Ceyear 3674 series VNA (2port, 4port)

110GHz帯におけるFPOR（Fabry-Pérot Open Resonator：ファブリー・ペロー型開放共振器）を用いた誘電率測定は、高精度化と測定範囲の拡大、そして標準化に向けた取り組みが主な焦点となっています。

110GHz FPOR誘電率測定の最新動向

1. 測定技術の高度化と広帯域化

FPOR法は、非破壊・非接触で低損失材料の誘電率（比誘電率 および誘電正接 ）を高精度に測定できる共振器法の一つとして、ミリ波帯（110 GHz帯を含む）で広く利用されています。

• 高精度な測定システム:

  現在、10 GHzから110 GHzまでをカバーするシステムが商用化されており、さらに110 GHzから170 GHzといったより高い周波数帯域（Dバンド）にも対応するための技術開発が進んでいます。

  • 比誘電率 の精度は0.5%未満、誘電正接 は レベル（精度2%未満）という非常に高い精度が実現されています。

• シンプルなセットアップ:

  従来のミリ波測定で用いられてきた周波数逓倍器（エクステンダー）を不要とし、シンプルなダイレクト接続で110 GHzまでの測定を可能にするシステムが登場しており、測定の簡便化とノイズ抑制に貢献しています。

• 多用途への応用:

  FPORは主に低損失固体材料の測定に用いられますが、その原理である自由空間（Free-Space）測定の技術は、液体試料（例：水溶液、生物組織）や薄膜材料の複素誘電率を測定する研究にも応用されています。

2. 国際的な標準化への取り組み

高周波デバイスや次世代通信（5G/6G）の発展に伴い、信頼性の高い誘電率データの需要が高まっており、測定の標準化が重要な課題となっています。

• SIトレーサビリティの確保:

  米国のNIST（National Institute of Standards and Technology：国立標準技術研究所）を中心とする国際的な取り組みとして、10 GHzから110 GHzの複素誘電率について、国際単位系（SI）にトレーサブルな標準規格を開発するプロジェクトが進行中です。

• 産業界との連携:

  iNEMI（International Electronics Manufacturing Initiative）などの業界団体がこの標準規格開発を支援しており、標準参照物質（SRM）のプロトタイプ開発や、ラボ間での測定相互比較を通じて、産業界で有用な測定ツールを確立することを目指しています。

3. その他の共振器・広帯域測定技術との連携

FPOR以外の測定手法でも110 GHz帯の誘電率測定技術が進展しており、相互に補完し合う関係にあります。

• 異方性材料の評価:

  オンウェハ法（Coplanar Waveguides, CPWなど）に基づいた技術により、FPORでは測定が難しい異方性誘電体のテンソル誘電率（材料の方向によって誘電率が異なる特性）を110 GHzまで評価する研究が進んでいます。

• 広帯域測定:

  単一の周波数で高精度を出す共振器法（FPOR含む）に対し、超広帯域で誘電率を測定するために、オーバーモード導波管法など、ミリ波帯特有の課題（エアギャップによる誤差など）を克服する新しい手法も開発されています。

FPORは高精度な低損失材料評価のデファクトスタンダードの一つとして確立されつつあり、今後は測定システムの汎用化と、国際的な標準化の確立が鍵となります。