JP2004157016A

JP2004157016A - 高周波測定方法およびベクトルネットワークアナライザ

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Publication number: JP2004157016A
Application number: JP2002323031A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Osada; 慎一長田; Takayuki Shinozaki; 崇行篠崎
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2002-11-06
Filing date: 2002-11-06
Publication date: 2004-06-03

Abstract

【課題】ＴＲＬ標準器やＤＵＴ実装基板における例えばマイクロストリップ線路と同軸線路との変換部分の不整合の影響を小さくすることのできるＴＲＬ校正法を利用した高周波測定方法およびベクトルネットワークアナライザを提供する。
【解決手段】ベクトルネットワークアナライザのタイムドメイン測定機能を利用して、ベクトルネットワークアナライザのＴＯＳＬ校正基準面とＴＲＬ標準器やＤＵＴ実装基板との接続部近傍の反射係数を所定の値に調整して、その状態で測定したＴＲＬ標準器のＳパラメータを用いてＤＵＴ実装基板のＳパラメータを補正することによってＤＵＴのＳパラメータを計算する。
【効果】ベクトルネットワークアナライザのＴＯＳＬ校正基準面とＴＲＬ標準器やＤＵＴ実装基板との接続部近傍の反射係数がほぼ一定になるためにＴＲＬ校正法の誤差原因が小さくなり、高周波測定精度の向上を図ることができる。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ベクトルネットワークアナライザによる高周波測定方法、およびその高周波測定方法をメニューに含むベクトルネットワークアナライザに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品の高周波特性、より具体的には高周波での２ポートＳパラメータ（周波数ドメイン特性）を測定するためにはベクトルネットワークアナライザ（ＶＮＡ）を用いるのが一般的である。ＶＮＡを用いる場合、ＶＮＡの内部的な誤差要因やＶＮＡとＤＵＴ（ＤｅｖｉｃｅＵｎｄｅｒＴｅｓｔ）を搭載した測定対象（ＤＵＴ実装基板）とを接続するケーブルの不整合などの悪影響を取り除くために、あらかじめ特性が知られている標準器を用いて校正が行われる。
【０００３】
標準器を用いた校正方法としては、スルー（Ｔ）標準器、オープン（Ｏ）標準器、ショート（Ｓ）標準器、ロード（Ｌ）標準器を用いたＴＯＳＬ校正法が一般的である。ＶＮＡの入出力ポートやＶＮＡとＤＵＴ実装基板とを接続するケーブルには通常は同軸コネクタが設けられているため、上記の各標準器も同軸コネクタ付きが普通である。但し、ＤＵＴ実装基板に接続する２つのポートを直結できる場合には直結した状態が実質的にスルー標準器を接続した状態と等価になる。
【０００４】
ところで、表面実装型のＤＵＴ実装基板の場合にはマイクロストリップ線路に実装して測定を行うことが多いが、ＴＯＳＬ校正法の標準器をマイクロストリップ線路構造で実現する場合、高い周波数での性能が良くなく、測定精度を向上させにくいという問題がある。そこで、高い周波数で、しかもマイクロストリップ線路構造のＤＵＴ実装基板や標準器でも利用できる校正方法として、スルー（Ｔ）標準器、リフレクト（Ｒ）標準器、ライン（Ｌ）標準器を用いたＴＲＬ校正法が考え出されている。
【０００５】
ＴＲＬ校正法においては、スルー標準器の主要部は所定の長さで両端がＶＮＡに接続できるように構成されたマイクロストリップ線路で、ライン標準器はスルー標準器におけるマイクロストリップ線路の長さが少し長いものである。また、リフレクト標準器はマイクロストリップ線路がスルー標準器の半分の長さで一端のみがＶＮＡに接続できるように構成され、他端が全反射（開放または短絡）状態にされたものである。言い換えれば、スルー標準器を伝送線路方向の中央で２つに分割し、分割位置でマイクロストリップ線路を開放状態または短絡状態にしたものとほぼ同じである。
【０００６】
図１を用いて、ＴＲＬ校正法における各標準器とそのモデル化について説明する。図１に示すように、各標準器は、所定のマイクロストリップ線路の形成された誘電体基板とそれに接続されたコネクタからなる。そして、各標準器はＴ_Ｘ、Ｔ_Ｙ、Ｔ_Ｌという３つのＴパラメータ（周波数ドメイン特性）と、ρ_Ｘ、ρ_Ｙという２つの反射係数でモデル化される。
【０００７】
ＴパラメータＴ_Ｘはスルー標準器の一方側半分の特性を表すもので、基板部分の半分と一方のコネクタを含む。Ｔ_Ｙはスルー標準器の他方側半分の特性を表すもので、基板部分の半分と他方のコネクタを含む。そして、スルー標準器はＴ_Ｘ、Ｔ_Ｙの２つのＴパラメータを接続した形で表される。図１において、ＸとＹは同じ長さにしている。なお、ここでＴパラメータを使うのは、複数のＴパラメータを接続する際の計算が容易になるためである。そして、Ｔパラメータは容易にＳパラメータに変換可能である。
【０００８】
ライン標準器はスルー標準器におけるマイクロストリップ線路の長さが少し長いものなので、スルー標準器の中央部分に所定の長さのマイクロストリップ線路が挟まっている形でモデル化されている。そのため、中央部分のマイクロストリップ線路のＴパラメータをＴ_Ｌとすることによって、ライン標準器はＴ_Ｘ、Ｔ_Ｌ、Ｔ_Ｙの３つのＴパラメータで表される。ＴパラメータＴ_Ｌは長さＬで機械的に決められる。
【０００９】
リフレクト標準器はスルー標準器を中央から半分に切って、切断部でマイクロストリップ線路を接地したような構造となっているために、１つはスルー標準器の一方側の特性を表すＴパラメータＴ_Ｘと、切断面での反射特性を示す反射係数ρ_Ｘで表される。また、もう１つはスルー標準器の他方側の特性を表すＴパラメータＴ_Ｙと、切断面での反射特性を示す反射係数ρ_Ｙで表される。なお、マイクロストリップ線路の切断部分を接地状態にしているのは反射特性を安定化させるためであって、安定な特性が得られるのであれば開放状態であっても構わない。
【００１０】
このような標準器を用いてＶＮＡのＴＲＬ校正を行うと、スルー標準器のマイクロストリップ線路のちょうど中間点を基準面とした校正を行うことができる。そこで、例えば表面実装型のチップコンデンサを測定する場合、スルー標準器と同じ構成のマイクロストリップ線路を用意して、その中間点にチップコンデンサの一方の電極をはんだ付けし、他方の電極を何らかの方法で接地したものを用意すれば２ポートＳパラメータを測定することができる。
【００１１】
マイクロストリップ線路形式の標準器を利用するＴＲＬ校正法においては、標準器のマイクロストリップ線路をＶＮＡのポートの同軸コネクタに接続するために、両者の変換部が必要になる。図１の場合にはコネクタがそれにあたる。この変換部の特性は、上述のように図１に示したモデルにおいてはＴパラメータＴ_ＸとＴ_Ｙに含まれる。
【００１２】
ＴＲＬ校正法においては、全ての標準器およびＤＵＴ実装基板においてＴパラメータＴ_Ｘ同士およびＴ_Ｙ同士が一致していることを前提としている。しかしながら、実際に一致させるのは難しく、ＴパラメータＴ_Ｘ、Ｔ_Ｙの不一致の最大の要因は、標準器やＤＵＴ実装基板におけるマイクロストリップ線路と同軸線路との変換部分の不整合のばらつきにある。この変換部における不整合が大きくばらついていると前提条件が崩れることになるために校正の精度が低下する。全ての変換部分の不整合が一致したものを得ることは困難だが、不整合を小さくすることでそれに代えることができる。そのため、例えば特許文献１においては、変換部の機械的な構造を提供する手段（テストフィクスチャ）の構成に工夫を行っている。なお、テストフィクスチャを使う場合には個々の標準器毎にコネクタは必要ないので、ストリップ線路の形成された誘電体基板のみで標準器が形成される場合もある。
【００１３】
なお、上記の説明においてはＶＮＡの校正を行うという表現を用いているが、実際のＶＮＡの内部においては、標準器の測定値を用いてＤＵＴ実装基板の測定値をリアルタイムで補正（ｅｍｂｅｄ）して出力（表示）している。
【００１４】
【特許文献１】
特開２００１−２４２２１７号公報
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、ＴＲＬ校正法においては、標準器やＤＵＴ実装基板におけるマイクロストリップ線路と同軸線路との変換部分の不整合をできるだけ小さくする必要がある。しかしながら、テストフィクスチャの構造を工夫するような場合には、所詮は機械的な構造の精密さ、安定さを求めるだけのものであって、不整合改善の確認の作業を行っていないため、全ての変換部分の不整合を小さくして測定の精度を向上させることは容易ではない。
【００１６】
そこで、本発明はＴＲＬ標準器やＤＵＴ実装基板における例えばマイクロストリップ線路と同軸線路との変換部分の不整合の影響を小さくすることのできるＴＲＬ校正法を利用した高周波測定方法およびベクトルネットワークアナライザを提供する。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の高周波測定方法は、ベクトルネットワークアナライザと、ＴＲＬ校正法のための標準器を用いてＤＵＴの高周波特性を測定する高周波測定方法であって、
前記ベクトルネットワークアナライザをＴＯＳＬ校正法によって校正する手順と、前記ＴＲＬ校正法の各標準器を、前記ベクトルネットワークアナライザに接続してタイムドメインモードで測定を行い、タイムドメインモードでの測定で得られた前記標準器と前記ベクトルネットワークアナライザの校正基準面との接続部近傍の反射係数が所定の値になるように前記接続部近傍の接続状態を調整し、その状態で周波数ドメインモードでの測定によって前記標準器の周波数ドメイン特性を測定する手順と、前記ＴＲＬ校正法の標準器の１つであるスルー標準器を伝送線路方向に２分割し、その間にＤＵＴが接続された構成を実質的に有するＤＵＴ実装基板を前記ベクトルネットワークアナライザに接続してタイムドメインモードで測定を行い、タイムドメインモードでの測定で得られた前記ＤＵＴ実装基板と前記ベクトルネットワークアナライザの校正基準面との接続部近傍の反射係数が前記所定の値になるように前記接続部近傍の接続状態を調整し、その状態で周波数ドメインモードでの測定によって前記ＤＵＴ実装基板の周波数ドメイン特性を測定する手順と、
前記ＤＵＴ実装基板の周波数ドメイン特性を前記ＴＲＬ校正法の各標準器の周波数ドメイン特性を用いてＴＲＬ校正法に準じて補正することによって前記ＤＵＴの周波数ドメイン特性を計算する手順と、を備えたことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の高周波測定方法において、前記ＤＵＴ実装基板の周波数ドメイン特性を前記ＴＲＬ校正法の各標準器の周波数ドメイン特性を用いてＴＲＬ校正法に準じて補正することによって前記ＤＵＴの周波数ドメイン特性を計算する手順は、前記スルー標準器を伝送線路方向に２分割して接続した形にモデル化した場合の２分割された２つの部分の周波数ドメイン特性を、前記各標準器の周波数ドメイン特性を用いて計算する手順と、前記ＤＵＴ実装基板の周波数ドメイン特性を前記２つの部分の周波数ドメイン特性を用いて補正することによって前記ＤＵＴの周波数ドメイン特性を計算する手順と、からなることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明の高周波測定方法は、全ての前記タイムドメインモードでの測定における前記ベクトルネットワークアナライザの校正基準面との接続部近傍の反射係数の調整目標値を前記所定の値±０．００３の範囲内にすることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明の高周波測定方法は、前記ＤＵＴ実装基板のＳパラメータを前記ＴＲＬ校正法の各標準器のＳパラメータを用いてＴＲＬ校正法に準じて補正することによって前記ＤＵＴのＳパラメータを計算する手順に外部コンピュータを用いることを特徴とする。
【００２１】
そして、本発明のベクトルネットワークアナライザは、上記の高周波測定方法における、前記タイムドメインモードでの測定における前記ベクトルネットワークアナライザの校正基準面との接続部近傍の反射係数の調整手順をメニューに含み、前記ＤＵＴ実装基板の周波数ドメイン特性を前記ＴＲＬ校正法の各標準器の周波数ドメイン特性を用いてＴＲＬ校正法に準じて補正することによって前記ＤＵＴの周波数ドメイン特性を計算する手順を内部処理で行うことを特徴とする。
【００２２】
このように、本発明の高周波測定方法およびベクトルネットワークアナライザにおいては、ＴＲＬ校正法における測定精度の向上を図ることができる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
上述のように、ＴＲＬ校正法を用いた高周波測定方法においては、全ての標準器およびＤＵＴ実装基板をモデル化したものにおいてＴパラメータＴ_Ｘ同士およびＴ_Ｙ同士が一致しているようにする必要がある。本発明はこの状態を実現しようとするものである。以下、図３に示すフローに基づいて、本発明の高周波測定方法について説明する。
【００２４】
本発明の高周波測定方法ではベクトルネットワークアナライザ（ＶＮＡ）を用いる。そして、ＶＮＡでタイムドメインモードでの測定が可能であることが望ましく、それができない場合には周波数ドメインモードでの測定結果を逆フーリエ変換して得られたデータをタイムドメインモードでの測定データとしてもよい。以下の説明においては、逆フーリエ変換を用いる場合も含めてタイムドメインモードでの測定と表現する。ＴＲＬ校正法については必ずしも対応している必要はない。ＶＮＡの２つのポートは同軸コネクタを備えており、同軸コネクタが付いたＴＯＳＬ校正法の標準器が用意されているものとする。また、図１に示したものと同じＴＲＬ校正法の各標準器も用意する。
【００２５】
まず、図２を用いて、ＤＵＴ実装基板のモデル化について説明する。図２に示すように、ＤＵＴ実装基板はＴＲＬ校正法のスルー標準器のマイクロストリップ線路のちょうど中間点にチップコンデンサの一方の電極をはんだ付けし、他方の電極をスルーホールを介して接地したものとする。この場合、ＤＵＴ実装基板はＴ_Ｘ、Ｔ_Ｄ、Ｔ_Ｙという３つのＴパラメータを接続したものとしてモデル化することができる。このうち、ＴパラメータＴ_Ｘ、Ｔ_Ｙはスルー標準器における２つのＴパラメータと同じものである。そして、Ｔ_Ｄが図２に示すように一端が接地されたチップコンデンサの他端に２つのポートを接続したもののＴパラメータである。そして、これは全体として１つのＴパラメータＴ_Ｍとして表すことができ、同時に１つのＳパラメータＳ_Ｍに変換することもできる。もちろん、チップコンデンサのＴパラメータＴ_ＤをＳパラメータＳ_Ｄに変換することもできる。
【００２６】
次に、実際の測定について説明する。
まず、図３のフローに示すように、ＴＯＳＬ校正法の標準器を用いて広い周波数範囲でＶＮＡのＴＯＳＬ校正を行う。この場合、ＴＯＳＬ校正法による校正基準面は、ＴＲＬ校正法の標準器などを接続するコネクタの接続面になる。
【００２７】
次に、ＴＲＬ校正法のスルー標準器をＶＮＡに接続し、ＶＮＡをタイムドメインモードにしてスルー標準器を測定する。図４の波形ａに、スルー標準器のタイムドメイン特性の測定結果を示す。図４において、横軸は信号がＶＮＡの１つのポートから出て、伝送線路の途中や測定対象などで反射して戻ってくるまでの時間、縦軸は反射係数である。図４の波形ａにおいては、波形の中に２つの谷を観察することができる。この２つの谷は、スルー標準器における同軸コネクタとマイクロストリップ線路との２つの接続点の不整合状態、すなわちＶＮＡの校正基準面とスルー標準器との接続部近傍での不整合状態を示している。
【００２８】
この状態において、同軸コネクタとマイクロストリップ線路との接続点のはんだ付状態を変えたり、フィクスチャを使う場合には同軸コネクタから突き出した中心導体とマイクロストリップ線路との接触圧力を変えたりすることによって、２つの谷の部分の深さ、すなわち反射係数があらかじめ決めておいた所定の値（目標値、例えば−０．０３）になるように調整する。その際、目標値とのずれは反射係数で例えば±０．００３以内になるようにする。なお、目標値とのずれについては、測定に求められる精度に応じて適切な値を設定すればよく、±０．００３以内に限定されるものではない。
【００２９】
反射係数の調整が終わったら、ＶＮＡを通常の周波数ドメインモードに戻し、スルー標準器のＳパラメータ（Ｓ_Ｔ＝Ｓ_Ｔ１１、Ｓ_Ｔ２１、Ｓ_Ｔ１２、Ｓ_Ｔ２２）を測定する。測定値は、例えば外部のコンピュータに取り込んでおく。
【００３０】
次に、ＴＲＬ校正法のライン標準器をＶＮＡに接続し、スルー標準器の場合と同様にタイムドメインモードでの測定で波形（波形ｂ）の２つの谷の部分の深さ、すなわち反射係数が上記と同じあらかじめ決めておいた所定の値（目標値、例えば−０．０３）になるように調整する。その際、目標値とのずれは反射係数で±０．００３以内になるようにする。
【００３１】
反射係数の調整が終わったら、ＶＮＡを通常の周波数ドメインモードに戻し、ライン標準器のＳパラメータ（Ｓ_Ｌ＝Ｓ_Ｌ１１、Ｓ_Ｌ２１、Ｓ_Ｌ１２、Ｓ_Ｌ２２）を測定する。測定値は、同様に外部のコンピュータに取り込んでおく。
【００３２】
さらに、ＴＲＬ校正法の２つのリフレクト標準器をＶＮＡの２つのポートに接続し、スルー標準器やライン標準器と同様にタイムドメインモードでの測定で波形（波形ｃ）の谷の部分の深さ、すなわち反射係数が上記と同じあらかじめ決めておいた所定の値（目標値、例えば−０．０３）になるように調整する。その際、目標値とのずれは反射係数で±０．００３以内になるようにする。なお、リフレクト標準器の場合には図４の波形ｃに示すように不整合部分はそれぞれ１つしかなく、その先は全反射になっているためにその部分の反射係数は−１（短絡）になる。
【００３３】
反射係数の調整が終わったら、ＶＮＡを通常の周波数ドメインモードに戻し、各リフレクト標準器のＳパラメータ（Ｓ_Ｒ１１、Ｓ_Ｒ２２）を測定する。測定値は、同様に外部のコンピュータに取り込んでおく。
【００３４】
なお、上記の各標準器の測定の順序は一例であって、どの標準器の測定を先に行っても構わない。
【００３５】
ここで、図１に戻り、各標準器のモデルにおけるＴパラメータと今測定したＳパラメータの関係を確認する。スルー標準器のＳパラメータＳ_Ｔは２つのＴパラメータＴ_Ｘ、Ｔ_Ｙを接続したものと等価である。ライン標準器のＳパラメータＳ_Ｌは３つのＴパラメータＴ_Ｘ、Ｔ_Ｌ、Ｔ_Ｙを接続したものと等価である。一方のリフレクト標準器のＳパラメータＳ_Ｒ１１はＴパラメータＴ_Ｘと反射係数ρ_Ｘを接続したものと等価である。そして、他方のリフレクト標準器のＳパラメータＳ_Ｒ２２はＴパラメータＴ_Ｙと反射係数ρ_Ｙを接続したものと等価である。そして、上述のようにＴパラメータとＳパラメータは相互に変換可能である。そのため、各標準器のＳパラメータの測定値を用いて計算することによって各標準器のＴパラメータＴ_Ｘ、Ｔ_Ｙおよび反射係数ρ_Ｘ、ρ_Ｙを求めることができる。この計算は、Ｓパラメータの測定値を取り込んだコンピュータを利用することによって簡単に処理することができる。また、回路シミュレータを用いても良い。なお、変換式は省略する。
【００３６】
次に、図３のフローに示すように、ＤＵＴ実装基板をＶＮＡに接続し、ＶＮＡをタイムドメインモードにしてＤＵＴ実装基板を測定する。図４の波形ｄに、ＤＵＴ実装基板のタイムドメインでの測定結果を示す。図４の波形ｄにおいてはリフレクト標準器の波形ｃに似て１つの谷しかなく、それより先は大きく落ち込んでいる。この落ち込み部分はＤＵＴによるもので、不整合部分の反射係数の大きさに比べると非常に大きい反射係数を有しているために、波形の上ではリフレクト標準器に似ている。なお、振幅のレンジを広げればリフレクト標準器との違いは明確になるが、本発明においては不整合部分にポイントがあるために省略する。
【００３７】
ＤＵＴ実装基板の波形ｄにおける１つの谷は、その横軸の位置がリフレクト標準器の１つの谷と一致していることからわかるように、ＤＵＴ実装基板における信号源側の同軸コネクタとマイクロストリップ線路との接続点での不整合状態を示している。
【００３８】
この状態において、リフレクト標準器の時と同様にタイムドメインモードでの測定で波形（波形ｄ）の１つの谷の部分の深さ、すなわち接続部の反射係数が各標準器の場合と同様のあらかじめ決めておいた所定の値（目標値、例えば−０．０３）になるように調整する。その際、目標値とのずれは反射係数で±０．００３以内になるようにする。
【００３９】
反射係数の調整が終わったら、ＶＮＡを通常の周波数ドメインモードに戻し、ＤＵＴ実装基板のＳパラメータ（Ｓ_Ｍ＝Ｓ_Ｍ１１、Ｓ_Ｍ２１、Ｓ_Ｍ１２、Ｓ_Ｍ２２）を測定する。測定値は、標準器の場合と同様に外部のコンピュータに取り込んでおく。
【００４０】
ＤＵＴ実装基板のＳパラメータＳ_Ｍは計算によってＴパラメータＴ_Ｍに変換することができる。そして、ＤＵＴ実装基板のＴパラメータＴ_ＭはＴ_Ｘ、Ｔ_Ｄ、Ｔ_Ｙという３つのＴパラメータを接続したものと同じであり、ＴパラメータＴ_Ｘ、Ｔ_Ｙは上述のようにすでに求まっている。これより、ＴパラメータＴ_Ｘ、Ｔ_Ｙ、Ｔ_Ｍを用いてＤＵＴであるチップコンデンサのＴパラメータＴ_Ｄを計算することができる。ＴパラメータＴ_Ｄが求まればＳパラメータＳ_Ｄは容易に計算できる。以下に、ＴパラメータＴ_ＭからＴ_Ｄへの変換の計算式を示す。
【００４１】
【数１】

【００４２】
ここで、図５および図６に、従来のＴＲＬ校正法を用いて測定したＤＵＴのＳパラメータ（代表としてＳ_１１、Ｓ_２２）と本発明の高周波測定法を用いて測定したＤＵＴのＳパラメータ（代表としてＳ_１１、Ｓ_２２）を示す。図５が従来の方法によるもので、図６が本発明の方法によるものである。
【００４３】
図２に示すような一端を接地した構成のチップコンデンサをＤＵＴとする場合、低い周波数ではチップコンデンサのインピーダンスが高いためにスルー状態となり、Ｓ_１１やＳ_２２（反射係数）はほぼゼロになる。また、チップコンデンサの自己共振周波数においてはインピーダンスがほぼゼロになるために接地状態となり、Ｓ_１１やＳ_２２（反射係数）はほぼ−１になる。そして、周波数がさらに高くなると寄生のインダクタンス成分によってインピーダンスが高くなるためにスルー状態に近づき、Ｓ_１１やＳ_２２（反射係数）はほぼゼロに近づく。その結果、理想的な場合のＳ_１１やＳ_２２の軌跡は、スミスチャートにおいて中心（Ｓ_１１、Ｓ_２２＝０）と短絡点（Ｓ_１１、Ｓ_２２＝−１）を接続する半径０．５の周波数の上昇にしたがって時計回りに進む円になる。
【００４４】
図５においては、Ｓ_１１やＳ_２２の軌跡が周波数が高くなるにつれて完全な円（理想状態）から大きくずれているところがある。それに対して、図６においては、Ｓ_１１やＳ_２２の軌跡は周波数が高くなっても完全な円から大きくずれることはない。これより、本発明の高周波測定方法においては、従来に比べて測定精度が向上していることがわかる。
【００４５】
このように、本発明の高周波測定方法においては、ＶＮＡのタイムドメインモードでの測定機能を用いてＴＲＬ校正法の標準器やＤＵＴ実装基板における不整合部分のばらつきが小さくなるように調整し、その状態で実質的にＴＲＬ校正法を利用した測定を行う。これによって、従来のＴＲＬ校正法においては考慮できなかった標準器やＤＵＴ実装基板における不整合部分のばらつきの影響を小さくして、高周波測定の測定精度を向上させることができる。
【００４６】
なお、上記の実施例においては標準器やＤＵＴ実装基板のＳパラメータを外部コンピュータに取り込んでＤＵＴのＳパラメータの測定を行っているが、ＶＮＡ自身に外部コンピュータの機能を取り込んで、上記の手順を内部処理で行っても構わない。そして、その場合には通常の校正方法のメニューに加えて、反射係数の調整を促すなどの手順をメニューに含むものになる。
【００４７】
また、上記の実施例においてはＴＲＬ校正法の標準器やＤＵＴ実装基板がマイクロストリップ線路を有するものとしたが、例えば同軸構造のＴＲＬ校正法の標準器を用いるような場合でも、コネクタ同士の接続部にはコネクタの締め付けトルクのばらつきなどによって必ず何らかの不整合が生じるので、その不整合に対して上記の説明のような手順でばらつきを抑えるようにすることも考えられるものである。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の高周波測定方法およびベクトルネットワークアナライザにおいては、ベクトルネットワークアナライザのタイムドメイン測定機能を利用して、ベクトルネットワークアナライザのＴＯＳＬ校正基準面とＴＲＬ標準器やＤＵＴ実装基板との接続部近傍の反射係数を所定の値に調整して、その状態で測定したＴＲＬ標準器のＳパラメータを用いてＤＵＴ実装基板のＳパラメータを補正することによってＤＵＴのＳパラメータを計算することによって、測定精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＴＲＬ校正法の標準器のモデル化を示す説明図である。
【図２】ＤＵＴを搭載したＤＵＴ実装基板のモデル化を示す説明図である。
【図３】本発明の高周波測定の手順を示す流れ図である。
【図４】各標準器およびＤＵＴ実装基板のタイムドメインでの測定結果を示す波形図である。
【図５】従来のＴＲＬ校正を行ったベクトルネットワークアナライザによるＤＵＴのＳパラメータの測定結果を示す特性図である。
【図６】本発明の高周波測定方法によるＤＵＴのＳパラメータの測定結果を示す特性図である。

Claims

ベクトルネットワークアナライザと、ＴＲＬ校正法のための標準器を用いてＤＵＴの高周波特性を測定する高周波測定方法であって、
前記ベクトルネットワークアナライザをＴＯＳＬ校正法によって校正する手順と、
前記ＴＲＬ校正法の各標準器を、前記ベクトルネットワークアナライザに接続してタイムドメインモードで測定を行い、タイムドメインモードでの測定で得られた前記標準器と前記ベクトルネットワークアナライザの校正基準面との接続部近傍の反射係数が所定の値になるように前記接続部近傍の接続状態を調整し、その状態で周波数ドメインモードでの測定によって前記標準器の周波数ドメイン特性を測定する手順と、
前記ＴＲＬ校正法の標準器の１つであるスルー標準器を伝送線路方向に２分割し、その間にＤＵＴが接続された構成を実質的に有するＤＵＴ実装基板を前記ベクトルネットワークアナライザに接続してタイムドメインモードで測定を行い、タイムドメインモードでの測定で得られた前記ＤＵＴ実装基板と前記ベクトルネットワークアナライザの校正基準面との接続部近傍の反射係数が前記所定の値になるように前記接続部近傍の接続状態を調整し、その状態で周波数ドメインモードでの測定によって前記ＤＵＴ実装基板の周波数ドメイン特性を測定する手順と、
前記ＤＵＴ実装基板の周波数ドメイン特性を前記ＴＲＬ校正法の各標準器の周波数ドメイン特性を用いてＴＲＬ校正法に準じて補正することによって前記ＤＵＴの周波数ドメイン特性を計算する手順と、
を備えたことを特徴とする高周波測定方法。
前記ＤＵＴ実装基板の周波数ドメイン特性を前記ＴＲＬ校正法の各標準器の周波数ドメイン特性を用いてＴＲＬ校正法に準じて補正することによって前記ＤＵＴの周波数ドメイン特性を計算する手順は、
前記スルー標準器を伝送線路方向に２分割して接続した形にモデル化した場合の２分割された２つの部分の周波数ドメイン特性を、前記各標準器の周波数ドメイン特性を用いて計算する手順と、
前記ＤＵＴ実装基板の周波数ドメイン特性を前記２つの部分の周波数ドメイン特性を用いて補正することによって前記ＤＵＴの周波数ドメイン特性を計算する手順と、
からなることを特徴とする、請求項１に記載の高周波測定方法。
全ての前記タイムドメインモードでの測定における前記ベクトルネットワークアナライザの校正基準面との接続部近傍の反射係数の調整目標値を前記所定の値±０．００３の範囲内にすることを特徴とする、請求項１または２に記載の高周波測定方法。
前記ＤＵＴ実装基板のＳパラメータを前記ＴＲＬ校正法の各標準器のＳパラメータを用いてＴＲＬ校正法に準じて補正することによって前記ＤＵＴのＳパラメータを計算する手順に外部コンピュータを用いることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれかに記載の高周波測定方法。
請求項１ないし３のいずれかに記載の高周波測定方法における、前記タイムドメインモードでの測定における前記ベクトルネットワークアナライザの校正基準面との接続部近傍の反射係数の調整手順をメニューに含み、前記ＤＵＴ実装基板の周波数ドメイン特性を前記ＴＲＬ校正法の各標準器の周波数ドメイン特性を用いてＴＲＬ校正法に準じて補正することによって前記ＤＵＴの周波数ドメイン特性を計算する手順を内部処理で行うことを特徴とするベクトルネットワークアナライザ。