JP4299401B2 - S-parameter test set and signal separator - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ネットワークアナライザ等を用いてSパラメータ測定を行う場合に用いられるSパラメータテストセットおよび信号分離器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、所定の正弦波信号を入力して線形回路網の各種のパラメータ測定を行う計測器としてネットワークアナライザが用いられている。実際に各種のパラメータを測定する場合には、測定するパラメータに適したテストセットが用意され、これをネットワークアナライザに取り付けることにより、被測定デバイスとネットワークアナライザとの間で信号の入出力が行われ、これにより各種パラメータの測定が可能になる。測定可能な項目としては、例えば、Sパラメータ、位相特性、電圧定在波比(VSWR)等があげられる。なお、上述したテストセットがネットワークアナライザに内蔵されている場合もあるが、本明細書においては、ネットワークアナライザとは別にテストセットが用意されているものとする。
【0003】
上述したネットワークアナライザを用いて被測定デバイスのSパラメータを測定する場合には、Sパラメータ測定用に用意されたSパラメータテストセットが用いられる。図9は、従来のSパラメータテストセットの構成を示す図であり、Sパラメータテストセットに含まれる各構成部とネットワークアナライザおよび被測定デバイスとの間の接続状態が示されている。
【0004】
ネットワークアナライザ90は、1つの信号源92と3つの受信回路94、96、98を含んで構成されており、これらと被測定デバイス(DUT)100との接続状態をSパラメータテストセット80によって切り替えることにより、被測定デバイス100に関する2つの伝送係数S21、S12と2つの反射係数S11、S22の測定が行われる。
【0005】
Sパラメータテストセット80は、信号源92の接続先を切り替えるスイッチ82と、2つのポート102、104のそれぞれを介して入出力される信号を分離する2つの信号分離器84、86とを含んで構成されている。例えば、伝送係数S21を測定する場合には、スイッチ82を接点a側に切り替えて、信号源92から出力された信号を被測定デバイス100のポート1に入力するとともにポート2から出力される信号を受信回路94で受信して検波する。信号源92から出力される信号は、常に受信回路98に入力されて検波されており、これら2つの受信回路94、98によって検出された信号の電力の比を求めることにより、伝送係数S21の測定が行われる。同様に、伝送係数S12を測定する場合には、スイッチ82を接点b側に切り替えて、信号源92から出力された信号を被測定デバイス100のポート2に入力するとともにポート1から出力される信号を受信回路96で受信して検波する。そして、この受信回路96で検出された信号の電力と信号源92に接続された受信回路98によって検出された信号の電力との比を求めることにより、伝送係数S12の測定が行われる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したように従来のSパラメータテストセット80を用いて被測定デバイス100の2つの伝送係数S21、S12を測定する場合に、信号源92から出力される信号の伝送経路に2つの信号分離器84、86が含まれており、損失が生じるため、その分だけダイナミックレンジが狭くなるという問題があった。例えば、一方の信号分離器84は、信号源92と被測定デバイス100との間の接続を行う経路の損失が小さくなるように設定されているとともに、被測定デバイス100と受信回路96との間の経路の損失が大きくなるように設定されているものとする。また、他方の信号分離器86は、信号源92と被測定デバイス100との間の接続を行う経路の損失が小さくなるように設定されているとともに、被測定デバイス100と受信回路94との間の経路の損失が大きくなるように設定されているものとする。このような2つの信号分離器84、86を用いて伝送係数S21を測定する場合には、被測定デバイス100のポート2から出力された信号を受信回路94側に導く際に、信号分離器86で大きな減衰が生じるため、受信回路94に入力される信号のレベルが小さくなってダイナミックレンジが悪化する。同様に、伝送係数S12を測定する場合には、被測定デバイス100のポート1から出力された信号を受信回路96に導く際に、信号分離器84で大きな減衰が生じるため、受信回路96に入力される信号のレベルが小さくなってダイナミックレンジが悪化する。
【0007】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、伝送係数を測定する際のダイナミックレンジを広げることができるSパラメータテストセットおよび信号分離器を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するために、本発明のSパラメータテストセットは、被測定デバイスの各ポートと信号源および受信回路とを接続する複数の信号分離器を有するとともに、被測定デバイスの伝送係数を測定する際に信号の伝送経路上に存在する複数の信号分離器の少なくとも一つを迂回する迂回経路が設けられている。したがって、伝送される信号の損失が大きい信号分離器を介さずに信号を伝送することができ、伝送係数測定の際のダイナミックレンジを広く設定することができる。
【0009】
また、上述した迂回経路は、スイッチと信号線によって構成し、スイッチを切り替えることにより、信号分離器を介すことなく受信回路と信号源の少なくとも一方と被測定デバイスとの間をつなぐ信号線を迂回経路として用いることが望ましい。スイッチを操作するだけで信号分離器を介さない迂回経路を設定することができるため、迂回経路の切り替え制御が容易となる。
【0010】
また、上述した信号分離器は、損失が小さなスルーポートと損失が大きなカップリングポートを有しており、伝送係数を測定する際にカップリングポートを介して信号が伝送される信号分離器の代わりに迂回経路を用いた信号の伝送を行うことが望ましい。カップリングポートを介して信号の伝送を行う場合に大きな損失が生じるため、このような場合に迂回経路を用いるようにすれば、伝送される信号の損失を低減することができ、広いダイナミックレンジを確保することができる。
【0011】
また、本発明の信号分離器は、被測定デバイスの各ポートと信号源および受信回路とを接続するとともに、被測定デバイスの伝送係数を測定する際に信号の伝送経路上に存在する高損失経路を迂回する低損失経路が設けられている。したがって、この信号分離器を介して信号を伝送する際に内部に形成された低損失経路を用いることにより、伝送係数測定の際のダイナミックレンジを広く設定することができる。
【0012】
また、複数の抵抗と複数のスイッチとを有するブリッジ回路によって信号分離器を構成し、このスイッチを切り替えることにより、対向する2つの抵抗の抵抗値の大小関係を反転させて、高損失経路と低損失経路との切り替えを行うことが望ましい。あるいは、複数の抵抗と複数のスイッチとを有するブリッジ回路によって信号分離器を構成し、このスイッチを切り替えることにより、抵抗を介さずに信号の伝送を行う短絡経路としての低損失経路と高損失経路との切り替えを行うことが望ましい。スイッチを操作するだけで低損失経路を介した信号の伝送が可能となり、低損失経路と高損失経路との切り替え制御が容易となる。
【0013】
また、互いに部分的に接近させた複数の伝送用導体とスイッチとを有するカップラによって信号分離器を構成し、このスイッチを切り替えることにより、複数の伝送用導体の接近部分を含んで形成される高損失経路とスイッチによって形成される短絡経路としての低損失経路との切り替えを行うようにしてもよい。この場合も、ブリッジ回路を用いて信号分離器を構成した場合と同様に、カップラ内に形成された低損失経路としての短絡経路と高損失経路との間の切り替え制御が容易となる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した一実施形態のSパラメータテストセットおよび信号分離器について、図面を参照しながら説明する。例えば、本発明が適用される一実施形態の計測器として、2ポートデバイスのSパラメータ測定を行うネットワークアナライザを考えるものとする。
【0015】
〔第1の実施形態〕
図1は、第1の実施形態の計測器の構成を示す図であり、ネットワークアナライザに2ポートデバイス用のSパラメータテストセットが接続された状態が示されている。
【0016】
図1に示す計測器は、信号源と複数の受信回路を含んでSパラメータの測定を行うネットワークアナライザ10と、ネットワークアナライザ10に対する被測定デバイス(DUT)40の接続状態を切り替えるSパラメータテストセット20とを含んで構成されている。
【0017】
ネットワークアナライザ10は、信号源12、3つの受信回路14、16、18を含んで構成されている。信号源12は、所定周波数の正弦波信号を発生する。受信回路14、16、18は、Sパラメータテストセット20を介して送られてくる正弦波信号に対してベクトル検波を行う。例えば、各受信回路14等は、高周波の入力信号に対して所定の局部発振信号を混合することにより、その差成分である低周波信号への変換を行い、この低周波信号を所定の抵抗値(例えば50Ω)を有する抵抗を通すことにより電圧に変換する。
【0018】
また、Sパラメータテストセット20は、5つの切替スイッチ21、22、23、24、25、3つの信号分離器26、27、28、2つのテストポート30、32を含んで構成されている。2つのテストポート30、32は、2ポートデバイスとしての被測定デバイス40がケーブルを介して接続される接続端子である。切替スイッチ21は、ネットワークアナライザ10内の信号源12で発生した信号の出力先を2つのテストポート30、32のいずれかに切り替えるためのものである。また、2つの切替スイッチ22、23は、信号分離器26をバイパスするためのものであり、それぞれを接点b側に切り替えることにより、損失がほどんどない信号線34が信号分離器26の迂回経路として設定される。同様に、2つの切替スイッチ24、25は、信号分離器27をバイパスするためのものであり、それぞれを接点b側に切り替えることにより、損失がほとんどない信号線36が信号分離器27の迂回経路として設定される。
【0019】
2つの信号分離器26、27のそれぞれは、対応するテストポート30、32を介して入出力される信号を分離するためのものである。例えば、ブリッジ方式やカップラ方式の信号分離器が用いられる。信号分離器26は、テストポート30と信号源12とを接続する側の経路が損失の小さなスルーポートに対応し、テストポート30と受信回路16とを接続する側の経路が損失の大きなカップラポートに対応する。同様に、信号分離器27は、テストポート32と信号源12とを接続する側の経路が損失の小さなスルーポートに対応し、テストポート30と受信回路14とを接続する側の経路が損失の大きなカップラポートに対応する。また、信号分離器28は、信号源12から延びた伝送線路を介して伝送される信号の一部を受信回路18に送る。
【0020】
本実施形態のSパラメータテストセット20はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。図2は、Sパラメータ測定時のスイッチ(SW)21〜25の接続状態を示す図である。図2に示すように、伝送係数S21および反射係数S11を測定する場合には、3つのスイッチ21〜23のそれぞれの接続状態が接点a側に設定され、残りの2つのスイッチ24、25のそれぞれの接続状態が接点b側に設定される。したがって、信号源12から出力された信号は、信号分離器26およびテストポート30を介して被測定デバイス40の一方のポート1に入力される。そして、この一方のポート1から反射される信号が再び信号分離器26を通って切替スイッチ23を介して受信回路16に導かれ、検波されて反射係数S11の測定が行われる。また、被測定デバイス40の他方のポート2から出力される信号が切替スイッチ24、信号線36、切替スイッチ25を介して受信回路14に導かれ、検波されて伝送係数S21の測定が行われる。
【0021】
また、伝送係数S12および反射係数S22を測定する場合には、3つのスイッチ21〜23のそれぞれの接続状態が接点b側に設定され、残りの2つのスイッチ24、25のそれぞれの接続状態が接点a側に設定される。したがって、信号源12から出力された信号は、信号分離器27およびテストポート32を介して被測定デバイス40の他方のポート2に入力される。そして、この他方のポート2から反射される信号が再び信号分離器27を通って切替スイッチ25を介して受信回路14に導かれ、検波されて反射係数S22の測定が行われる。また、被測定デバイス40の一方のポート1から出力される信号が切替スイッチ22、信号線34、切替スイッチ23を介して受信回路16に導かれ、検波されて伝送係数S12の測定が行われる。
【0022】
このように、伝送係数S21、S12を測定する場合には、被測定デバイス40から出力される信号を受信回路14、16に導く際に、信号分離器27、26を介さずに迂回経路としての信号線36、34が使用される。したがって、損失が大きな各信号分離器27、26のカップリングポートを介した信号の伝送が行われずに、代わりに損失が小さな信号線36、34を介した信号の伝送が行われる。このため、受信回路14、16に入力される信号のレベルを大きくなって、伝送係数S21、S12を測定する際のダイナミックレンジを広げることができる。
【0023】
〔第2の実施形態〕
ところで、上述した第1の実施形態では、伝送係数を測定する際に、信号の大きな損失が生じる信号分離器を通さずに、代わりに迂回経路を介した信号の伝送を行うようにしたが、この迂回経路を必要に応じて切り替える機能を信号分離器に内蔵するようにしてもよい。
【0024】
図3は、第2の実施形態の信号分離器の詳細構成を示す図である。また、図4は図3に示す信号分離器50の各ポートの対応関係を示す図である。図3に示すように、信号分離器50はブリッジ回路によって実現されており、5つの抵抗51〜55と4つの切替スイッチ56〜59とを含んで構成されている。
【0025】
2つの切替スイッチ56、57に挟まれた2つの抵抗52、54が択一的に選択される。例えば、スイッチ56、57のそれぞれを接点a側に切り替えることにより抵抗値R1 を有する抵抗52が選択され、反対に接点b側に切り替えることにより抵抗値R1 ′を有する抵抗54が選択される。
【0026】
同様に、2つの切替スイッチ58、59に挟まれた2つの抵抗53、55が択一的に選択される。例えば、スイッチ58、59のそれぞれを接点a側に切り替えることにより抵抗値R2 を有する抵抗53が選択され、反対に接点b側に切り替えることにより抵抗値R2 ′を有する抵抗55が選択される。
【0027】
ところで、上述した信号分離器50において、4つの切替スイッチ56〜59のそれぞれを接点a側に切り替えたときに選択される2つの抵抗52、53の各抵抗値R1 、R2 の間には、R1 <R2 の関係がある。このような接続状態においては、端子B、B′によって構成されるポートB−B′から端子A、A′によって構成されるポートA−A′に至る経路を通ったときに生じる信号の損失が小さくなるとともに、ポートB−B′から端子C、C′によって構成されるポートC−C′に至る経路を通ったときに生じる信号の損失が大きくなる。したがって、ポートB−B′に対してポートA−A′がスルーポートとして機能し、ポートB−B′に対してポートC−C′がカップリングポートとして機能する。
【0028】
また、上述した信号分離器50において、4つの切替スイッチ56〜59のそれぞれを接点b側に切り替えたときに選択される2つの抵抗54、55の各抵抗値R1 ′、R2 ′の間には、R1 ′>R2 ′の関係がある。このような接続状態においては、ポートB−B′からポートA−A′に至る経路を通ったときに生じる信号の損失が大きく、ポートB−B′からポートC−C′に至る経路を通ったときに生じる信号の損失が小さくなる。したがって、ポートB−B′に対してポートA−A′がカップリングポートとして機能し、ポートB−B′に対してポートC−C′がスルーポートとして機能する。
【0029】
図5は、図3および図4に示した信号分離器50を用いて構成されたSパラメータテストセットの構成を示す図であり、ナットワークアナライザおよび被試験デバイス(DUT)との間の接続状態が示されている。図5に示すSパラメータテストセット20Aは、切替スイッチ21と3つの信号分離器50、50Aを含んで構成されている。信号分離器50、50Aのそれぞれは、図3に示した詳細構成を有している。
【0030】
本実施形態の信号分離器50、50Aおよびこれを用いたSパラメータテストセット20Aはこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。図6は、Sパラメータ測定時のスイッチ21、56〜59の接続状態を示す図である。
【0031】
図6に示すように、伝送係数S21および反射係数S11を測定する場合には、Sパラメータテストセット20Aに含まれる切替スイッチ21および信号分離器50に含まれる4つの切替スイッチ56〜59の各接続状態が接点a側に設定され、信号分離器50Aに含まれる4つの切替スイッチ56〜59の各接続状態が接点b側に設定される。したがって、信号源12から出力された信号は、低損失に設定された信号分離器50のポートA−A′とポートB−B′とをつなぐ経路を通った後にテストポート30を介して被測定デバイス40の一方のポート1に入力される。そして、この一方のポート1から反射される信号が再び信号分離器50を通って受信回路16に導かれ、検波されて反射係数S11の測定が行われる。また、被測定デバイス40の他方のポート2から出力される信号は、テストポート32を介して、低損失に設定された信号分離器50AのポートB−B′とポートC−C′とをつなぐ経路を通った後に受信回路14に導かれ、検波されて伝送係数S21の測定が行われる。
【0032】
また、伝送係数S12および反射係数S22を測定する場合には、Sパラメータテストセット20Aに含まれる切替スイッチ21および信号分離器50に含まれる4つの切替スイッチ56〜59の各接続状態が接点b側に設定され、信号分離器50Aに含まれる4つの切替スイッチ56〜59の各接続状態が接点a側に設定される。したがって、信号源12から出力された信号は、低損失に設定された信号分離器50AのポートA−A′とポートB−B′とをつなぐ経路を通った後にテストポート32を介して被測定デバイス40の他方のポート2に入力される。そして、この他方のポート2から反射される信号が再び信号分離器50Aを通って受信回路14に導かれ、検波されて反射係数S22の測定が行われる。また、被測定デバイス40の一方のポート1から出力される信号は、テストポート30を介して、低損失に設定された信号分離器50のポートB−B′とポートC−C′とをつなぐ経路を通った後に受信回路16に導かれ、検波されて伝送係数S12の測定が行われる。
【0033】
このように、伝送係数S21、S12を測定する場合には、被測定デバイス40から出力される信号を受信回路14、16に導く際に、信号分離器50、50A内の伝送経路が低損失に設定される。したがって、受信回路14、16に入力される信号のレベルが大きくなって、伝送係数S21、S12を測定する際のダイナミックレンジを広げることができる。
【0034】
〔第3の実施形態〕
上述した第2の実施形態では、信号分離器50、50A内の2つの信号伝送経路の損失量を適宜切り替えることにより、伝送係数S21、S12測定時のダイナミックレンジを広くしたが、透過信号が入力される側の信号分離器に着目すると、受信回路が接続された側の伝送経路しか使用されていないため、この伝送経路の損失をさらに少なくしてポートB−B′とポートC−C′とを直結するようにしてもよい。
【0035】
図7は、第3の実施形態の信号分離器の詳細構成を示す図である。図7に示すように、信号分離器60はブリッジ回路によって実現されており、3つの抵抗61、62、63と2つのスイッチ64、65とを含んで構成されている。
【0036】
信号分離器60を通常のブリッジ回路として使用する場合には、抵抗62に直列接続された一方のスイッチ64をオン状態にするとともに、抵抗63に並列接続された他方のスイッチ65をオフ状態にする。また、抵抗62の抵抗値R3 と抵抗63の抵抗値R4 との間にはR3 <R4 の関係がある。したがって、ポートB−B′からポートA−A′に至る経路を通ったときに生じる信号の損失が小さく、ポートB−B′からポートC−C′に至る経路を通ったときに生じる信号の損失が大きくなる。このため、ポートB−B′に対してポートA−A′がスルーポートとして機能し、ポートB−B′に対してポートC−C′がカップリングポートとして機能する。
【0037】
また、伝送係数S21、S12を測定する際に、透過信号を受信回路に導くためにこの信号分離器60を使用する場合には、抵抗62に直列接続された一方のスイッチ64をオフ状態にするとともに、抵抗63に並列接続された他方のスイッチ65をオン状態にする。したがって、ポートB−B′からポートC−C′に至る経路が遮断されるとともに、ポートB−B′とポートC−C′とが直結されるため、ポートC−C′を介して受信回路14、16に入力される信号は、信号分離器60内でほとんど減衰しない。このため、受信回路14、16に入力される信号のレベルを大きくすることができ、伝送係数S21、S12を測定する際のダイナミックレンジを広げることができる。
【0038】
〔第4の実施形態〕
上述した第2および第3の実施形態では、信号分離器50等をブリッジ回路によって実現したが、カップラによって実現するようにしてもよい。図8は、第4の実施形態の信号分離器の詳細構成を示す図である。図8に示した信号分離器70は、マイクロストリップラインを用いたカップラによって実現されており、誘電体基板71と、その表面に形成された5つの伝送用導体としての導体72−1、72−2、74、77−1、77−2と、3つのポートA−A′、B−B′、C−C′の相互の接続状態を切り替える4つのスイッチ73、75、76、78とを含んで構成されている。各スイッチ73等は、例えばマイクロリレースイッチを用いる場合や、pinダイオード等の半導体スイッチを用いる場合などが考えられる。なお、誘電体基板71の裏面の全面には接地用の導体が形成されており、4つ目のポートD−D′には信号の反射が生じないように所定の抵抗値を有する終端抵抗79が接続されている。
【0039】
ポートB−B′とポートA−A′との間に形成された導体72−1、72−2との間にはスイッチ73が接続されており、このスイッチ73をオン状態にすることにより、これら2つのポートをつなぐ伝送経路が形成される。また、ポートC−C′に接続された導体77−1は、ポートA−A′に接続された導体72−1に対して部分的に接近した所定位置に形成されており、導体72−1を介して信号が伝送される際に、その一部が導体77−1側に漏れるようになっている。したがって、ポートB−B′に信号が入力された場合を考えると、その一部が導体72−2、72−1を介してポートA−A′から出力されるとともに、残りが導体77−1を介してポートC−C′から出力される。通常は、導体72−1、72−2を介してポートB−B′に直結されたポートA−A′から出力される信号の方がポートC−C′から出力される信号よりも大きくなるため、ポートA−A′側がスルーポートに、ポートC−C′側がカップリングポートになる。
【0040】
なお、このような状態で使用する場合には、導体77−1と導体77−2との間に接続されたスイッチ78がオン状態に設定されており、不要な反射が生じないようになっている。また、導体72−2と導体74の間に設けられたスイッチ75や、導体77−2と導体74との間に設けられたスイッチ76は、オフ状態に設定されている。
【0041】
また、伝送係数S21、S12を測定する際に、透過信号を受信回路に導くためにこの信号分離器70を使用する場合には、導体72−1、72−2の間に形成されたスイッチ73をオフ状態に設定するとともに、他の3つのスイッチ75、76、78をオン状態に設定する。したがって、ポートB−B′に接続された導体72−2とポートC−C′に接続された導体77−1とが導体74および3つのスイッチ75、76、78を介して短絡され、この伝送経路の損失が小さくなる。このため、ポートC−C′を介して受信回路14、16に入力される信号のレベルが大きくなって、伝送係数S21、S12を測定する際のダイナミックレンジを広げることができる。
【0042】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、ポート用のSパラメータテストセットおよびこれに含まれる信号分離器について説明したが、ポート数の異なる(例えば3ポート用)Sパラメータテストセットおよびこれに用いる信号分離器に本発明を適用することができる。
【0043】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、被測定デバイスの各ポートと信号源および受信回路とを接続する複数の信号分離器を有するSパラメータテストセットにおいて、被測定デバイスの伝送係数を測定する際に信号の伝送経路上に存在する複数の信号分離器の少なくとも一つを迂回する迂回経路が設けられている。したがって、伝送される信号の損失が大きい信号分離器を介さずに信号を伝送することができ、伝送係数測定の際のダイナミックレンジを広く設定することができる。
【0044】
また、本発明によれば、被測定デバイスの各ポートと信号源および受信回路とを接続する信号分離器において、被測定デバイスの伝送係数を測定する際に信号の伝送経路上に存在する高損失経路を迂回する低損失経路が設けられている。したがって、この信号分離器を介して信号を伝送する際に内部に形成された低損失経路を用いることにより、伝送係数測定の際のダイナミックレンジを広く設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施形態の計測器の構成を示す図である。
【図2】Sパラメータ測定時の各スイッチの接続状態を示す図である。
【図3】第2の実施形態の信号分離器の詳細構成を示す図である。
【図4】図3に示す信号分離器の各ポートの対応関係を示す図である。
【図5】図3および図4に示した信号分離器を用いて構成されたSパラメータテストセットの構成を示す図である。
【図6】Sパラメータ測定時の各スイッチの接続状態を示す図である。
【図7】第3の実施形態の信号分離器の詳細構成を示す図である。
【図8】第4の実施形態の信号分離器の詳細構成を示す図である。
【図9】従来のSパラメータテストセットの構成を示す図である。
【符号の説明】
10 ネットワークアナライザ
12 信号源
14、16、18 受信回路
20 Sパラメータテストセット
21、22、23、24、25 切替スイッチ
26、27、28、50、50A、60、70 信号分離器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an S-parameter test set and a signal separator used when performing S-parameter measurement using a network analyzer or the like.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a network analyzer is used as a measuring instrument that inputs a predetermined sine wave signal and measures various parameters of a linear network. When actually measuring various parameters, a test set suitable for the parameter to be measured is prepared. By attaching this test set to the network analyzer, signals are input and output between the device under test and the network analyzer. This makes it possible to measure various parameters. Examples of measurable items include S-parameters, phase characteristics, voltage standing wave ratio (VSWR), and the like. Although the above-described test set may be built in the network analyzer, in this specification, it is assumed that a test set is prepared separately from the network analyzer.
[0003]
When measuring the S parameter of the device under measurement using the network analyzer described above, an S parameter test set prepared for S parameter measurement is used. FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a conventional S-parameter test set, and shows a connection state between each component included in the S-parameter test set, a network analyzer, and a device under measurement.
[0004]
The
[0005]
The S
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as described above, the two transmission coefficients S of the device under
[0007]
The present invention was created in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an S-parameter test set and a signal separator that can widen a dynamic range when measuring transmission coefficients. .
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the S-parameter test set of the present invention includes a plurality of signal separators that connect each port of a device under measurement to a signal source and a receiving circuit, and sets the transmission coefficient of the device under measurement. A bypass path is provided that bypasses at least one of a plurality of signal separators existing on the signal transmission path during measurement. Therefore, a signal can be transmitted without going through a signal separator with a large loss of transmitted signal, and a wide dynamic range can be set when measuring a transmission coefficient.
[0009]
Further, the detour path described above is configured by a switch and a signal line, and by switching the switch, a signal line that connects between the receiving circuit and at least one of the signal source and the device to be measured without using a signal separator is provided. It is desirable to use as a detour route. Since it is possible to set a bypass route that does not go through the signal separator simply by operating the switch, switching control of the bypass route becomes easy.
[0010]
In addition, the signal separator described above has a through port with a small loss and a coupling port with a large loss, instead of a signal separator that transmits a signal through the coupling port when measuring a transmission coefficient. It is desirable to transmit a signal using a bypass route. When a signal is transmitted through a coupling port, a large loss occurs. Therefore, if a bypass path is used in such a case, the loss of the transmitted signal can be reduced, and a wide dynamic range can be obtained. Can be secured.
[0011]
The signal separator of the present invention connects each port of the device under measurement to the signal source and the receiving circuit, and also includes a high loss path existing on the signal transmission path when measuring the transmission coefficient of the device under measurement. There is a low-loss path that bypasses. Therefore, by using a low-loss path formed inside when transmitting a signal through the signal separator, a wide dynamic range can be set when measuring the transmission coefficient.
[0012]
In addition, a signal separator is configured by a bridge circuit having a plurality of resistors and a plurality of switches, and by switching the switches, the magnitude relationship between the resistance values of the two resistors facing each other is inverted, and a high loss path and low It is desirable to switch to the loss path. Alternatively, a signal separator is configured by a bridge circuit having a plurality of resistors and a plurality of switches, and by switching the switches, a low-loss path and a high-loss path as a short-circuit path that transmits a signal without using a resistor. It is desirable to switch between Signals can be transmitted through a low-loss path simply by operating a switch, and switching control between a low-loss path and a high-loss path becomes easy.
[0013]
Further, a signal separator is constituted by a coupler having a plurality of transmission conductors and a switch that are partially close to each other, and a switch formed by including the proximity portion of the plurality of transmission conductors by switching the switch. Switching between the loss path and the low-loss path as a short-circuit path formed by the switch may be performed. In this case as well, switching control between a short-circuit path and a high-loss path as a low-loss path formed in the coupler is facilitated, as in the case where the signal separator is configured using a bridge circuit.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an S parameter test set and a signal separator according to an embodiment to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. For example, a network analyzer that performs S-parameter measurement of a 2-port device is considered as a measuring instrument according to an embodiment to which the present invention is applied.
[0015]
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a measuring instrument according to the first embodiment, and shows a state where an S-parameter test set for a 2-port device is connected to a network analyzer.
[0016]
The measuring instrument shown in FIG. 1 includes a
[0017]
The
[0018]
The S parameter test set 20 includes five change-over
[0019]
Each of the two
[0020]
The S parameter test set 20 of this embodiment has such a configuration, and the operation thereof will be described next. FIG. 2 is a diagram illustrating a connection state of the switches (SW) 21 to 25 during S parameter measurement. As shown in FIG. 2, the transmission coefficient S twenty one And reflection coefficient S 11 Is measured, the connection states of the three
[0021]
Transmission coefficient S 12 And reflection coefficient S twenty two Is measured, the connection states of the three
[0022]
Thus, the transmission coefficient S twenty one , S 12 When measuring the signal output from the device under
[0023]
[Second Embodiment]
By the way, in the first embodiment described above, when the transmission coefficient is measured, the signal is transmitted through the detour path instead of passing through the signal separator that causes a large loss of the signal. A function of switching the detour path as necessary may be incorporated in the signal separator.
[0024]
FIG. 3 is a diagram illustrating a detailed configuration of the signal separator according to the second embodiment. FIG. 4 is a diagram showing the correspondence between the ports of the
[0025]
The two
[0026]
Similarly, two
[0027]
By the way, in the
[0028]
Further, in the
[0029]
FIG. 5 is a diagram showing the configuration of the S-parameter test set configured using the
[0030]
The
[0031]
As shown in FIG. 6, the transmission coefficient S twenty one And reflection coefficient S 11 , The connection states of the
[0032]
Transmission coefficient S 12 And reflection coefficient S twenty two , The connection states of the
[0033]
Thus, the transmission coefficient S twenty one , S 12 When the signal output from the device under
[0034]
[Third Embodiment]
In the second embodiment described above, the transmission coefficient S is appropriately switched by appropriately switching the loss amounts of the two signal transmission paths in the
[0035]
FIG. 7 is a diagram illustrating a detailed configuration of the signal separator according to the third embodiment. As shown in FIG. 7, the
[0036]
When the
[0037]
Transmission coefficient S twenty one , S 12 When the
[0038]
[Fourth Embodiment]
In the second and third embodiments described above, the
[0039]
A
[0040]
When used in such a state, the switch 78 connected between the conductor 77-1 and the conductor 77-2 is set to the on state, so that unnecessary reflection does not occur. Yes. Further, the
[0041]
Transmission coefficient S twenty one , S 12 When the
[0042]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation implementation is possible within the range of the summary of this invention. For example, in the above-described embodiment, the S parameter test set for ports and the signal separator included therein are described. However, the S parameter test set having a different number of ports (for example, for 3 ports) and the signal separator used therefor The present invention can be applied.
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, when measuring the transmission coefficient of a device under test in an S-parameter test set having a plurality of signal separators connecting each port of the device under test with a signal source and a receiving circuit. A bypass path is provided for bypassing at least one of a plurality of signal separators existing on the signal transmission path. Therefore, a signal can be transmitted without going through a signal separator with a large loss of transmitted signal, and a wide dynamic range can be set when measuring a transmission coefficient.
[0044]
Further, according to the present invention, in the signal separator that connects each port of the device under measurement, the signal source, and the receiving circuit, the high loss existing on the signal transmission path when measuring the transmission coefficient of the device under measurement. A low-loss path that bypasses the path is provided. Therefore, by using a low-loss path formed inside when transmitting a signal through the signal separator, a wide dynamic range can be set when measuring the transmission coefficient.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a measuring instrument according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram illustrating a connection state of each switch when measuring an S parameter.
FIG. 3 is a diagram illustrating a detailed configuration of a signal separator according to a second embodiment.
4 is a diagram illustrating a correspondence relationship between each port of the signal separator illustrated in FIG. 3; FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an S parameter test set configured using the signal separator illustrated in FIGS. 3 and 4;
FIG. 6 is a diagram illustrating a connection state of each switch when measuring an S parameter.
FIG. 7 is a diagram illustrating a detailed configuration of a signal separator according to a third embodiment.
FIG. 8 is a diagram illustrating a detailed configuration of a signal separator according to a fourth embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a configuration of a conventional S-parameter test set.
[Explanation of symbols]
10 Network analyzer
12 Signal source
14, 16, 18 Receiver circuit
20 S-parameter test set
21, 22, 23, 24, 25 changeover switch
26, 27, 28, 50, 50A, 60, 70 Signal separator
Claims (7)
前記迂回経路は、スイッチと信号線によって構成されており、このスイッチを切り替えることにより、前記信号分離器を介すことなく前記受信回路と前記信号源の少なくとも一方と前記被測定デバイスとの間をつなぐ前記信号線を前記迂回経路として用いることを特徴とするSパラメータテストセット。In claim 1,
The detour path is configured by a switch and a signal line. By switching the switch, the detour path passes between at least one of the reception circuit, the signal source, and the device under test without passing through the signal separator. An S-parameter test set, wherein the signal line to be connected is used as the bypass path.
前記信号分離器は、損失が小さなスルーポートと損失が大きなカップリングポートを有しており、伝送係数を測定する際に前記カップリングポートを介して信号が伝送される前記信号分離器の代わりに前記迂回経路を用いた信号の伝送を行うことを特徴とするSパラメータテストセット。In claim 1 or 2,
The signal separator has a low-loss through port and a high-loss coupling port. Instead of the signal separator, a signal is transmitted through the coupling port when measuring a transmission coefficient. An S-parameter test set, wherein a signal is transmitted using the detour path.
前記被測定デバイスの伝送係数を測定する際に信号の伝送経路上に存在する高損失経路を迂回する低損失経路を設けたことを特徴とする信号分離器。In the signal separator that connects each port of the device under measurement to the signal source and the receiving circuit,
A signal separator comprising a low loss path that bypasses a high loss path existing on a signal transmission path when measuring a transmission coefficient of the device under measurement.
複数の抵抗と複数のスイッチとを有するブリッジ回路であって、前記スイッチを切り替えることにより、対向する2つの前記抵抗の抵抗値の大小関係を反転させて、前記高損失経路と前記低損失経路との切り替えを行うことを特徴とする信号分離器。In claim 4,
A bridge circuit having a plurality of resistors and a plurality of switches, and by switching the switches, the magnitude relationship between the resistance values of the two opposing resistors is reversed, and the high loss path and the low loss path are The signal separator characterized by switching.
複数の抵抗と複数のスイッチとを有するブリッジ回路であって、前記スイッチを切り替えることにより、前記抵抗を介さずに信号の伝送を行う短絡経路としての前記低損失経路と前記高損失経路との切り替えを行うことを特徴とする信号分離器。In claim 4,
A bridge circuit having a plurality of resistors and a plurality of switches, and switching between the low loss path and the high loss path as a short-circuit path for transmitting a signal without passing through the resistance by switching the switches A signal separator.
互いに部分的に接近させた複数の伝送用導体とスイッチとを有するカップラであって、前記スイッチを切り替えることにより、前記複数の伝送用導体の接近部分を含んで形成される前記高損失経路と前記スイッチによって形成される短絡経路としての前記低損失経路との切り替えを行うことを特徴とする信号分離器。In claim 4,
A coupler having a plurality of transmission conductors and a switch partially brought close to each other, wherein the high-loss path formed including the proximity portions of the plurality of transmission conductors by switching the switch; and A signal separator characterized by switching to the low-loss path as a short-circuit path formed by a switch.
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