JP5608205B2

JP5608205B2 - 測定装置

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Publication number: JP5608205B2
Application number: JP2012241881A
Authority: JP
Inventors: 真一郎大嶋; 巧一郎富崎; 拓哉秦野
Original assignee: Anritsu Corp
Current assignee: Anritsu Corp
Priority date: 2012-11-01
Filing date: 2012-11-01
Publication date: 2014-10-15
Anticipated expiration: 2032-11-01
Also published as: JP2014092400A

Description

本発明は、Ｙファクタ法により被測定物の雑音指数の測定を行う測定装置に関する。

雑音指数（ＮｏｉｓｅＦｉｇｕｒｅ）は、無線機や送受信機が熱雑音下で弱い信号を処理する性能を評価する際に用いる重要なパラメータの１つである。このような雑音指数は、例えば、スペクトラムアナライザを用いてＹファクタ法により測定されている。

Ｙファクタ法は、被測定物に既知の大きさのノイズソースを接続し、そのノイズソースをオンにした時とオフにした時とに得られる出力パワーに対する入力パワーの比率であるＹファクタを用いて、被測定物の雑音指数を測定する方法である。

そのようなＹファクタ法を用いる従来の測定方法としては、入力として測定信号ＴＥＳＴをＤＵＴに加える工程であって、測定信号ＴＥＳＴが同時に第１の周波数帯域内に第１の電力Ｐ_Hと第２の周波数帯域内に第２の電力Ｐ_Cを有し、ＤＵＴが測定信号ＴＥＳＴに応じて出力信号ＯＵＴＰＵＴを発生するようにし、出力信号ＯＵＴＰＵＴが第１の周波数帯域内に第３の電力Ｐ_HOと第２の周波数帯域内に第４の電力Ｐ_COを有しているものと、出力信号ＯＵＴＰＵＴの第３の電力Ｐ_HOと第４の電力Ｐ_COを計測する工程と、ノイズ因子を第１の電力Ｐ_Hと第２の電力Ｐ_Cと第３の電力Ｐ_HOと第４の電力Ｐ_COのそれぞれの値の組み合わせとして算出する工程とを有する測定方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特表２００２−５２８７２４号公報

しかしながら、従来の測定装置は、測定装置自体の残留スプリアスを考慮せずそれの対応が想定されていないため、被測定物の雑音指数を測定する測定処理を実行しているときに、測定装置自体の残留スプリアスの存在により被測定物の雑音指数を正確に測定できない場合があるという課題を有していた。

本発明は、従来の課題を解決するためになされたもので、測定処理を実行しているときに、残留スプリアスの影響を考慮しなくても、被測定物の正確な雑音指数を測定することが可能な測定装置を提供することを目的とする。

本発明の測定装置は、既知の過剰雑音比を有するノイズソースを用いてＹファクタ法により被測定物（２０）の雑音指数を測定する測定処理と、該測定処理の実行前に、既知の過剰雑音比を有するノイズソースを用いてＹファクタ法により校正値を取得する校正処理とを実行する測定装置（１０）であって、前記測定処理および前記校正処理の何れかの実行指示と前記雑音指数を測定するための測定周波数とが入力される入力操作部（１７）と、前記入力操作部に前記校正処理の実行が指示されたときには、前記測定周波数において前記測定装置の前記雑音指数を測定し、測定した前記測定装置の前記雑音指数を校正値として用いて前記測定装置の校正を行い、前記入力操作部に前記測定処理の実行が指示されたときには、前記測定周波数において前記被測定物の前記雑音指数の測定を行う測定管理部（１１）と、前記測定管理部が前記校正処理を実行しているときに、前記測定周波数における前記雑音指数が残留スプリアスの影響を受けているか否かを判断する残留スプリアス判断部（１４）と、前記残留スプリアス判断部が、前記入力操作部により入力された前記測定周波数における前記雑音指数が残留スプリアスの影響を受けていると判断したときに、前記測定周波数を所定の周波数分増加または減少させた周波数が測定周波数となるように前記測定周波数をシフトする測定周波数シフト部（１５）とを備え、前記測定管理部は、前記シフトした測定周波数における前記測定装置の雑音指数が残留スプリアスの影響を受けていないと前記残留スプリアス判断部が判断したときに、前記シフトした測定周波数を、前記被測定物の前記雑音指数を測定するための測定周波数として保存することを特徴とする構成を有している。

この構成により、本発明の測定装置は、校正処理を実行しているときに、測定周波数における雑音指数が残留スプリアスの影響を受けていると判断すると、測定周波数を所定の周波数分増加または減少させた周波数が測定周波数となるように測定周波数をシフトし、シフトした測定周波数における測定装置の雑音指数が残留スプリアスの影響を受けていないと判断したときに、シフトした測定周波数を、被測定物の雑音指数を測定するための測定周波数とするため、測定処理を実行しているときに、残留スプリアスの影響を考慮しなくても、被測定物の正確な雑音指数を測定することができる。

なお、本発明の測定装置では、所定の周波数分が測定装置の分解能に相当してもよい。

この構成により、本発明の測定装置は、所定の周波数分が測定装置の分解能に相当するため、測定装置の測定の確度を下げることなく正確な雑音指数を測定することができる。

なお、本発明の測定装置では、残留スプリアス判断部が、測定管理部が測定した測定装置の測定周波数における雑音指数を所定の閾値と比較することによって、測定周波数における雑音指数が残留スプリアスの影響を受けているか否かを判断するようにしてもよい。

この構成により、本発明の測定装置は、測定周波数における雑音指数を所定の閾値と比較するため、所定の正確な雑音指数を測定することができる。

また、本発明の測定装置を用いた測定方法は、既知の過剰雑音比を有するノイズソースを用いてＹファクタ法により被測定物（２０）の雑音指数を測定する測定処理と、該測定処理の実行前に、既知の過剰雑音比を有するノイズソースを用いてＹファクタ法により校正値を取得する校正処理とを実行する測定装置（１０）を用いた測定方法であって、前記測定処理および前記校正処理の何れかの実行指示と前記雑音指数を測定するための測定周波数とが入力される入力ステップと、前記入力ステップにおいて前記校正処理の実行が指示されたときには、前記測定周波数において前記測定装置の前記雑音指数を測定し、測定した前記測定装置の前記雑音指数を校正値として用いて前記測定装置の校正を行い、前記入力ステップにおいて前記測定処理の実行が指示されたときには、前記測定周波数において前記被測定物の前記雑音指数の測定を行う測定ステップと、前記測定ステップにおいて前記校正処理を実行しているときに、前記測定周波数における前記雑音指数が残留スプリアスの影響を受けているか否かを判断する残留スプリアス判断ステップと、前記残留スプリアス判断ステップにおいて、前記入力ステップで入力された前記測定周波数における前記雑音指数が残留スプリアスの影響を受けていると判断したときに、前記測定周波数を所定の周波数分増加または減少させた周波数が測定周波数となるように前記測定周波数をシフトする測定周波数シフトステップとを含み、前記測定ステップにおいて、前記シフトした測定周波数における前記測定装置の雑音指数が残留スプリアスの影響を受けていないと前記残留スプリアス判断ステップで判断されたときに、前記シフトした測定周波数を、前記被測定物の前記雑音指数を測定するための測定周波数として保存することを特徴とする。

この構成により、本発明の測定装置を用いた測定方法は、校正処理を実行しているときに、測定周波数における雑音指数が残留スプリアスの影響を受けていると判断すると、測定周波数を所定の周波数分増加または減少させた周波数が測定周波数となるように測定周波数をシフトし、シフトした測定周波数における測定装置の雑音指数が残留スプリアスの影響を受けていないと判断されたときに、シフトした測定周波数を、被測定物の雑音指数を測定するための測定周波数とするため、測定処理を実行しているときに、残留スプリアスの影響を考慮しなくても、被測定物の正確な雑音指数を測定することができる。

なお、本発明の測定装置を用いた測定方法では、所定の周波数分が、測定装置の分解能に相当するようにしてもよい。

この構成により、本発明の測定装置を用いた測定方法は、所定の周波数分が測定装置の分解能に相当するため、測定装置の測定の確度を下げることなく正確な雑音指数を測定する。

なお、本発明の測定装置を用いた測定方法では、残留スプリアス判断ステップにおいて、前記測定ステップで測定した前記測定装置の前記測定周波数における雑音指数を所定の閾値と比較することによって、前記測定周波数における前記雑音指数が残留スプリアスの影響を受けているか否かを判断するようにしてもよい。

この構成により、本発明の測定装置を用いた測定方法は、測定周波数における雑音指数を所定の閾値と比較するため、所定の正確な雑音指数を測定することができる。

本発明によると、測定処理を実行しているときに、残留スプリアスの影響を考慮することなく、被測定物の正確な雑音指数を測定することが可能な測定装置を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る測定装置のブロック図である。図１に示す測定装置の入力操作部によって指定される測定周波数の一例を示す図である。図１に示す測定装置に格納されている周波数範囲および閾値のリストの一例を示す図であり、（ａ）はリストの一例で、（ｂ）はそれをグラフ化したものである。図１に示す測定装置の校正処理の動作の一例を示すフローチャートである。図４に示すフローチャートに沿って、図１に示す測定装置の校正処理を実行した際の測定結果を示すリストの一例を示す図であり、（ａ）は最初の測定結果で、（ｂ）はその測定結果およびリストの閾値をグラフ化したものである。図４に示すフローチャートに沿って図１に示す測定装置の校正処理を実行した際の測定結果を示すリストの一例を示す図であり、（ａ）は特定の測定周波数を再測定した測定結果を含む測定結果を示すもので、（ｂ）はその再測定結果およびリストの閾値をグラフ化したものである。図１に示す測定装置の校正処理を実行した際の残留スプリアスと分解能帯域幅（ＲＢＷ）との関係を説明するための概念図である。図７（ａ）は、分解能帯域幅内に残留スプリアスが存在する場合を示し、図７（ｂ）は、測定周波数から１分解能帯域幅分に相当する周波数分増加させた位置に測定周波数をシフトした場合を示す。図１に示す本発明の一実施の形態の測定装置を用いて被測定物の雑音指数の測定処理を実行する際の構成を説明するためのブロック図である。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態の測定装置１０のブロック構成を示す。測定装置１０は、例えば、被測定物における信号の高調波レベルの測定、デバイスのひずみ測定、送信機などの送信波の測定、変調波のチャネルパワーの測定、変調の周波数と変調度の測定、変調に関する障害の解析、信号の高調波レベルの測定などを行うことができるもので、例えば、スペクトラムアナライザが該当する。

また、測定装置１０は、被測定物の雑音指数を測定するための測定処理および自己の校正処理のいずれも実行できるもので、測定装置１０の全体的な処理を統括する制御部として機能する測定管理部１１を備える。

測定管理部１１は、残留スプリアス判断部１４、測定周波数シフト部１５および記憶部１９を備える。また、測定管理部１１には、パラメータ管理部１６、入力操作部１７、表示部１８およびＮ／Ｓコントローラ（ノイズソースコントローラ）１２が接続されている。測定処理または校正処理の実行の指示は、入力操作部１７から入力することができる。

測定管理部１１の動作の概略を述べると、測定管理部１１は、入力操作部１７から校正処理の実行の指示が入力されると、測定装置１０自体の雑音指数の測定を行い、その測定結果を記憶部１９に保存する。

その後、測定管理部１１は、入力操作部１７から測定処理の実行の指示が入力されると、被測定物の雑音指数の測定を行い、その測定結果を記憶部１９に保存する。その測定処理の際に、測定管理部１１は、記憶部１９に記憶されている校正処理の実行の結果を用いて測定処理の実行の結果を補正して、被測定物のみの雑音指数を得る。

残留スプリアス判断部１４は、詳しくは後述する通り、測定管理部１１が校正処理を実行して測定装置１０自体の雑音指数の測定をするときに、その測定結果に基づいて、測定周波数に残留スプリアスが存在するか否かを判断する。

なお、残留スプリアスは、主に高調波から成り交流信号に含まれる周波数成分であり、システム設計に起因する。測定周波数に残留スプリアスが存在する状態で被測定物の雑音指数の測定が行われると、測定装置は、その残留スプリアスの存在により被測定物の雑音指数を正確に測定できない。

このため、測定周波数シフト部１５は、残留スプリアス判断部１４が、特定の測定周波数に残留スプリアスが存在すると判断すると、その特定の測定周波数を所定の周波数分増加する。その増加した周波数は新たな測定周波数になる。

なお、本明細書では、測定周波数シフト部１５が、測定周波数を所定の周波数分増加することを測定周波数をシフトするという。また、測定周波数のシフトは、所定の周波数分の増加のみならず減少によっても行われる。

パラメータ管理部１６は、測定処理および校正処理の実行による雑音指数の測定のために、測定ポイントの測定周波数のリストを示すテーブルを格納する。

測定ポイントにおける測定周波数およびポイント数は、測定装置１０の使用者が、被測定物１０の雑音指数の測定の目的や求める確度等を考慮して決定し、入力操作部１７によって入力してパラメータ管理部１６のテーブルに格納する。

そのパラメータ管理部１６に格納した測定ポイントの測定周波数のリストのテーブルの一例を図２に示す。図２に示すテーブルは、４ポイントを測定する場合として、その測定ポイントの測定周波数が、１ＧＨｚ、２ＧＨｚ、３ＧＨｚおよび４ＧＨｚであることを示す。

また、パラメータ管理部１６は、測定周波数の属する所定の周波数帯域内の表示平均雑音レベルを閾値としてリストにまとめたテーブルを有する。閾値は、測定装置１０の測定の分解能の相違等によって変更される。

閾値は、測定装置１０の使用者が入力操作部１７によって入力してパラメータ管理部１６のテーブルに格納する。また、閾値は、測定管理部１１が、測定装置１０の本体構成を示すデータに基づいて生成してパラメータ管理部１６のテーブルに格納するようにしてもよい。

表示部１８は、例えば、縦軸に信号強度を表し横軸に周波数を表す表示画面を備えていて（図示せず）、測定管理部１１で測定した結果を表示することができる。例えば、表示部１８は、表示画面に、測定の結果に係る信号強度を、画面の左端の測定可能周波数の最低周波数から画面の右端の最高周波数までの掃引により連続的に表示することができる。

Ｙファクタ法により測定処理を実行する際には、被測定物とＮ／Ｓ（ノイズソース）２２とが直列に接続された状態で被測定物の雑音指数の測定が行われる。図１では、ノード２０ａ，２０ｂの間は短絡されているが、測定処理を実行する際には、被測定物がノード２０ａ，２０ｂの間に挿入される。

Ｎ／Ｓ２２は、ＥＮＲ（過剰雑音比）が保証されたもので、例えば５ｄＢから２０ｄＢから選択されたものが使用される。

言い換えると、Ｎ／Ｓ２２は、Ｙファクタ法により測定処理および校正処理を実行したときに、ノイズソースをオンにした時とオフにした時との相対的なノイズレベルを保証するもので出力値の上限や下限の絶対的な値を保証するものではない。

また、Ｎ／Ｓ２２には、Ｎ／Ｓコントローラ１２が接続されている。Ｎ／Ｓコントローラ１２は、Ｎ／Ｓ２２のオン／オフの切換えの制御を行う。Ｎ／Ｓコントローラ１２が、Ｎ／Ｓ２２をオンにすると、Ｎ／Ｓ２２から過剰雑音比である所定のノイズレベルの信号が測定管理部１１に供給され、Ｎ／Ｓ２２をオフにすると、その過剰雑音比を含まないノイズレベルの信号が測定管理部１１に供給される。

図１には、Ｎ／Ｓ２２を測定管理部１１に接続した状態を示すが、常時接続するのではなく、測定の際にＮ／Ｓ２２を測定管理部１１に接続するようにしてもよい。また、Ｙファクタ法ではなく他の測定方法を実行する場合には、測定方法に応じてＮ／Ｓ２２を測定管理部１１から取り除くことができる。

この実施の形態では、測定管理部１１が、例えば、図３（ａ）に示すように、測定周波数が、１ＧＨｚ以上で２ＧＨｚ未満の帯域内にある場合、２ＧＨｚ以上で３ＧＨｚ未満の帯域内にある場合、３ＧＨｚ以上で４ＧＨｚ未満の帯域内にある場合および４ＧＨｚ以上で５ＧＨｚ未満の帯域内にある場合に、閾値として、それぞれ、−１４０ｄＢｍ、−１３０ｄＢｍ、−１６０ｄＢｍおよび−１５５ｄＢｍを生成する。これらは、入力操作部１７によってパラメータ管理部１６のテーブルに入力される。

図３（ｂ）には、図３（ａ）のテーブルに示す値をグラフとして示す。そのグラフにおいて、短い横線は、各周波数帯域およびその帯域内での閾値を表すもので、その横線の端部にある黒丸はその端部の周波数を帯域内に含み、白丸はその周波数を含まないことを意味する。

例えば、測定周波数が、１ＧＨｚを含むそれ以上の値で２ＧＨｚを含まないそれ未満の帯域内にある場合には、それを表す短い横線が、−１４０ｄＢｍの閾値であることを示している。図３（ｂ）のグラフから明らかなように、閾値は、連続するものではなく、周波数帯域によって異なる。

そのリストの閾値は、各測定対象となる装置を実験することにより、それらの閾値を超えた場合には残留スプリアスが存在することを確認した結果に基づいて予め定めたもので、校正の対象となる装置ごとに測定周波数の帯域内での閾値は異なる場合がある。

また、パラメータ管理部１６には、既定の分解能帯域幅（ＲＢＷ）の値が格納されている。分解能帯域幅は、測定装置１０のノイズレベルを測定する周波数の１単位の範囲を示す。その幅が狭くなると、測定の精度を高めることができるが、その帯域内に測定信号がヒットする確率が小さくなるため測定時間が長くなってしまう。

一方、分解能帯域幅を広くとると、測定時間は短くなるが、測定精度が低くなってしまう。このため、これらのトレードオフでその値は定められて予め格納される。

分解能帯域幅は、詳しくは後述するように、特定の測定ポイントの測定周波数に残留スプリアスが存在することが判明したときには、測定周波数シフト部１５が、分解能帯域幅分だけ測定周波数を増加させて測定ポイントをシフトさせる。測定装置１０は、そのシフトさせたポイントにおいて再度ノイズレベルの測定を行う。

その分解能帯域幅分の測定周波数のシフトの回数は、１から２程度である。これにより、残留スプリアスを回避することができ、被測定物の雑音指数の測定をするにあたって製品のシステム設計による残留スプリアスの影響を考慮する必要がなくなる。

この実施の形態では、分解能帯域幅は、４ＭＨｚに設定しているが、これに限定されるものではない。

図４に基づいて、測定装置１０が校正処理を実行するときの動作を説明する。その際、校正処理を実行したときに得る測定結果のリストおよびグラフを示す図５および図６を参照する。

図４に示す動作の開始前に、まず、測定装置１０の使用者が、図１に示すように測定管理部１１にＮ／Ｓ２２を直結し、次に、入力操作部１７から測定ポイントに応じた測定周波数を入力する。

測定周波数の値は測定装置１０の使用者によってパラメータ管理部１６のテーブルに格納される。本実施の形態では、図２に示すように、テーブルには、測定周波数として、１ＧＨｚ、２ＧＨｚ、３ＧＨｚおよび４ＧＨｚが格納される。

次に、校正処理の測定が開始されると、測定管理部１１が、パラメータ管理部１４のテーブルに格納されている測定周波数をパラメータＦに設定（ステップＳ４１）する。

続いて、測定管理部１１が、パラメータ管理部１６のテーブルから測定周波数の中の１ＧＨｚを測定周波数Ｆとして読み出す（ステップＳ４２）。

測定周波数Ｆが読み出されると、測定管理部１１が、測定周波数のテーブルから読み出した測定周波数Ｆの１ＧＨｚにおいて測定装置１０のノイズレベルの測定を行う（ステップＳ４３）。

その測定は、パラメータ管理部１６に格納されている既定の分解能帯域幅において行われる。また、その際、Ｎ／Ｓコントローラ１２が、Ｎ／Ｓ２２をオン／オフに切り換えながら、測定管理部１１に所定のノイズ信号を含む入力信号と所定のノイズ信号を含まない入力信号とを供給し、測定管理部１１がそれぞれの場合の測定値を得る。

測定が完了すると、測定管理部１１は、Ｎ／Ｓ２２がオンの場合およびオフの場合の測定値からＹファクタを求め、所定の式から測定周波数１ＧＨｚにおける測定装置１０の雑音指数を求める。求めた雑音指数は、測定結果として測定管理部１１の記憶部１９に記憶される。

この実施の形態では、測定周波数１ＧＨｚにおける雑音指数は、図５（ａ）に示すように、−１５０ｄＢｍである。その雑音指数は、図５（ｂ）において測定周波数１ＧＨｚのポイントにおいて「×」で示す。

次に、残留スプリアス判断部１４が、その測定結果と閾値とを比較する（ステップＳ４４）。

具体的には、残留スプリアス判断部１４が、測定管理部１１の記憶部から、測定結果の−１５０ｄＢｍを読み出し、また、パラメータ管理部１４に格納されている周波数範囲と閾値とのテーブルから、現測定時点の測定周波数の属する帯域における閾値を読み出す。ここでは、測定周波数は１ＧＨｚなので、図３（ａ）に示す閾値の−１４０ｄＢｍが読み出される。

残留スプリアス判断部１４は、次に、その読み出した閾値の−１４０ｄＢｍと、測定結果の−１５０ｄＢｍとを比較する（ステップＳ４４）。

その比較では、残留スプリアス判断部１４は、測定結果の−１５０ｄＢｍは閾値の−１４０ｄＢｍよりも小さいと判断する。これは、図５（ｂ）に示すように、測定周波数の１ＧＨｚにおいて、閾値の−１４０ｄＢｍよりも「×」で示す測定結果の−１５０ｄＢｍが下に位置していることからも明らかである。

このように、測定結果が閾値より小さい場合には、測定管理部１１が、その測定を行った測定周波数をパラメータ管理部１６に保存する（ステップＳ４５）。この場合、測定管理部１１は、測定の際に測定周波数を読み出したパラメータ管理部１６のテーブルのリストを上書きする。ただし、測定管理部１１が、パラメータ管理部１６に別にテーブルを設けて校正後の測定周波数を保存するようにしてもよい。

次に、測定管理部１１が、次の測定周波数があるか否かを判断する（ステップＳ４６）。ここでは、パラメータ管理部１６の測定周波数のテーブルには、次のパラメータとして２ＧＨｚが存在するので、測定管理部１１は測定を継続する。つまり、図４のフローチャートでは、動作はステップＳ４２に戻る。

次に、測定管理部１１が、図２に示すリストに示された測定周波数の次のパラメータ、つまり、２ＧＨｚを、測定周波数Ｆとして、パラメータ管理部１６に格納されているテーブルから読み出す（ステップＳ４２）。

次に、測定管理部１１が、測定周波数のテーブルから読み出した２ＧＨｚにおいてノイズレベルの測定を行う（ステップＳ４３）。この際にも、Ｎ／Ｓコントローラ１２がＮ／Ｓ２２をオン／オフに切り換えながら、測定管理部１１に所定のノイズ信号を含む入力信号または所定のノイズ信号を含まない入力信号を供給し、測定管理部１１がそれぞれの場合の測定値を得る。また、これらの測定は、パラメータ管理部１６に格納されている既定の分解能帯域幅において行われる。

測定が完了すると、測定管理部１１は、Ｎ／Ｓ２２がオンの場合およびオフの場合の測定値からＹファクタを求め、所定の式から測定周波数２ＧＨｚにおける測定装置１０の雑音指数を求める。求めた雑音指数は、測定結果として測定管理部１１の記憶部１９に記憶される。

この実施の形態では、測定周波数２ＧＨｚのポイントの雑音指数は、図５（ａ）に示すように、−１４０ｄＢｍである。この測定結果は、図５（ｂ）では、測定周波数２ＧＨｚのポイントにおいて「×」で示す。

具体的には、残留スプリアス判断部１４が、測定管理部１１の記憶部から、測定結果の−１４０ｄＢｍを読み出し、また、パラメータ管理部１４に格納されている周波数範囲と閾値とのテーブルから、現測定時点の測定周波数の属する帯域における閾値を読み出す。ここでは測定周波数は２ＧＨｚなので、残留スプリアス判断部１４は、図３（ａ）に示す閾値の−１３０ｄＢｍを読み出す。

残留スプリアス判断部１４が、次に、その読み出した閾値の−１３０ｄＢｍと、測定結果の−１５０ｄＢｍとを比較する（ステップＳ４４）。

その比較では、残留スプリアス判断部１４は、測定結果の−１４０ｄＢｍは閾値の−１３０ｄＢｍよりも小さいと判断する。これは、図５（ｂ）において、測定周波数の２ＧＨｚにおいて、閾値の−１３０ｄＢｍよりも測定結果の−１４０ｄＢｍが下に位置していることからも明らかである。

このように、測定結果が閾値より小さい場合には、測定管理部１１が、その測定を行った測定周波数をパラメータ管理部１６に保存する（ステップＳ４５）。この場合、測定管理部１１は、測定の際に測定周波数を読み出したパラメータ管理部１６のテーブルのリストを上書きする。ただし、測定管理部１１は、別にテーブルを設けて校正後の測定周波数を保存するようにしてもよい。

次に、測定管理部１１が、次の測定周波数があるか否かを判断する（ステップＳ４６）。ここでは、測定管理部１１の測定周波数のテーブルには、次のパラメータとして３ＧＨｚが存在するので、測定管理部１１は測定を継続する。つまり、図４のフローチャートでは、動作はステップＳ４２に戻る。

次に、測定管理部１１が、図２に示すリストに示された測定周波数の次のパラメータ、つまり、３ＧＨｚを、測定周波数Ｆとして、パラメータ管理部１６に格納されているテーブルから読み出す（ステップＳ４２）。

次に、測定管理部１１が、測定周波数のテーブルから読み出した３ＧＨｚにおいてノイズレベルの測定を行う（ステップＳ４３）。この際にも、Ｎ／Ｓコントローラ１２がＮ／Ｓ２２をオン／オフに切り換えながら、測定管理部１１に所定のノイズ信号を含む入力信号または所定のノイズ信号を含まない入力信号を供給し、測定管理部１１がそれぞれの場合の測定値を得る。また、測定は、パラメータ管理部１６に格納されている既定の分解能帯域幅において行われる。

測定が完了すると、測定管理部１１は、Ｎ／Ｓ２２がオンの場合およびオフの場合の測定値からＹファクタを求め、所定の式から測定周波数３ＧＨｚにおける測定装置１０の雑音指数を求める。求めた雑音指数は、測定結果として測定管理部１１の記憶部１９に記憶される。

この実施の形態では、測定周波数３ＧＨｚのポイントの雑音指数は、図５（ａ）に示すように、−１５５ｄＢｍである。その測定結果は、図５（ｂ）では、測定周波数３ＧＨｚのポイントにおいて、矢印Ａで示す「×」の値になる。

具体的には、残留スプリアス判断部１４が、測定管理部１１の記憶部から、測定結果の−１５５ｄＢｍを読み出し、また、パラメータ管理部１４に格納されている周波数範囲と閾値とのテーブルから、現測定時点の測定周波数の属する帯域における閾値を読み出す。ここでは、測定周波数は３ＧＨｚなので、図３（ａ）に示す閾値の−１６０ｄＢｍが読み出される。

残留スプリアス判断部１４が、次に、その読み出した閾値の−１６０ｄＢｍと、測定結果の−１５５ｄＢｍとを比較する（ステップＳ４４）。

その比較では、残留スプリアス判断部１４が、測定結果の−１５５ｄＢｍは閾値の−１６０ｄＢｍよりも大であると判断する。これは、図５（ｂ）において、測定周波数の３ＧＨｚにおいて、閾値の−１６０ｄＢｍよりも矢印Ａで示す「×」の測定結果の−１５５ｄＢｍが上に位置していることからも明らかである。

このように、測定結果が閾値より大である場合には、残留スプリアス判断部１４は、測定周波数に残留スプリアスが存在すると判断し、測定周波数シフト部１５がそれに応答して測定周波数を分解能帯域幅だけシフトさせる。

ただし、シフトさせる回数には制限を設けているため、シフトの前に、現状を確認する。具体的には、まず、測定管理部１１が、分解能帯域幅を測定周波数に加算した回数が２以下であるか否かを判断する（ステップＳ４７）。

なお、本実施の形態では、まだ、測定周波数はシフトしていないので、分解能帯域幅を測定周波数に加算した回数はゼロである。

分解能帯域幅を測定周波数に加算した回数が２以下の場合、すなわち、分解能帯域幅を測定周波数に加算していないか、または加算した回数が１若しくは２の場合には、測定管理部１１は次の動作に移行する。

次の動作では、測定周波数シフト部１５が、現在の測定を行った測定周波数を１分解能帯域幅だけシフトさせる（ステップＳ４８）。

ここで、測定周波数を１分解能帯域幅だけシフトさせるということは、測定周波数に１分解能帯域幅の周波数を加算すること、言い換えると、測定周波数を１分解能帯域幅に相当する周波数だけ増加させることを意味する。

なお、この実施の形態では、測定周波数シフト部１５が分解能帯域幅を測定周波数に加算するシフトを示したが、測定周波数シフト部１５が分解能帯域幅を測定周波数から減算した周波数のポイントに測定ポイントをシフトさせるようにしてもよい。

また、１分解能帯域幅は、パラメータ管理部１４から読み出される。本実施の形態では、１分解能帯域幅は４ＭＨｚである。

測定周波数を１分解能帯域幅分だけシフトするために、測定周波数シフト部１５は、その測定周波数に１分解能帯域幅に相当する周波数を加算した周波数を測定周波数Ｆとする（ステップＳ４８）。

具体的には、ここでは、測定周波数シフト部１５は、測定周波数の３ＧＨｚに１分解能帯域幅の４ＭＨｚを加算したものを測定周波数Ｆとする。

次に、測定管理部１１は、測定周波数Ｆの３ＧＨｚ＋４ＭＨｚにおいて、ノイズレベルの測定を行う（ステップＳ４３）。この際にも、Ｎ／Ｓコントローラ１２がＮ／Ｓ２２をオン／オフに切り換えながら、測定管理部１１に所定のノイズ信号を含む入力信号または所定のノイズ信号を含まない入力信号を供給し、測定管理部１１は、それぞれの場合の測定値を得る。また、測定管理部１１は、パラメータ管理部１６に格納されている既定の分解能帯域幅において測定を行う。

測定が完了すると、測定管理部１１は、Ｎ／Ｓ２２がオンの場合およびオフの場合の測定値からＹファクタを求め、所定の式から測定周波数３ＧＨｚ＋４ＭＨｚにおける測定装置１０の雑音指数を求める。求めた雑音指数は、測定結果として測定管理部１１の記憶部１９に記憶される。

この実施の形態では、測定周波数Ｆの３ＧＨｚ＋４ＭＨｚにおける雑音指数は、図６（ａ）に示すように、−１６１ｄＢｍである。この測定結果は、図６（ｂ）では、測定周波数３ＧＨｚ＋４ＭＨｚのポイントにおいて矢印Ｂで示す「×」の位置ある。

測定管理部１１の測定が完了すると、その測定結果が、測定管理部１１の記憶部に記憶される。

具体的には、残留スプリアス判断部１４が、測定管理部１１の記憶部から、測定周波数が３ＧＨｚ＋４ＭＨｚにおいて、測定結果の−１４０ｄＢｍを読み出し、また、パラメータ管理部１４に格納されている周波数範囲と閾値とのテーブルから、現測定時点の測定周波数の属する帯域における閾値を読み出す。ここでは、残留スプリアス判断部１４は、測定周波数は３ＧＨｚ＋４ＭＨｚなので、図３（ａ）に示す閾値の−１６０ｄＢｍを読み出す。

残留スプリアス判断部１４は、次に、その読み出した閾値の−１６０ｄＢｍと、Ｎ／Ｓ２２が測定結果の−１６１ｄＢｍとを比較する（ステップＳ４４）。

その比較で、残留スプリアス判断部１４は、測定結果の−１６１ｄＢｍは閾値の−１６０ｄＢｍよりも小さいと判断する。これは、図６（ｂ）において、測定周波数の３ＧＨｚ＋４ＭＨｚにおいて、閾値の−１６０ｄＢｍよりも、矢印Ｂの「×」で示す測定結果の−１６１ｄＢｍが下に位置していることから明らかである。

その結果、ここでは、測定周波数の「３ＧＨｚ」が、「３ＧＨｚ＋４ＭＨｚ」によって上書きされて置き換えられる。すなわち、測定管理部１１が測定処理を実行するときに、「３ＧＨｚ」の周波数は測定周波数ではなくなり、「３ＧＨｚ＋４ＭＨｚ」が測定周波数の測定ポイントとなる。

次に、測定管理部１１が、次の測定周波数があるか否かを判断する（ステップＳ４６）。ここでは、測定管理部１１の測定周波数のテーブルには、次のパラメータとして４ＧＨｚが存在するので、測定管理部１１は測定を継続する。つまり、図４のフローチャートでは、動作はステップＳ４２に戻る。

次に、測定管理部１１が、図２に示すリストに示された測定周波数の次のパラメータ、つまり、４ＧＨｚを、測定周波数Ｆとして、パラメータ管理部１６に格納されているテーブルから読み出す（ステップＳ４２）。

次に、測定管理部１１が、測定周波数のテーブルから読み出した４ＧＨｚにおいてノイズレベルの測定を行う（ステップＳ４３）。この際にも、Ｎ／Ｓコントローラ１２がＮ／Ｓ２２をオン／オフに切り換えながら、測定管理部１１に所定のノイズ信号を含む入力信号または所定のノイズ信号を含まない入力信号を供給し、測定管理部１１は、それぞれの場合の測定値を得る。また、測定管理部１１は、パラメータ管理部１６に格納されている既定の分解能帯域幅において測定を行う。

測定が完了すると、測定管理部１１は、Ｎ／Ｓ２２がオンの場合およびオフの場合の測定値からＹファクタを求め、所定の式から測定周波数４ＧＨｚにおける測定装置１０の雑音指数を求める。求めた雑音指数は、測定結果として測定管理部１１の記憶部１９に記憶される。

この実施の形態では、測定周波数４ＧＨｚのポイントの雑音指数は、図５（ａ）に示すように、−１６０ｄＢｍである。その測定結果は、図５（ｂ）において測定周波数４ＧＨｚのポイントにおいて「×」で示す。

次に、残留スプリアス判断部１４が、Ｎ／Ｓ２２がオンの場合の測定結果と閾値とを比較する（ステップＳ４４）。

具体的には、残留スプリアス判断部１４が、測定管理部１１の記憶部から、その測定結果の−１６０ｄＢｍを読み出し、また、パラメータ管理部１４に格納されている周波数範囲と閾値とのテーブルから、現測定時点の測定周波数の属する帯域における閾値を読み出す。ここでは、測定周波数は４ＧＨｚなので、図３（ａ）に示す閾値の−１５５ｄＢｍを読み出す。

残留スプリアス判断部１４が、次に、その読み出した閾値の−１５５ｄＢｍと、測定結果の−１６０ｄＢｍとを比較する（ステップＳ４４）。

その比較では、残留スプリアス判断部１４は、測定結果の−１６０ｄＢｍは閾値の−１５５ｄＢｍよりも小さいと判断する。これは、図５（ｂ）に示すように、測定周波数の４ＧＨｚにおいて、閾値の−１５５ｄＢｍよりも「×」で示す測定結果の−１６０ｄＢｍが下に位置していることからも明らかである。

次に、測定管理部１１が、次の測定周波数があるか否かを判断する（ステップＳ４６）。パラメータ管理部１６の測定周波数のテーブルには次の測定周波数が存在しないので、測定管理部１１の校正処理の動作は終了する。

一方、閾値が測定結果以下の場合には（ステップＳ４７のＮＯの場合）に、分解能帯域幅を測定周波数に加算した回数が３以上である場合、つまり、測定周波数は既に２分解能帯域幅分だけシフトされているが、その測定周波数のポイントにおける測定においてもまだ測定結果が閾値と同等またはそれより大となった場合には、測定装置１０に不具合が存在する可能性が高いため、測定管理部１１は測定を中止し（ステップＳ４９）校正処理は終了する。

以上が、測定装置１０の校正処理を実行した場合の動作である。このように、校正処理には、校正のために測定結果として雑音指数を求めて記憶部１９に記憶させることと、測定周波数をシフトさせて新たな測定ポイントを測定周波数とする測定周波数のテーブルを準備することとが含まれる。

図７は、測定装置１０の校正の際の残留スプリアスと分解能帯域幅（ＲＢＷ）との関係を説明するための概念図である。図中、横方向は右が正方向の周波数を示し、縦方向は上が正方向のｄＢを示す。

図７（ａ）は、破線のポイントにある測定周波数が残留スプリアス８２であり、分解能帯域幅８４内に残留スプリアス８２が存在する場合を示す。この状態では、測定周波数における測定結果が、表示平均雑音レベルの閾値を越えることになり、この測定周波数においてはこの測定装置１０による被測定物の測定は正確に行うことができない。

図７（ｂ）は、測定周波数を、残留スプリアスの周波数から１分解能帯域幅分に相当する周波数分だけ増加した周波数を測定周波数（破線で示す）とした状態を示す。新たな測定周波数の分解能帯域幅８４には、二点鎖線で示す周波数の残留スプリアス８２は存在していない。このように１分解能帯域幅分だけ測定周波数のポイントを移動させただけなので、測定の確度は低下しない。

図８は、図１に示す測定装置１０を用いて、被測定物（ＤＵＴ）２０の雑音指数を測定する際の構成の一例を示す。なお、ＤＵＴ２０の測定をするにあたって、測定装置１０は、図４に沿って説明した校正処理を実行している。

ＤＵＴ２０が測定される際には、ＤＵＴ２０がノード２０ａ，２０ｂの間に接続されて、ＤＵＴ２０およびＮ／Ｓ２２が直列に測定管理部１１に接続される。

次に、パラメータ管理部１６に格納されていて上書きされた測定周波数のテーブルに示された測定周波数の順に被測定物の雑音指数を求める測定が行われる。この測定の際、測定周波数には残留スプリアスは現れないので、測定装置１０の測定の際には、残留スプリアスを考慮する必要はない。

測定の際に、測定周波数ごとに、Ｎ／Ｓコントローラ１２が、Ｎ／Ｓ２２のオン／オフの切換えの制御を行う。Ｎ／Ｓコントローラ１２が、Ｎ／Ｓ２２をオンにすると、Ｎ／Ｓ２２から所定のノイズレベルの信号がＤＵＴ２０に供給され、Ｎ／Ｓ２２をオフにすると、その所定のノイズレベルを含まない信号がＤＵＴ２０に供給される。

その測定による測定値からＹファクタが求められ、所定の式からＤＵＴ２０および測定装置１０の合計の雑音指数が求められる。一方、測定管理部１１の記憶部１９には、各測定周波数における測定装置１０の校正用の雑音指数が記憶されている。

したがって、その合計の雑音指数Ｆと測定装置１０の校正用の雑音指数Ｆ２とを用いて以下の式から、測定装置１０は、ＤＵＴ２０の雑音指数Ｆ１を求める。

合計Ｆ＝Ｆ１＋（Ｆ２−１）／Ｇ
ここで、ＧはＤＵＴのゲインである。

上記のように、校正処理を実行した段階で、測定装置１０の雑音指数が求められており、また、測定周波数に残留スプリアスが存在する場合には、その測定周波数が、分解能に相当する周波数分測定ポイントをシフトしたポイントにある新たな測定周波数に置き換えられている。

このため、校正処理後に測定処理を実行することにより、測定装置１０の雑音指数を含まない校正後のＤＵＴ２０のみの雑音指数が求められる。

上記の実施の形態では、測定周波数に残留スプリアスが存在する場合に、その測定周波数が測定装置１０の分解能に相当する周波数分シフトしたものと置き換えられた。ただし、測定周波数が置き換えられたものまたは置き換えられないものと区別することなく、新たな測定周波数のリストが作成されるように測定装置１０を構成してもよい。

このように本実施の形態によると、測定装置１０のシステム設計による残留スプリアスの影響を考慮しなくてもＤＵＴ２０の正確な雑音指数を測定することができる。また、本実施の態様によると、分解能帯域幅分だけ測定周波数のポイントを移動させるだけの簡易な方法により残留スプリアスを回避することができる。

１０測定装置
１１測定管理部
１２Ｎ／Ｓコントローラ（ノイズソースコントローラ）
１４残留スプリアス判断部
１５測定周波数シフト部
１６パラメータ管理部
１７入力操作部
１８表示部
１９記憶部
２０ＤＵＴ（被測定物）
２２Ｎ／Ｓ（ノイズソース）

Claims

既知の過剰雑音比を有するノイズソースを用いてＹファクタ法により被測定物（２０）の雑音指数を測定する測定処理と、該測定処理の実行前に、既知の過剰雑音比を有するノイズソースを用いてＹファクタ法により校正値を取得する校正処理とを実行する測定装置（１０）であって、
前記測定処理および前記校正処理の何れかの実行指示と前記雑音指数を測定するための測定周波数とが入力される入力操作部（１７）と、
前記入力操作部に前記校正処理の実行が指示されたときには、前記測定周波数において前記測定装置の前記雑音指数を測定し、測定した前記測定装置の前記雑音指数を校正値として用いて前記測定装置の校正を行い、前記入力操作部に前記測定処理の実行が指示されたときには、前記測定周波数において前記被測定物の前記雑音指数の測定を行う測定管理部（１１）と、
前記測定管理部が前記校正処理を実行しているときに、前記測定周波数における前記雑音指数が残留スプリアスの影響を受けているか否かを判断する残留スプリアス判断部（１４）と、
前記残留スプリアス判断部が、前記入力操作部により入力された前記測定周波数における前記雑音指数が残留スプリアスの影響を受けていると判断したときに、前記測定周波数を所定の周波数分増加または減少させた周波数が測定周波数となるように前記測定周波数をシフトする測定周波数シフト部（１５）とを備え、
前記測定管理部は、前記シフトした測定周波数における前記測定装置の雑音指数が残留スプリアスの影響を受けていないと前記残留スプリアス判断部が判断したときに、前記シフトした測定周波数を、前記被測定物の前記雑音指数を測定するための測定周波数として保存することを特徴とする測定装置。
前記所定の周波数分は、前記測定装置の分解能に相当することを特徴とする請求項１に記載の測定装置。
前記残留スプリアス判断部は、前記測定管理部が測定した前記測定装置の前記測定周波数における雑音指数を所定の閾値と比較することによって、前記測定周波数における前記雑音指数が残留スプリアスの影響を受けているか否かを判断することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の測定装置。
既知の過剰雑音比を有するノイズソースを用いてＹファクタ法により被測定物（２０）の雑音指数を測定する測定処理と、該測定処理の実行前に、既知の過剰雑音比を有するノイズソースを用いてＹファクタ法により校正値を取得する校正処理とを実行する測定装置（１０）を用いた測定方法であって、
前記測定処理および前記校正処理の何れかの実行指示と前記雑音指数を測定するための測定周波数とが入力される入力ステップと、
前記入力ステップにおいて前記校正処理の実行が指示されたときには、前記測定周波数において前記測定装置の前記雑音指数を測定し、測定した前記測定装置の前記雑音指数を校正値として用いて前記測定装置の校正を行い、前記入力ステップにおいて前記測定処理の実行が指示されたときには、前記測定周波数において前記被測定物の前記雑音指数の測定を行う測定ステップと、
前記測定ステップにおいて前記校正処理を実行しているときに、前記測定周波数における前記雑音指数が残留スプリアスの影響を受けているか否かを判断する残留スプリアス判断ステップと、
前記残留スプリアス判断ステップにおいて、前記入力ステップで入力された前記測定周波数における前記雑音指数が残留スプリアスの影響を受けていると判断したときに、前記測定周波数を所定の周波数分増加または減少させた周波数が測定周波数となるように前記測定周波数をシフトする測定周波数シフトステップとを含み、
前記測定ステップにおいて、前記シフトした測定周波数における前記測定装置の雑音指数が残留スプリアスの影響を受けていないと前記残留スプリアス判断ステップで判断されたときに、前記シフトした測定周波数を、前記被測定物の前記雑音指数を測定するための測定周波数として保存することを特徴とする測定装置を用いた測定方法。
前記所定の周波数分は、前記測定装置の分解能に相当することを特徴とする請求項４に記載の測定装置を用いた測定方法。
前記残留スプリアス判断ステップにおいて、前記測定ステップで測定した前記測定装置の前記測定周波数における雑音指数を所定の閾値と比較することによって、前記測定周波数における前記雑音指数が残留スプリアスの影響を受けているか否かを判断することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の測定装置を用いた測定方法。