日本国家先进工业科学技术研究院 (AIST；院长：Ryoji Chubachi) 电磁波部门 Yozo Shimada（部门负责人）和 Kazuhiro Shimaoka（高级研究员）与国家信息通信技术研究所 (NICT；院长：Masao Sakauchi) 合作，制定了国家测量标准用于校准 110 - 170 GHz 频段的超高频功率计。

新开发了一种用于测量射频 (RF) 功率和转化为热量的直流 (DC) 功率的等温控制技术及其等效性评估技术。这些技术实现了此前难以完成的110～170GHz超高频射频功率计校准的国家计量标准，实现了射频功率计校准的可溯源。除了提高毫米波汽车雷达电磁干扰测试的可靠性外，预计还将为机场安防系统、电磁屏蔽材料评估技术以及超快半导体领域的发展做出贡献。

这些结果的详细信息将在 2014 年 3 月 19 日至 21 日在新泻大学（新泻市新泻市）举行的 2014 年电子信息通信工程师学会大会上公布。

（照片）：制定射频功率计校准国家计量标准

近年来，太赫兹波（频率范围从100 GHz到几太赫兹的电磁波）在通信技术、材料分析、安全、艺术品研究等领域的应用日益普及。例如，正在研究利用用户还很少的太赫兹波段来进行无线大容量信息传输，这需要更宽的带宽。然而，由于太赫兹波容易被大气吸收，其使用及其精确测量方法的研究一直被推迟，这被称为“太赫兹间隙”。在与太赫兹波相关的最基本的测量量中，一种被称为“光学频率梳”的技术正在被用来制定频率测量标准，但对于电力来说，许多国家的发展都被推迟，并且越来越需要建立一个初级标准作为国家测量标准。此外，在电磁干扰测试中，还需要测量毫米波汽车雷达载波频率（605 GHz、765 GHz和795 GHz）两倍频率（121 GHz、153 GHz和159 GHz）的杂散功率，因此，对可追踪射频功率计的需求不断增加。

为了建立使用120 GHz频段的无线大容量信息传输系统的测量方法，总务省技术审查院的一个研究小组于2010年底向AIST询问是否可以使用国家测量标准在该频段进行射频功率校准。然而，当时，使用国家测量标准对该频段的射频功率校准不仅在日本可用，而且在欧洲和美国的国家计量机构中也可用。因此，AIST和NICT开始了联合研究，以领先于其他国家实现射频功率校准服务。

通常使用射频功率计来测量射频功率。然而，对于此类功率计，必须通过与精度更高的功率计进行比较来进行校准，以保证其准确性。作为精确校准标准的精度较高的测量仪器称为测量标准。在本研究中，研究人员开发了一种测量标准，能够测量 110 至 170 GHz 频段的射频功率（测量单位为瓦特 (W)），精度为 4%。

使用此测量标准，待测量的射频功率将首先被电磁波吸收器吸收并转化为热量。通过将这种热量与等效直流功率进行比较，可以对射频功率进行最准确的测量。开发了两项新技术来实现这些热测量。

一种是使用等温控制技术的热测量方法，该方法使得热测量的速度比传统方法快约十倍。采用这种方法，可以在信号源输出稳定的较短时间内获得高精度的测量结果。另一种是等效评估技术，比较已转换为热量的射频功率和直流功率。一般来说，对于转换成热量的射频功率和直流功率，电磁波吸收器内部的热分布存在差异，从而导致测量值存在差异。这次，通过对电磁波吸收体内部的热分布差异进行详细分析，开发出了一种准确评估射频功率的技术。

图1是利用这些技术制定的110至170 GHz频段射频功率计校准国家测量标准（等温控制波导型双干热量计）的照片。图2显示了其工作原理。

图1：等温波导型双干量热仪， 本研究制定的国家计量标准

图2：等温波导型双干式热量计的工作原理

在等温控制波导型双干式热量计中，直流加热器安装在电磁波吸收器周围。当没有电磁波输入时，直流电源h₁被加热器消耗并转化为热量。电磁吸波器后面有一个热电元件和一个温度参考块。并被电磁波吸收体吸收并转化为热量。电磁波吸收体的温度将相对于参考块的温度升高。当这种情况发生时，直流电流减少到h₂这样温差将再次恢复为零。电磁功率P_s可以测量为直流功率的减少量（图2右）。

通过使用该测量标准，在110至170 GHz频段内的射频功率测量，传统上没有明确的标准，并且各个测量设备制造商可以确定4%的精度。除了在提高毫米波雷达汽车电磁干扰测试的可靠性方面做出贡献外，毫米波雷达的使用量正在迅速增加，在机场安全系统的开发、电磁波屏蔽材料的评估技术以及超快半导体领域中的应用也备受期待。

利用已制定的射频功率计校准国家测量标准，NICT将于2014年3月25日推出针对无线通信设备的射频功率计校准服务。AIST将开发更高频率的应用技术，以在几年内实现300 GHz以上频段的国家测量标准。