JP3610937B2 - ネットワークアナライザ、およびこのネットワークアナライザによる測定方法、並びにこのネットワークアナライザを備える部品選別装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、４つ以上の測定用のポートを備えるネットワークアナライザ、およびこのネットワークアナライザによる測定方法、並びにこのネットワークアナライザを備える部品選別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、４つ以上の測定用のポートを備えるマルチポートネットワークアナライザとしては、４つ以上のポートを有するデバイスなどの測定対象に対して特性測定を行うため、例えば、図７に示すように構成したものが知られている。
【０００３】
この図に示されたもののように、例えば４つのデータサンプラＤ１〜Ｄ４を備える４ポートネットワークアナライザで２ポートデバイスＸを測定する際には、４つあるデータサンプラＤ１〜Ｄ４のうち２つ（図７においてはＤ１とＤ２）のみを用いて測定を行い、残りの２つのデータサンプラＤ３，Ｄ４は未使用であった。これは、４ポートネットワークアナイザを２ポートネットワークアナライザとして使用していることに相当している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、４ポートネットワークアナライザは２ポートネットワークアナライザよりも高価である。したがって、本来４ポートデバイス用に使用しているのを、一つの２ポートデバイスの測定にのみ使用することは、測定効率が低い。なお、この従来の４ポートネットワークアナライザに４つあるデータサンプラを２組に分けてそれぞれの組で２ポートデバイスの測定を行うこととし、信号源にこれら２つの２ポートデバイスを同時に接続したとしても、信号源のインピーダンスとこれら２つのデバイスの並列接続回路のインピーダンスとが不整合となるため、正確な特性測定ができない。
【０００５】
しかしながら、ユーザ側では、マルチポートネットワークアナライザとして４ポートデバイスについてその測定が行えるものは必要性があって、単に図８に示すような２ポートネットワークアナライザのみを用意するだけでは４ポートデバイスの測定はできない。
【０００６】
本発明の目的は、マルチポートネットアナライザで例えば２ポートデバイスのようなポートが少数のデバイスに対する測定を効率的に行うことができるようにしながらも、ポートが４つ以上のデバイスに対する測定も可能とするネットワークアナライザ、およびこのネットワークアナライザによる測定方法、並びにこのネットワークアナライザを備える部品選別装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るネットワークアナライザは、単一の信号源と、該信号源からの信号を複数に分配して供給する信号分配手段と、測定対象における複数のポートを各別に接続可能な出力ポートと、前記信号分配手段で分配された信号を入力し、かつその入力された信号を前記出力ポートのうち対応する一つに対して選択して供給する状態と、該出力ポートを介して前記測定対象から得られる特性信号を終端器に伝送する状態とに切り換え可能な信号経路切り換え手段と、前記信号経路切り換え手段と前記出力ポートとの間に介装され、前記測定対象から得られる特性信号を受信する受信手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項１に係る構成によれば、単一の信号源からの信号を信号分配手段で分配した信号を、１個または複数個の測定対象の各ポートをそれぞれ出力ポートに接続した状態でその測定対象に供給して、その結果得られる特性を測定することにより、従来少数ポートの測定対象を一度に１個しか測定できなかったのに比較して、同時に測定できる個数を増すことができる分測定効率が向上することになる。また、信号分配手段を介して測定対象ごとに特性測定用の信号が供給させることができるので、互いの特性信号同士が影響しにくいものとなっているから、それぞれの測定対象ごとの特性測定が精度良く行える。
【０００９】
本発明の請求項２に係るネットワークアナイザは、請求項１に記載のものにおいて、前記信号分配手段で分配された各信号を、前記出力ポートに接続される複数個の測定対象に対応して組となった複数の出力ポートにおいて選択された一つに対して対応する前記信号経路切り換え手段を介してそれぞれ供給する状態と、前記信号源からの信号を前記信号分配手段で分配することなく、前記各信号経路切り換え手段に供給する状態とに切り換え自在な切り換え手段を設けていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項２に係る構成によれば、切り換え手段によって、前者の状態に設定すると、ポートが少数の測定対象を複数個同時に特性測定できることになり、一方、後者の状態に設定すると、ポート数が多い測定対象に対して各ポートを出力ポートに接続した状態で特性測定できることになるので、ポートが少数の測定対象の特性測定を行う場合と、ポート数が多い測定対象の特性測定を行う場合とに応じて使い分けることができる。
【００１１】
本発明の請求項３に係るネットワークアナライザは、請求項１または２に記載のものにおいて、前記信号分配手段と、前記信号経路切り換え手段との間に該信号経路切り換え手段側から前記信号分配手段への反射信号の伝達を抑制する絶縁器を介装していることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項３に係る構成によれば、絶縁器によって信号分配手段側への反射信号が測定対象への供給信号に重畳するような悪影響を抑制できるので、複数の測定対象の特性測定において、一層精度の高い特性測定が行えることになる。
【００１３】
本発明の請求項４に係るネットワークアナライザは、請求項１から３のいずれかに記載のものにおいて、前記出力ポートに接続される測定対象は平衡ポートを有するデバイスであり、該デバイスの対応するポートと、前記出力ポートとの間に平衡ポートを不平衡ポートとして転換する手段を介装していることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項４に係る構成によれば、平衡ポートを複数有するデバイスであっても、平衡ポートを不平衡ポートに転換する手段、例えば１８０°ハイブリッドやバランなどを介して出力ポートに接続することで、平衡ポート数と同じ数の不平衡ポートを有する測定対象に転換して出力ポートに接続できることになり、そのデバイスを複数個同時に特性測定することが可能となって、測定効率を向上させることができる。
【００１５】
本発明の請求項５に係る部品選別装置は、請求項１から４のいずれかに記載のネットワークアナライザを備える部品選別装置であって、前記出力ポートに接続され、かつ測定対象のポートに接触可能なプローブを備える測定ステーションを複数設けるとともに、各測定ステーションに搬送された測定対象を同時に測定する状態と、特定の測定ステーションにおける測定対象のみを測定する状態とに切り換え可能に構成し、該測定結果に基づいて測定対象となる部品を選別する選別手段を備えていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項５に係る構成によれば、部品選別を行うのに、その選別される部品となる測定対象が少数のポートを有するものの場合、複数個を同時に複数の測定ステーションで測定し、測定対象がポート数の多いものの場合、特定の測定ステーションでその各ポートに対する特性測定が行えるようにでき、それぞれの場合において、精度良く、かつ効率良く特性測定ができ、その結果に基づいて、例えば良品と不良品との選別などが良好に行える。
【００１７】
本発明の請求項６に係るネットワークアナライザによる測定方法は、単一の信号源からの信号を複数に分配して供給する信号分配手段の各供給ポートと、測定対象における複数のポートを各別に接続可能な出力ポートとの間に、前記測定対象の複数のポートのうち一つを選択するとともにその選択されたポートに対して前記供給ポートからの信号を供給する信号経路切り換え手段と、該供給された信号により前記測定対象から得られる特性信号を受信する受信手段とを介装した状態で、複数個の前記測定対象の各ポートを対応する前記出力ポートに接続することにより、複数個の前記測定対象の特性を同時に測定することを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項６に係る構成によれば、単一の信号源からの信号を信号分配手段で分配した信号を、複数の測定対象の各ポートをそれぞれ出力ポートに接続した状態でその複数の測定対象に供給して、その結果得られる特性を同時に測定することにより、従来少数ポートの測定対象を一度に１個しか測定できなかったのに比較して、同時に測定できる個数分測定効率が向上することになる。また、信号分配手段を介して測定対象ごとに特性測定用の信号が供給されることで、互いの特性信号同士が影響しにくいものとなっているから、それぞれの測定対象ごとの特性測定が精度良く行える。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２０】
図１、図２は、本発明の実施の形態を示すものであって、図１は、２個の２ポートデバイスの測定を行っている４ポートネットワークアナライザの要部を示す回路図、図２は、１個の４ポートデバイスの測定を行っている４ポートネットワークアナライザの要部を示す回路図である。
【００２１】
図１は、例えばＳＡＷフィルタなどのデバイスの特性を測定するマルチポートネットワークアナライザにおける本発明に係る要部を示している。
【００２２】
図１に示すように、このマルチポートネットワークアナライザは、リファレンスサンプラＲ以外に受信手段としての４つのデータサンプラＤ１〜Ｄ４を有する４ポートネットワークアナライザの各出力ポート（コネクタ部）１〜４を備えている。そして、このネットワークアナライザの単一の信号源Ｏに対して信号分配手段としてのパワースプリッタＰＳを接続している。これにより信号源Ｏからの信号はパワースプリッタＰＳの２つの供給ポートとしての出力端子Ａ，Ｂよりそれぞれ出力される。前記各出力ポート１〜４にはそれぞれリレーあるいはマルチプレクサなどのデバイスで構成される信号経路切り換え手段としてのスイッチＳ１〜Ｓ４が接続されており、それぞれのスイッチＳ１〜Ｓ４における２つの固定端子のうち一方は終端器（ターミネータ）Ｔ１〜Ｔ４に接続され、他方はパワースプリッタＰＳの出力端子Ａまたは出力端子Ｂに接続される。
【００２３】
そして、スイッチＳ１〜Ｓ４の可動側接点と、各出力ポート１，２，３，４との間には、測定に伴って得られる反射信号や透過信号を特性信号として得るための方向性結合器Ｈ１〜Ｈ４がそれぞれ設けられている。各方向性結合器Ｈ１〜Ｈ４にはレシーバＲ１〜Ｒ４が接続されており、この方向性結合器Ｈ１〜Ｈ４と、レシーバＲ１〜Ｒ４とにより前記データサンプラＤ１〜Ｄ４がそれぞれ構成されている。なお、レシーバＲ１〜Ｒ４で受信した特性信号は、図示しないネットワークアナライザ本体での信号解析に供されることになる。
【００２４】
さらに、スイッチＳ１〜Ｓ４とパワースプリッタＰＳの出力端子Ａ，Ｂとの間には、絶縁器の一例としてのサーキュレータＣ１，Ｃ２が接続されており、該サーキュレータＣ１，Ｃ２の第３端子には、無反射終端器が接続されている。
【００２５】
そして、パワースプリッタＰＳの出力端子Ｂと出力ポート３，４とを接続する状態と、切断して開放する状態とに切り換えるための切り換え手段１０が設けられている。また、スイッチＳ１，Ｓ２の固定接点端子とスイッチＳ３，Ｓ４の固定接点端子とを接続する状態と、切断して開放する状態とに切り換えるための切り換え手段１１が設けられている。これら切り換え手段１０，１１は、例えば、ジャンパ線をその断接箇所に対して抜き差しして断線状態と接続状態との切り換えを行えるようにしても良いとともに、上記スイッチＳ１〜Ｓ４のようにスイッチングを行える手段を設けても良い。これら切り換え手段１０，１１を、図ではスイッチ記号で示している。
【００２６】
以上の構成の４ポートネットワークアナライザによる測定方法について、２つのポートを備える測定対象の特性測定を行う場合と、４つのポートを備える測定対象の特性測定を行う場合とにわけてそれぞれ以下に説明する。
【００２７】
まず、図１を参照して、２つのポートを備える測定対象の特性測定を行う場合について説明する。
【００２８】
前記切り換え手段１０を開放状態にしておき、切り換え手段１１を接続状態にしておく。そして、予めフル２ポート補正等の通常の校正をした状態にして、２つのポートを備える一つの測定対象Ｘ１の各ポートを対応する出力ポート１，２に接続し、同一品種の測定対象Ｘ２の各ポートを対応する出力ポート３，４に接続する。なお、この場合、予め、出力ポート１と信号源Ｏ側とが接続され、出力ポート２と終端器Ｔ２とが接続されるよう、スイッチＳ１，Ｓ２が設定され、出力ポート３と信号源Ｏ側とが接続され、出力ポート４と終端器Ｔ４とが接続されるよう、スイッチＳ３，Ｓ４が設定されている。
【００２９】
そして、信号源Ｏからの信号がパワースプリッタＰＳを介してその出力端子Ａ，Ｂからそれぞれ出力されるように分配される。このとき、出力端子Ａからの信号が出力ポート１に供給され、その信号の供給によって測定対象Ｘ１で反射した反射信号は出力ポート１および方向性結合器Ｈ１を通してレシーバＲ１に受信される。一方、供給された信号によって測定対象Ｘ１を透過して出力ポート２を通して得られる透過信号は方向性結合器Ｈ２を通してレシーバＲ２に受信される。また、出力ポート３，４にそれぞれ各ポートを接続した測定対象Ｘ２についても、同様である。すなわち、出力端子Ｂからの信号が出力ポート３に供給され、その供給された信号が測定対象Ｘ２で反射した反射信号は出力ポート３および方向性結合器Ｈ３を通してレシーバＲ３に受信される。一方、供給された信号によって測定対象Ｘ２を透過して出力ポート４を通して得られる透過信号は方向性結合器Ｈ４を通してレシーバＲ４に受信される。
【００３０】
次に、スイッチＳ１において、出力ポート１と出力端子Ａとの接続状態を、出力ポート１と終端器Ｔ１との接続状態に切り換え、スイッチＳ２において、出力ポート２と終端器Ｔ２との接続状態を、出力ポート２と出力端子Ａとの接続状態に切り換え、スイッチＳ３において、出力ポート３と出力端子Ｂとの接続状態を、出力ポート３と終端器Ｔ３との接続状態に切り換え、スイッチＳ４において、出力ポート４と終端器Ｔ４との接続状態を、出力ポート４と出力端子Ｂとの接続状態に切り換える。そして、この状態で、信号源Ｏからの信号は、パワースプリッタＰＳを介してその出力端子Ａ，Ｂより出力ポート２，４へそれぞれ供給される。出力端子Ａからの信号の供給によって測定対象で反射した反射信号は出力ポート２および方向性結合器Ｈ２を通してレシーバＲ２に受信される。一方、供給された信号によって測定対象を透過して出力ポート１を通して得られる透過信号は方向性結合器Ｈ１を通してレシーバＲ１に受信される。また、出力ポート３，４に各ポートを接続した測定対象についても、同様である。すなわち、出力端子Ｂからの信号の供給によって測定対象で反射した反射信号は出力ポート４および方向性結合器Ｈ４を通してレシーバＲ４に受信される。一方、供給された信号によって測定対象を透過して出力ポート３を通して得られる透過信号は方向性結合器Ｈ３を通してレシーバＲ３に受信される。
【００３１】
以上の２回の測定によりこれら測定対象の測定工程は完了し、その受信結果に基づいてネットワークアナライザにおいては、それぞれの測定対象の例えば振幅特性や位相特性などが測定される。
【００３２】
なお、出力ポート１，２を一組とし、出力ポート３，４を別の組とするといった組み合わせは任意であり、例えば、出力ポート１，３を一組とし、出力ポート２，４を別の組とするように組み合わせて測定しても良い。
【００３３】
上記構成により、４ポートのマルチポートネットワークアナライザで２ポートのデバイスを測定する際に、同時に２つの２ポートデバイスを測定することができるため、一度に１つのデバイスを測定するだけの場合と比較して処理能力が倍増するように向上する。
【００３４】
なお、この場合、パワースプリッタＰＳから出力された信号は、サーキュレータＣ１，Ｃ２とこれに接続された終端器とにより測定対象側へ伝えられるが、測定対象からの反射波はパワースプリッタＰＳ側へ伝えることなく終端器によって熱にエネルギー変換してしまうので、たとえ同時に測定している測定対象の一方が短絡しているような場合でも、他方の試料はその影響無く測定できる。
【００３５】
次に、図２を参照して、上記４ポートネットワークアナライザによって４ポートデバイスの特性測定を行う工程について説明する。
【００３６】
切り換え手段１０を開放状態から接続状態に切り換え、切り換え手段１１を接続状態から開放状態に切り換える。また、各スイッチＳ１〜Ｓ４のうち、まずスイッチＳ１において、出力ポート１と信号入力側固定端子とが接続されるように設定し、スイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ４において、出力ポート２，３，４がそれぞれ終端器Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４に接続されるように設定しておく。そして、出力ポート１，２，３，４には、４ポートを備える測定対象Ｘ３の対応するポートをそれぞれ接続しておく。
【００３７】
この状態で、信号源Ｏから信号を出力すると、その信号は、パワースプリッタＰＳで分配されることなく出力端子Ａから各スイッチＳ１〜Ｓ４へ出力され、スイッチＳ１を介して出力ポート１にのみ供給される。出力端子Ａからの信号の供給によって測定対象Ｘ３で反射した反射信号は出力ポート１および方向性結合器Ｈ１を通してレシーバＲ１に受信される。一方、供給された信号によって測定対象Ｘ３を透過して出力ポート２，３，４を通して得られる透過信号は方向性結合器Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４をそれぞれ通してレシーバＲ２，Ｒ３，Ｒ４にそれぞれ受信される。
【００３８】
以下、スイッチＳ１〜Ｓ４の切り換えを行って、出力端子Ａからの信号が出力ポート２，３，４をそれぞれ通して得られる各反射信号や透過信号をそれぞれのレシーバＲ１〜Ｒ４で受信して測定する。
【００３９】
これにより、４ポートデバイスの各ポートへそれぞれ信号を入力したときの特性測定用のデータを得る工程が完了し、その得られたデータに基づいてネットワークアナライザにおいて特性の解析を行う。
【００４０】
したがって、このマルチポートネットワークアナライザにおいては、４ポートデバイスの特性測定を行うことも可能であるとともに、２ポートデバイスの特性測定を行うことも可能であり、２ポートデバイスの特性測定においては同時に２個の測定対象を測定できることになる。
【００４１】
以下に、別の実施の形態を列記する。
【００４２】
（１）図３に示すように、６データサンプラを備える６ポートマルチポートネットワークアナライザの単一の信号源Ｏに信号を３つに分配するパワースプリッタＰＳを接続し、パワースプリッタＰＳの出力それぞれにサーキュレータＣ１〜Ｃ３、スイッチＳ１〜Ｓ６、終端器（アッテネータ）Ｔ１〜Ｔ６を接続して２ポートの試料３つを同時に測定する。
【００４３】
このようにすることにより、６ポートのマルチポートネットワークアナライザで２ポートのデバイスを測定する際に、同時に３つのデバイスを測定することができるため、単一のデバイスのみ測定する場合と比較して、処理能力が３倍に向上する。したがって、パワースプリッタＰＳの各供給ポートとしての出力端子Ａ，Ｂ，Ｃからのそれぞれの信号で２回のサンプリングを行って測定が完了する。すなわち、６ポートであっても６回のサンプリングが必要となるわけではない。
【００４４】
（２）図示しないが、６データサンプラを備える６ポートマルチポートネットワークアナライザの単一の信号源Ｏに２分割のパワースプリッタＰＳを接続し、パワースプリッタＰＳの出力それぞれに二つのサーキュレータＣ１，Ｃ２、６つのスイッチＳ１〜Ｓ６、６つの終端器Ｔ１〜Ｔ６を接続して不平衡３ポートの試料を同時に測定する。
【００４５】
このようにすることにより、６ポートのマルチポートネットワークアナライザで３ポートのデバイスを測定する際に、同時に２つのデバイスを測定することができるため、単一のデバイスのみ測定する場合と比較して、処理能力が２倍に向上する。したがって、各デバイスの３つのポートのそれぞれに信号を供給する３回のサンプリングで測定が完了する。すなわち、６ポートであっても６回のサンプリングが必要となるわけではない。
【００４６】
（３）６ポートよりも多くの出力ポートを有するマルチポートネットワークアナライザについても、例えば９ポートのマルチポートネットワークアナライザであれば、３ポートのデバイスを３つ同時に測定することが可能である。あるいは、２ポートのデバイスを４つ同時に測定することが可能である。この場合、出力ポートが１つ余ることになる。さらに、４ポートのデバイスを２つ同時に測定することが可能である。
【００４７】
このようにすることにより、単一のデバイスのみ測定する場合と比較して、処理能力が２倍、３倍、４倍と向上することになる。
【００４８】
（４）６ポート以上の出力ポートを備えるマルチポートネットワークアナライザを用いた場合において、不平衡３ポートデバイスの代わりに、不平衡１ポート＋平衡１ポートのデバイスを測定する。平衡１ポートは不平衡２ポートに相当するので、不平衡４ポートデバイスの代わりに平衡２ポートデバイスを測定する。この場合、測定結果の解析は、数学的バラン法を利用する。
【００４９】
このようにすることにより、マルチポートネットワークアナライザを少数ポートの測定対象を複数個同時に測定できるネットワークアナライザとして用いることができる利点を有しつつ、数学的バラン法を用いることで、平衡デバイスの測定を実現できる。
【００５０】
（５）図４に示すように、上記実施の形態で示した４つの出力ポートを備えるマルチポートネットワークアナライザ（図４では図示していない）において、２つの同一品種の測定対象ＤＵＴ１，ＤＵＴ２を同時に測定できる状態にして、一つの平衡４ポートの測定対象ＤＵＴ１の両端の二つのポートそれぞれと、出力ポート１，２とを、１８０°ハイブリッド２０を介して接続し、もう一つの平衡４ポートの測定対象ＤＵＴ２の両端の二つのポートそれぞれと、出力ポート３，４とを、１８０°ハイブリッド２１を介して接続することにより、２つの平衡４ポートの測定対象ＤＵＴ１，ＤＵＴ２をそれぞれ不平衡ポートとして転換して同時に一台のマルチポートネットワークアナライザでその特性測定を行うようにしても良い。
【００５１】
この場合、信号の供給は２方向のみ変えるだけでよく、２回のサンプリングで済むことになり、１８０°ハイブリッド２０，２１を介装しないで測定する場合に比較しても、測定回数が少なくなること、及び同時に２個の測定対象ＤＵＴ１，ＤＵＴ２を測定できることから、効率が４倍に向上する。
【００５２】
（６）上記各実施の形態では、サーキュレータを絶縁器として備えるものを示したが、サーキュレータに代えて減衰器（アッテネータ）やアイソレータを用いても良い。
【００５３】
なお、パワースプリッタが一方の出力に接続される測定対象の試料によって他方の出力に表れる信号が影響を受けないような特性を有している場合、サーキュレータは不要であり、コストを低減できる。減衰器をサーキュレータの代わりに用いると試料に与える信号が減衰するなどの不都合もあるが、一般にサーキュレータよりも安価でコストを低減できるとともに、サーキュレータよりも広帯域に対応することが容易である。アイソレータは、サーキュレータを用いる場合とほとんど同じであるが、試料の反射波を再び試料側に反射する点のみが異なる。
【００５４】
（７）図５，図６に、本発明の測定方法を用いた電子部品の特性を測定してその良否を判定して選別する部品選別装置の一例を示している。
【００５５】
この部品選別装置は、選別対象のデバイス３０（この場合チップ部品）を個別に収納保持した状態で載せて回転できるターンテーブル３１と、該ターンテーブル３１上のデバイス３０の端子に対して測定用プローブ３２を接触させて特性測定を行うマルチポートネットワークアナライザ３３と、該マルチポートネットワークアナライザ３３で特性測定された後のデバイス３０を該測定結果に基づいて良品と不良品とで選別する選別機構３４とを備えて構成している。
【００５６】
ターンテーブル３１は、１個のデバイス３０のみを一時的に収納する大きさの切欠き部３５を外周縁部に周方向に一定間隔おきに形成して備える円盤状の回転テーブル部３１ａと、この回転テーブル部３１ａの下側に位置して切欠き部３５に収納されたデバイス３０が下方に落ちないように載せておくための固定テーブル３１ｂと、デバイス３０が切欠き部３５から飛び出したりしないように全切欠き部３５上方を覆うカバー３１ｃと、回転テーブル部３１ａを１ピッチ分、もしくは所定複数ピッチ分微小角度回転作動させた後一時停止する動作を繰り返すように作動させる電動モータなどの駆動手段（図示せず）やその作動を制御する制御装置３８を設けて構成している。
【００５７】
回転テーブル部３１ａの所定回転位相の部品受け入れ位置において、切欠き部３５に対して横側の開口箇所からデバイス３０が１個のみフィーダＦから供給されて収納されるようにしている。
【００５８】
ターンテーブル３１において部品受け入れ位置よりも回転方向での下手側には、デバイス３０の特性測定を行う２つの測定ステーション３６，３７を配置している。各測定ステーション３６，３７には、２本の測定用プローブ３２が、固定テーブル３１ｂに穿設された上下貫通孔を通して切欠き部３５内に上下に出退自在に設けられている。各測定用プローブ３２は、制御装置３８で制御されて回転テーブル部３１ａの回転作動時は下方に退避し、回転テーブル部３１ａが停止しているとき、上方に突出してデバイス３０の対応するポートに接触するように制御されている。そして、各測定用プローブ３２は、マルチポートネットワークアナライザ３３の対応する出力ポート１〜４にそれぞれ接続されている。
【００５９】
ターンテーブル３１において測定ステーション３６，３７位置よりも回転方向での下手側には、マルチポートネットワークアナライザ３３による測定結果に基づいて良品と不良品とでデバイス３０を選別する選別機構３４を配置している。
【００６０】
制御装置３８は、ターンテーブル３１を２ピッチ回転させるごとに、測定ステーション３６，３７に位置するそれぞれのデバイス３０に対して前述の実施の形態で説明した特性測定を同時に行うように、マルチポートネットワークアナライザ３３を含めて、制御する。そして、制御装置３８は、マルチポートネットワークアナライザ３３の測定結果に基づいてデバイス３０の良品と不良品とを選別機構３４で選別する。この場合、２個のデバイス３０の特性測定を同時に行うから、その測定の効率が高く、その結果自動的な良不良の選別も効率的に行える。
【００６１】
この部品選別装置を利用して、４ポートのデバイスについて特性測定を行って例えば良不良の選別を行う場合には、測定ステーション３６の測定用プローブ３２を４本測定に供されるようにそのユニットを交換するか、予め４本の測定用プローブ３２を備えたもののうち２本のみ作動させていたのを４本作動させるようにして、一つの測定ステーション３６でデバイスの４ポートとマルチポートネットワークアナライザ３３の出力ポートとがそれぞれ接続されるように切り換え、ネットワークアナライザ３３側も４ポートのデバイスの特性測定を行えるように切り換える。この測定は、ターンテーブル３１の送りピッチが１ピッチごとに行われることになる。したがって、この場合、制御装置３８は、ターンテーブル３１の送りピッチを２ピッチから１ピッチに切り換える。
【００６２】
この部品選別装置では、同時に同一仕様の複数個のデバイスを１台のマルチポートネットワークアナライザで測定できるので、安価で測定能力の高い部品選別装置となることはもちろんであるが、ポート数の多いデバイスに対しては同時に１つのデバイスを測定するように測定ステーションを変更するだけで対応できるという、多品種少量生産に向いた設備とすることができる。つまり、商品ごとに新たな設備を用意する必要が無いので設備投資を抑制できる。
【００６３】
なお、本発明は、ＳＡＷフィルタや、セラミックコンデンサなどの素子のみならず、各種回路網の特性測定を行うために利用することができる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、単一の信号源からの信号を信号分配手段で分配した信号を、１個または複数個の測定対象の各ポートをそれぞれ出力ポートに接続した状態でその測定対象に供給して、その結果得られる特性を測定することにより、従来少数ポートの測定対象を一度に１個しか測定できなかったのに比較して、同時に測定できる個数を増すことができる分測定効率が向上することになる。また、信号分配手段を介して測定対象ごとに特性測定用の信号が供給させることができるので、互いの特性信号同士が影響しにくいものとなっているから、それぞれの測定対象ごとの特性測定が精度良く行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】２個の２ポートデバイスの測定を行っている４ポートネットワークアナライザの要部を示す回路図
【図２】１個の４ポートデバイスの測定を行っている４ポートネットワークアナライザの要部を示す回路図
【図３】３個の２ポートデバイスの測定を行っている６ポートネットワークアナライザの要部を示す回路図
【図４】平衡ポートを有する２つのデバイスを４ポートネットワークアナライザの出力ポートに１８０°ハイブリッドを介して接続した状態を示す回路図
【図５】部品選別装置の概略を示す一部破断平面図
【図６】図５における測定ステーションの縦断面およびマルチネットワークアナライザなどを示す説明図
【図７】従来の４ポートネットワークアナライザの要部を示す回路図
【図８】従来の２ポートネットワークアナライザの要部を示す回路図
【符号の説明】
１〜４ 出力ポート
１０，１１ 切り換え手段
２０，２１ １８０°ハイブリッド
Ａ，Ｂ 出力端子（供給ポート）
Ｃ１，Ｃ２ サーキュレータ（絶縁器）
Ｄ１〜Ｄ４ 受信手段
Ｏ 信号源
ＰＳ パワースプリッタ（信号分配手段）
Ｓ１〜Ｓ４ 信号経路切り換え手段
Ｘ１，Ｘ２ 測定対象
【発明の属する技術分野】
本発明は、４つ以上の測定用のポートを備えるネットワークアナライザ、およびこのネットワークアナライザによる測定方法、並びにこのネットワークアナライザを備える部品選別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、４つ以上の測定用のポートを備えるマルチポートネットワークアナライザとしては、４つ以上のポートを有するデバイスなどの測定対象に対して特性測定を行うため、例えば、図７に示すように構成したものが知られている。
【０００３】
この図に示されたもののように、例えば４つのデータサンプラＤ１〜Ｄ４を備える４ポートネットワークアナライザで２ポートデバイスＸを測定する際には、４つあるデータサンプラＤ１〜Ｄ４のうち２つ（図７においてはＤ１とＤ２）のみを用いて測定を行い、残りの２つのデータサンプラＤ３，Ｄ４は未使用であった。これは、４ポートネットワークアナイザを２ポートネットワークアナライザとして使用していることに相当している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、４ポートネットワークアナライザは２ポートネットワークアナライザよりも高価である。したがって、本来４ポートデバイス用に使用しているのを、一つの２ポートデバイスの測定にのみ使用することは、測定効率が低い。なお、この従来の４ポートネットワークアナライザに４つあるデータサンプラを２組に分けてそれぞれの組で２ポートデバイスの測定を行うこととし、信号源にこれら２つの２ポートデバイスを同時に接続したとしても、信号源のインピーダンスとこれら２つのデバイスの並列接続回路のインピーダンスとが不整合となるため、正確な特性測定ができない。
【０００５】
しかしながら、ユーザ側では、マルチポートネットワークアナライザとして４ポートデバイスについてその測定が行えるものは必要性があって、単に図８に示すような２ポートネットワークアナライザのみを用意するだけでは４ポートデバイスの測定はできない。
【０００６】
本発明の目的は、マルチポートネットアナライザで例えば２ポートデバイスのようなポートが少数のデバイスに対する測定を効率的に行うことができるようにしながらも、ポートが４つ以上のデバイスに対する測定も可能とするネットワークアナライザ、およびこのネットワークアナライザによる測定方法、並びにこのネットワークアナライザを備える部品選別装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るネットワークアナライザは、単一の信号源と、該信号源からの信号を複数に分配して供給する信号分配手段と、測定対象における複数のポートを各別に接続可能な出力ポートと、前記信号分配手段で分配された信号を入力し、かつその入力された信号を前記出力ポートのうち対応する一つに対して選択して供給する状態と、該出力ポートを介して前記測定対象から得られる特性信号を終端器に伝送する状態とに切り換え可能な信号経路切り換え手段と、前記信号経路切り換え手段と前記出力ポートとの間に介装され、前記測定対象から得られる特性信号を受信する受信手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の請求項１に係る構成によれば、単一の信号源からの信号を信号分配手段で分配した信号を、１個または複数個の測定対象の各ポートをそれぞれ出力ポートに接続した状態でその測定対象に供給して、その結果得られる特性を測定することにより、従来少数ポートの測定対象を一度に１個しか測定できなかったのに比較して、同時に測定できる個数を増すことができる分測定効率が向上することになる。また、信号分配手段を介して測定対象ごとに特性測定用の信号が供給させることができるので、互いの特性信号同士が影響しにくいものとなっているから、それぞれの測定対象ごとの特性測定が精度良く行える。
【０００９】
本発明の請求項２に係るネットワークアナイザは、請求項１に記載のものにおいて、前記信号分配手段で分配された各信号を、前記出力ポートに接続される複数個の測定対象に対応して組となった複数の出力ポートにおいて選択された一つに対して対応する前記信号経路切り換え手段を介してそれぞれ供給する状態と、前記信号源からの信号を前記信号分配手段で分配することなく、前記各信号経路切り換え手段に供給する状態とに切り換え自在な切り換え手段を設けていることを特徴とする。
【００１０】
本発明の請求項２に係る構成によれば、切り換え手段によって、前者の状態に設定すると、ポートが少数の測定対象を複数個同時に特性測定できることになり、一方、後者の状態に設定すると、ポート数が多い測定対象に対して各ポートを出力ポートに接続した状態で特性測定できることになるので、ポートが少数の測定対象の特性測定を行う場合と、ポート数が多い測定対象の特性測定を行う場合とに応じて使い分けることができる。
【００１１】
本発明の請求項３に係るネットワークアナライザは、請求項１または２に記載のものにおいて、前記信号分配手段と、前記信号経路切り換え手段との間に該信号経路切り換え手段側から前記信号分配手段への反射信号の伝達を抑制する絶縁器を介装していることを特徴とする。
【００１２】
本発明の請求項３に係る構成によれば、絶縁器によって信号分配手段側への反射信号が測定対象への供給信号に重畳するような悪影響を抑制できるので、複数の測定対象の特性測定において、一層精度の高い特性測定が行えることになる。
【００１３】
本発明の請求項４に係るネットワークアナライザは、請求項１から３のいずれかに記載のものにおいて、前記出力ポートに接続される測定対象は平衡ポートを有するデバイスであり、該デバイスの対応するポートと、前記出力ポートとの間に平衡ポートを不平衡ポートとして転換する手段を介装していることを特徴とする。
【００１４】
本発明の請求項４に係る構成によれば、平衡ポートを複数有するデバイスであっても、平衡ポートを不平衡ポートに転換する手段、例えば１８０°ハイブリッドやバランなどを介して出力ポートに接続することで、平衡ポート数と同じ数の不平衡ポートを有する測定対象に転換して出力ポートに接続できることになり、そのデバイスを複数個同時に特性測定することが可能となって、測定効率を向上させることができる。
【００１５】
本発明の請求項５に係る部品選別装置は、請求項１から４のいずれかに記載のネットワークアナライザを備える部品選別装置であって、前記出力ポートに接続され、かつ測定対象のポートに接触可能なプローブを備える測定ステーションを複数設けるとともに、各測定ステーションに搬送された測定対象を同時に測定する状態と、特定の測定ステーションにおける測定対象のみを測定する状態とに切り換え可能に構成し、該測定結果に基づいて測定対象となる部品を選別する選別手段を備えていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の請求項５に係る構成によれば、部品選別を行うのに、その選別される部品となる測定対象が少数のポートを有するものの場合、複数個を同時に複数の測定ステーションで測定し、測定対象がポート数の多いものの場合、特定の測定ステーションでその各ポートに対する特性測定が行えるようにでき、それぞれの場合において、精度良く、かつ効率良く特性測定ができ、その結果に基づいて、例えば良品と不良品との選別などが良好に行える。
【００１７】
本発明の請求項６に係るネットワークアナライザによる測定方法は、単一の信号源からの信号を複数に分配して供給する信号分配手段の各供給ポートと、測定対象における複数のポートを各別に接続可能な出力ポートとの間に、前記測定対象の複数のポートのうち一つを選択するとともにその選択されたポートに対して前記供給ポートからの信号を供給する信号経路切り換え手段と、該供給された信号により前記測定対象から得られる特性信号を受信する受信手段とを介装した状態で、複数個の前記測定対象の各ポートを対応する前記出力ポートに接続することにより、複数個の前記測定対象の特性を同時に測定することを特徴とする。
【００１８】
本発明の請求項６に係る構成によれば、単一の信号源からの信号を信号分配手段で分配した信号を、複数の測定対象の各ポートをそれぞれ出力ポートに接続した状態でその複数の測定対象に供給して、その結果得られる特性を同時に測定することにより、従来少数ポートの測定対象を一度に１個しか測定できなかったのに比較して、同時に測定できる個数分測定効率が向上することになる。また、信号分配手段を介して測定対象ごとに特性測定用の信号が供給されることで、互いの特性信号同士が影響しにくいものとなっているから、それぞれの測定対象ごとの特性測定が精度良く行える。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２０】
図１、図２は、本発明の実施の形態を示すものであって、図１は、２個の２ポートデバイスの測定を行っている４ポートネットワークアナライザの要部を示す回路図、図２は、１個の４ポートデバイスの測定を行っている４ポートネットワークアナライザの要部を示す回路図である。
【００２１】
図１は、例えばＳＡＷフィルタなどのデバイスの特性を測定するマルチポートネットワークアナライザにおける本発明に係る要部を示している。
【００２２】
図１に示すように、このマルチポートネットワークアナライザは、リファレンスサンプラＲ以外に受信手段としての４つのデータサンプラＤ１〜Ｄ４を有する４ポートネットワークアナライザの各出力ポート（コネクタ部）１〜４を備えている。そして、このネットワークアナライザの単一の信号源Ｏに対して信号分配手段としてのパワースプリッタＰＳを接続している。これにより信号源Ｏからの信号はパワースプリッタＰＳの２つの供給ポートとしての出力端子Ａ，Ｂよりそれぞれ出力される。前記各出力ポート１〜４にはそれぞれリレーあるいはマルチプレクサなどのデバイスで構成される信号経路切り換え手段としてのスイッチＳ１〜Ｓ４が接続されており、それぞれのスイッチＳ１〜Ｓ４における２つの固定端子のうち一方は終端器（ターミネータ）Ｔ１〜Ｔ４に接続され、他方はパワースプリッタＰＳの出力端子Ａまたは出力端子Ｂに接続される。
【００２３】
そして、スイッチＳ１〜Ｓ４の可動側接点と、各出力ポート１，２，３，４との間には、測定に伴って得られる反射信号や透過信号を特性信号として得るための方向性結合器Ｈ１〜Ｈ４がそれぞれ設けられている。各方向性結合器Ｈ１〜Ｈ４にはレシーバＲ１〜Ｒ４が接続されており、この方向性結合器Ｈ１〜Ｈ４と、レシーバＲ１〜Ｒ４とにより前記データサンプラＤ１〜Ｄ４がそれぞれ構成されている。なお、レシーバＲ１〜Ｒ４で受信した特性信号は、図示しないネットワークアナライザ本体での信号解析に供されることになる。
【００２４】
さらに、スイッチＳ１〜Ｓ４とパワースプリッタＰＳの出力端子Ａ，Ｂとの間には、絶縁器の一例としてのサーキュレータＣ１，Ｃ２が接続されており、該サーキュレータＣ１，Ｃ２の第３端子には、無反射終端器が接続されている。
【００２５】
そして、パワースプリッタＰＳの出力端子Ｂと出力ポート３，４とを接続する状態と、切断して開放する状態とに切り換えるための切り換え手段１０が設けられている。また、スイッチＳ１，Ｓ２の固定接点端子とスイッチＳ３，Ｓ４の固定接点端子とを接続する状態と、切断して開放する状態とに切り換えるための切り換え手段１１が設けられている。これら切り換え手段１０，１１は、例えば、ジャンパ線をその断接箇所に対して抜き差しして断線状態と接続状態との切り換えを行えるようにしても良いとともに、上記スイッチＳ１〜Ｓ４のようにスイッチングを行える手段を設けても良い。これら切り換え手段１０，１１を、図ではスイッチ記号で示している。
【００２６】
以上の構成の４ポートネットワークアナライザによる測定方法について、２つのポートを備える測定対象の特性測定を行う場合と、４つのポートを備える測定対象の特性測定を行う場合とにわけてそれぞれ以下に説明する。
【００２７】
まず、図１を参照して、２つのポートを備える測定対象の特性測定を行う場合について説明する。
【００２８】
前記切り換え手段１０を開放状態にしておき、切り換え手段１１を接続状態にしておく。そして、予めフル２ポート補正等の通常の校正をした状態にして、２つのポートを備える一つの測定対象Ｘ１の各ポートを対応する出力ポート１，２に接続し、同一品種の測定対象Ｘ２の各ポートを対応する出力ポート３，４に接続する。なお、この場合、予め、出力ポート１と信号源Ｏ側とが接続され、出力ポート２と終端器Ｔ２とが接続されるよう、スイッチＳ１，Ｓ２が設定され、出力ポート３と信号源Ｏ側とが接続され、出力ポート４と終端器Ｔ４とが接続されるよう、スイッチＳ３，Ｓ４が設定されている。
【００２９】
そして、信号源Ｏからの信号がパワースプリッタＰＳを介してその出力端子Ａ，Ｂからそれぞれ出力されるように分配される。このとき、出力端子Ａからの信号が出力ポート１に供給され、その信号の供給によって測定対象Ｘ１で反射した反射信号は出力ポート１および方向性結合器Ｈ１を通してレシーバＲ１に受信される。一方、供給された信号によって測定対象Ｘ１を透過して出力ポート２を通して得られる透過信号は方向性結合器Ｈ２を通してレシーバＲ２に受信される。また、出力ポート３，４にそれぞれ各ポートを接続した測定対象Ｘ２についても、同様である。すなわち、出力端子Ｂからの信号が出力ポート３に供給され、その供給された信号が測定対象Ｘ２で反射した反射信号は出力ポート３および方向性結合器Ｈ３を通してレシーバＲ３に受信される。一方、供給された信号によって測定対象Ｘ２を透過して出力ポート４を通して得られる透過信号は方向性結合器Ｈ４を通してレシーバＲ４に受信される。
【００３０】
次に、スイッチＳ１において、出力ポート１と出力端子Ａとの接続状態を、出力ポート１と終端器Ｔ１との接続状態に切り換え、スイッチＳ２において、出力ポート２と終端器Ｔ２との接続状態を、出力ポート２と出力端子Ａとの接続状態に切り換え、スイッチＳ３において、出力ポート３と出力端子Ｂとの接続状態を、出力ポート３と終端器Ｔ３との接続状態に切り換え、スイッチＳ４において、出力ポート４と終端器Ｔ４との接続状態を、出力ポート４と出力端子Ｂとの接続状態に切り換える。そして、この状態で、信号源Ｏからの信号は、パワースプリッタＰＳを介してその出力端子Ａ，Ｂより出力ポート２，４へそれぞれ供給される。出力端子Ａからの信号の供給によって測定対象で反射した反射信号は出力ポート２および方向性結合器Ｈ２を通してレシーバＲ２に受信される。一方、供給された信号によって測定対象を透過して出力ポート１を通して得られる透過信号は方向性結合器Ｈ１を通してレシーバＲ１に受信される。また、出力ポート３，４に各ポートを接続した測定対象についても、同様である。すなわち、出力端子Ｂからの信号の供給によって測定対象で反射した反射信号は出力ポート４および方向性結合器Ｈ４を通してレシーバＲ４に受信される。一方、供給された信号によって測定対象を透過して出力ポート３を通して得られる透過信号は方向性結合器Ｈ３を通してレシーバＲ３に受信される。
【００３１】
以上の２回の測定によりこれら測定対象の測定工程は完了し、その受信結果に基づいてネットワークアナライザにおいては、それぞれの測定対象の例えば振幅特性や位相特性などが測定される。
【００３２】
なお、出力ポート１，２を一組とし、出力ポート３，４を別の組とするといった組み合わせは任意であり、例えば、出力ポート１，３を一組とし、出力ポート２，４を別の組とするように組み合わせて測定しても良い。
【００３３】
上記構成により、４ポートのマルチポートネットワークアナライザで２ポートのデバイスを測定する際に、同時に２つの２ポートデバイスを測定することができるため、一度に１つのデバイスを測定するだけの場合と比較して処理能力が倍増するように向上する。
【００３４】
なお、この場合、パワースプリッタＰＳから出力された信号は、サーキュレータＣ１，Ｃ２とこれに接続された終端器とにより測定対象側へ伝えられるが、測定対象からの反射波はパワースプリッタＰＳ側へ伝えることなく終端器によって熱にエネルギー変換してしまうので、たとえ同時に測定している測定対象の一方が短絡しているような場合でも、他方の試料はその影響無く測定できる。
【００３５】
次に、図２を参照して、上記４ポートネットワークアナライザによって４ポートデバイスの特性測定を行う工程について説明する。
【００３６】
切り換え手段１０を開放状態から接続状態に切り換え、切り換え手段１１を接続状態から開放状態に切り換える。また、各スイッチＳ１〜Ｓ４のうち、まずスイッチＳ１において、出力ポート１と信号入力側固定端子とが接続されるように設定し、スイッチＳ２，Ｓ３，Ｓ４において、出力ポート２，３，４がそれぞれ終端器Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４に接続されるように設定しておく。そして、出力ポート１，２，３，４には、４ポートを備える測定対象Ｘ３の対応するポートをそれぞれ接続しておく。
【００３７】
この状態で、信号源Ｏから信号を出力すると、その信号は、パワースプリッタＰＳで分配されることなく出力端子Ａから各スイッチＳ１〜Ｓ４へ出力され、スイッチＳ１を介して出力ポート１にのみ供給される。出力端子Ａからの信号の供給によって測定対象Ｘ３で反射した反射信号は出力ポート１および方向性結合器Ｈ１を通してレシーバＲ１に受信される。一方、供給された信号によって測定対象Ｘ３を透過して出力ポート２，３，４を通して得られる透過信号は方向性結合器Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４をそれぞれ通してレシーバＲ２，Ｒ３，Ｒ４にそれぞれ受信される。
【００３８】
以下、スイッチＳ１〜Ｓ４の切り換えを行って、出力端子Ａからの信号が出力ポート２，３，４をそれぞれ通して得られる各反射信号や透過信号をそれぞれのレシーバＲ１〜Ｒ４で受信して測定する。
【００３９】
これにより、４ポートデバイスの各ポートへそれぞれ信号を入力したときの特性測定用のデータを得る工程が完了し、その得られたデータに基づいてネットワークアナライザにおいて特性の解析を行う。
【００４０】
したがって、このマルチポートネットワークアナライザにおいては、４ポートデバイスの特性測定を行うことも可能であるとともに、２ポートデバイスの特性測定を行うことも可能であり、２ポートデバイスの特性測定においては同時に２個の測定対象を測定できることになる。
【００４１】
以下に、別の実施の形態を列記する。
【００４２】
（１）図３に示すように、６データサンプラを備える６ポートマルチポートネットワークアナライザの単一の信号源Ｏに信号を３つに分配するパワースプリッタＰＳを接続し、パワースプリッタＰＳの出力それぞれにサーキュレータＣ１〜Ｃ３、スイッチＳ１〜Ｓ６、終端器（アッテネータ）Ｔ１〜Ｔ６を接続して２ポートの試料３つを同時に測定する。
【００４３】
このようにすることにより、６ポートのマルチポートネットワークアナライザで２ポートのデバイスを測定する際に、同時に３つのデバイスを測定することができるため、単一のデバイスのみ測定する場合と比較して、処理能力が３倍に向上する。したがって、パワースプリッタＰＳの各供給ポートとしての出力端子Ａ，Ｂ，Ｃからのそれぞれの信号で２回のサンプリングを行って測定が完了する。すなわち、６ポートであっても６回のサンプリングが必要となるわけではない。
【００４４】
（２）図示しないが、６データサンプラを備える６ポートマルチポートネットワークアナライザの単一の信号源Ｏに２分割のパワースプリッタＰＳを接続し、パワースプリッタＰＳの出力それぞれに二つのサーキュレータＣ１，Ｃ２、６つのスイッチＳ１〜Ｓ６、６つの終端器Ｔ１〜Ｔ６を接続して不平衡３ポートの試料を同時に測定する。
【００４５】
このようにすることにより、６ポートのマルチポートネットワークアナライザで３ポートのデバイスを測定する際に、同時に２つのデバイスを測定することができるため、単一のデバイスのみ測定する場合と比較して、処理能力が２倍に向上する。したがって、各デバイスの３つのポートのそれぞれに信号を供給する３回のサンプリングで測定が完了する。すなわち、６ポートであっても６回のサンプリングが必要となるわけではない。
【００４６】
（３）６ポートよりも多くの出力ポートを有するマルチポートネットワークアナライザについても、例えば９ポートのマルチポートネットワークアナライザであれば、３ポートのデバイスを３つ同時に測定することが可能である。あるいは、２ポートのデバイスを４つ同時に測定することが可能である。この場合、出力ポートが１つ余ることになる。さらに、４ポートのデバイスを２つ同時に測定することが可能である。
【００４７】
このようにすることにより、単一のデバイスのみ測定する場合と比較して、処理能力が２倍、３倍、４倍と向上することになる。
【００４８】
（４）６ポート以上の出力ポートを備えるマルチポートネットワークアナライザを用いた場合において、不平衡３ポートデバイスの代わりに、不平衡１ポート＋平衡１ポートのデバイスを測定する。平衡１ポートは不平衡２ポートに相当するので、不平衡４ポートデバイスの代わりに平衡２ポートデバイスを測定する。この場合、測定結果の解析は、数学的バラン法を利用する。
【００４９】
このようにすることにより、マルチポートネットワークアナライザを少数ポートの測定対象を複数個同時に測定できるネットワークアナライザとして用いることができる利点を有しつつ、数学的バラン法を用いることで、平衡デバイスの測定を実現できる。
【００５０】
（５）図４に示すように、上記実施の形態で示した４つの出力ポートを備えるマルチポートネットワークアナライザ（図４では図示していない）において、２つの同一品種の測定対象ＤＵＴ１，ＤＵＴ２を同時に測定できる状態にして、一つの平衡４ポートの測定対象ＤＵＴ１の両端の二つのポートそれぞれと、出力ポート１，２とを、１８０°ハイブリッド２０を介して接続し、もう一つの平衡４ポートの測定対象ＤＵＴ２の両端の二つのポートそれぞれと、出力ポート３，４とを、１８０°ハイブリッド２１を介して接続することにより、２つの平衡４ポートの測定対象ＤＵＴ１，ＤＵＴ２をそれぞれ不平衡ポートとして転換して同時に一台のマルチポートネットワークアナライザでその特性測定を行うようにしても良い。
【００５１】
この場合、信号の供給は２方向のみ変えるだけでよく、２回のサンプリングで済むことになり、１８０°ハイブリッド２０，２１を介装しないで測定する場合に比較しても、測定回数が少なくなること、及び同時に２個の測定対象ＤＵＴ１，ＤＵＴ２を測定できることから、効率が４倍に向上する。
【００５２】
（６）上記各実施の形態では、サーキュレータを絶縁器として備えるものを示したが、サーキュレータに代えて減衰器（アッテネータ）やアイソレータを用いても良い。
【００５３】
なお、パワースプリッタが一方の出力に接続される測定対象の試料によって他方の出力に表れる信号が影響を受けないような特性を有している場合、サーキュレータは不要であり、コストを低減できる。減衰器をサーキュレータの代わりに用いると試料に与える信号が減衰するなどの不都合もあるが、一般にサーキュレータよりも安価でコストを低減できるとともに、サーキュレータよりも広帯域に対応することが容易である。アイソレータは、サーキュレータを用いる場合とほとんど同じであるが、試料の反射波を再び試料側に反射する点のみが異なる。
【００５４】
（７）図５，図６に、本発明の測定方法を用いた電子部品の特性を測定してその良否を判定して選別する部品選別装置の一例を示している。
【００５５】
この部品選別装置は、選別対象のデバイス３０（この場合チップ部品）を個別に収納保持した状態で載せて回転できるターンテーブル３１と、該ターンテーブル３１上のデバイス３０の端子に対して測定用プローブ３２を接触させて特性測定を行うマルチポートネットワークアナライザ３３と、該マルチポートネットワークアナライザ３３で特性測定された後のデバイス３０を該測定結果に基づいて良品と不良品とで選別する選別機構３４とを備えて構成している。
【００５６】
ターンテーブル３１は、１個のデバイス３０のみを一時的に収納する大きさの切欠き部３５を外周縁部に周方向に一定間隔おきに形成して備える円盤状の回転テーブル部３１ａと、この回転テーブル部３１ａの下側に位置して切欠き部３５に収納されたデバイス３０が下方に落ちないように載せておくための固定テーブル３１ｂと、デバイス３０が切欠き部３５から飛び出したりしないように全切欠き部３５上方を覆うカバー３１ｃと、回転テーブル部３１ａを１ピッチ分、もしくは所定複数ピッチ分微小角度回転作動させた後一時停止する動作を繰り返すように作動させる電動モータなどの駆動手段（図示せず）やその作動を制御する制御装置３８を設けて構成している。
【００５７】
回転テーブル部３１ａの所定回転位相の部品受け入れ位置において、切欠き部３５に対して横側の開口箇所からデバイス３０が１個のみフィーダＦから供給されて収納されるようにしている。
【００５８】
ターンテーブル３１において部品受け入れ位置よりも回転方向での下手側には、デバイス３０の特性測定を行う２つの測定ステーション３６，３７を配置している。各測定ステーション３６，３７には、２本の測定用プローブ３２が、固定テーブル３１ｂに穿設された上下貫通孔を通して切欠き部３５内に上下に出退自在に設けられている。各測定用プローブ３２は、制御装置３８で制御されて回転テーブル部３１ａの回転作動時は下方に退避し、回転テーブル部３１ａが停止しているとき、上方に突出してデバイス３０の対応するポートに接触するように制御されている。そして、各測定用プローブ３２は、マルチポートネットワークアナライザ３３の対応する出力ポート１〜４にそれぞれ接続されている。
【００５９】
ターンテーブル３１において測定ステーション３６，３７位置よりも回転方向での下手側には、マルチポートネットワークアナライザ３３による測定結果に基づいて良品と不良品とでデバイス３０を選別する選別機構３４を配置している。
【００６０】
制御装置３８は、ターンテーブル３１を２ピッチ回転させるごとに、測定ステーション３６，３７に位置するそれぞれのデバイス３０に対して前述の実施の形態で説明した特性測定を同時に行うように、マルチポートネットワークアナライザ３３を含めて、制御する。そして、制御装置３８は、マルチポートネットワークアナライザ３３の測定結果に基づいてデバイス３０の良品と不良品とを選別機構３４で選別する。この場合、２個のデバイス３０の特性測定を同時に行うから、その測定の効率が高く、その結果自動的な良不良の選別も効率的に行える。
【００６１】
この部品選別装置を利用して、４ポートのデバイスについて特性測定を行って例えば良不良の選別を行う場合には、測定ステーション３６の測定用プローブ３２を４本測定に供されるようにそのユニットを交換するか、予め４本の測定用プローブ３２を備えたもののうち２本のみ作動させていたのを４本作動させるようにして、一つの測定ステーション３６でデバイスの４ポートとマルチポートネットワークアナライザ３３の出力ポートとがそれぞれ接続されるように切り換え、ネットワークアナライザ３３側も４ポートのデバイスの特性測定を行えるように切り換える。この測定は、ターンテーブル３１の送りピッチが１ピッチごとに行われることになる。したがって、この場合、制御装置３８は、ターンテーブル３１の送りピッチを２ピッチから１ピッチに切り換える。
【００６２】
この部品選別装置では、同時に同一仕様の複数個のデバイスを１台のマルチポートネットワークアナライザで測定できるので、安価で測定能力の高い部品選別装置となることはもちろんであるが、ポート数の多いデバイスに対しては同時に１つのデバイスを測定するように測定ステーションを変更するだけで対応できるという、多品種少量生産に向いた設備とすることができる。つまり、商品ごとに新たな設備を用意する必要が無いので設備投資を抑制できる。
【００６３】
なお、本発明は、ＳＡＷフィルタや、セラミックコンデンサなどの素子のみならず、各種回路網の特性測定を行うために利用することができる。
【００６４】
【発明の効果】
本発明によれば、単一の信号源からの信号を信号分配手段で分配した信号を、１個または複数個の測定対象の各ポートをそれぞれ出力ポートに接続した状態でその測定対象に供給して、その結果得られる特性を測定することにより、従来少数ポートの測定対象を一度に１個しか測定できなかったのに比較して、同時に測定できる個数を増すことができる分測定効率が向上することになる。また、信号分配手段を介して測定対象ごとに特性測定用の信号が供給させることができるので、互いの特性信号同士が影響しにくいものとなっているから、それぞれの測定対象ごとの特性測定が精度良く行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】２個の２ポートデバイスの測定を行っている４ポートネットワークアナライザの要部を示す回路図
【図２】１個の４ポートデバイスの測定を行っている４ポートネットワークアナライザの要部を示す回路図
【図３】３個の２ポートデバイスの測定を行っている６ポートネットワークアナライザの要部を示す回路図
【図４】平衡ポートを有する２つのデバイスを４ポートネットワークアナライザの出力ポートに１８０°ハイブリッドを介して接続した状態を示す回路図
【図５】部品選別装置の概略を示す一部破断平面図
【図６】図５における測定ステーションの縦断面およびマルチネットワークアナライザなどを示す説明図
【図７】従来の４ポートネットワークアナライザの要部を示す回路図
【図８】従来の２ポートネットワークアナライザの要部を示す回路図
【符号の説明】
１〜４ 出力ポート
１０，１１ 切り換え手段
２０，２１ １８０°ハイブリッド
Ａ，Ｂ 出力端子（供給ポート）
Ｃ１，Ｃ２ サーキュレータ（絶縁器）
Ｄ１〜Ｄ４ 受信手段
Ｏ 信号源
ＰＳ パワースプリッタ（信号分配手段）
Ｓ１〜Ｓ４ 信号経路切り換え手段
Ｘ１，Ｘ２ 測定対象
Claims (6)
- 単一の信号源と、
該信号源からの信号を複数に分配して供給する信号分配手段と、
測定対象における複数のポートを各別に接続可能な出力ポートと、
前記信号分配手段で分配された信号を入力し、かつその入力された信号を前記出力ポートのうち対応する一つに対して選択して供給する状態と、該出力ポートを介して前記測定対象から得られる特性信号を終端器に伝送する状態とに切り換え可能な信号経路切り換え手段と、
前記信号経路切り換え手段と前記出力ポートとの間に介装され、前記測定対象から得られる特性信号を受信する受信手段とを備えることを特徴とするネットワークアナライザ。 - 請求項１に記載のネットワークアナライザにおいて、
前記信号分配手段で分配された各信号を、前記出力ポートに接続される複数個の測定対象に対応して組となった複数の出力ポートにおいて選択された一つに対して対応する前記信号経路切り換え手段を介してそれぞれ供給する状態と、前記信号源からの信号を前記信号分配手段で分配することなく、前記各信号経路切り換え手段に供給する状態とに切り換え自在な切り換え手段を設けていることを特徴とするネットワークアナライザ。 - 請求項１または２に記載のネットワークアナライザにおいて、前記信号分配手段と、前記信号経路切り換え手段との間に該信号経路切り換え手段側から前記信号分配手段への反射信号の伝達を抑制する絶縁器を介装していることを特徴とするネットワークアナライザ。
- 請求項１から３のいずれかに記載のネットワークアナライザにおいて、
前記出力ポートに接続される測定対象は平衡ポートを有するデバイスであり、該デバイスの対応するポートと、前記出力ポートとの間に平衡ポートを不平衡ポートとして転換する手段を介装していることを特徴とするネットワークアナライザ。 - 請求項１から４のいずれかに記載のネットワークアナライザを備える部品選別装置であって、
前記出力ポートに接続され、かつ測定対象のポートに接触可能なプローブを備える測定ステーションを複数設けるとともに、
各測定ステーションに搬送された測定対象を同時に測定する状態と、特定の測定ステーションにおける測定対象のみを測定する状態とに切り換え可能に構成し、
該測定結果に基づいて測定対象となる部品を選別する選別手段を備えていることを特徴とする部品選別装置。 - 単一の信号源からの信号を複数に分配して供給する信号分配手段の各供給ポートと、測定対象における複数のポートを各別に接続可能な出力ポートとの間に、前記測定対象の複数のポートのうち一つを選択するとともにその選択されたポートに対して前記供給ポートからの信号を供給する信号経路切り換え手段と、該供給された信号により前記測定対象から得られる特性信号を受信する受信手段とを介装した状態で、複数個の前記測定対象の各ポートを対応する前記出力ポートに接続することにより、複数個の前記測定対象の特性を同時に測定することを特徴とするネットワークアナライザによる測定方法。
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