より高い周波数の誘電率を計算する方法は？

多くの書籍では、材料の誘電率は、1つまたは2つの周波数の誘電率としてのみ記載されています。1 kHzがよく使用されます（たとえば、Plastics Technology Handbook、4th ed、ISBN-13：978-0-8493-7039-7）が、少なくとも2000倍高い周波数（2 -4 GHz）。

より高い周波数の材料の誘電率をどのように計算しますか？ここでも誘電率は役に立ちますか？

高周波で誘電率を決定する方法はたくさんありますが、それらは一様に実験に基づいています。簡単な方法の1つは、共振空洞です。既知の共振周波数を持つ共振空洞を作成します。次に、ホルダーの内部にある材料をキャビティ内に挿入し、共振周波数がどの程度乱されているかを確認します（ベクトルネットワークアナライザーまたは同様の機器を使用）。これから、誘電率を把握できます。これはかなり正確な方法ですが、オープンプローブテストは製造を大幅に削減して妥当な作業を行うことができます。

経験から、通常、加熱周波数（2.45 GHz）付近の一般的な誘電体材料に関する優れたデータがあります。1〜4 GHzの場合、意味のある違いはないでしょう。

私は18〜20 GHzの範囲の誘電体材料でマイクロ波空洞をテストしました。通常、公開されている値は、20 GHzで適用されても10 GHzでかなり正確です。それは確かにまだ意味のあるものです！

特定のデータを探している場合は、特定の材料の製造元のデータシートを参照します。Matwebも優れたリソースです。無料のアカウントにサインアップして、完全な結果を得ることができます。http：//www.matweb.com/

また、余談ですが、アンテナジオメトリの複雑さによっては、アンテナ+誘電体シミュレーションを実行すると、誘電体材料の実行可能性をテストするのが非常に簡単になる場合があります。私は、COMSOLと他の多数のパッケージを使用して、マイクロ波アンテナ/エンドラウンチの適切な比誘電率/損失正接範囲を決定しました。確かに、高価な材料の購入と製造を上回って、周波数応答が悪いことがわかります。

周波数の関数として誘電率を計算することは、不可能であるほど非実用的であると見なされるほどに、非常に困難です。周波数の関数としての誘電率は、誘電体の多くの特性に応答して動作し、予測可能な曲線には従いません。周波数スペクトルをスイープすると、特定の誘電体の誘電率が一見ランダムな間隔で上下する場合があります。

特定の状況（温度、電圧、機械的特性など）での特定の誘電体の誘電率の正確なデータが必要な場合は、測定が唯一の推奨オプションです。