JP2016131324A - Electrical characteristics measuring apparatus and measuring system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電気特性測定装置及び測定システムに関し、特に、変調波を増幅する増幅器の電気特性を測定する装置及びシステムに関する。 The present invention relates to an electrical characteristic measurement apparatus and measurement system, and more particularly to an apparatus and system for measuring electrical characteristics of an amplifier that amplifies a modulated wave.
放送・通信システムなどでは、システム内に設置する増幅器の電気特性を予め測定して把握し、増幅器の入出力電力特性等に基づいて最適な動作条件を設定し、信号増幅を行うことが求められている。 In broadcasting / communication systems, etc., it is required to measure and grasp the electrical characteristics of the amplifier installed in the system in advance, set the optimum operating conditions based on the input / output power characteristics of the amplifier, etc., and perform signal amplification. ing.
また、近年、放送や通信など無線通信システムでは、電力の有効利用、周波数資源の有効活用などの観点から、アレーアンテナを活用するシステムが研究開発されている。アレーアンテナでは、高精度な放射パターンの形成に向けて、位相の設定・制御が必要になる。したがって、無線通信システムで実運用する信号、すなわち、変調波に対する入出力位相特性を求めることも重要となっている。 In recent years, in wireless communication systems such as broadcasting and communication, systems that use array antennas have been researched and developed from the viewpoint of effective use of power and effective use of frequency resources. In an array antenna, it is necessary to set and control the phase in order to form a highly accurate radiation pattern. Accordingly, it is also important to obtain input / output phase characteristics for signals actually used in a wireless communication system, that is, modulated waves.
これまで、一般的に利用されている電気特性測定としては、無変調波を利用して増幅器の入出力特性を測定することや、増幅器の高調波歪み特性を測定することが、実施されている(非特許文献1)。 Until now, the measurement of the electrical characteristics generally used has been to measure the input / output characteristics of the amplifier using unmodulated waves and to measure the harmonic distortion characteristics of the amplifier. (Non-Patent Document 1).
図4に、振幅・位相比較器を用いて、増幅器の入出力特性を評価する測定系統を示す。 FIG. 4 shows a measurement system for evaluating input / output characteristics of an amplifier using an amplitude / phase comparator.
振幅・位相比較器10は、その内部に信号発生部11と振幅・位相測定部12とを備えている。信号発生部11は、任意の出力電力で任意の周波数の無変調波(CW:continuous wave)を出力することができ、また、振幅・位相測定部12は、信号発生部11が出力した無変調波を基準信号として、入力された信号の振幅・位相を測定し、比較する。このような振幅・位相比較器10は、一般に、ネットワークアナライザとして市販されており、容易に入手できる。
The amplitude /
測定の際は、振幅・位相比較器10(信号発生部11)の出力である無変調波を、被測定装置である増幅器90の入力端子に入力し、増幅器90の出力を振幅・位相比較器10(振幅・位相測定部12)に入力する。これにより、増幅器90の入力電力に対する出力電力および位相差を測定し、1つの無変調波を使用した場合の増幅器90の入出力電力特性及び入出力位相特性が測定できる。
At the time of measurement, an unmodulated wave that is an output of the amplitude / phase comparator 10 (signal generation unit 11) is input to an input terminal of an
なお、図4においては、振幅・位相比較器10の出力を直接、被測定装置である増幅器90に入力したが、両者の間に可変減衰器(図示せず)を介在させて電力制御を行なっても良い。また、一般的なネットワークアナライザは、被測定装置の反射電力等の測定も可能であり、被測定装置のSパラメータ等を測定することができるが、図面の振幅・位相比較器10では、詳細な内部構成及び機能は省略されて記載されている。
In FIG. 4, the output of the amplitude /
図5は、増幅器90の高調波歪み特性を評価する測定系統である。
FIG. 5 shows a measurement system for evaluating the harmonic distortion characteristics of the
この測定系統は、第1の周波数の無変調波を出力する第1の信号発生器21と、第1の周波数と異なる第2の周波数の無変調波を出力する第2の信号発生器22と、第1の周波数の無変調波と第2の周波数の無変調波を合成する(加える)合成器30と、合成器30の出力を減衰させ、被測定装置である増幅器90の入力電力を制御する可変減衰器40とにより、入力側が構成されている。被測定装置である増幅器90の出力は、スペクトラムアナライザ50に入力される。スペクトラムアナライザ50は、一定の周波数範囲にわたって、増幅器90の出力電力分布を測定・表示することができる。
The measurement system includes a
これにより、無変調波2波を使用して、入力電力に対する3次や5次などの相互変調波(高次歪み)の出力電力を測定でき、増幅器90の高調波歪み特性が測定できる。
Thereby, the output power of intermodulation waves (high-order distortion) such as third-order and fifth-order with respect to input power can be measured using two unmodulated waves, and the harmonic distortion characteristics of the
放送・通信システムなどの実際の運用では、データを変調波に重畳して伝送するため、変調波が増幅器に入出力される。そのため、放送・通信システムでは、実運用で使用している伝送信号、すなわち、変調波において、出力電力が規定されている。 In actual operation of broadcasting / communication systems, etc., data is superimposed on the modulated wave and transmitted, so that the modulated wave is input to and output from the amplifier. Therefore, in the broadcasting / communication system, output power is defined in a transmission signal used in actual operation, that is, a modulated wave.
このような放送・通信システムに使用される増幅器は、放送・通信事業者ではなく、メーカによる製造・評価・実装が行われており、その特性評価は無変調波を用いて行われることが一般的である。しかしながら、衛星中継器の増幅器を最大出力電力で動作する放送・通信衛星システムにおいては、実際に変調波を伝送させる際、メーカにおいて無変調波で評価された最大出力電力まで、増幅器出力が到達しない状況がある。 Amplifiers used in such broadcasting / communication systems are manufactured, evaluated, and implemented by manufacturers, not broadcasting / communication companies, and their characteristics are generally evaluated using unmodulated waves. Is. However, in a broadcasting / communication satellite system in which the amplifier of the satellite repeater operates at the maximum output power, when the modulated wave is actually transmitted, the amplifier output does not reach the maximum output power evaluated by the manufacturer as the unmodulated wave. There is a situation.
これは、増幅器では、変調波を入出力した場合の電気特性と、無変調波を入出力した場合の電気特性には差異が生じるためである。特に、増幅器の動作点を飽和レベルに近づけるにつれ、非線形特性が強くなるため、その差異が大きくなることが知られている(非特許文献1)。 This is because in an amplifier, there is a difference between the electrical characteristics when a modulated wave is input / output and the electrical characteristics when a non-modulated wave is input / output. In particular, it is known that as the operating point of the amplifier approaches the saturation level, the non-linear characteristic becomes stronger and the difference becomes larger (Non-Patent Document 1).
無変調波を入出力した場合の増幅器の電気特性は、図4及び図5に示すような、簡易な測定系統で評価できる。一方、変調波を入出力した場合の増幅器の電気特性は、実際に伝送する変調波に対応した機器を用いた複雑な測定系統による評価が必要となる。 The electrical characteristics of the amplifier when an unmodulated wave is input and output can be evaluated with a simple measurement system as shown in FIGS. On the other hand, the electrical characteristics of an amplifier when a modulated wave is input / output needs to be evaluated by a complicated measurement system using equipment corresponding to the actually transmitted modulated wave.
図6は、変調波における増幅器の入出力電力特性及び入出力位相特性を評価するための測定系統の例である。非測定装置である増幅器90に対して、伝送する変調波を生成・測定するための多数の機器61〜74が用いられる。
FIG. 6 is an example of a measurement system for evaluating input / output power characteristics and input / output phase characteristics of an amplifier in a modulated wave. For the
測定系統は、変調波を発生させる変調波発生器61、変調波を2つに分配する分配器62、伝送周波数にシフトするための高周波を発生させる信号発生器63、変調波と高周波をミキシングするミキサ(アップコンバータ)64、伝送される変調波以外を除去するフィルタ65、変調波の電力(増幅器90への入力)を制御する可変減衰器66、増幅器90の非線形特性により生じた不要波成分を制限するフィルタ67、増幅器90の出力電力を検出するパワーメータ68、信号周波数を戻すための高周波を発生させる信号発生器69、増幅器出力と高周波をミキシングするミキサ(ダウンコンバータ)70、元の周波数帯の変調波以外を除去するフィルタ71、位相をシフトさせる移相器72、入力と出力の変調波を合成する合成器73、及び、合成器出力を検出するパワーメータ74により、構成される。
The measurement system includes a
動作概要を説明する。変調波発生器61で発生した例えば1GHz帯の変調波は、信号発生器63から発生する例えば9GHzの高周波信号によりミキサ64でアップコンバートされ、フィルタ65で必要な信号のみを選択し、10GHz帯の変調波となる。この変調波の電力を可変減衰器66で制御することにより、非測定装置である増幅器90には、現実の動作条件に近い変調波が入力される。
An outline of the operation will be described. A modulated wave in the 1 GHz band generated by the
増幅器90の出力は、フィルタ67で不要波を制限した後、パワーメータ68で電力測定される。可変減衰器66の出力電力(増幅器90の入力)とパワーメータ68で測定された電力とを比較することにより、増幅器90の入出力電力特性が測定できる。
The output of the
また、増幅器90の出力を、信号発生器69から発生する例えば9GHzの高周波信号によりミキサ70でダウンコンバートし、フィルタ71で必要な信号のみを選択し、1GHz帯の変調波に戻す。この増幅器90を経た変調波を移相器72で移相(0度〜360度)しつつ、変調波発生器61で発生された基準となる変調波と合成器73で合成し、この結果の電力をパワーメータ74で観察すると、移相の度合いにより電力がピークとヌルの間で変化する。この電力の変化から2つの変調波の位相のずれが求められ、増幅器90の入出力位相特性が測定できる。
Further, the output of the
しかしながら、増幅器の変調波による入出力特性を求めるために、このような大規模な測定系統を設計することは負担が大きく、より簡易な測定システムが求められている。 However, designing such a large-scale measurement system in order to obtain the input / output characteristics due to the modulated wave of the amplifier is burdensome, and a simpler measurement system is required.
従って、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、放送・通信システムなどに用いられる増幅器の変調波伝送時の電気特性を、無変調波による簡易な測定系統で評価することを可能とする、電気特性測定装置及び測定システムを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention, which has been made in view of the above problems, is to evaluate the electrical characteristics at the time of modulated wave transmission of an amplifier used in a broadcast / communication system, etc., with a simple measurement system using unmodulated waves. It is an object of the present invention to provide an electrical characteristic measuring apparatus and a measuring system that enable the above.
変調波を入出力した場合の増幅器の電気特性は、経験上、複数の信号を入出力した場合の増幅器の電気特性と同様の傾向を示すことが知られている。そこで、本発明は、2系統の信号発生器により、少なくとも1つの無変調波を使用して、入力信号に対する出力信号の振幅と位相を比較し、変調波を入出力した場合の増幅器の入出力特性を簡易に評価する。 It is known from experience that the electrical characteristics of an amplifier when a modulated wave is input / output shows the same tendency as the electrical characteristics of the amplifier when a plurality of signals are input / output. Therefore, the present invention compares the amplitude and phase of an output signal with respect to an input signal by using at least one unmodulated wave by two signal generators, and inputs / outputs the amplifier when the modulated wave is input / output. Easily evaluate characteristics.
上記課題を解決するために本発明に係る電気特性測定装置は、無変調波からなる第1の信号を発生する信号発生部と、振幅・位相測定部とを備える振幅・位相比較器と、前記第1の信号と異なる第2の信号を発生する信号発生器と、前記第1の信号と前記第2の信号を合成する合成器と、を備え、前記合成器の出力を被測定装置の入力信号とすると共に、前記被測定装置の出力信号を前記振幅・位相測定部に入力し、前記出力信号の前記第1の信号の周波数成分についての振幅と位相を測定して前記入力信号と比較し、前記被測定装置の入出力特性を求めることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an electrical characteristic measurement apparatus according to the present invention includes a signal generator that generates a first signal composed of an unmodulated wave, an amplitude / phase comparator including an amplitude / phase measurement unit, A signal generator for generating a second signal different from the first signal; and a synthesizer for synthesizing the first signal and the second signal, wherein an output of the synthesizer is input to a device under test. And the output signal of the device under test is input to the amplitude / phase measurement unit, and the amplitude and phase of the frequency component of the first signal of the output signal are measured and compared with the input signal. The input / output characteristics of the device to be measured are obtained.
また、前記電気特性測定装置は、さらに可変減衰器を備え、前記合成器の出力を前記可変減衰器で制御して、被測定装置の入力信号とすることが望ましい。 The electrical characteristic measuring device preferably further includes a variable attenuator, and the output of the combiner is controlled by the variable attenuator to be an input signal of the device under measurement.
また、前記電気特性測定装置は、前記第2の信号は、前記第1の信号と周波数の異なる無変調波であることが望ましい。 In the electrical characteristic measuring apparatus, it is preferable that the second signal is an unmodulated wave having a frequency different from that of the first signal.
また、前記電気特性測定装置は、被測定装置は増幅器であり、入出力特性は、少なくとも、入出力電力特性と入出力位相特性のいずれかであることが望ましい。 In the electrical characteristic measuring apparatus, the device to be measured is an amplifier, and the input / output characteristic is preferably at least one of an input / output power characteristic and an input / output phase characteristic.
また、前記電気特性測定装置は、前記振幅・位相比較器を、ネットワークアナライザで構成することが望ましい。 In the electrical characteristic measuring apparatus, the amplitude / phase comparator is preferably a network analyzer.
また、上記課題を解決するために本発明に係る測定システムは、無変調波からなる第1の信号と、前記第1の信号とは異なる第2の信号とを合成して、被測定装置の入力信号とし、前記被測定装置の出力信号の前記第1の信号の周波数成分の振幅及び位相を、前記入力信号の振幅及び位相と比較して、前記被測定装置の入出力特性を求めることを特徴とする。 In order to solve the above problem, a measurement system according to the present invention combines a first signal composed of an unmodulated wave and a second signal different from the first signal, and An input / output characteristic of the device under test is obtained by comparing the amplitude and phase of the frequency component of the first signal of the output signal of the device under test as an input signal with the amplitude and phase of the input signal. Features.
また、前記測定システムは、前記第2の信号は、前記第1の信号と周波数の異なる無変調波であることが望ましい。 In the measurement system, it is preferable that the second signal is an unmodulated wave having a frequency different from that of the first signal.
また、前記測定システムは、被測定装置は増幅器であり、入出力特性は、少なくとも、入出力電力特性と入出力位相特性のいずれかであることが望ましい。 In the measurement system, the device to be measured is an amplifier, and the input / output characteristics are preferably at least one of input / output power characteristics and input / output phase characteristics.
本発明の電気特性測定装置及び測定システムによれば、放送・通信システムなどに用いられる増幅器の、変調波伝送時の電気特性を、変調波を使用することなく、無変調波による簡易な測定系統で評価することが可能となる。 According to the electrical characteristic measuring apparatus and measuring system of the present invention, a simple measurement system using an unmodulated wave without using a modulated wave can be used to measure the electrical characteristics of an amplifier used in a broadcast / communication system at the time of modulated wave transmission. It becomes possible to evaluate with.
また、メーカで準備可能となる簡易な測定系統により、実運用の変調波伝送を考慮した増幅器の入出力電力特性を得ることが可能となるため、メーカの評価結果を、実運用における動作条件の設定にそのまま利用できる。 In addition, a simple measurement system that can be prepared by the manufacturer makes it possible to obtain the input / output power characteristics of the amplifier considering the modulation wave transmission in actual operation. Can be used as is for configuration.
本発明では、複数の無変調波を利用して、変調波の入出力位相特性を得られるため、実運用で使用する伝送信号における位相を容易に設定・制御することが可能となる。 In the present invention, since the input / output phase characteristics of the modulated wave can be obtained by using a plurality of unmodulated waves, the phase in the transmission signal used in actual operation can be easily set and controlled.
以下、本発明の実施の形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below.
(実施の形態)
図1に、本発明における電気特性測定装置の例を示す。測定装置100は、無変調波を利用して、変調波を入出力した場合の増幅器の電気特性を評価する装置である。
(Embodiment)
In FIG. 1, the example of the electrical property measuring apparatus in this invention is shown. The measuring
測定装置100は、振幅・位相比較器10と、信号発生器20と、合成器30とを備える。また更に、可変減衰器40を備えても良い。
The measuring
振幅・位相比較器10は、その内部に信号発生部11と振幅・位相測定部12とを備えている。信号発生部11は、任意の出力電力で任意の周波数の無変調波(CW:continuous wave)を出力することができ、また、振幅・位相測定部12は、信号発生部11が出力した無変調波を基準信号として、入力された信号の振幅・位相を測定し、比較する。このような振幅・位相比較器10は、一般に、ネットワークアナライザとして市販されており、容易に入手できる。
The amplitude /
信号発生器20は、振幅・位相比較器10の信号発生部11が出力する無変調波とは、異なる信号を、任意の出力で発生することができる。信号発生器20の出力信号は、無変調波であっても、また、任意の波形の別の種類の信号波であってもよいが、測定の上では、信号発生部11が出力する周波数とは異なる周波数の無変調波であることが望ましい。
The
合成器30は、信号発生部11が出力する無変調波と、信号発生器20が出力する信号とを合成する。
The
可変減衰器40は、合成器30の出力を任意のレベルに減衰させ、被測定装置である増幅器90への入力電力を制御する。振幅・位相比較器10の信号発生部11や、信号発生器20は、それぞれ出力制御が可能であるため、可変減衰器40は必須のものではない。しかしながら、信号発生部11及び信号発生器20は、出力電力を変化させない方が信号特性が安定であること、信号発生部11と信号発生器20を同時に同じ電力となるように変化させることは制御が困難であること等の理由により、可変減衰器40を用いて測定装置100の出力を制御することが望ましい。可変減衰器を利用することにより、振幅・位相比較器10及び信号発生器20の出力を安定させたまま、増幅器90への入力電力を制御することができ、精度の良い測定ができる。
The
次に、測定装置100の動作の例について説明する。
Next, an example of the operation of the measuring
測定の際は、振幅・位相比較器10(信号発生部11)の出力である第1の周波数f1の無変調波(第1の信号)を合成器30に入力すると共に、信号発生器20より、例えば、第1の周波数f1と異なる第2の周波数f2の無変調波(第2の信号)を出力して、合成器30に入力する。なお、信号発生器20から出力する第2の信号は、無変調波に限られず、任意の信号とすることができる。
At the time of measurement, an unmodulated wave (first signal) having the first frequency f 1 that is the output of the amplitude / phase comparator 10 (signal generator 11) is input to the
ここで、第1の周波数f1と第2の周波数f2は、増幅器90が実際に動作するときの変調波に近いことが望ましい。例えば、増幅器90が衛星放送に用いる増幅器であれば、第1の周波数f1と第2の周波数f2をともに12GHz帯とし、両周波数の差を5〜10MHzとする。また、信号発生部11の無変調波(第1の信号)と信号発生器20の無変調波(第2の信号)の電力は、それぞれ自由に選択可能であるが、両者を同じ出力電力とすると、後述する入出力電力特性の補正が容易となる。
Here, it is desirable that the first frequency f 1 and the second frequency f 2 are close to the modulation wave when the
合成器30は、2つの無変調波をそれぞれの周波数を変化させることなく合成して出力し、必要に応じて可変減衰器40を介して、被測定装置である増幅器90に入力する。可変減衰器40を用いることにより、小さい電力から、増幅器90が非線形特性を示す大きな電力まで広い範囲で、測定装置100の出力電力(増幅器90の入力電力)を容易に変化させることができる。
The
増幅器90は、第1の周波数f1の無変調波と第2の周波数f2の無変調波の合成波を増幅し、その出力信号を振幅・位相比較器(ネットワークアナライザ)10の振幅・位相測定部12に入力する。
The
振幅・位相比較器10は、増幅器90の出力信号から第1の周波数f1の信号成分を選択して、電力と位相を測定し、増幅器90の入力信号の電力及び位相(特に、入力信号のうちの第1の周波数f1の信号成分の電力と位相)と比較する。なお、可変減衰器40を用いた場合には、可変減衰器40と増幅器90との間にパワーメータ(図示せず)を設け、増幅器90への入力電力を求めて、これを振幅・位相測定部12で得られた電力と比較して入出力電力特性を求める。
The amplitude /
これにより、増幅器90の第1の周波数f1の信号成分の出力に基づいて増幅器90の入出力電力特性及び入出力位相特性が測定できる。実際には、増幅器90には第1の周波数f1の無変調波と第2の周波数f2の無変調波が入力されているので、増幅器90全体の入出力電力特性は、振幅・位相比較器10で得られた特性を補正して求める。例えば、2つの無変調波の電力が等しければ、増幅器90全体では2倍の電力が出力されていると推定できるから(換言すれば、第1の周波数f1の入力は全体の入力電力の半分であるから)、振幅・位相比較器10で得られた入出力電力特性を2倍に(3.01dB増加)する補正を行う。
Thereby, the input / output power characteristic and the input / output phase characteristic of the
入出力位相特性は、振幅・位相比較器10において、信号発生部11の発生した無変調波と、増幅器90の出力信号の第1の周波数f1の信号成分とを比較して、位相差を求める。位相特性は両方の無変調波に共通であるから、振幅・位相比較器10で得られた入出力位相特性が、そのまま増幅器90の位相特性となる。
The input / output phase characteristic is determined by comparing the non-modulated wave generated by the
このような測定装置100を用いることにより、振幅・位相比較器10(信号発生部11)の出力である無変調波からなる第1の信号と、信号発生器20の出力である第2の信号とを合成して、被測定装置である増幅器90の入力信号とし、増幅器90の出力信号の第1の信号の周波数成分の振幅と位相を測定して、前記入力信号と比較し、増幅器90の電気特性(少なくとも、入出力電力特性と入出力位相特性のいずれか)を測定するシステムを構成することができる。
By using such a
このようにして、無変調波を含む複数の信号を利用して、変調波伝送時における増幅器の入出力特性を評価することが可能となる。 In this way, it is possible to evaluate the input / output characteristics of the amplifier during modulated wave transmission using a plurality of signals including unmodulated waves.
(測定結果)
図2及び図3に、増幅器として進行波管増幅器(TWTA:Travelling-Wave Tube Amplifier)を使用し、本発明を適用した場合の入出力特性の測定結果を示す。
(Measurement result)
2 and 3 show measurement results of input / output characteristics when a traveling wave tube amplifier (TWTA) is used as an amplifier and the present invention is applied.
測定においては、測定装置100を構成する振幅・位相比較器10として、ネットワークアナライザを利用し、信号発生器20も無変調波を出力するものとした。
In the measurement, a network analyzer is used as the amplitude /
被測定装置である増幅器に入力する2波の無変調波の電力レベルを同一に設定し、このうち1波の無変調波をネットワークアナライザから出力し、増幅器からの出力をネットワークアナライザに入力して、通過特性(SパラメータのS21)を測定した。 Set the power level of the two unmodulated waves to be input to the amplifier that is the device under test, and output one of the unmodulated waves from the network analyzer, and input the output from the amplifier to the network analyzer. The pass characteristic (S parameter S21) was measured.
図2に、本発明による測定装置で測定した入出力電力特性、並びに、同じ増幅器(TWTA)を図4の測定系統により無変調波1波により測定した入出力電力特性を示す。 FIG. 2 shows the input / output power characteristics measured by the measuring apparatus according to the present invention, and the input / output power characteristics of the same amplifier (TWTA) measured by one unmodulated wave by the measurement system of FIG.
まず、本発明において、ネットワークアナライザ(振幅・位相比較器)10で測定した結果が一点鎖線(図で「CW2波のうちの1波」と記載)で示した入出力特性である。この特性は、増幅器の入力信号の電力に対する、ネットワークアナライザ(信号発生部11)の周波数成分の信号についての増幅器の出力電力特性である。ここで、増幅器には同一電力レベルでもう1波の無変調波が入出力されているため、増幅器の総出力電力は、無変調波1波で測定した出力電力に対して、2倍(3.01dB増加)となる。この補正を行った入出力特性を実線(図で「CW2波の合成」と記載)で示す。 First, in the present invention, the result of measurement with the network analyzer (amplitude / phase comparator) 10 is the input / output characteristics indicated by the alternate long and short dash line (denoted as “one wave of two CW waves” in the figure). This characteristic is the output power characteristic of the amplifier for the signal of the frequency component of the network analyzer (signal generation unit 11) with respect to the power of the input signal of the amplifier. Here, since another unmodulated wave of the same power level is input to and output from the amplifier, the total output power of the amplifier is twice as large as the output power measured with one unmodulated wave (3 .01 dB increase). The corrected input / output characteristics are indicated by a solid line (denoted as “CW2 wave synthesis” in the figure).
図2の破線(図で「CW1波」と記載)で示している無変調波1波における入出力電力特性の測定結果と比較して、本発明で得られた入出力電力特性は、増幅器への入力電力が増加するにつれて、出力電力が低下するという電気特性が得られる。この現象は、変調波を入出力した場合の増幅器の出力電力が低下する特性と同一である。 Compared with the measurement result of the input / output power characteristics of one unmodulated wave indicated by a broken line (denoted as “CW1 wave” in the figure) in FIG. 2, the input / output power characteristics obtained in the present invention are As the input power increases, the electrical characteristic that the output power decreases is obtained. This phenomenon is the same as the characteristic that the output power of the amplifier decreases when a modulated wave is input and output.
本発明で得られた入出力電力特性(実線)の最大出力(相対入力0dBのとき、相対出力9.79dB)と、無変調波1波における入出力電力特性(破線)の最大出力(相対入力0dBのとき、相対出力11.60dB)との差異は1.81dBであった。 Maximum output of input / output power characteristics (solid line) obtained by the present invention (relative output 9.79 dB when relative input is 0 dB) and maximum output of input / output power characteristics (dashed line) for one unmodulated wave (relative input) The difference from the relative output of 11.60 dB at 0 dB was 1.81 dB.
この差は、非特許文献1に使用されている衛星搭載TWTAにおける無変調波による最大出力電力と変調波による最大出力電力の差異の実測値である1.7dB(非特許文献1の測定結果において、信号増幅が可能な最小の出力バックオフ(OBO)の値)とほぼ同一である。 This difference is 1.7 dB which is an actual measurement value of the difference between the maximum output power due to the unmodulated wave and the maximum output power due to the modulated wave in the satellite-mounted TWTA used in Non-Patent Document 1 (in the measurement result of Non-Patent Document 1). This is almost the same as the minimum output back-off (OBO) value that can be amplified.
この測定結果により、本発明による測定装置及び測定システムの信頼性が確認できた。 From this measurement result, the reliability of the measuring apparatus and measuring system according to the present invention could be confirmed.
図3に、本発明による測定装置で測定した入出力位相特性、並びに、同じ増幅器(TWTA)を図4の測定系統により無変調波1波により測定した入出力位相特性を示す。 FIG. 3 shows the input / output phase characteristics measured by the measuring apparatus according to the present invention, and the input / output phase characteristics of the same amplifier (TWTA) measured by one unmodulated wave by the measurement system of FIG.
本発明で得られた入出力位相特性(実線、「CW2波」と記載)によれば、相対入力0dBで入出力位相差35.1度であるのに対し、無変調波1波における入出力位相特性(破線、「CW1波」と記載)は、相対入力0dBで入出力位相差30.9度であり、最大出力電力の付近で4.2度の位相差があった。本発明で得られた無変調波2波による入出力位相特性を使用することにより、アレーアンテナなどにより複数の変調波を合成する無線通信システムにおいて、合成時の損失の低減、より高精度の放射パターン形成などを実現することが可能となる。 According to the input / output phase characteristics (solid line, described as “CW2 wave”) obtained in the present invention, the input / output phase difference is 35.1 degrees at 0 dB relative input, whereas the input / output at one unmodulated wave. The phase characteristics (broken line, described as “CW1 wave”) had an input / output phase difference of 30.9 degrees at a relative input of 0 dB, and a phase difference of 4.2 degrees near the maximum output power. By using the input / output phase characteristics of two unmodulated waves obtained in the present invention, in a wireless communication system that synthesizes a plurality of modulated waves using an array antenna or the like, loss at the time of synthesis is reduced and more accurate radiation is achieved. Pattern formation and the like can be realized.
実施の形態の説明において、本発明の電気特性測定装置及び測定システムを増幅器の入出力特性の測定に利用したが、本発明は、変調波信号が入力される、増幅器以外の電子装置の入出力特性の測定にも、利用することができる。 In the description of the embodiment, the electrical characteristic measuring apparatus and measurement system of the present invention are used for measuring the input / output characteristics of an amplifier. However, the present invention is not limited to input / output of an electronic apparatus other than an amplifier to which a modulated wave signal is input. It can also be used to measure properties.
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態に記載の複数の構成ブロックを1つに組み合わせたり、あるいは1つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。 Although the above embodiment has been described as a representative example, it will be apparent to those skilled in the art that many changes and substitutions can be made within the spirit and scope of the invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited by the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the claims. For example, a plurality of constituent blocks described in the embodiments can be combined into one, or one constituent block can be divided.
10 振幅・位相比較器(ネットワークアナライザ)
11 信号発生部
12 振幅・位相測定部
20,21,22 信号発生器
30 合成器
40 可変減衰器
50 スペクトラムアナライザ
61 変調波発生器
62 分配器
63 信号発生器
64 ミキサ(アップコンバータ)
65 フィルタ
66 可変減衰器
67 フィルタ
68 パワーメータ
69 信号発生器
70 ミキサ(ダウンコンバータ)
71 フィルタ
72 移相器
73 合成器
74 パワーメータ
90 増幅器(被測定機器)
100 測定装置
10 Amplitude / phase comparator (network analyzer)
DESCRIPTION OF
65
71
100 measuring device
Claims (8)
前記第1の信号と異なる第2の信号を発生する信号発生器と、
前記第1の信号と前記第2の信号を合成する合成器と、を備え、
前記合成器の出力を被測定装置の入力信号とすると共に、前記被測定装置の出力信号を前記振幅・位相測定部に入力し、前記出力信号の前記第1の信号の周波数成分についての振幅と位相を測定して前記入力信号と比較し、前記被測定装置の入出力特性を求めることを特徴とする電気特性測定装置。 An amplitude / phase comparator comprising a signal generator for generating a first signal composed of an unmodulated wave, and an amplitude / phase measurement unit;
A signal generator for generating a second signal different from the first signal;
A synthesizer that synthesizes the first signal and the second signal;
The output of the synthesizer is used as an input signal of the device under test, the output signal of the device under test is input to the amplitude / phase measurement unit, and the amplitude of the frequency component of the first signal of the output signal An electrical characteristic measuring device characterized in that a phase is measured and compared with the input signal to obtain an input / output characteristic of the device under measurement.
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