JP2006317448A

JP2006317448A - マルチポートベクトルネットワークアナライザ（ｖｎａ）のパワー校正

Info

Publication number: JP2006317448A
Application number: JP2006132442A
Authority: JP
Inventors: Robert Edward Shoulders; ロバート・エドワード・シュルダース; David Vernon Blackham; ディビット・バーノン・ブラックハム; Kenneth H Wong; ケネス・エイチ・ウオン
Original assignee: Agilent Technologies Inc
Current assignee: Agilent Technologies Inc
Priority date: 2005-05-12
Filing date: 2006-05-11
Publication date: 2006-11-24
Also published as: GB0607384D0; DE102006013458A1; GB2426067A; US7061254B1

Abstract

【課題】ベクトルネットワークアナライザ（ＶＮＡ）のパワー校正に必要なパワー計測数の低減
【解決手段】マルチポートＶＮＡの第１ポートと前記ＶＮＡの第２ポートとの間で２ポートＳパラメータ校正を実行し、前記ＶＮＡの前記第１ポートのみにおいてパワー校正を実行し、前記ＶＮＡの第１ポートと前記ＶＮＡの第２ポートとの間において実行された前記２ポートＳパラメータ校正、前記ＶＮＡの前記第１ポートのみにおいて実行された前記パワー校正、前記ＤＵＴの前記第１ポートの反射係数、及び前記ＶＮＡの前記第１ポートによって受信された信号の結合バージョンの検出に基づいて、前記ＶＮＡの前記第１ポートに接続された被測定物（ＤＵＴ）の第１ポートから供給されるパワーを判定することにより、ＶＮＡ）のパワー校正を実施する。
【選択図】図２

Description

計測アプリケーションの中には、マルチポートベクトルネットワークアナライザ（ＶＮＡ）が、マルチポートＶＮＡの複数ポートにおけるパワー校正に依存しているものが存在している。従来技術による校正法を使用する複数ポートにおけるパワー校正には、パワーセンサをそれぞれのポートに接続する段階と、対応するパワー計測をそれぞれのポートにおいて実行する段階を伴っている。

このタイプのパワー校正は、パワーセンサを複数回にわたって接続及び切断する段階を伴っており、これには、時間を所要すると共に、この結果、再現性が低下し、且つ、操作者に起因する誤差のリスクが増大するという可能性を有している。又、複数のポートの雌雄の種類が異なっている（または、コネクタタイプが異なっている）場合や、複数のポートが必要とするパワーレベルが実質的に異なっている場合には、これらの違いに対処するべく、複数のタイプのパワーセンサが必要となる。そして、マルチポートＶＮＡのパワー校正に必要なパワー計測数の低減が望まれている。

本発明は上記の課題を解決するために為されたものである。本第一の発明は、マルチポートベクトルネットワークアナライザのパワー校正法において、前記ベクトルネットワークアナライザの第１ポートと前記ベクトルネットワークアナライザの第２ポートとの間において、２ポートＳパラメータ校正を実行する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのみにおいて、パワー校正を実行する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの第１ポートと前記ベクトルネットワークアナライザの第２ポートとの間において実行された前記２ポートＳパラメータ校正、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのみにおいて実行された前記パワー校正、前記被測定物の前記第１ポートの反射係数、及び前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートによって受信された信号の結合バージョンの検出に基づいて、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートに接続された被測定物の第１ポートから供給されるパワーを判定する段階とを有することを特徴とするものである。

また、本第二の発明は、本第一の発明方法において、前記被測定物の前記第１ポートから供給される前記パワーを判定する段階が、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートから供給される信号の結合バージョンの検出を含むことを特徴とするものである。

さらに、本第三の発明は、本第一の発明方法において、前記被測定物の前記第１ポートから供給される前記パワーが、整合した負荷に対するものであることを特徴とするものである。

さらに、本第四の発明は、本第二の発明方法において、前記被測定物の前記第１ポートから供給される前記パワーが、整合した負荷に対するものであることを特徴とするものである

またさらに、本第五の発明は、本第一の発明方法において、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートにおいて前記パワー校正を実行する段階が、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートから供給される校正信号のパワーを、指定されたパワーレンジ内に設定する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポート内において前記校正信号の結合バージョンを検出する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのみにおいて前記校正信号の前記パワーを計測する段階とを含むことを特徴とするものである。

また、本第六の発明は、本第二の発明方法において、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートにおいて前記パワー校正を実行する段階が、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートから供給される校正信号のパワーを、指定されたパワーレンジ内に設定する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポート内において前記校正信号の結合バージョンを検出する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのみにおいて前記校正信号の前記パワーを計測する段階と、を含むことを特徴とするものである。

また、本第七の発明は、本第一の発明方法において、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートにおいて前記パワー校正を実行する段階が、確認されたパワーレベルを具備する校正信号を前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートに対して供給する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポート内において前記校正信号の結合バージョンを検出する段階とを含むことを特徴とするものである。

さらに、本第八の発明は、本第二の発明方法において、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートにおいて前記パワー校正を実行する段階が、確認されたパワーレベルを具備する校正信号を前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートに対して供給する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポート内において前記校正信号の結合バージョンを検出する段階とを含むことを特徴とするものである。

またさらに、本第九の発明は、本第一の発明方法において、前記被測定物が、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートに接続され、且つ、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートから供給される信号によって駆動される第２ポートを具備していることを特徴とするものである。

また、本第十の発明は、本第三の発明方法において、前記被測定物が、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートに接続され、且つ、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートから供給される信号によって駆動される第２ポートを具備していることを特徴とするものである。

さらに、本第十一の発明は、本第一の発明方法において、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートから供給される信号の結合バージョンの検出、前記被測定物の前記第２ポートの反射係数、及び前記２ポートＳパラメータ校正によって確立された前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートの逆方向整合に基づいて、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートが前記被測定物の前記第２ポートを駆動する信号を供給する状態において前記被測定物の第２ポートに入力されるパワーを判定する段階を更に有することを特徴とするものである。

またさらに、本第十二の発明は、マルチポートベクトルネットワークアナライザのパワー校正法において、前記ベクトルネットワークアナライザの第１ポートと前記ベクトルネットワークアナライザの第２ポートとの間において、２ポートＳパラメータ校正を実行し、一連の誤差補正項を確立する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのみにおいて、パワー校正を実行する段階と、被測定物を前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートに接続する段階と、前記一連の誤差補正項、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのソーストラッキング誤差の大きさから確立された前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのレシーバトラッキング誤差の大きさ、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートに接続された前記被測定物のポートの反射係数、及び前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートによって受信される信号の結合バージョンの検出に基づいて、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートに接続された前記被測定物のポートに被測定物から供給されるパワーを判定する段階とを有することを特徴とするものである。

また、本第十三の発明は、本第十二の発明方法において、前記被測定物のポートを、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートに接続するのではなく、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートに接続する段階を更に有し、この場合に、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートが、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートに接続された前記被測定物の前記ポートを駆動する信号を供給することを特徴とするものである。

さらに、本第十四の発明は、本第十三の発明方法において、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートに接続された前記被測定物の前記ポートを駆動するべく前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートから供給される信号の結合バージョンを検出する段階を更に含むことを特徴とするものである。

またさらに、本第十五の発明は、本第十二の発明方法において、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートに接続された前記被測定物の前記ポートに前記被測定物から供給されるパワーが、整合した負荷に対するパワーであることを特徴とするものである。

また、本第十六の発明は、本第十二の発明方法において、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのみにおいて前記パワー校正を実行する段階が、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートから供給される校正信号のパワーを、指定されたパワーレンジ内に設定する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポート内において前記校正信号の結合バージョンを検出する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートにおいて前記校正信号の前記パワーを計測する段階とを含むことを特徴とするものである。

さらに、本第十七の発明は、本第十二の発明方法において、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのみにおいて前記パワー校正を実行する段階が、確認されたパワーレベルを具備する校正信号を前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートに供給する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポート内において前記校正信号の結合バージョンを検出する段階と、を含むことを特徴とするものである。

またさらに、本第十八の発明は、本第十二の発明方法において、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートから供給される前記信号の結合バージョンの検出、前記被測定物の前記第２ポートの反射係数、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートのソーストラッキング誤差の大きさ、及び前記一連の誤差補正項に従って確立された前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートの逆方向整合に基づいて、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートに接続された前記被測定物のポートに入力されるパワーを判定する段階を更に有することを特徴とするものである。

また、本第十九の発明は、マルチポートベクトルネットワークアナライザ（ベクトルネットワークアナライザ）のパワー校正法において、前記ベクトルネットワークアナライザの第１ポートと前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートとの間において、２ポートＳパラメータ校正を実行し、一連の誤差補正項を確立する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのみにおいて、パワー計測を含むパワー校正を実行する段階と、被測定物を前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートに接続する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートから供給される信号の結合バージョンの検出、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートに接続された前記被測定物のポートの反射係数、及び前記一連の誤差補正項に従って確立された前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートの逆方向整合に基づいて、前記被測定物の前記第２ポートを駆動するべく信号を供給する前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートに接続された前記被測定物のポートに入力されるパワーを判定する段階とを有することを特徴とするものである。

またさらに、本第二十の発明は、本第十九の発明方法において、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのみにおいて前記パワー校正を実行する段階が、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートから供給される校正信号のパワーを、指定されたパワーレンジ内に設定する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポート内において前記校正信号の結合バージョンを検出する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートにおいて前記校正信号の前記パワーを計測する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのソーストラッキング誤差の大きさを判定する段階とを含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、マルチポートＶＮＡのパワー校正におけるパワー計測数を従来に比べて減らすことができる。このパワー計測数の低減は、異なるタイプのパワーセンサに対するニーズを除去すると共に、再現性を向上させ、測定誤差を低減し、操作者に起因する誤差のリスクを低減し、且つ、パワー校正の実行に所要する時間を低減することを可能にする。

図１は、本発明の実施例によるパワー校正に適したマルチポートベクトルネットワークアナライザ（ＶＮＡ）１０を示している。マルチポートＶＮＡ１０は、複数のポートを具備している。通常のマルチポートＶＮＡ１０の場合には、それぞれのポートは、ポートに信号を供給する刺激能力と、ポートに供給及び受信した信号の結合バージョン（ｃｏｕｐｌｅｄｖｅｒｓｉｏｎ；結合器を介して得られるもの）を検出する応答能力と、を具備している。図１のマルチポートＶＮＡ１０は、４つのポート１〜４を具備した状態で示されている。被測定物（ＤｅｖｉｃｅＵｎｄｅｒＴｅｓｔ：ＤＵＴ）１２が、マルチポートＶＮＡ１０の４つのポート１〜４の中の３つのものの間に接続された３つのポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３を具備した状態で示されている。ＤＵＴ１２は、マルチポートＶＮＡ１０による特性判定に適した１つ又は複数のポートを具備する任意の受動的又は能動的な装置、要素、又はシステムであってよい。

図２は、本発明の実施例によるパワー校正法２０のフローチャートを示している。パワー校正法２０によれば、マルチポートＶＮＡ１０のポートに対する限られた数のパワーメーターの接続により、ＶＮＡ１０又はＤＵＴ１２のポートの中の任意のものにおいて、パワーを判定可能である。一例においては、ＤＵＴ１２が、（マルチポートＶＮＡ１０のポート２に接続された）ポートＰ２などの別のポートにおいて駆動されている際に、マルチポートＶＮＡ１０のポート１のみにおけるパワー計測を含むポート１のパワー校正と、マルチポートＶＮＡ１０のポート１とポート２間の２ポートＳパラメータ校正に基づいて、（マルチポートＶＮＡ１０のポート１に接続された）ポートＰ１などのＤＵＴ１２の１つのポートの負荷に対してＤＵＴ１２から供給されるパワーを判定可能である。別の例においては、マルチポートＶＮＡ１０がＤＵＴ１２のポート２を駆動している状態において、ポート１のパワー校正と、ポート１とポート２間の２ポートＳパラメータ校正に基づいて、ＤＵＴ１２のポートＰ２に入力されるパワーを判定可能である。

図２に示されているパワー校正法２０の段階２２は、マルチポートＶＮＡ１０のポート１〜４の中の１つ又は複数のペア間において、２ポートＳパラメータ校正を実行する段階を含んでいる。尚、この２ポートＳパラメータ校正は、マルチポートＶＮＡ１０のポートの任意のペア間において提供可能であるが、ポート１及びポート２として指定されているマルチポートＶＮＡ１０のポート間において、２ポートＳパラメータ校正を実行する一例を、例示を目的として提供する。

段階２２の２ポートＳパラメータ校正により、マルチポートＶＮＡ１０のポート１とポート２及びマルチポートＶＮＡ１０のポート１とポート２間に接続されたＤＵＴ１２に関連する１２個の誤差補正項が確立される。これらの誤差補正項は、通常、大きさ及び位相成分を具備する周波数に依存した項であり、任意の適切な２ポートＳパラメータ校正法を使用して取得可能である。ＤａｖｉｄＢａｌｌｏによる「ＮｅｔｗｏｒｋＡｎａｌｙｚｅｒＢａｓｉｃｓ１９９７ＢａｃｋｔｏＳｅｍｉｎａｒ」（Ｈｅｗｌｅｔｔ−ＰａｃｋａｒｄＣｏｍｐａｎｙ、ＨＰＬｉｔｅｒａｔｕｒｅＮｏ．５９６５−７００８Ｅ、１〜６８頁、１９９７年１月）には、２ポートＳパラメータ校正法の一例が提供されているが、ベクトルネットワークアナライザの技術分野においては、多数のその他の適切な２ポートＳパラメータ校正法が周知である。又、２ポートＳパラメータ校正は、マルチポートＶＮＡ１０の３つ以上のポートにおけるマルチポートＳパラメータ校正のサブセットであってもよい。

２ポートＳパラメータ校正と関連する誤差補正項と信号は、こちらもベクトルネットワークアナライザの技術分野において周知のグラフィカルな技法であるシグナルフローグラフによって表される。図３Ａは、マルチポートＶＮＡ１０とＤＵＴ１２における順方向誤差補正モデルのシグナルフローグラフ３０Ｆを示しており、これは、通常、周波数に依存し、且つ、大きさ及び位相成分を具備する６つの順方向誤差補正項及び関連する信号ａ_０、ｂ_０、ｂ_３を含んでいる。表１に、６つの順方向誤差補正項が一覧表示されている。

図３Ｂは、ＶＮＡ及びＤＵＴの逆方向誤差補正モデルのシグナルフローグラフ３０Ｒを示しており、これは、通常、周波数に依存し、且つ、大きさ及び位相成分を具備する６つの逆方向誤差補正項及び関連する信号ｂ’_０、ａ’_１、ｂ’_１、ｂ’_２、ａ’_２、ｂ’_３、ａ’_３を含んでいる。表２に、６つの逆方向誤差補正項が一覧表示されている。

パワー校正法２０の（図２に示されている）段階２４は、段階２２において実行された２ポートＳパラメータ校正に含まれているマルチポートＶＮＡ１０のポートペア内のいずれか１つのポートのパワー校正を実行する段階を含んでいる。例えば、段階２２において、マルチポートＶＮＡ１０のポート２とポート３間においてＳパラメータ校正を実行した場合には、マルチポートＶＮＡ１０のポート２又はポート３においてパワー校正を実行可能である。例示を目的として、ポート１とポート２間において２ポートＳパラメータ校正を実行した例において、マルチポートＶＮＡ１０のポート１についてパワー校正を実行する。

図４Ａは、段階２４におけるポート１のパワー校正に適した構成の一例を示しており、この場合には、パワーメーター１４は、マルチポートＶＮＡ１０のポート１から供給される信号を計測するべく、マルチポートＶＮＡ１０のポート１に接続されている。パワー校正は、任意の適切な技法を使用して実行可能であるが、通常、パワー校正は、マルチポートＶＮＡ１０のポート１から供給される校正信号のパワーを、パワーメーター１４の計測レンジなどの指定されたレンジ内のパワーに設定する段階を含んでいる。次いで、パワー校正は、マルチポートＶＮＡ１０のポート１内において、校正信号ａ_０の結合バージョンを検出する段階と、マルチポートＶＮＡ１０のポート１に接続されているパワーメーター１４により、ポート１から供給される校正信号のパワーＰ_ｉｎｃを計測する段階と、を含んでいる。シグナルフローグラフ４０（図４Ｂに示されているもの）は、段階２４において実行されるマルチポートＶＮＡ１０のポート１のパワー校正と関連した誤差補正項及び信号を示している。ベクトルネットワークアナライザの技術分野において周知の（例えば、Ｓ．Ｊ．Ｍａｓｏｎによる「ＦｅｅｄｂａｃｋＴｈｅｏｒｙ−ＦｕｒｔｈｅｒＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＳｉｇｎａｌＦｌｏｗＧｒａｐｈｓ」（Ｐｒｏｃ．ＩＲＥ、第４４巻、第７号、９２０〜９２６頁、１９５６年７月）に記述されている）Ｍａｓｏｎの利得規則（ＧａｉｎＲｕｌｅ）をシグナルフローグラフ４０に適用することにより、式（１）に示されているパワーメーター１４によって計測されるパワーの関係を得ることができる。

式（１）及びシグナルフローグラフ４０内に存在している項Γ_（ＰＭ）は、パワーメーター１４の入力整合を表している。誤差補正項ｅ_１０は、ポート１のソーストラッキング誤差を表しており、誤差項ｅ_１１は、マルチポートＶＮＡ１０のポート１の順方向整合を表している。パワーメーターの入力整合Γ_（ＰＭ）は、通常、マルチポートＶＮＡ１０を使用して計測するか、又は、パワーメーター１４の校正の結果として提供される。順方向ポート１整合ｅ_１１（表１に示されているもの）は、段階２２において実行される２ポートＳパラメータ校正の結果として確立される。ポート１のソーストラッキング誤差の大きさ｜ｅ_１０｜について式（１）を解くことにより、式（２）が得られる。

段階２２において実行された２ポートＳパラメータ校正及び段階２４において実行されたパワー校正から、ＶＮＡ１０とＤＵＴ１２の様々なポートにおけるパワーを判定可能である。例えば、パワー校正法２０の段階２６においては、ポートＰ１などの１つのポートに対してＤＵＴ１２から供給されるパワーを判定する。一例においては、段階２６において判定されるパワーは、ＤＵＴ１２がマルチポートＶＮＡ１０のポート２に接続された状態で、ＤＵＴ１２がポートＰ２などの別のポートにおいて駆動された結果として得られる。別の例においては、ＤＵＴ１２は、マルチポートＶＮＡ１０のその他のポートＰ２〜Ｐ４とは無関係なポートＰ１にパワーを供給する。

２ポートＳパラメータ校正（段階２２）が、ポート１とポート２間で個々に実行され、パワー計測（段階２４）が、ポート１において実行され、且つ、ＤＵＴ１２のポートＰ１及びポートＰ２が、マルチポートＶＮＡ１０のポート１とポート２間に接続されている例においては、段階２６は、マルチポートＶＮＡ１０のポート２がＤＵＴ１２のポートＰ２を駆動し、マルチポートＶＮＡ１０のポート１がＤＵＴ１２のポートＰ１から信号を受信する状態において、マルチポートＶＮＡ１０のポート１内において信号ｂ_０の結合バージョンを検出する段階を含んでいる。

図５は、パワー校正法２０の段階２６〜２９に従って判定されたパワーと関連するシグナルフローグラフ５０を示している。Ｍａｓｏｎの利得規則をシグナルフローグラフ５０に適用することにより、マルチポートＶＮＡ１０のポート１において検出される信号ｂ_０の結合バージョンの関係（式３）を得ることができる。この信号ｂ_０は、ＤＵＴ１２のＳパラメータＳ_１１、Ｓ_１２、Ｓ_２１、Ｓ_２２、マルチポートＶＮＡ１０のポート２から供給される信号の結合バージョンａ_３、及び段階２２において実行された２ポートＳパラメータ校正の結果として確立される誤差補正項からなる各項によって表現される。ポート２から供給される信号の結合バージョンａ_３は、マルチポートＶＮＡ１０のポート２内において検出可能である。

式（３）において、項Δ＝（１−ｅ’_１１Γ’_１）（１−Ｓ_２２ｅ’_２２）であり、項Γ’_１＝Ｓ_１１＋Ｓ_２１ｅ’_２２Ｓ_１２／（１−Ｓ_２２ｅ’_２２）である。項Γ’_１（これは、ポートＰ１におけるＤＵＴ１２の反射係数を表している）は、ＤＵＴ１２のＳパラメータの計測値に依存することなしに、マルチポートＶＮＡ１０のポート１に接続されたＤＵＴ１２のポートＰ１によって計測することも可能である。

ＤＵＴ１２のポートＰ１における整合した負荷Ｚ_０に対してＤＵＴ１２が供給するパワーＰ_Ｚ０は、式（４）によって確立される。段階２６においては、マルチポートＶＮＡ１０のポート１の通常は不完全な負荷をＤＵＴ１２のポートＰ１に接続することによってパワーを判定するが、ＤＵＴ１２がポートＰ１の整合した負荷Ｚ_０に対して供給するパワーＰ_Ｚ０は、整合した負荷Ｚ_０がＤＵＴ１２のポートＰ１に接続された場合に、ＤＵＴ１２が、整合した負荷Ｚ_０に対して供給するであろうパワーを表している。

式（４）の誤差補正項ｅ’_１１及びｅ’_０３は、段階２２において実行された２ポートＳパラメータ校正の結果として確立される。信号ａ_３、ｂ_０、及びｂ_０／ａ_３は、マルチポートＶＮＡ１０のポート１、２に供給及び受信する信号の結合バージョンとして、マルチポートＶＮＡ１０の対応するポートにおいて検出可能である。先に定義されている反射項Γ’_１は、通常、マルチポートＶＮＡ１０によって計測され、例えば、段階２２において実行された１又は複数の２ポートＳパラメータ校正によって提供される誤差補正項を使用して補正されたＤＵＴ１２の逆方向ポート２整合及びＳパラメータから判定される。式（４）の項｜ｅ’_０１｜（これは、ポート１のレシーバトラッキング誤差の大きさを表している）は、ＲｏｇｅｒＢ．Ｍａｒｋｓによる「ＢａｓｉｃＶｅｃｔｏｒＮｅｔｗｏｒｋＡｎａｌｙｚｅｒＥｒｒｏｒＭｏｄｅｌＩｎｃｌｕｄｉｎｇＳｗｉｔｃｈＴｅｒｍｓ」（５０ｔｈＡＲＦＴＧＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅＤｉｇｅｓｔ、１９９７年１２月、１１５〜１２６頁）に提供されている式（５）から判定可能である。

式（５）の項を再編成することにより、ポート１のレシーバトラッキング誤差ｅ’_０１の式（６）が得られる。

式６の項ｅ_１１、ｅ_０１、ｅ_００、ｅ’_１１、ｅ_１１、及びｅ_１０は、マルチポートＶＮＡ１０のポート１と関連する誤差補正項であり、項ｅ’_２３、ｅ’_３２、ｅ’_３３、ｅ_２２、ｅ’_２２、ｅ_３２、及びｅ’_２３は、マルチポートＶＮＡ１０のポート２と関連する誤差補正項である。ポート１のレシーバトラッキング誤差ｅ’_０１は、マルチポートＶＮＡ１０のポート１にのみ依存している。従って、式（６）の項｛［（ｅ’_２３ｅ’_３２）＋ｅ’_３３（ｅ_２２−ｅ’_２２）］／（ｅ_３２）（ｅ’_２３）｝は、１に等しく設定可能である。式（６）におけるこの指定により、ポート１のレシーバトラッキング誤差の大きさ｜ｅ’_０１｜を式（７）によって確立可能である。

順方向反射トラッキングｅ_１０ｅ_０１、順方向指向性ｅ_００、逆方向負荷整合ｅ’_１１、及び順方向ソース整合ｅ_１１は、段階２２において実行された２ポートＳパラメータ校正の結果として確立される。ポート１のソーストラッキング誤差の大きさ｜ｅ_１０｜は、式（２）によって確立される。従って、式（７）により、ポート１のレシーバトラッキング誤差の大きさ｜ｅ’_０１｜が提供される。ポート１のレシーバトラッキング誤差の大きさ｜ｅ’_０１｜の判定が完了したら、式（４）により、ＤＵＴ１２がポートＰ１の負荷Ｚ_０に対して供給するパワーＰ_Ｚ０を判定可能である。

式（４）の逆方向漏洩誤差ｅ’_０３が無視可能な計測アプリケーションにおいては、ＤＵＴ１２が負荷Ｚ_０に対して供給するパワーＰ_Ｚ０は、マルチポートＶＮＡ１０のポート２から供給される信号の結合バージョンａ_３を検出することなしに、段階２６において判定可能である。式（４）の逆方向漏洩誤差ｅ’_０３は、例えば、ＤＵＴ１２が、マルチポートＶＮＡ１０のポート１とポート２間に接続されたポートを具備するミキサであり、且つ、マルチポートＶＮＡ１０のポート１における信号が、マルチポートＶＮＡ１０のポート２における信号とは異なる周波数を具備している場合に無視可能である。また、ＤＵＴ１２が、周波数ロックされた信号源であるか、或いは、マルチポートＶＮＡ１０のポート１を基準としている場合には、逆方向漏洩誤差ｅ’_０３も無視可能である。

段階２６において判定されたポート１のレシーバトラッキング誤差の大きさ｜ｅ’_０１｜を使用し、ＤＵＴ１２のポートにおけるその他のパワーを判定可能である。段階２８において（この段階は、任意選択によってパワー校正法２０に含まれる）、ポートＰ２がマルチポートＶＮＡ１０のポート２に接続され、これによって駆動されている状態において、ＤＵＴ１２のポートＰ２に入力されるパワー｜ａ_２｜^２を判定可能である。このパワー｜ａ_２｜^２の関係は、式（８）によって提供される。

式（８）において、ポート２のソーストラッキング誤差の大きさ｜ｅ’_２３｜＝｜ｅ’_２３ｅ’_０１｜／｜ｅ’_０１｜である。シグナルフローグラフ５０に示されている項ａ_３は、マルチポートＶＮＡ１０のポート２から供給される信号の結合バージョンとして、マルチポートＶＮＡ１０のポート２内において検出可能である。この検出した信号が、式（８）の項｜ａ_３｜^２を提供する。ポート２のソーストラッキング誤差の大きさ｜ｅ’_２３｜は、段階２２において実行された２ポートＳパラメータ校正の結果として提供される逆方向伝送トラッキングｅ’_２３ｅ’_０１と、段階２６において判定されたポート１のレシーバトラッキング誤差の大きさ｜ｅ’_０１｜と、から判定可能である。式（８）の項Γ_２は、ＤＵＴ１２のポートＰ２がマルチポートＶＮＡ１０のポート２に接続された状態におけるＤＵＴ１２のポートＰ２の反射係数を表している。ポート２の反射係数Γ_２は、マルチポートＶＮＡ１０のポート２の１ポートＳパラメータ校正によって補正可能であり、この場合に、この１ポートＳパラメータ校正は、通常、段階２２において実行された２ポートＳパラメータ校正から導出される。式（８）のすべての項は、パワー校正法２０の段階２２〜２６から入手可能であり、これにより、ＤＵＴ１２のポートＰ２に入力されるパワー｜ａ_２｜^２を確立する。ポートＰ２は、例えば、ＤＵＴ１２が１ポート装置である場合には、ＤＵＴ１２の唯一のポートであってよく、或いは、ポートＰ２は、複数のポートを具備するＤＵＴ１２の１つのポートであってもよい。

又、ＤＵＴ１２のポートＰ２に接続された整合した負荷Ｚ_０に対してＤＵＴ１２から供給されるパワーＰ_Ｚ０２は、パワー校正法２０に任意選択的に含まれる段階２９によって判定可能である。パワーＰ_Ｚ０２は、式（９）によって表される。

式（９）において、Γ’_２＝Ｓ_２２＋Ｓ_１２ｅ_１１Ｓ_２１／（１−Ｓ_１１ｅ_１１）であり、且つ、｜ｅ_３２｜＝｜ｅ_３２ｅ_１０｜／｜ｅ_１０｜である。項｜ｅ_３２｜内に含まれている順方向伝達トラッキング誤差ｅ_３２＊ｅ_１０は、段階２２において実行された２ポートＳパラメータ校正の結果として確立され、ポート１のソーストラッキング誤差の大きさ｜ｅ_１０｜は、段階２４において実行されたパワー校正の結果として確立される。一例においては、段階２９において判定されるパワーＰ_Ｚ０２は、ＤＵＴ１２のポートＰ１がマルチポートＶＮＡ１０のポート１に接続された状態で、ＤＵＴ１２をポートＰ１などの別のポートにおいて駆動した結果として得られる。別の例においては、ＤＵＴ１２は、マルチポートＶＮＡ１０のその他のポートとは無関係なポートＰ２に信号を供給する。

それぞれ、２ポートＳパラメータ校正（段階２２）が、ポート１とポート２間において実行され、パワー校正（段階２４）が、ポート１において実行され、且つ、ＤＵＴ１２のポートＰ１及びポートＰ２が、マルチポートＶＮＡ１０のポート１とポート２間に接続されている例においては、段階２９は、マルチポートＶＮＡ１０のポート１内において、ＤＵＴ１２のポートＰ１を駆動するべくマルチポートＶＮＡ１０のポート１から供給される信号の結合バージョンａ_０を検出する段階を含んでいる。この例においては、段階２９は、マルチポートＶＮＡ１０のポート２内において、ＤＵＴ１２のポートＰ２が受信する信号の結合バージョンｂ_３を検出する段階をも含んでいる。

式（９）の順方向漏洩誤差ｅ_３０が無視可能な計測アプリケーションにおいては、ＤＵＴ１２が負荷Ｚ_０に対して供給するパワーＰ_Ｚ０２は、マルチポートＶＮＡ１０のポート１から供給される信号の結合バージョンａ_０を検出することなしに、段階２９において判定可能である。式（９）の順方向漏洩誤差ｅ_３０は、例えば、ＤＵＴ１２が、マルチポートＶＮＡ１０のポート１とポート２間に接続されたポートを具備するミキサであり、且つ、マルチポートＶＮＡ１０のポート２における信号が、マルチポートＶＮＡ１０のポート１における信号とは異なる周波数を具備している場合に無視可能である。ＤＵＴ１２が、周波数ロックされた信号源である場合、或いは、マルチポートＶＮＡ１０のポート２を基準としている場合には、順方向漏洩誤差ｅ_３０も無視しうるであろう。

パワー校正法２０の代替実施例によれば、段階２４において実行されるパワー校正は、計測済みの、既知の、或いは、その他の方法によって確認されているパワーＰ_ＣＡＬを具備する校正信号をマルチポートＶＮＡ１０のポート１に印加する段階を含んでいる。一例においては、この校正信号は、整合した出力インピーダンスを具備する信号源から供給され、この場合に、この信号源は、周波数ロックされているか、或いは、マルチポートＶＮＡ１０のポート１を基準としている。別の例においては、校正信号は、マルチポートＶＮＡ１０のポート２からマルチポートＶＮＡ１０のポート１に供給され、この場合に、整合した出力インピーダンスがポート２における減衰器によって実現されており、且つ、この校正信号のパワーがパワーメーター１４によって計測される。

この実施例によれば、段階２４のパワー校正は、マルチポートＶＮＡ１０のポート１内において、ポート１に供給される校正信号の結合バージョンｂ_０を計測する段階を含んでいる。この結果、ポート１のレシーバトラッキング誤差の大きさ｜ｅ’_０１｜を、式（１０）によって確立可能である。

このパワー校正法２０の実施例によれば、段階２６において判定される（ＤＵＴ１２がポートＰ１の整合した負荷Ｚ_０に対して供給する）パワーＰ_Ｚ０は、式（４）に基づいて確立可能であり、ＤＵＴ１２のポートＰ２に入力されるパワー｜ａ_２｜^２は、式（８）に基づいて判定可能である。ＤＵＴ１２のポートＰ２に接続された整合した負荷Ｚ_０に対してＤＵＴ１２から供給されるパワーＰ_Ｚ０２は、式（９）によって判定可能であり、この場合には、式（７）を使用することにより、式（９）の項｜ｅ_３２｜内に存在しているポート１のソーストラッキング誤差の大きさ｜ｅ_１０｜を確立可能である。ＤＵＴ１２のポートＰ１に入力されるパワーＰ_Ｐ１は、式（１１）によって確立可能である。

式（１１）において、項Γ_Ｐ１は、ＤＵＴ１２のポートＰ１の入力反射係数を表している。又、式（１１）内に存在しているポート１のソーストラッキング誤差の大きさ｜ｅ_１０｜は、式（７）を使用して確立可能である。

以上のパワー校正法２０の実施例においては、段階２２において実行する２ポートＳパラメータ校正が、マルチポートＶＮＡ１０のポート１とポート２間となるように指定され、且つ、段階２４において実行するパワー校正が、マルチポートＶＮＡ１０のポート１におけるものになるように指定された例を提供している。これらの指定は、例示を目的とした例である。本発明の実施例によれば、ポート１とポート２は、マルチポートＶＮＡ１０のポートの任意のペアを表しており、且つ、ポート１におけるパワー校正も、その間におけるＳパラメータ校正の実行が完了したマルチポートＶＮＡ１０のポートペア内のいずれかのポートにおけるパワー校正を表している。ポートＰ１とポートＰ２は、マルチポートＶＮＡ１０の対応するポートに接続されたＤＵＴ１２のポートの任意のペアを表しており、この場合に、ＤＵＴ１２は、１つ又は複数のポートを具備している。

以上、本発明の実施例について詳細に説明したが、当業者であれば、添付の請求項に記述されている本発明の範囲を逸脱することなしに、これらの実施例に対する変更及び適合を想起可能であることは明らかである。

本発明の実施例によるパワー校正に適したマルチポートＶＮＡを示している。本発明の実施例によるパワー校正法のフローチャートである。マルチポートＶＮＡのポートの中の２つにおけるＳパラメータ校正と関連するシグナルフローグラフを示している。マルチポートＶＮＡのポートの中の２つにおけるＳパラメータ校正と関連するシグナルフローグラフを示している。マルチポートＶＮＡの１つのポートのパワー校正に適した構成の一例を示している。図４Ａの構成と関連するシグナルフローグラフを示している。本発明の実施例によるパワー校正法に含まれるパワー判定と関連するシグナルフローグラフを示している。

Claims

マルチポートベクトルネットワークアナライザのパワー校正法において、
前記ベクトルネットワークアナライザの第１ポートと前記ベクトルネットワークアナライザの第２ポートとの間において、２ポートＳパラメータ校正を実行する段階と、
前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのみにおいて、パワー校正を実行する段階と、
前記ベクトルネットワークアナライザの第１ポートと前記ベクトルネットワークアナライザの第２ポートとの間において実行された前記２ポートＳパラメータ校正、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのみにおいて実行された前記パワー校正、前記被測定物の前記第１ポートの反射係数、及び前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートによって受信された信号の結合バージョンの検出に基づいて、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートに接続された被測定物の第１ポートから供給されるパワーを判定する段階と、
を有することを特徴とする方法。
前記被測定物の前記第１ポートから供給される前記パワーを判定する段階が、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートから供給される信号の結合バージョンの検出を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
前記被測定物の前記第１ポートから供給される前記パワーが、整合した負荷に対するものであることを特徴とする請求項１記載の方法。
前記被測定物の前記第１ポートから供給される前記パワーが、整合した負荷に対するものであることを特徴とする請求項２記載の方法。
前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートにおいて前記パワー校正を実行する段階が、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートから供給される校正信号のパワーを、指定されたパワーレンジ内に設定する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポート内において前記校正信号の結合バージョンを検出する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのみにおいて前記校正信号の前記パワーを計測する段階と、を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートにおいて前記パワー校正を実行する段階が、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートから供給される校正信号のパワーを、指定されたパワーレンジ内に設定する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポート内において前記校正信号の結合バージョンを検出する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのみにおいて前記校正信号の前記パワーを計測する段階と、を含むことを特徴とする請求項２記載の方法。
前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートにおいて前記パワー校正を実行する段階が、確認されたパワーレベルを具備する校正信号を前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートに対して供給する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポート内において前記校正信号の結合バージョンを検出する段階と、を含むことを特徴とする請求項１の方法。
前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートにおいて前記パワー校正を実行する段階が、確認されたパワーレベルを具備する校正信号を前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートに対して供給する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポート内において前記校正信号の結合バージョンを検出する段階と、を含むことを特徴とする請求項２の方法。
前記被測定物が、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートに接続され、且つ、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートから供給される信号によって駆動される第２ポートを具備していることを特徴とする請求項１記載の方法。
前記被測定物が、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートに接続され、且つ、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートから供給される信号によって駆動される第２ポートを具備していることを特徴とする請求項３記載の方法。
前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートから供給される信号の結合バージョンの検出、前記被測定物の前記第２ポートの反射係数、及び前記２ポートＳパラメータ校正によって確立された前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートの逆方向整合に基づいて、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートが前記被測定物の前記第２ポートを駆動する信号を供給する状態において前記被測定物の第２ポートに入力されるパワーを判定する段階を更に有することを特徴とする請求項１記載の方法。
マルチポートベクトルネットワークアナライザのパワー校正法において、
前記ベクトルネットワークアナライザの第１ポートと前記ベクトルネットワークアナライザの第２ポートとの間において、２ポートＳパラメータ校正を実行し、一連の誤差補正項を確立する段階と、
前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのみにおいて、パワー校正を実行する段階と、
被測定物を前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートに接続する段階と、
前記一連の誤差補正項、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのソーストラッキング誤差の大きさから確立された前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのレシーバトラッキング誤差の大きさ、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートに接続された前記被測定物のポートの反射係数、及び前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートによって受信される信号の結合バージョンの検出に基づいて、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートに接続された前記被測定物のポートに被測定物から供給されるパワーを判定する段階と、
を有することを特徴とする方法。
前記被測定物のポートを、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートに接続するのではなく、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートに接続する段階を更に有し、この場合に、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートが、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートに接続された前記被測定物の前記ポートを駆動する信号を供給することを特徴とする請求項１２記載の方法。
前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートに接続された前記被測定物の前記ポートを駆動するべく前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートから供給される信号の結合バージョンを検出する段階を更に含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートに接続された前記被測定物の前記ポートに前記被測定物から供給されるパワーが、整合した負荷に対するパワーであることを特徴とする請求項１２記載の方法。
前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのみにおいて前記パワー校正を実行する段階が、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートから供給される校正信号のパワーを、指定されたパワーレンジ内に設定する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポート内において前記校正信号の結合バージョンを検出する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートにおいて前記校正信号の前記パワーを計測する段階と、を含むことを特徴とする請求項１２記載の方法。
前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのみにおいて前記パワー校正を実行する段階が、確認されたパワーレベルを具備する校正信号を前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートに供給する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポート内において前記校正信号の結合バージョンを検出する段階と、を含むことを特徴とする請求項１２記載の方法。
前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートから供給される前記信号の結合バージョンの検出、前記被測定物の前記第２ポートの反射係数、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートのソーストラッキング誤差の大きさ、及び前記一連の誤差補正項に従って確立された前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートの逆方向整合に基づいて、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートに接続された前記被測定物のポートに入力されるパワーを判定する段階を更に有することを特徴とする請求項１２記載の方法。
マルチポートベクトルネットワークアナライザ（ベクトルネットワークアナライザ）のパワー校正法において、
前記ベクトルネットワークアナライザの第１ポートと前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートとの間において、２ポートＳパラメータ校正を実行し、一連の誤差補正項を確立する段階と、
前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのみにおいて、パワー計測を含むパワー校正を実行する段階と、
被測定物を前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートに接続する段階と、
前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートから供給される信号の結合バージョンの検出、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートに接続された前記被測定物のポートの反射係数、及び前記一連の誤差補正項に従って確立された前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートの逆方向整合に基づいて、前記被測定物の前記第２ポートを駆動するべく信号を供給する前記ベクトルネットワークアナライザの前記第２ポートに接続された前記被測定物のポートに入力されるパワーを判定する段階と、
を有することを特徴とする方法。
前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのみにおいて前記パワー校正を実行する段階が、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートから供給される校正信号のパワーを、指定されたパワーレンジ内に設定する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポート内において前記校正信号の結合バージョンを検出する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートにおいて前記校正信号の前記パワーを計測する段階と、前記ベクトルネットワークアナライザの前記第１ポートのソーストラッキング誤差の大きさを判定する段階と、を含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。