブル３の先端の外部端子３ａでは、内部導体３ｃが剥出しにされていてもよい。また、内部導体３ｃの突出する部分３ｃ1の先端は平滑に形成されていてもよい。また内部導体３ｃの突出する部分３ｃ1は保持部材２の他方面２ｂと同一面となる長さに形成されていてもよい。
【００２７】
外部導体３ｂの端部３ｂ1は、貫通孔４の一方面２ａと他方面２ｂとの間に配置されていてもよい。外部導体３ｂの内径３Ｄ1は、外部導体３ｂの端部３ｂ1が配置された位置から他方面２ｂまで延びる貫通孔の径４Ｄ1よりも大きくなるように設けられていてもよい。この場合、貫通孔の径４Ｄは、同軸ケーブル３の径３Ｄに合わせて形成されている。つまり、貫通孔の径４Ｄは、一方面２ａから外部導体３ｂの端部３ｂ1までにおいて、同軸ケーブル３の径３Ｄと略同じ大きさに形成されている。
【００２８】
外部導体３ｂの端部３ｂ1が配置された位置から他方面２ｂまで延びる貫通孔の径４Ｄ1は、突出する部分３ｃ1が挿入された貫通孔４により取り巻かれる部分５の特性インピーダンスが同軸ケーブル３の特性インピーダンスと同じ大きさになるように設けられていてもよい。この場合、内部導体３ｃと、内部導体３ｃと外部導体３ｂの端部３ｂ1が配置された位置から他方面２ｂまで延びる貫通孔４との間の空気とによる特性インピーダンスが同軸ケーブル３の特性インピーダンスと同じ大きさになるように設定されている。
【００２９】
次に、スルー標準器１Ｔと、リフレクト標準器１Ｒと、ライン標準器１Ｌとの３種類の標準器の構成について説明する。
【００３０】
図４を参照して、このスルー標準器１Ｔは、図２に示されるスルー標準器１Ｔと同一の構成を有している。２つの貫通孔４は、互いに間隔Ｌをあけて配置されている。
【００３１】
図５を参照して、リフレクト標準器１Ｒは、スルー標準器１Ｔと比較して同軸ケーブル３が中央で断線している点が主に異なっている。同軸ケーブル３は中央に隙間３ｅを有している。これにより、同軸ケーブル３は中央で分離されている。これ以外の構成はスルー標準器１Ｔと同様である。
【００３２】
図６を参照して、ライン標準器１Ｌは、スルー標準器１Ｔと比較して同軸ケーブル３の長さが長い点が主に異なっている。同軸ケーブル３は、保持部材２の一方面２ａに沿う方向に延びる部分の高さがスルー標準器１Ｔより高くなっている。これ以外の構成はスルー標準器１Ｔと同様である。
【００３３】
図４〜６を参照して、スルー標準器１Ｔ、リフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌのそれぞれは、一方面２ａから他方面２ｂを貫通するように２つの貫通孔４が設けられた保持部材２と、両端のそれぞれにプローブ１２と電気的に接触するための外部端子３ａが設けられた同軸ケーブル３とを含んでいる。同軸ケーブル３の外部端子３ａのそれぞれは保持部材２の一方面２ａ側から２つの貫通孔４のそれぞれに挿入されている。
【００３４】
スルー標準器１Ｔ、リフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌのそれぞれにおいて、２つの貫通孔４のそれぞれに挿入された外部端子３ａ同士は同じ間隔Ｌとなるように配置されている。また、スルー標準器１Ｔ、リフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌのそれぞれにおいて、２つの貫通孔４の互いの間隔Ｌも同じとなるように配置されている。
【００３５】
次に本実施の形態の校正装置による校正について説明する。
校正実施時には、保持治具１５の操作などにより、ＴＬＲ校正標準器１のスルー標準器１Ｔ、リフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌのそれぞれは、プローブ１２に対して図中矢印Ｙ方向に移動される。そして、ＴＬＲ校正標準器１のスルー標準器１Ｔ、リフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌのそれぞれの外部端子３ａは、プローブ１２に電気的に接続される。
【００３６】
校正装置１０では、ＴＬＲ校正標準器１のスルー標準器１Ｔ、リフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１ＬのそれぞれにおけるＳパラメータ（分散パラメータ）の測定値から所定の計算により高周波特性の測定における誤差が除去される。これにより、校正装置１０では、ＴＬＲ校正標準器１を用いて高周波測定の校正が行われる。
【００３７】
また、上記の保持部材２は金めっき処理が施されていてもよい。
図７を参照して、本実施の形態の変形例のＴＲＬ校正標準器１では、保持部材２は、母材２ｃと、母材２ｃの表面に形成された金めっき２ｄとを含んでいる。なお、図７ではスルー標準器１Ｔが図示されているが、図示されないリフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌも同様に構成されている。
【００３８】
この変形例のＴＲＬ校正標準器１では、母材２ｃの表面に金めっき２ｄが形成されている。金めっき２ｄの導電率が高いため、保持部材２とプローブ１２との導通不良が防止される。また、保持部材２とプローブ１２との接触抵抗が低減される。また、また、酸化されにくい金めっき２ｄで母材２ｃの表面が覆われているため、保持部材２の表面が酸化されることが防止される。このため、保持部材２の表面の酸化による影響が防止される。
【００３９】
次に本実施の形態の作用効果について説明する。
校正は、被測定物に最も近い部分であるプローブ１２の先端で行うことで、より正確に行うことができる。そのため、ＴＲＬ校正の精度を上げるためにはプローブ１２の先端で校正する必要がある。
【００４０】
一般的にＴＲＬ校正に使われるスルー標準器１Ｔ、リフレクト標準器１Ｒ、ライン標準器１Ｌのそれぞれは、セラミック基板上に直線に形成されたマイクロストリップラインの長さを変える、またはマイクロストリップラインを断線させることで作られているため、それぞれ外形および外部との接続コネクタである電極（外部端子）の位置が異なる。そのため、この場合、プローブ１２をＴＲＬ校正標準器１の外部端子３ａの位置に移動してＴＲＬ校正が行われている。
【００４１】
量産などにより複数の特定の被測定物に対して高周波特性の測定を行う場合には、プローブ１２の位置、形状などを被測定物に合わせる方が効率的である。そのため、量産などにより被測定物をプローブ１２で測定する際には、プローブ１２の位置が、たとえば被測定物の一例である電子デバイスの電極位置に固定される。このため、ＴＲＬ校正標準器１の外部端子３ａの位置も電子デバイスの電極位置と同様にプローブ１２の位置に合わせる必要がある。
【００４２】
図８（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、比較例に示すように、電極位置が固定されている場合、スルー標準器１Ｔとライン標準器１Ｌとでは、電極同士の間隔Ｌは同じであるがマイクロストリップライン３１の配線長が異なる。そのため、ライン標準器１Ｌにおいて迂回パターンなどで配線長を変えた場合、屈曲のためマイクロストリップライン３１の特性インピーダンスが変化する。これによりＴＲＬ校正標準器１の精度が低下する。
【００４３】
本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１によれば、スルー標準器１Ｔ、リフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌのそれぞれにおいて、保持部材２の２つの貫通孔４のそれぞれに挿入された同軸ケーブル３の外部端子３ａ同士は同じ間隔Ｌとなるように配置されている。外部端子３ａの位置が固定された測定系において、屈曲に対して特性インピーダンスがほとんど変化しない同軸ケーブル３を用いることにより、特性インピーダンスを変化させることなくＴＲＬ校正標準器１の配線長を変化させることができる。このため、ＴＲＬ校正標準器１の高周波特性を確保することができる。そのため、ＴＲＬ校正の精度を向上することができる。
【００４４】
また、本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１によれば、プローブ１２の位置に合わせて保持部材２によりＴＲＬ校正標準器１の外部端子３ａの位置が固定されている。このため、プローブ１２の位置をＴＲＬ校正標準器１の形状に合わせて移動させる場合と比較して、外部端子３ａにプローブ１２の先端を簡単に接触させて校正することができる。そのため、ＴＲＬ校正を容易にすることができる。
【００４５】
本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１によれば、内部導体３ｃが外部導体３ｂの貫通孔４に挿入された端部３ｂ1から突出する部分３ｃ1を有し、外部導体３ｂの内径３Ｄ1が外部導体３ｂの端部３ｂ1が配置された位置から他方面２ｂまで延びる貫通孔の径４Ｄ1よりも大きくなるように設けられていてもよい。
【００４６】
これにより、内部導体３ｃの突出する部分３ｃ1と、保持部材２の外部導体３ｂの端部３ｂ1が配置された位置から他方面２ｂまで延びる貫通孔４の近傍の部分とにプローブ１２を接触させることにより、同軸ケーブル３の内部導体３ｃと外部導体３ｂとにプローブ１２を接触させる場合と比較して、プローブ１２の間隔を狭くすることができる。そのため、ＴＲＬ校正標準器１は、より狭いプローブ１２の間隔に対応することができるため、非測定物の適用範囲を広げることができる。
【００４７】
さらに、同軸ケーブル３の先端で内部導体３ｃの突出する部分３ｃ1が形成されておらず、同軸ケーブル３が保持部材２の他方面２ｂまで挿入されている場合と比較して本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１の作用効果を説明する。たとえば、同軸ケーブル３の特性インピーダンスが５０Ω、内部導体３ｃの径が０．５１ｍｍ、絶縁体３ｄの径が１．６８ｍｍ、外部導体３ｂの径が２．１９ｍｍの場合、絶縁体３ｄの径が１．６８ｍｍであるので、接触させるためにはプローブ１２の信号線とグランド線とのピッチは０．８４（１．６８／２＝０．８４）ｍｍ以上とする必要がある。
【００４８】
一方、本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１では、同軸ケーブル３の絶縁体３ｄの材質は、たとえばＰＴＦＥ（Ｐｏｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ；ポリテトラフルオロエチレン）からなっている。内部導体３ｃが剥出しになった部分では空気が絶縁体となる。たとえば、この部分の特性インピーダンスを同軸ケーブル３の特性インピーダンスと同様の５０オームにするためには、外部導体３ｂの端部３ｂ1が配置された位置から他方面２ｂまで延びる貫通孔の径４Ｄ1は約１．１７ｍｍと計算される。なお空気（大気）の比誘電率は１．０００６とした。このため、プローブ１２の信号線とグランド線とのピッチは約０．５９（１．１７／２＝０．５９）ｍｍとなる。これにより、ピッチの狭いプローブ１２を使用することができる。
【００４９】
本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１によれば、外部導体３ｂの端部３ｂ1が配置された位置から他方面２ｂまで延びる貫通孔の径４Ｄ1は、突出する部分３ｃ1が挿入された貫通孔４により取り巻かれる部分５の特性インピーダンスが同軸ケーブル３の特性インピーダンスと同じ大きさになるように設けられていてもよい。
【００５０】
これにより、取り巻かれる部分５では空気（大気）が絶縁体となる。空気（大気）の比誘電率は、同軸ケーブル３のたとえばＰＴＦＥからなる絶縁体３ｄの比誘電率より小さいため、貫通孔の径４Ｄ1を同軸ケーブル３の外部導体３ｂの内径３Ｄ1より小さくすることができる。そのため、同軸ケーブル３の内部導体３ｃと外部導体３ｂとにプローブ１２を接触させる場合と比較して、プローブ１２の間隔を狭くすることができる。そのため、ＴＲＬ校正標準器１は、より狭いプローブ１２の間隔に対応することができるため、非測定物の適用範囲を広げることができる。
【００５１】
本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１によれば、保持部材２は導電性材料からなっており、同軸ケーブル３はセミリジッド同軸ケーブルからなっていてもよい。これにより、保持部材２の他方面２ｂに接触したプローブ１２のグランド線は保持部材２を経由してセミリジッド同軸ケーブル３の外部導体３ｂに確実に電気的に接続することができる。
【００５２】
本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１によれば、保持部材２は、母材２ｃと、母材２ｃの表面に形成された金めっき２ｄとを含んでいてもよい。これにより、金めっき２ｄの導電率が高いため、保持部材２とプローブ１２との導通不良を防止することができる。また、保持部材２とプローブ１２との接触抵抗を低減することができる。また、酸化されにくい金めっき２ｄで母材２ｃの表面が覆われているため、保持部材２の表面が酸化されることが防止される。このため、保持部材２の表面の酸化による影響を防止することができる。
【００５３】
本実施の形態のＴＲＬ校正装置１０によれば、測定器１１と、測定器１１のプローブ１２と電気的に接触することにより測定器１１の校正に使用するための上記のＴＲＬ校正標準器１とを備えている。このため、ＴＲＬ校正の精度を向上することができる。また、検査装置２０をそのままＴＲＬ校正装置１０の一部として使用できるため、生産性を向上することができる。
【００５４】
本実施の形態のＴＲＬ校正装置１０によれば、プローブ１２を外部端子３ａの間隔と同じ間隔に固定するためのプローブ設置治具１３と、プローブ設置治具１３に固定されたプローブ１２と測定器１１とを接続するための信号配線１４と、ＴＲＬ校正標準器１を測定器１１に信号配線１４で接続されたプローブ１２に対して移動可能に設けられている保持治具１５とをさらに備えていてもよい。
【００５５】
これにより、プローブ設置治具１３でプローブ１２の間隔が確実に保持された状態で、保持治具１５でＴＲＬ校正標準器１をプローブ１２に対して移動することができる。このため、確実にプローブ１２と外部端子３ａとを電気的に接続することができる。
【００５６】
本実施の形態のＴＲＬ校正装置１０によれば、測定器１１はネットワークアナライザであってもよい。これにより、特性インピーダンスなどの高周波特性を測定することができる。
【００５７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２では、実施の形態１と比較して、同軸ケーブルの外部端子の形状が主に異なっている。
【００５８】
図９および図１０を参照して、本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１では、貫通孔の径４Ｄは、一方面２ａから他方面２ｂまで同じ大きさで設けられている。貫通孔の径４Ｄは、同軸ケーブル３の径３Ｄと同じ大きさに設けられている。
【００５９】
なお、図９および図１０では、スルー標準器１Ｔが取り付けられた校正装置１０が図示されているが、図示されていないリフレクト標準器１Ｒおよびライン標準器１Ｌについてもスルー標準器１Ｔと同様に校正装置１０に取り付けられる。
【００６０】
同軸ケーブル３の先端は、外部導体３ｂ、内部導体３ｃおよび絶縁体３ｄが同一面上に配置されている。ＴＲＬ校正標準器１は、実施の形態１のＴＲＬ校正標準器１と比較して、内部導体３ｃの突出する部分３ｃ1は有していない。つまり、外部端子３ａは同一面上に設けられている。
【００６１】
同軸ケーブル３は、保持部材２に一方面２ａ側から挿入されており、他方面２ｂに達するように配置されている。同軸ケーブル３の貫通孔４に挿入された外部端子３ａの端部３ａ1は、他方面２ｂと同一面上に位置している。
【００６２】
なお、本実施の形態のこれ以外の構成および方法は上述した実施の形態１と同様であるため、同一の要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。
【００６３】
本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１によれば、貫通孔の径４Ｄが同軸ケーブル３の径３Ｄと同じ大きさであり、同軸ケーブル３の貫通孔４に挿入された外部端子３ａの端部３ａ1は、他方面２ｂと同一面上に位置している。
【００６４】
このため、保持部材２の貫通孔の径４Ｄを途中で変える必要がない。また同軸ケーブル３の先端を内部導体３ｃが突出するように加工する必要がない。そのため、ＴＲＬ校正標準器１の作成が容易になる。したがって、生産性を向上することができる。プローブ１２のピッチを大きく設定できる場合に本実施の形態のＴＲＬ校正標準器１の構成を採用することが特に有効である。
【００６５】
上記の各実施の形態は、適時組み合わせることができる。
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることを意図される。
【符号の説明】
【００６６】
１ ＴＲＬ校正標準器、１Ｔ スルー標準器、１Ｒ リフレクト標準器、１Ｌ ライン標準器、２ 保持部材、２ａ 一方面、２ｂ 他方面、２ｃ 母材、２ｄ 金めっき、３ 同軸ケーブル（セミリジッド同軸ケーブル）、３ａ 外部端子、３ａ1 外部端子の端部、３ｂ 外部導体、３ｂ1 外部導体の端部、３ｃ 内部導体、３ｃ1 突出する部分、３ｄ 絶縁体、３ｅ 隙間、３Ｄ 同軸ケーブルの径、３Ｄ1 外部導体の内径、４ 貫通孔、４Ｄ 貫通孔の径、４Ｄ1 外部導体の端部が配置された位置から他方面まで延びる貫通孔の径、５ 取り巻かれる部分、１０ 校正装置、１１ 測定器、１２ プローブ、１３ プローブ設置治具、１３ａ 固定孔、１４ 信号配線、１５ 保持治具、２０ 検査装置、２１ 基板、２２ 検査用パッド、３１ マイクロストリップライン。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定器のプローブと電気的に接触することにより前記測定器の校正に使用するためのＴＲＬ校正標準器であって、
スルー標準器と、
リフレクト標準器と、
ライン標準器とを備え、
前記スルー標準器、前記リフレクト標準器および前記ライン標準器のそれぞれは、
一方面から他方面を貫通するように２つの貫通孔が設けられた保持部材と、
両端のそれぞれに前記プローブと電気的に接触するための外部端子が設けられた同軸ケーブルとを含み、
前記同軸ケーブルの前記外部端子のそれぞれは前記保持部材の前記一方面側から２つの前記貫通孔のそれぞれに挿入されており、
前記スルー標準器、前記リフレクト標準器および前記ライン標準器のそれぞれにおいて、２つの前記貫通孔のそれぞれに挿入された前記外部端子同士は同じ間隔となるように配置されている、ＴＲＬ校正標準器。
【請求項２】
前記同軸ケーブルは、
外部導体と、
前記外部導体の内周側に形成され、かつ前記外部導体の前記貫通孔に挿入された端部から突出する部分を有する内部導体とを含み、
前記外部導体の端部は、前記貫通孔の前記一方面と前記他方面との間に配置されており、
前記外部導体の内径は、前記外部導体の端部が配置された位置から前記他方面まで延びる前記貫通孔の径よりも大きくなるように設けられている、請求項１に記載のＴＲＬ校正標準器。
【請求項３】
前記外部導体の端部が配置された位置から前記他方面まで延びる前記貫通孔の径は、前記突出する部分が挿入された前記貫通孔により取り巻かれる部分の特性インピーダンスが前記同軸ケーブルの特性インピーダンスと同じ大きさになるように設けられている、請求項２に記載のＴＲＬ校正標準器。
【請求項４】
前記貫通孔の径が前記同軸ケーブルの径と同じ大きさであり、
前記同軸ケーブルの前記貫通孔に挿入された前記外部端子の端部は、前記他方面と同一面上に位置している、請求項１に記載のＴＲＬ校正標準器。
【請求項５】
前記保持部材は導電性材料からなっており、
前記同軸ケーブルはセミリジッド同軸ケーブルからなっている、請求項１〜４のいずれかに記載のＴＲＬ校正標準器。
【請求項６】
前記保持部材は、
母材と
前記母材の表面に形成された金めっきとを含んでいる、請求項１〜５のいずれかに記載のＴＲＬ校正標準器。
【請求項７】
前記測定器と、
前記測定器の前記プローブと電気的に接触することにより前記測定器の校正に使用するための請求項１〜６のいずれかに記載のＴＲＬ校正標準器とを備えた、校正装置。
【請求項８】
前記プローブを前記外部端子の間隔と同じ間隔に固定するためのプローブ設置治具と、
前記プローブ設置治具に固定された前記プローブと前記測定器とを接続するための信号配線と、
前記ＴＲＬ校正標準器を前記測定器に前記信号配線で接続された前記プローブに対して移動可能に設けられている保持治具とをさらに備えた、請求項７に記載の校正装置。
【請求項９】
前記測定器はネットワークアナライザである、請求項７または８に記載の校正装置。
【請求項１】
測定器のプローブと電気的に接触することにより前記測定器の校正に使用するためのＴＲＬ校正標準器であって、
スルー標準器と、
リフレクト標準器と、
ライン標準器とを備え、
前記スルー標準器、前記リフレクト標準器および前記ライン標準器のそれぞれは、
一方面から他方面を貫通するように２つの貫通孔が設けられた保持部材と、
両端のそれぞれに前記プローブと電気的に接触するための外部端子が設けられた同軸ケーブルとを含み、
前記同軸ケーブルの前記外部端子のそれぞれは前記保持部材の前記一方面側から２つの前記貫通孔のそれぞれに挿入されており、
前記スルー標準器、前記リフレクト標準器および前記ライン標準器のそれぞれにおいて、２つの前記貫通孔のそれぞれに挿入された前記外部端子同士は同じ間隔となるように配置されている、ＴＲＬ校正標準器。
【請求項２】
前記同軸ケーブルは、
外部導体と、
前記外部導体の内周側に形成され、かつ前記外部導体の前記貫通孔に挿入された端部から突出する部分を有する内部導体とを含み、
前記外部導体の端部は、前記貫通孔の前記一方面と前記他方面との間に配置されており、
前記外部導体の内径は、前記外部導体の端部が配置された位置から前記他方面まで延びる前記貫通孔の径よりも大きくなるように設けられている、請求項１に記載のＴＲＬ校正標準器。
【請求項３】
前記外部導体の端部が配置された位置から前記他方面まで延びる前記貫通孔の径は、前記突出する部分が挿入された前記貫通孔により取り巻かれる部分の特性インピーダンスが前記同軸ケーブルの特性インピーダンスと同じ大きさになるように設けられている、請求項２に記載のＴＲＬ校正標準器。
【請求項４】
前記貫通孔の径が前記同軸ケーブルの径と同じ大きさであり、
前記同軸ケーブルの前記貫通孔に挿入された前記外部端子の端部は、前記他方面と同一面上に位置している、請求項１に記載のＴＲＬ校正標準器。
【請求項５】
前記保持部材は導電性材料からなっており、
前記同軸ケーブルはセミリジッド同軸ケーブルからなっている、請求項１〜４のいずれかに記載のＴＲＬ校正標準器。
【請求項６】
前記保持部材は、
母材と
前記母材の表面に形成された金めっきとを含んでいる、請求項１〜５のいずれかに記載のＴＲＬ校正標準器。
【請求項７】
前記測定器と、
前記測定器の前記プローブと電気的に接触することにより前記測定器の校正に使用するための請求項１〜６のいずれかに記載のＴＲＬ校正標準器とを備えた、校正装置。
【請求項８】
前記プローブを前記外部端子の間隔と同じ間隔に固定するためのプローブ設置治具と、
前記プローブ設置治具に固定された前記プローブと前記測定器とを接続するための信号配線と、
前記ＴＲＬ校正標準器を前記測定器に前記信号配線で接続された前記プローブに対して移動可能に設けられている保持治具とをさらに備えた、請求項７に記載の校正装置。
【請求項９】
前記測定器はネットワークアナライザである、請求項７または８に記載の校正装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１１−２４７７２０（Ｐ２０１１−２４７７２０Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２０４６１（Ｐ２０１０−１２０４６１）
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２６日（２０１０．５．２６）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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