JP2008304450A - ベクトルネットワークアナライザ／雑音指数測定 - Google Patents

Abstract

【課題】ＤＵＴの雑音指数の予測が、試験セットにおける機械的切換えなしで行われるようにする。
【解決手段】第１、第２の方向性結合器１４、１８の間にミスマッチ同調器１６が接続されたポート１反射率計２０と、第３、第５の方向性結合器２４、３４からなるポート２反射率計３２の間にＤＵＴ２６が配置され、第４の方向性結合器２８が低雑音受信器３０に接続されている。ミスマッチ同調器１６を用いて測定した低雑音受信器３０の負荷整合、ＤＵＴ２６の雑音電力出力及びＳパラメータを基にしてＤＵＴ２６の雑音指数を予測する。
【選択図】図２

Description

能動装置の雑音指数測定は、常々、冗長で、誤りを犯しやすい手順であった。雑音指数受信器および可変ミスマッチをネットワークアナライザと組み合わせることにより、雑音指数測定精度は大幅に改善され、それ以前よりも著しく高速になる。

被試験デバイス（ＤＵＴ）の不整合および雑音プリング（noise pulling）、ならびに雑音測定受信器の雑音寄与の不明さは、すべて、測定における主要な誤差源である。これまで、これらの誤差を除去するために、いくつかの試験セットアップからの測定が必要とされてきた。第１に、ＤＵＴが、ネットワークアナライザを用いて、そのＳパラメータを特徴付けるために測定され、次いで第２に、ＤＵＴが、雑音指数アナライザを用いて、その雑音指数を獲得するために測定される。加えて、入力不整合に起因する増幅器の雑音プリングを求めるために、ＤＵＴが、いくつかの既知のミスマッチ（不整合）標準を用いて再測定され、デバイスの雑音パラメータが求められる。これらは時間のかかる測定であり、環境中に存在する人工放射によって容易に妨害される雑音測定に関連して非常に小さな信号レベルを取り扱う場合には、特に面倒である。

本発明では、雑音電力およびＳパラメータの測定が、試験セットにおける機械的切換えなしにほぼ同時に行われるように、雑音受信器がネットワークアナライザブロック図に組み込まれる。加えて、ネットワークアナライザによってＳパラメータ校正用に使用される、Ｅ−ｃａｌとして知られる可変ミスマッチ装置が雑音指数測定法において使用され、所望の入力（おそらく５０オーム）に接続された場合にＤＵＴの期待される雑音指数性能が求められるように、信号源整合変動の影響が除去される。

（詳細な説明）
図１に、従来技術のブロック図を示す。

図２に、本発明のブロック図（１０）を示す。第１の信号源１２が、第１の方向性結合器１４に接続する。スルー状態を有するミスマッチ同調器１６（Ｅｃａｌなど）が、第２の方向性結合器１８に接続される。これら２つの結合器１４、１８、および同調器１６は、ポート１反射率計２０を実現する。ポート１反射率計の出力は、被試験デバイス（ＤＵＴ）２６の入力に接続する。第３の方向性結合器２４が、ＤＵＴ２６の出力に接続する。第４の方向性結合器２８が、雑音電力測定のための低雑音受信器３０へのＤＵＴ２６の直接低損失接続を可能にし、さらに、第２の信号源３６の基準方向性結合器３４への経路も提供する。第３および第５の方向性結合器２４、３４は、ポート２の反射率計３２を形成する。

ミスマッチ同調器は、ポート１反射率計内に配置されるものとして図示されているが、第１および第２の方向性結合器の前または後に配置されてもよい。

雑音受信器は、第３、第４、および第５の方向性結合器のうちのいずれか１つに接続されていてもよい。第４の方向性結合器は、スイッチで置き換えられてもよい。スイッチが使用されるときには、第３および第５の方向性結合器の前または後に配置され得る。

図３に、いくつかの異なる測定器を用いて雑音パラメータ抽出を行う従来技術の方法に対応するプロセス流れ図を示す。

ステップ１００で、ネットワークアナライザと雑音指数計が校正される。

ステップ１０２で、ＤＵＴのＳパラメータが測定される。

ステップ１０４で、雑音指数計の負荷整合が、ネットワークアナライザで測定される。

ステップ１０６で、雑音指数計が、雑音源をオンとオフにして、ＤＵＴの雑音電力出力を測定する。

ステップ１０８で、ＤＵＴの入力ポートがミスマッチ同調器に接続される。

ステップ１１０で、同調器によって提供される様々な不整合においてＤＵＴの雑音電力出力が測定される。

ステップ１１２で、ＤＵＴが取り外される。ミスマッチ同調器は、ネットワークアナライザに接続される。前の各ステップで同調器によって生成されたのと同じ不整合の反射係数が測定される。

ステップ１１４で、雑音源がネットワークアナライザに接続される。雑音源がオンとオフである間の反射係数が測定される。

ステップ１１６で、ＤＵＴの雑音電力出力を、雑音源からの雑音入力電力および整合の様々な組み合わせに関連付けるデータが収集される。

ステップ１１８で、ＤＵＴの雑音パラメータが、雑音モデル・フィッティング・アルゴリズムを用いて抽出される。

ステップ１２０で、５０オームの入力終端時におけるＤＵＴの雑音指数が予測される。

図４は、図２に示す装置を用いた雑音パラメータ抽出を示す。

ステップ２００で、装置が、Ｓパラメータおよび雑音電力の測定のために校正される。

ステップ２０２で、ＤＵＴのＳパラメータが測定される。

ステップ２０４で、装置のポート２に組み込まれた雑音受信器の負荷整合が測定される。

ステップ２０６で、装置のポート１に組み込まれた同調器によって提供される様々な不整合においてＤＵＴの雑音電力出力が測定される。

ステップ２０８で、ＤＵＴの雑音電力出力およびＳパラメータを、入力整合の様々な組み合わせに関連付けるデータが収集される。

ステップ２１０で、雑音モデル・フィッティング・アルゴリズムを用いて、ＤＵＴの雑音パラメータが抽出される。

ステップ２１２で、５０オームの入力終端時におけるＤＵＴの雑音指数が予測される。

従来技術の雑音指数測定システムを示す簡略化したブロック図である。 本発明を示す簡略化したブロック図である。 従来技術による測定方法を示す図である。 図２に示す装置を用いた測定を示すプロセス流れ図である。

符号の説明

１２：第１の信号源
１４：第１の方向性結合器
１６：ミスマッチ同調器
１８：第２の方向性結合器
２０：ポート１反射率計
２４：第３の方向性結合器
２６：被試験デバイス（ＤＵＴ）
２８：第４の方向性結合器
３０：低雑音受信器
３２：ポート２反射率計
３４：第５の方向性結合器
３６：第２の信号源

Claims (12)

1. 被試験デバイスを測定する測定器であって、
   第１の信号源と、
   前記第１の信号源に接続され、２つの直列接続された方向性結合器を含むポート１反射率計と、
   スルー状態を有し、前記ポート１反射率計に接続するミスマッチ同調器と、
   ポート２反射率計であって、
   第１および第２の方向性結合器と、
   前記第１および前記第２の方向性結合器の間に介在する第３の方向性結合器およびスイッチのうちの１方と、
   を有するポート２反射率計と
   を備え、前記被試験デバイスは、前記ポート１反射率計と前記ポート２反射率計との間に配置され、低雑音受信器が前記ポート２反射率計に接続され、第２の信号源が前記ポート２反射率計に接続される、測定器。
2. 前記ミスマッチ同調器がＥＣａｌである、請求項１に記載の測定器。
3. 前記ミスマッチ同調器が、前記第１の信号源と前記ポート１反射率計との間に配置される、請求項１に記載の測定器。
4. 前記ミスマッチ同調器が、前記２つの直列接続された方向性結合器の間に配置される、請求項１に記載の測定器。
5. 前記ミスマッチ同調器が、前記ポート１反射率計と前記被試験デバイスとの間に配置される、請求項１に記載の測定器。
6. Ｓパラメータおよび雑音電力の測定のための測定器を校正するステップと、
   被試験デバイス（ＤＵＴ）のＳパラメータを測定するステップと、
   前記測定器のポート２に組み込まれた雑音受信器の負荷整合を測定するステップと、
   前記測定器のポート１に組み込まれたミスマッチ同調器によって提供される様々な不整合において前記ＤＵＴの雑音電力出力を測定するステップと、
   前記ＤＵＴの雑音電力出力およびＳパラメータを、入力整合の様々な組み合わせに関連付けるデータを収集するステップと、
   前記ＤＵＴの雑音パラメータを抽出するステップと、
   前記ＤＵＴの雑音指数を予測するステップと
   を含む方法。
7. 前記測定器が、
   第１の信号源と、
   前記第１の信号源に接続され、２つの直列接続された方向性結合器を含むポート１反射率計と、
   スルー状態を有し、前記ポート１反射率計に接続するミスマッチ同調器と、
   ポート２反射率計であって、
   第１および第２の方向性結合器と、
   前記第１および第２の方向性結合器の間に配置された第３の方向性結合器およびスイッチのうちの１方と、
   を有するポート２反射率計と、
   を備え、前記被試験デバイスは、前記ポート１反射率計と前記ポート２反射率計との間に配置され、低雑音受信器が前記ポート２反射率計に接続され、第２の信号源が前記ポート２反射率計に接続される、請求項６に記載の方法。
8. 前記ミスマッチ同調器がＥＣａｌである、請求項７に記載の方法。
9. 前記ミスマッチ同調器が、前記第１の信号源と前記ポート１反射率計との間に配置される、請求項７に記載の方法。
10. 前記ミスマッチ同調器が、前記２つの直列接続された方向性結合器の間に配置される、請求項７に記載の方法。
11. 前記ミスマッチ同調器が、前記ポート１反射率計と前記被試験デバイスとの間に配置される、請求項７に記載の方法。
12. 前記ＤＵＴの雑音指数を予測するステップが、５０オームの入力終端時でのものである、請求項５に記載の方法。

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