JP3236779B2

JP3236779B2 - ノイズ測定検査システム

Info

Publication number: JP3236779B2
Application number: JP14470296A
Authority: JP
Inventors: アービン・エル・ニューバーグ; ジーニ・ワーグナー; ジーニ・ルジスキー; リチャード・エー・スティーブンス
Original assignee: Raytheon Co
Current assignee: Raytheon Co
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 2001-12-10
Anticipated expiration: 2016-06-06
Also published as: KR0158791B1; EP0747714A2; AU5458396A; PH12013000151A1; IL118451A0; JPH09119957A; US5608331A; KR970002346A; IL118451A; EP0747714A3; AU681826B2

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、一般にマイクロ
波検査装置に関し、より詳細には、導波管、同軸及びフ
ァイバオプティックディレイライン弁別装置を使用した
マイクロ波信号の位相ノイズ及び振幅ノイズ測定を行う
自動ノイズ測定検査システムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】位相ノイズ測定を行う従来の２つのアプ
ローチは、ＲＦコミュニティによって主として使用され
ている。第１のノイズ測定検査システムは導波管ディレ
イライン弁別装置を使用するもので、第２は２つの位相
ロックＲＦソースからの結合されたノイズを測定する検
査システムを使用する。そのうちの１つのソースはロー
ノイズリファレンス発振器であり、もう一方のソースは
（発振器）ユニットアンダーテスト（ＵＵＴ）である。
また、あまり一般的に使用されていない従来の検査シス
テムは、空洞弁別装置及び３つの発振器の混合によるも
のを含んでいる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの従来の検査シ
ステムは、感度能力及び適応性を組み合わせたものを有
していないもので、耐久性があり、コンパクトな及び／
または入手しやすい装置で、現在開発中の低い位相ノイ
ズマイクロ波ソースや、現在のローノイズソースを測定
するための装置である。加えて、従来の検査システム
は、大抵比較的大きく、高価で適応性のないものであっ
た。

【０００４】一般に使用される導波管を基にしたノイズ
測定検査システムを限定することにより、一般に使用さ
れる軍部の導波管を基にしたノイズ測定システム及び商
業上有効なシステムの能力を超える性能の検査システム
を提供することが可能である、ということが見出され
た。上記２つの発振器混合器アプローチは、ローノイズ
ソースを評価するためにその超ローノイズソースを要求
するもので、これは第２の超ローノイズ発振器を提供し
なければならないので、付加的な費用が無視できない。
現在の導波管を基にした検査システムの主な不利益は、
その大きなサイズ、重量、非柔軟性及び比較されるコス
トである。また、十分に自動化された有効なシステムは
無く、それは熟練のオペレータ及び評価可能なセットア
ップ時間が上記システムを使用するために要求されると
いうことを意味する。

【０００５】自動化されたノイズ測定検査システムとし
て参照される、この発明で使用される多くの技術は、一
般に記事、及びこの発明の譲受人により譲渡された米国
特許第４，９１８，３７３号のファイバオプティック位
相ノイズ検査セットの特許に詳述されている。上記記事
は、“ＮｅｗＤｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｏｒＢｏｏｓ
ｔｓＰｈａｓｅ−ＮｏｉｓｅＴｅｓｔｉｎｇ”，ｉ
ｎＭｉｃｒｏｗｖｅｓ，１９８２年３月，“Ｅｘｔｅ
ｎｄｉｎｇｔｈｅＲａｎｇｅａｎｄＡｃｃｕｒ
ａｃｙｏｆＰｈａｓｅＮｏｉｓｅＭｅａｓｕｒ
ｅｍｅｎｔｓ”，４２ｎｄＡｎｎｕａｌＦｒｅｑｕ
ｅｎｃｙＣｏｎｔｒｏｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍ，１９
８８年，“ＴｈｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｆＮ
ｏｉｓｅｉｎＭｉｃｒｏｗａｖｅＴｒａｎｓｍｉｔ
ｔｅｒｓ”，ＩＥＥＥＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓｏ
ｎＭｉｃｒｏｗａｖｅＴｈｅｏｒｙ＆Ｔｅｃｈ
ｎｉｑｕｅｓ，Ｖｏｌ．ＭＴＴ−２５ＮＯ．４，１９
７７年４月，“Ｃｒｏｓｓ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ
ＰｈａｓｅＮｏｉｓｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ
ｓ”，１９９２年ＩＥＥＥＦｒｅｑｕｅｎｃｙＣ
ｏｎｔｒｏｌＳｙｍｐｏｓｉｕｍ，ａｎｄ “Ｕｓ
ｉｎｇＤｉｇｉｔａｌＤａｔａＰｒｏｃｅｓｓｉ
ｎｇｔｏＳｐｅｅｄＵｐＲａｄｅｒＰｈａｓ
ｅＮｏｉｓｅＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ”，Ａｕｔｏｔ
ｅｓｔｃｏｎ，１９９４年９月，ｐｐ．２０５−２１０
を含んでいる。しかしながら、本発明はこれらの異なっ
た出版物に開示された技術の幾つかを提供しているが、
その技術はモジュール化され、柔軟性があり、コンパク
トで余裕のある検査システムを改良すると共に組み合わ
せたものであり、上記文献には開示されていない。

【０００６】したがって、この発明の目的は、従来のシ
ステムの制限に打ち勝つ、マイクロ波信号の位相ノイズ
及び振幅ノイズ測定を行うことのできるノイズ測定検査
システムを提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、Ｒ
Ｆソースからのマイクロ波信号の位相ノイズ及び振幅ノ
イズ測定を行うノイズ測定検査システムであって、上記
ＲＦソースから供給されたＲＦノイズ信号を受信するＲ
Ｆ入力と、上記供給されたＲＦノイズ信号を第１及び第
２のパスに分離するため、上記ＲＦ入力に結合されたＲ
Ｆカップラと、上記第１及び第２のパスのための信号を
受信するために結合された第１及び第２の入力を有する
同期位相検出器を有し、それぞれ復調された位相ノイズ
を出力するミクサと、を具備し、上記第１のパスは、上
記同期検出器に入力する基準信号を提供するため、上記
カップラと上記ミクサの第１の入力との間に結合された
調整可能なアッテネータ及び調整可能な移相器とを備
え、上記第２のパスは、上記カップラと上記ミクサの第
２の入力との間に結合されたスイッチ及び調整可能なＲ
Ｆキャリア無効回路によって、上記第２のパスに選択的
に結合される複数のディレイラインとを備え、上記調整
可能なＲＦキャリア無効回路は、上記第２のパスに結合
された上記ＲＦ入力ノイズ信号の一部を第３のパス中に
分離するための第１のキャリア無効ハイブリッドを有
し、上記第３のパスは、第２の可変アッテネータと、第
２の可変移相器と、第２のキャリア無効ハイブリッド
と、を備え、上記第２のパスは、上記ディレイラインと
ローノイズアンプとを備え、上記ローノイズアンプは、
上記ミクサの第２の入力に結合され、上記システムから
のベースバンドビデオ出力信号を提供するための上記ミ
クサの出力に結合されたビデオアンプと、を具備するこ
とを特徴とする。

【０００８】この発明は、上記の目的及び他の目的を満
たすための、位相ノイズ検査セットの弁別装置型に於け
る導波管、同軸及びファイバオプティックディレイライ
ンを使用するマイクロ波信号の位相ノイズ及び振幅ノイ
ズ測定を行う（ユニバーサルノイズインテグレーテッド
テスタすなわちＵＮＵＴとしても知られる）自動化され
たノイズ測定検査システムである。上記ディレイライン
弁別器ノイズ測定検査システムは、位相ノイズ評価のた
めの、上記ディレイラインを経てリファレンス信号を発
生するためにユニットアンダーテスト（ＵＵＴ）からの
ＲＦ入力を使用する。

【０００９】上記システムは、供給されたＲＦノイズ信
号を受信するためのＲＦ入力、及び第１及び第２のパス
に、供給されたＲＦノイズ信号を分離するためのＲＦ入
力に結合されたＲＦカップラを有している。同位相の検
出器を備えるミクサは、それぞれ第１及び第２のパスか
らの信号を受信するために結合され、復調された位相ノ
イズを出力する。上記第１のパスは可変アッテネータを
有するもので、可変移相器は上記カップラと同期検出器
にその信号入力を提供するため、ミクサの第１の入力と
上記カップラの間に結合される。上記第２のパスは、上
記ミクサにリファレンス信号を提供するために上記カッ
プラと該ミクサとの間に結合された調整可能なＲＦキャ
リア無効回路とディレイラインとを備えている。ビデオ
アンプは、上記システムからのベースバンドビデオ出力
信号を提供するミクサの出力に結合される。

【００１０】絶対的及び相対的な位相ノイズ（周波数変
調、ＦＭ）測定は、上記ノイズ測定検査システムにより
行うことができる。絶対的なノイズ測定は、測定される
べくＲＦ信号が該ＲＦ信号が発生されるユニットから到
達すると行われるので、有効なＲＦ入力信号（すなわ
ち、ＲＦ位相ロックループ、マルチプライヤチェーン、
及びＲＦ発振器の他の型）とはならない。相対的なノイ
ズ測定は、測定されるべくユニットからのＲＦ信号が、
上記信号にノイズが加わる以前及び以後に得られたとき
に行われる。ＲＦアンプの場合はこの通りである。上記
リファレンス信号は上記ユニットアンダーテストに対す
る入力であり、出力信号は、上記入力ＲＦが上記ユニッ
トアンダーテストを介して来た後に付加されたノイズを
有し、絶対的な場合に使用されたようなミクサ位相検出
器の同じ型を使用して上記リファレンス入力と比較され
る。

【００１１】上述したシステムに於いて、パルス及び連
続波（ＣＷ）ＲＦ信号が測定し得る。また、振幅変調
（ＡＭ）されたノイズは、振幅検出器として（両システ
ムで使用された）ミクサをセットアップすることによっ
て、または簡単なＲＦ検出器を使用して何れかのディレ
イを使用することのない両システムに於いて測定するこ
とができる。ミクサは両方のＲＦ入力が同じ周波数であ
ったとき位相または振幅検出器の何れかとして使用する
ことができ、同位相（振幅検出器）または９０°の位相
ずれ（位相検出器）となるべく生じる。上記ミクサの一
方のアームに供給された信号の位相及び振幅は、最適の
ミクサ性能を得るために上記ミクサ中の上記信号振幅を
制御するためのアッテネータ及び同位相または９０°の
状態の可変移相器を使用して調整することができる。

【００１２】位相または振幅ノイズ測定を行うために、
上記ノイズ測定検査システムは、位相または振幅ノイズ
の周知のレベルでキャリプレーション信号を有する必要
がある。上記ノイズ測定検査システムからのノイズ信号
は、上記位相または振幅ノイズのレベルを決定するため
に上記キャリブレーション信号と比較される。この比較
は、上記ノイズ信号を含むＲＦキャリアレベルと関連し
ている。上記出力は、所定の帯域幅（通常１Ｈｚ）のキ
ャリアレベルと関連してｄＢで与えられる。上記キャリ
プレーション信号は、ＲＦ信号サイドバンド或いはビデ
オまたはデジタル信号を注入された擬態のサイドバンド
のように生成することによって発生することができる。

【００１３】このシステムは、絶対的及び相対的なノイ
ズ測定を実行し、１ＧＨｚ以下から１００ＧＨｚ以上の
大きなＲＦキャリアスペクトルに渡るノイズを測定す
る、自動化されたシステムの全般的な能力を提供する。
このシステムは、１Ｈｚ未満からギガヘルツを越える、
大きなＲＦキャリア相対（オフセット）周波数ノイズ測
定範囲を有している。このシステムはパルス及び連続波
ＲＦ信号の両者に適応すると共に、簡単なベースバンド
若しくはより複雑なＲＦサイドバンドキャリブレーショ
ン信号発生技術の何れかを提供する。このノイズ検査シ
ステムは、動作に於いて柔軟性があり、コンピュータ制
御され、デジタル処理されるもので、何れのノイズ検査
システムに於いても現在存在しないパラメータ選択及び
範囲を有している。

【００１４】このシステムは、同軸及びファイバオプテ
ィックディレイラインを使用し、キャリア信号帯域幅及
び上記ＲＦキャリアに近い及び遠い相対的なノイズの多
くのオクターブに渡って測定するＲＦノイズを許可す
る。上記システムは、自動化された操作及びデジタル読
出しを提供するもので、訓練されたオペレータを必要と
せず、最適の位相及び振幅設定を保証するものである。
このシステムは、長いファイバオプティックディレイラ
インを使用するキャリアの僅かなヘルツ内にノイズを測
定する。このシステムは、上昇した感度（ｄＢｃ／Ｈｚ
帯域幅の大きなキャリア対ノイズレベル）を達成するた
めに無効にするキャリアを使用する。このシステムは、
超ローノイズソースを測定するために無効にするキャリ
アにより導波管ディレイラインを使用する。このシステ
ムは、また、同軸ディレイラインを使用することによっ
てその上昇した感度により、従来使用された導波管ディ
レイラインと比較されたその大きな損失により、よりコ
ンパクトで余裕のあるシステムを作るために、無効キャ
リアの利益を得る。この発明は、従来の大きなサイズ、
重量のあるコストの高い導波管を基にした位相ノイズ検
査システムと同様の結果を達成するために、無効キャリ
アによって得られる上昇した感度の幾つかを取り去るこ
とによってこの能力を達成する。

【００１５】上記検査システムは、広帯域幅で、自動化
され、軽量、コンパクト及び余裕のあるノイズ検査設定
能力を提供する。この発明の主要な目的は、現行の導波
管ノイズ測定検査システムの感度を改善することであ
る。この発明の他の主要な利益は、低い位相ノイズを測
定するため及び／または従来の大きなそして重量のある
検査システムに匹敵する感度を提供するために無効キャ
リアにより（導波管の代わりに）同軸ディレイライン弁
別器を使用して広帯域幅で、コンパクトで、軽量且つ低
いコストシステムを達成するために、無効使用キャリア
から引出すことである。また、（感度適応性のための）
ディレイライン長の選択に於いて、広いＲＦキャリア適
用範囲及び適応性のためのファイバオプティックディレ
イラインの使用が含まれている。

【００１６】ディレイライン弁別器型システムに於ける
ディレイラインの異なった型に関連した低いノイズマイ
クはアンプ及び無効キャリア（取り消し）の使用は、反
転性の位相ノイズ測定検査システムを提供する。上記シ
ステムで使用されるＲＦアンプは、特に低いＲＦノイズ
を有するべきという結果が最も良い。上記ディレイライ
ンは、導波管、同軸、またはファイバオプティック送信
ラインを使用可能である。上記同軸ディレイラインは、
従来の導波管を基にしたシステムに関連して同等の感度
を提供するために使用されるが、小さなサイズで、軽量
で、コストが低いもので、容易に利用可能なものであ
る。同軸ディレイラインは、非常に広いＲＦ帯域幅（１
以下で１８ＧＨｚ以上）に渡るこの感度を提供すること
ができ、また短いディレイに切換えられたとき高いキャ
リアオフセット周波数用の最適化のための位相ノイズ測
定をも提供する。

【００１７】上記ファイバオプティックディレイライン
は、小さく、コンパクトサイズに於ける（導波管または
同軸ディレイラインを使用するために比較された）十分
に長い時間のディレイを提供するもので、小さいキャリ
アオフセット周波数（１未満から１０００Ｈｚを越え
る）で位相ノイズ測定のために主に使用される。上記フ
ァイバオプティックディレイラインは高価にすることも
できるが、最も変わりやすいものである。ファイバオプ
ティックディレイライン長の間を切換える技術、無効キ
ャリア及び選択されたオフセット周波数領域の使用は、
感度を最適化する間ディレイラインの他の型で得られる
それらだけ出力される上記オフセット周波数を広げるた
めに使用することもできる。自動同調及び調整は、ディ
レイラインの各々の型のために提供される。また、ユニ
バーサルノイズインテクレイテッド検査システムは、上
記ユニットアンダーテストでの評価及び誤り分離のため
の表示されたノイズ出力と自動化されたＧＯ／ＮＯ−Ｇ
Ｏ能力を提供する。このユニバーサルノイズインテクレ
イテッドテスターは、最良の商業上または軍部の有効な
位相ノイズ測定装置よりも良好な性能若しくは等しいも
のを提供する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態を説明する。

【００１９】図１（ａ）は、基本的な絶対的なノイズ測
定検査システム１０の構成を示すブロック図である。こ
の検査システム１０は、ＲＦ信号ソースの位相ノイズを
測定するため、ベースバンドビデオ出力信号中に、供給
されたＲＦ入力信号の短期間の位相変動を変換するため
に、ディレイライン弁別器２０を使用している。本実施
の形態に於いては、この検査システムは、レーダ、電子
交戦、及び通信システムで使用される比較的低い位相ノ
イズのＲＦソース用に、主に適用される。

【００２０】上記検査システム１０は、ユニットアンダ
ーテスト（ＵＵＴ）４０を具備するパルスＲＦソースま
たは連続波から引出されたＲＦ入力信号を得て、ＲＦカ
ップラ１１を使用している第１及び第２のパス１８ａ、
１８ｂにその出力を分配する。第１のパス１８ａは直接
的（最小ディレイ）で分散しないものであり、同位相の
検出器１５にリファレンス信号入力を提供する。このリ
ファレンス入力は、調整可能な移相器１３と調整可能な
アッテネータ１４を通過するもので、ミクサ１５から成
る同位相検出器１５の一方の入力に供給される。第２の
パス、すなわちディレイパス１８ｂは、分散的ネットワ
ーク１９と、ディレイライン１２とを有しており、第２
の信号入力を同位相検出器１５に提供する。同位相検出
器１５は、位相検出器（位相のずれ９０°の２つの入
力）として動作されると共に、復調されたベースバンド
位相ノイズを出力する。ＡＭ測定は、上記ＲＦ入力のス
イッチを介して測定されるべく上記ＲＦ信号を受信する
簡単なダイオード検出器を使用して行うことができる。
また、同位相検出器１５は、１／４位相に代えて同位相
の移相器１３を調整することによってＡＭ検出器として
使用することができる。この型のノイズ測定検査システ
ム１０の動作は、当業者によって十分に理解することが
できる。

【００２１】図１（ｂ）は、絶対的及び相対的ノイズ測
定システムが組合わされた、従来のノイズ測定システム
１０の簡易化したブロック構成図である。絶対的な検査
システム１０は図１（ａ）にて詳述したので、該検査シ
ステム１０の関係する部分のみ図１（ｂ）に従って詳述
する。

【００２２】上記検査システム１０の一部は相対的なノ
イズ測定のために提供されるもので、ＲＦ信号ソースか
らのＲＦ入力信号を受信するユニットアンダーテスト
（ＵＵＴ）４０を備えている。上記ＲＦ入力信号の一部
は第１の相対的リファレンス信号（ＲＥＦＲＦ１）を
提供するために上記カップラ１１を使用して結合される
もので、第１のスイッチ１７ａの第１の入力に供給され
る。上記ユニットアンダーテスト４０の出力はノイズが
付加されている第２の相対的入力信号（ＲＥＬＲＦ２）
を提供するもので、第２のスイッチ１７ｂの第１の入力
に結合される。上記第２のスイッチ１７ｂの出力は調整
可能な移相器１３及び調整可能なアッテネータ１４を介
して結合されるもので、同位相検出器１５の一方の入力
に供給される。上記第１のスイッチ１７ａ出力は、同位
相検出器１５の第２の入力に供給される。上記スイッチ
１７ａ、１７ｂは、上記同位相検出器１５の両方の入力
に供給される相対的信号（ＲＦ１、ＲＦ２）を切換える
ために操作される。

【００２３】相対的検査システム１０は、（上記ユニッ
トアンダーテストからの付加されたノイズを含む）その
出力に対して、上記ユニットアンダーテストのＲＦ入力
と（ＡＭノイズ測定用の同位相または９０°の位相ノイ
ズ測定を、どうセットアップするかにより、振幅検出器
または位相で）比較することによって、ノイズを測定す
る。測定技術は、リファレンス信号が上記ユニットアン
ダーテストの入力で有効となるので、ディレイラインが
上記リファレンス信号を提供することが必要ではないと
いうことを除いて、絶対的なノイズ検査システム１０の
それと同様である。

【００２４】図２は、この発明の原則に従ったノイズ測
定検査システム１０′、すなわちユニットノイズインテ
グレイテッドテスタ１０′の構成を示した図である。上
記システム１０′は、この発明の譲受人によって現在使
用されている図１（ａ）及び（ｂ）に示された導波管デ
ィレイライン弁別器ノイズ測定検査システム１０、及び
他の商業上有効な型の位相ノイズ測定装置に置換えて改
善したものである。上記ノイズ測定検査システム１０′
は、（ＭＨｚレンジの）非常に低い周波数から（ミリ波
レンジの）非常に高い周波数にＲＦキャリアスペクトル
に渡って操作される。上記システム１０′は、最も現在
の有効な検査システムをはるかに越えるノイズ測定感度
を得るため無効キャリアを使用する。上記システム１
０′は、標準的な在庫品からすぐ買えて、商業上有効
で、コンパクトな、自動化されて余裕のあるシステムを
提供するための構成要素を使用している。

【００２５】図３は上記位相ノイズ測定検査システム１
０′の主要なモジュール、すなわち“デッキ”を示した
ブロック構成図であり、図４は該検査システム１０′の
レイアウトを示した図である。上記システム１０′はＲ
Ｆデッキ２１を有しており、ビデオデッキ２２乃至デジ
タルデッキ２３を通って結合される。ディレイラインデ
ッキ２４は、上記ＲＦデッキ２１に結合されている。こ
のＲＦデッキ２１は、ＲＦ入力信号とディレイラインデ
ッキ２４からのディレイされた信号を受信する。コント
ロールデッキ２５は、オートメーション回路２９と、コ
ンピュータ（ＣＰＵ）２６と、アナログ−デジタルコン
バータ（ＡＤＣ）２８及びディスクドライブ２７を有す
るもので、コントロール機能は他のデッキ２１〜２４の
各々に結合される。

【００２６】デジタル信号処理技術及び調整技術は、上
記デジタルデッキ２３に於いて与えられると共にスペク
トル分析で実行されるもので、スペクトラムアナライザ
を手動で操作する従来のマンインザループに置換えられ
る。従来のスペクトラムアナライザ及び手動操作を使用
することの不利益は、検査実効時間が狭い分解帯域幅の
選択のために要求された比較的長いゆっくりした掃引時
間であり、検査は努めて集中的な操作である。長い掃引
時間は、瞬間的なノイズ及び測定パラメータドリフトを
導く。ディレイラインデッキ２４のディレイライン１２
の他の型及び長さを使用することは、システム感度、Ｒ
Ｆ入力及び相対的なオフセット周波数レンジの選択及び
最適化に於ける適応性を許可する。

【００２７】上記ＲＦ及びビデオデッキ２１、２２の構
成要素が図２に示される。上記ＲＦデッキ２１はＲＦ入
力及びＲＦカップラ１１を有しており、ミクサ１５の一
方の入力に、可変アッテネータ１４及び可変移相器１３
を介して供給されたＲＦノイズ信号の一部を結合する。
ＲＦキャリア無効回路３０は、初期分割後の第２の時
間、上記ＲＦ入力ノイズ信号を分割するＲＦ負荷３１を
含むキャリア無効ハイブリッド３３から成る。上記ノイ
ズ信号の一部は、少なくとも１つのディレイライン１２
を介して結合される。付加的なディレイライン１２は、
多重スイッチ３４によって上記回路３０に及び該回路３
０から結合される。上記ハイブリッド３３により分離さ
れた上記ノイズ信号の残りは、第２の可変アッテネータ
１４ａ及び第２の可変移相器１３ａを介して、負荷３２
を伴った第２のキャリア無効ハイブリッド３３ａに結合
される。上記第２のキャリア無効ハイブリッド３３ａ
は、上記ノイズ信号の遅延されない部分と遅延された部
分が組合わされるもので、ローノイズアンプ３５に結合
される。第２のＲＦカップラ３６は、ゼロモニタ信号に
結合するために提供される。ミクサ１５の出力はビデオ
信号であり、ベースバンドビデオ出力信号を提供するた
めにビデオアンプ１６を介して結合される。

【００２８】上記キャリア無効回路３０は上述した文献
に一般に述べられた技術を満たしている。上記キャリア
無効回路３０は、ＲＦ入力信号の連続波キャリア信号の
一部をキャンセルし、これによりローノイズアンプが位
相ノイズ振幅及びシステム１０′の感度を上昇させ、シ
ステム１０′の感度を上昇させる。無効にすることは、
ハイレベルキャリア信号が、ローノイズアンプ３５が飽
和するのを防ぐために必要である。上記ローノイズアン
プ３５は、低いＲＦノイズを有するために選択されるの
で、このタイプのノイズがシステムの感度を制限する。
上記キャリア無効回路３０は、キャリア信号のある部分
をカップラ３６によって取り除いて、上記キャリア信号
の一部とノイズのほんの一部をキャンセルするために、
上記取り除いた信号が、位相がずれたメインキャリア信
号に再び付加されることができるので、位相及び振幅制
御（第２の可変移相器１３ａ及び第２の可変アッテネー
タ１４ａ）の調整を提供する。測定されるべく少量のノ
イズだけは、バイパスされた（またはディレイされてい
ない）キャリアノイズがディレイされたノイズとは相関
されないので、測定されるべくノイズのほんの一部がデ
ィレイされたパスのノイズ非相関によってキャンセルさ
れる。上記キャリア無効回路３０がシステム１０の感度
を上昇させるので、そしてほとんどの測定にはこの上昇
した感度の全てがほとんどの測定に要求されることはな
いので、他の従来使用されたディレイラインより大きな
ロス（感度が低い）を有する同軸ディレイライン１２が
使用されるが、導波管ディレイラインと比較して、適応
性があり、小さく、よりコンパクトな、広い周波数レン
ジディレイライン１２が提供される。

【００２９】また、図２には、ユニットアンダーテスト
４０の所望の出力が測定される相対的なキャリア対ノイ
ズ比を決定するのに使用される調整信号を提供するため
に使用される回路及び構成が示されている。加えて、ア
ナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）４１と、信号プ
ロセッサ４２及びコントロールコンピュータ４３が示さ
れている。上記ＡＤＣ４１は、上記キャリア対ノイズレ
ベルと相対周波数ノイズデータとの関係を得るために上
記信号プロセッサ４２に於いて処理可能であるように、
ビデオベースバンド出力信号をデジタル化するために使
用される。また、コンピュータ４３は、全ての調整可能
な素子（移相器１３及びアッテネータ１４）を適応的に
制御するサーボ４４、回路（すなわちディレイライン１
２等）を切換えるためのスイッチ３４に制御信号を送出
し、最大測定感度及びキャリブレーションを提供するた
め、初期化及び最適な設定を得るために位相及びアッテ
ネータ設定の調整を行うと共に、レベルを設定するため
にＲＦカップラ３６を介して検出器４５ａ、４５ｂ（Ｒ
Ｆダイオード検出器）からのフィードバック信号を受信
する。上記ダイオード検出器４５は、また、ＡＭノイズ
を直接測定するために使用することもできる。キャリブ
レーション信号発生器４６は、図示されるように、ＲＦ
カップラ３７を介して上記システム１０′にＲＦまたは
ベースバンドキャリブレーション信号を入力するために
使用される。

【００３０】上記ビデオデッキ２２は上記システム１０
に使用されたベースバンド回路を含んでおり、ビデオア
ンプ１６、相関回路及びベースバンドアナログキャリブ
レーション入力を有している。これらの構成要素は、そ
の図５に関連した米国特許第４，９１８，３７３号及び
“ＥｘｔｅｎｄｉｎｇｔｈｅＲａｎｇｅａｎｄＡ
ｃｃｕｒａｃｙｏｆＰｈａｓｅＮｏｉｓｅＭｅ
ａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ”及び“Ｃｒｏｓｓ−Ｃｏｒｒｅ
ｌａｔｉｏｎＰｈａｓｅＮｏｉｓｅＭｅａｓｕｒ
ｅｍｅｎｔｓ”と称される文献ににおおよそ述べられて
良好に理解されるもので、例えば、背景技術の部分に参
照される。自動化されたコントロールデッキ２９は、移
相器１３及びアッテネータ１４調整等のように、普通手
動で行われる機能の何れかを自動的に調整する回路を有
している。上記システム１０′の自動化された部分は、
コントロール機能及び信号処理機能から成る。上記コン
トロール機能はコンピュータ４３で与えられ、コマンド
を送出してシステム１０′の構成要素の全てからフィー
ドバックを受けるもので、アッテネータ１４、移相器１
３及びスイッチ３４等のように調整可能なものである。
上記アッテネータ１４及び移相器１３は、位相検出器キ
ャリア無効及びＲＦキャリブレーションのための同位相
及び直角（９０°の）位相を確定する機能のようなレベ
ル及び位相を設定するために使用される。これらのコン
トロール信号はサーボ４４を制御し、モニタポイントか
らのフィードバック信号が上記検出器４５ａ、４５ｂに
より提供される。上記モニタポイントは、ＲＦレベルを
サンプルするＲＦ検出器またはビデオ出力から構成する
こともできる。上記ビデオ信号は、コンピュータ４３で
上記アナログ−デジタルコンバータ４１及びフィードバ
ック信号を使用してデジタル化される。

【００３１】上記信号プロセッサ４２はビデオアンプ１
６の（ＡＤＣ４１を使用した）デジタル化された出力を
得て、上記キャリブレーション信号と比較される正確な
ノイズスペクトルを提供する離散的フーリエ変換を使用
する。このことは、“ＵｓｉｎｇＤｉｇｉｔａｌＤ
ａｔａＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｏＳｐｅｅｄＵｐ
ＲａｄｅｒＰｈａｓｅＮｏｉｓｅＭｅａｓｕｒ
ｍｅｎｔｓ”と題された文献の背景部分に参照されて、
概略が述べられている。自動化された特徴は、測定を行
うセーブ時間に於いて重要であり、オペレータのトレー
ニングを最少にする。通常、調整は、ドリフトによる時
々の継続的な調整及び重要なオペレータトレーニングを
要求するノイズ測定を行う必要がある。

【００３２】図５は、このシステム１０′のディレイラ
インの実施の形態を示したもので、このシステムは、デ
ィレイライン１２に結合されたサーキュレータを使用
し、キャリアが無効にされるもので、そのディレイライ
ン１２は通常のディレイライン長の半分である。サーキ
ュレータ５１は、上記ディレイパス１８ｂ内に提供され
る。ＲＦチューナ５２は上記サーキュレータ５１とディ
レイライン１２の間に結合されるもので、ＲＦ調整可能
短絡回路５３に結合される。上記ＲＦチューナ５２及び
調整可能な短絡回路５３の目的は、訂正長（短絡回路５
３）用のディレイライン１２を調整すること及び上記キ
ャリアをキャンセルするために良好なＲＦ整合（チュー
ナ５２）を得ることである。位相が２π（繰返し）であ
れば位相調整の３６０度のみ要求される。図５の実施の
形態に関しては、短絡回路５３及びサーキュレータ５１
の追加は、（よりコンパクトなシステム１０′を作成す
る）ディレイライン１２の長さを短くし、信号ロスを減
少させている。この信号ロスは、図２に示されるハイブ
リッドカップラ３３に起因するもので、上記キャリア無
効回路３０に信号を供給し、上記ディレイライン１２の
長さはディレイライン１２を介して戻る信号を反射させ
るために上記短絡回路５３を使用することによって半分
にカットされる。

【００３３】上記文献に詳述された相関技術は、上記キ
ャリア無効回路３０、ミクサ１５及びビデオアンプ１６
に於けるローノイズアンプ３５のノイズからデバイスア
ンダーテストに払われるべく位相ノイズを分離するため
の方法を使用する。上記相関技術は付加的な回路が要求
されるが、デジタル処理技術を使用して満たすことがで
きる。上記相関技術は、最も高いシステム感度が要求さ
れたときにのみ利用される。クロス相関技術は、リファ
レンスチャンネル及びディレイラインの出力が分離され
て各位相が分離回路にて検出されることである。２つの
ビデオ出力は、相互相関アナライザ技術により処理され
る。これらの技術は、例えば“Ｃｒｏｓｓ−Ｃｏｒｒｅ
ｌａｔｉｏｎＰｈａｓｅＮｏｉｓｅＭｅａｓｕｒ
ｅｍｅｎｔｓ”等の文献の背景部分に詳述されている。

【００３４】最後に、ファイバオプティックディレイラ
イン１２の使用は、上記キャリアに近接した周波数でノ
イズ測定用の非常に長いディレイ、及び上記キャリアか
ら離れた周波数用の短いディレイを達成するための適応
性及び能力を提供する。これは、ノイズ測定のため、上
記システム１０′の感度を最適化するために選択される
ディレイライン１２の長さを提供する。上記ファイバオ
プティックディレイライン１２を使用することは、ま
た、小さく且つコンパクトなシステム１０′を生成す
る。加えて、（短絡回路５３に置換えて）ミラー、オプ
ティカルサーキュレータ５１、及び調整可能なファイバ
オプティックディレイライン１２は、図５に示されるよ
うに、ＲＦディレイライン１２用に詳述されたのと同様
な方法で満たすことができ、キャリアを無効にすると共
に、ディレイライン１２の長さを半分にカットする。

【００３５】測定されるべく相対的ノイズ及びディレイ
長との関係によって、ディレイしないノイズと比較して
何れかの位相で供給される所定の周波数でノイズを有し
たディレイが選択可能である。故に、１０マイクロ秒の
ディレイは、ディレイしない信号と同位相の１００，０
００ヘルツ（１／１０^-5Ｈｚ）のノイズを有する。故
に、そこ（及びその近くの周波数）でノイズの６ｄＢ上
昇を得ることができる。このノイズの上昇による代表的
な不利益は、キャリブレーションがリニアな機能である
ように、ディレイ長が通常固定されて選ばれることによ
り得られず、周波数に於ける６ｄＢ／オクターブの変化
で通常なされる。上記システムはコンピュータ制御であ
るので、キャリブレーションデータはストレートライ
ン、リニア機能、すなわち弁別出力方程式のｓｉｎ
（ｘ）／ｘ部分に於けるものではなく、上記ファイバオ
プティックディレイラインは上記キャリアに関してノイ
ズ測定の周波数レンジ及び最適の感度を達成するために
ノイズ測定適応性を最大にするために利用することがで
きる。しかし、ファイバオプティックディレイライン１
２に於いて、ディレイの長さは変化することが相対的に
容易であるが長いまたは短いディレイを得ることができ
ると、（上記ディレイがディレイしない及びディレイし
たノイズが同位相であるような）周波数でのノイズは６
ｄＢ大きくなり、故に感度上昇が達成される。また、周
波数は、上記ディレイ長を越えてその倍数で繰返しを生
じる。故に、測定されるべき相対的なノイズ（キャリア
に対して相対的）の所望の周波数のための異なったディ
レイ長が選択されることによって、上昇した感度を得る
ことができる。この特徴は、ディレイライン長を束ねて
変化させる能力が適応的ではないので、同軸若しくは導
波管ディレイラインシステムの何れかから、通常得られ
るものではない。

【００３６】上記ディレイラインノイズ測定検査システ
ム１０′は、２つの発振器技術と比較してスプールフリ
ー動作を提供している。このディレイラインノイズ測定
検査システム１０′は、同軸及びファイバオプティック
ディレイライン１２を使用しており、キャリア帯域幅の
広いオクターブに渡ってＲＦ範囲を許可し、上記ＲＦキ
ャリアに近い及び該キャリアから遠い相対的オフセット
周波数を測定する。上記ディレイラインノイズ測定検査
システム１０′は、相対的（ここで入力リファレンス信
号は有効、すなわちＲＦアンプ）及び絶対的（ここで入
力リファレンス信号を有効でない、すなわちＲＦ信号発
生器）なノイズ測定を提供する。このディレイラインノ
イズ測定検査システム１０′は、連続波及びパルスされ
たＲＦ操作で使用することができる。また、上述した付
加的な機能（特別なディレイラインの型、ノイズ相関
等）の何れかは、上記システム１０′のモジュールの及
びコンピュータ制御されたデザインによって所望のもの
として有することができる。

【００３７】多くの他の細目は、性能を改善するために
上記システム１０′と組み合わせることができる。１つ
は電源からのノイズ、とりわけ６０Ｈｚラインの問題を
避けるためのバッテリ操作オプション及び蛍光遮蔽の使
用である。もう１つは、上記ディレイライン部分に於い
て音響学的に引出されたディレイラインノイズを最小に
するための音響学的ノイズ抑制、及び位相ドリフトを最
小にするための温度制御を含むことが組み合わされる。
また、軽量、コンパクトサイズ及びローリップル動作の
ための非常に高い周波数（ＶＨＦ）電源が使用される。

【００３８】上述した実施の形態は、この発明の原則の
適応を表す多くの特定の実施の形態の幾つかを単に説明
しただけである、ということが理解されるべきである。
明瞭に、多数の及び他の配置がこの発明の範囲から逸脱
することなく当業者により容易に発明することができ
る。

【００３９】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、従来の
システムの制限に打ち勝つ、マイクロ波信号の位相ノイ
ズ及び振幅ノイズ測定を行うことのできるノイズ測定検
査システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は従来の絶対的な位相ノイズ測定検査シ
ステムのブロック図、（ｂ）は絶対的及び相対的ノイズ
測定システムが組合わされた、従来のノイズ測定システ
ム１０の簡易化したブロック構成図である。

【図２】無効キャリア成分を含むこの発明の原則に従っ
たノイズ測定検査システムを示したブロック図である。

【図３】図２の位相ノイズ測定検査システムに示された
主要モジュールまたはデッキのブロック図である。

【図４】図３の検査システムのレイアウトを示した図で
ある。

【図５】通常のディレイライン長の半分であるディレイ
ラインによる無効キャリア及びディレイラインが結合さ
れた循環器を使用したシステムの実施の形態を示した図
である。

【符号の説明】

１０′ ノイズ測定検査システム、１１ＲＦカップ
ラ、１２ディレイライン、１３可変移相器、１４
可変アッテネータ、１５ミクサ（同位相検出器）、１
６ビデオアンプ、１７ａ第１のスイッチ、１８ａ
第１のパス、１８ｂ第２のパス、２１ＲＦデッキ、
２２ビデオデッキ、２３デジタルデッキ、２４デ
ィレイラインデッキ、２５コントロールデッキ、３０
ＲＦキャリア無効回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジーニ・ワーグナーアメリカ合衆国、カリフォルニア州 90505、トランス、ダブリュ・トゥエンティーフィフス・プレイス 2544 (72)発明者ジーニ・ルジスキーアメリカ合衆国、カリフォルニア州 90630、シプレス、ルゾン・ストリート 11552 (72)発明者リチャード・エー・スティーブンスアメリカ合衆国、カリフォルニア州 91304、ウエスト・ヒルズ、バートン・ストリート 22435 (56)参考文献特表平10−501061（ＪＰ，Ａ) 特表平２−504555（ＪＰ，Ａ) 米国特許4002970（ＵＳ，Ａ) 欧州特許出願公開747714（ＥＰ，Ａ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01R 29/26

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ＲＦソース（４０）からのマイクロ波信
号の位相ノイズ及び振幅ノイズ測定を行うノイズ測定検
査システム（１０′）であって、上記ＲＦソース（４０）から供給されたＲＦノイズ信号
を受信するＲＦ入力と、上記供給されたＲＦノイズ信号を第１及び第２のパス
（１８ａ、１８ｂ）に分離するため上記ＲＦ入力に結合
されたＲＦカップラ（１１）と、それぞれ復調された位相ノイズを出力する上記第１及び
第２のパス（１８ａ、１８ｂ）からの信号を受信するた
めのもので、それぞれ上記第１及び第２のパス（１８
ａ、１８ｂ）に分離された上記信号からの、結合された
第１及び第２の入力を有するミクサ（１５）と、上記システム（１０′）からのベースバンドビデオ出力
信号を提供するために上記ミクサ（１５）の出力に結合
されたビデオアンプ（１６）と、上記ミクサ（１５）の第２の入力に所定の第１のリファ
レンスＲＦ信号を含む上記供給されたＲＦノイズ信号
を、ミクサ（１５）の第１の入力に上記供給されたＲＦ
ノイズ信号を受信するために配置され、上記ミクサ（１
５）の第２の入力に上記第１のリファレンスＲＦ信号若
しくは上記供給されたＲＦノイズ信号のディレイされた
信号の何れかを選択的に出力するための第１のスイッチ
（１７ａ）と、上記供給されたＲＦ信号を受信して第２の相対的なＲＦ
ノイズ信号を出力するための第１のパス内に配置された
ユニットアンダーテストと、上記第２の相対的ＲＦノイズ信号を受信するために上記
ユニットアンダーテストに結合された第１の入力と、上
記供給されたＲＦノイズ信号を受信するために結合され
た第２の入力とを有し、上記ミクサ（１５）の第１の入
力に第１の可変アッテネータ（１４）及び第１の可変移
相器（１３）を介して、上記第２の相対的ＲＦノイズ信
号若しくは上記供給されたＲＦノイズ信号の何れかを選
択的に出力するための第２のスイッチ（１７ｂ）とを具
備し、上記第１のパス（１８ａ）は、上記ミクサ（１５）に所
定のリファレンス信号入力を提供するため、上記ＲＦカ
ップラ（１１）と上記ミクサ（１５）の第１の入力との
間に結合された第１の可変移相器（１３）と第１の可変
アッテネータ（１４）とを備え、上記第２のパス（１８ｂ）は、スイッチ（３４）によっ
て該第２のパスに選択的に結合される複数のディレイラ
イン（１２）と、上記ＲＦカップラ（１１）と上記ミク
サ（１５）の第２の入力との間に結合された上記信号の
位相を調整可能なＲＦキャリア無効回路（３０）とを備
え、上記調整可能なＲＦキャリア無効回路（３０）は、上記第２のパス（１８ｂ）に結合された上記ＲＦ入力ノ
イズ信号の一部を第３のパス（１８ｃ）に分離するため
の第１のキャリア無効ハイブリッド（３３）とを備え、上記第３のパス（１８ｃ）は、 (i)第２の可変アッテネータ（１４ａ）と、 (ii)第２の可変移相器（１３ａ）と、 (iii)第２のキャリア無効ハイブリッド（３３ａ）と、
を備え上記第２のパス（１８ｂ）は、上記ディレイライン（１
２）及びローノイズアンプ（３５）とから構成され、該
ローノイズアンプ（３５）の出力は上記ミクサ（１５）
の第２の入力に結合されることを特徴とするノイズ測定
検査システム。
【請求項２】上記ディレイライン（１２）は、上記第２のパス（１８ｂ）に配置されたサーキュレータ
（５１）と、このサーキュレータ（５１）に結合されたＲＦチューナ
（４２）と、を備え、上記ディレイライン（１２）にＲＦ調整可能な短絡回路
（５３）が結合されることを特徴とする請求項１に記載
のノイズ測定検査システム。
【請求項３】上記ディレイライン（１２）は、ファイ
バオプティックディレイライン（１２）で構成されるこ
とを特徴とする請求項１に記載のノイズ測定検査システ
ム。
【請求項４】上記ディレイライン（１２）は、上記第２のパス（１８ｂ）に配置されたサーキュレータ
（５１）と、このサーキュレータ（５１）に結合されたファイバオプ
ティックディレイライン（１２）と、上記ファイバオプティックディレイライン（１２）に結
合されたミラー（５３）と、を備えることを特徴とする請求項２に記載のノイズ測定
検査システム。
【請求項５】アナログ−デジタルコンバータ（２８）
と、ノイズ及びデータを出力するために上記ビデオアン
プ（１６）の出力に結合されたデジタルプロセッサとを
更に具備することを特徴とする請求項１に記載のノイズ
測定検査システム。
【請求項６】上記第１の可変アッテネータ（１４）と
第１の可変移相器（１３）に結合されて、その設定を自
動的に制御するためのコントロール手段を更に備えるこ
とを特徴とする請求項１に記載のノイズ測定検査システ
ム。
【請求項７】上記第１の可変アッテネータ（１４）と
第１の可変移相器（１３）に結合され、最適な設定を提
供するためにその設定を適応的に制御するための適応性
コンピュータコントロールシステムを更に備えることを
特徴とする請求項１に記載のノイズ測定検査システム。
【請求項８】上記ディレイライン（１２）は、切換可
能なライン長を有し、上記システム（１０′）の測定感
度を最適にするために選択されることを特徴とする請求
項５に記載のノイズ測定検査システム。