JP7140793B2 - Cable evaluation system and cable evaluation method - Google Patents

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Description

本発明は、ケーブル評価システム及びケーブル評価方法に関し、特に、ミリ波帯用の高周波同軸ケーブルの性能を評価するケーブル評価システム及びケーブル評価方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cable evaluation system and cable evaluation method, and more particularly to a cable evaluation system and cable evaluation method for evaluating the performance of high-frequency coaxial cables for millimeter wave bands.

近年、各国でミリ波帯の周波数を運用する5Gのサービスが開始され、5Gスマートフォンやローカル5G装置などの5G用無線装置の生産が本格化している。5G用無線装置の設計開発会社又はその製造工場においては、5G用無線装置が備えている無線通信アンテナに対して、送信電波の出力レベルや受信感度を測定し、所定の基準を満たすか否かを判定する性能試験が行われる。例えば、被試験対象の5G用無線装置を試験用アンテナとともに周囲の電波環境に影響されない電波暗箱の中に収容し、試験用アンテナから5G用無線装置に対する試験信号の送信と、試験信号を受信した5G用無線装置からの被測定信号の試験用アンテナでの受信とを無線通信により行う、いわゆるOTA試験が行われるようになっている。 In recent years, 5G services that operate millimeter waveband frequencies have started in various countries, and the production of 5G wireless devices such as 5G smartphones and local 5G devices is in full swing. Design and development companies for 5G radio equipment or their manufacturing factories measure the output level and reception sensitivity of the transmission radio waves for the radio communication antennas of the 5G radio equipment, and determine whether or not they meet the prescribed standards. A performance test is performed to determine For example, the 5G wireless device to be tested is housed in an anechoic box that is not affected by the surrounding radio wave environment together with the test antenna, and the test signal is transmitted from the test antenna to the 5G wireless device and the test signal is received. A so-called OTA test, in which a signal under test from a 5G wireless device is received by a test antenna through wireless communication, is being performed.

図6に示すように、5G用無線装置110に対するOTA試験を行うための測定システム200は、5Gテスタ210と、アップコンバータ及びダウンコンバータを有する周波数変換器220と、OTAチャンバ230と、を備えている。OTAチャンバ230は、その内部空間に、5G用無線装置110と、5G用無線装置110の無線通信アンテナに対向する試験用アンテナ240を、外部からの電波の侵入及び外部への電波の放射を防ぐような状態で収容する。試験用アンテナ240としては、例えばホーンアンテナなどの指向性を持ったミリ波用のアンテナを用いることができる。試験用アンテナ240は、5G用無線装置110の送信特性又は受信特性の測定を行うための試験信号を5G用無線装置110の無線通信アンテナとの間で送信又は受信するようになっている。 As shown in FIG. 6, a measurement system 200 for performing an OTA test on a 5G wireless device 110 includes a 5G tester 210, a frequency converter 220 having an upconverter and a downconverter, and an OTA chamber 230. there is The OTA chamber 230 has a 5G wireless device 110 and a test antenna 240 facing the wireless communication antenna of the 5G wireless device 110 in its internal space. housed in such a condition. As the test antenna 240, for example, a directional millimeter wave antenna such as a horn antenna can be used. The test antenna 240 transmits or receives a test signal for measuring transmission characteristics or reception characteristics of the 5G wireless device 110 to or from the wireless communication antenna of the 5G wireless device 110 .

周波数変換器220と試験用アンテナ240とは、ミリ波帯に対応した2.92mmコネクタ(Kコネクタ)、2.4mmコネクタ、又は1.85mmコネクタ付きの高周波同軸ケーブル(以下、単に「RFケーブル」とも称する)100で電気的に接続されている。 The frequency converter 220 and the test antenna 240 are connected by a high-frequency coaxial cable with a 2.92 mm connector (K connector), a 2.4 mm connector, or a 1.85 mm connector compatible with the millimeter wave band (hereinafter simply referred to as "RF cable"). ) 100 are electrically connected.

5Gテスタ210は、周波数変換器220のアップコンバータとRFケーブル100とを介して、試験信号を試験用アンテナ240に送信するようになっている。また、5Gテスタ210は、RFケーブル100と周波数変換器220のダウンコンバータとを介して、5G用無線装置110からの被測定信号を試験用アンテナ240から受信するようになっている。 The 5G tester 210 is adapted to transmit test signals to the test antenna 240 via the upconverter of the frequency converter 220 and the RF cable 100 . In addition, the 5G tester 210 receives the signal under test from the 5G wireless device 110 from the test antenna 240 via the RF cable 100 and the down converter of the frequency converter 220 .

上記のようなミリ波帯の測定システム200において用いられる周波数変換器220や試験用アンテナ240は、電圧定在波比(Voltage Standing Wave Ratio:VSWR)が2.5以上であるものが多い。このようにVSWRが2.5以上であるような周波数変換器220や試験用アンテナ240に接続されているRFケーブル100内では、RFケーブル100の両端におけるインピーダンス不整合に起因した反射波により、例えば3dB以上の振幅の定在波が生じる可能性がある。 The frequency converter 220 and the test antenna 240 used in the millimeter-wave band measurement system 200 as described above often have a Voltage Standing Wave Ratio (VSWR) of 2.5 or more. In the RF cable 100 connected to the frequency converter 220 and the test antenna 240 having a VSWR of 2.5 or higher, reflected waves caused by impedance mismatch at both ends of the RF cable 100 cause, for example, Standing waves with amplitudes of 3 dB or more can occur.

図7は、RFケーブル100で接続された試験用アンテナ240と周波数変換器220との間で生じる定在波に起因する信号レベルのリップルを説明するための図である。ここで、RFケーブル100の挿入損失をL(<1)、試験用アンテナ240の反射係数をγ、周波数変換器220の反射係数をγとする。 FIG. 7 is a diagram for explaining signal level ripple caused by a standing wave generated between the test antenna 240 and the frequency converter 220 connected by the RF cable 100 . Here, let the insertion loss of the RF cable 100 be L (<1), the reflection coefficient of the test antenna 240 be γ 1 , and the reflection coefficient of the frequency converter 220 be γ 2 .

まず、試験用アンテナ240によりレベルaの被測定信号が受信される。被測定信号は、RFケーブル100を伝搬することにより、レベルa=aLの信号になる。周波数変換器220に到達したレベルaの信号は、a1t=a(1-γ)が周波数変換器220に受信され、a1r=aγが反射される。周波数変換器220で反射されたレベルa1rの信号は、RFケーブル100を伝搬することにより、レベルa=a1rL=aγLの信号になる。 First, the test antenna 240 receives a signal under test of level a0 . By propagating the signal under measurement through the RF cable 100, the signal under test becomes a signal of level a1 = a0L. A signal of level a 1 reaching the frequency converter 220 is received by the frequency converter 220 as a 1t =a 1 (1−γ 2 ) and reflected as a 1r =a 1 γ 2 . The level a 1r signal reflected by the frequency converter 220 propagates through the RF cable 100 and becomes a level a 2 =a 1r L=a 1 γ 2 L signal.

さらに、レベルaの信号は、試験用アンテナ240で反射されて、レベルa2r=aγ=aγγLの信号になる。レベルa2rの信号は、RFケーブル100を伝搬することにより、レベルa=a2rL=aγγの信号になる。周波数変換器220に到達したレベルaの信号は、a3t=a(1-γ)=a1tγγが周波数変換器220に受信され、a3r=aγ=aγγ が反射される。以後、このような反射が試験用アンテナ240と周波数変換器220との間で繰り返されて、周波数変換器220はレベルa1t,a3t,a5t,a7t,・・・の信号を受信することになる。 Further, the signal at level a2 is reflected by the test antenna 240 to become a signal at level a2r = a2γ1 = a1γ1γ2L . A signal of level a2r propagates through the RF cable 100 to become a signal of level a3 = a2rL = a1γ1γ2L2 . A signal of level a 3 arriving at the frequency converter 220 is received by the frequency converter 220 as a 3t =a 3 (1−γ 2 )=a 1t γ 1 γ 2 L 2 and a 3r =a 3 γ 2 = a 1 γ 1 γ 2 2 L 2 is reflected. Thereafter, such reflections are repeated between the test antenna 240 and the frequency converter 220 so that the frequency converter 220 receives signals at levels a 1t , a 3t , a 5t , a 7t , . . . It will be.

レベルa5t以降はほぼ無視してよいレベルまで減衰していると仮定すると、周波数変換器220に受信される信号が取り得る最大レベルは、a1t+a3t=a1t(1+γγ)となる。したがって、周波数変換器220に受信される信号のリップルは、試験用アンテナ240から周波数変換器220に反射せずに到達した信号のレベルa1tを基準レベルとすれば、最大で下記の式(1)のようになる。 Assuming that level a 5t and beyond is attenuated to a negligible level, the maximum possible level of the signal received by frequency converter 220 is a 1t +a 3t =a 1t (1+γ 1 γ 2 L 2 ). Therefore, if the level a1t of the signal that reaches the frequency converter 220 from the test antenna 240 without being reflected is taken as the reference level, the ripple of the signal received by the frequency converter 220 is at most the following formula (1 )become that way.

リップルの大きさ=±20×log10(1+γγ) ・・・(1)
例えば、L=0.944、γ=2.5、γ=2.9の場合には、リップルの大きさは、式(1)より、±1.5dBとなる。
Ripple magnitude=±20×log 10 (1+γ 1 γ 2 L 2 ) (1)
For example, when L=0.944, γ 1 =2.5, and γ 2 =2.9, the magnitude of the ripple is ±1.5 dB according to Equation (1).

一般に、RFケーブルは、曲げられることでその内部を伝搬する信号の位相が変化する(例えば、特許文献1,2参照)。なお、曲げによる位相変化の再現性はRFケーブルの性能によって大きく異なっており、性能の低いRFケーブルでは曲げ戻しても位相が元に戻らなくなる。このため、上記のような定在波によるリップルが発生しているRFケーブル100を僅かに曲げ戻しただけでも、位相変化に応じてRFケーブル100内を伝搬する信号の振幅特性が大きく変化する場合がある。RFケーブル100の曲げ戻しは、例えば、試験用アンテナ240にRFケーブル100を取り付けた後に、それらをOTAチャンバ230内に設置する際などに起こる。 In general, when an RF cable is bent, the phase of a signal propagating inside it changes (see Patent Documents 1 and 2, for example). Note that the reproducibility of the phase change due to bending greatly differs depending on the performance of the RF cable, and the phase does not return to the original state even if the RF cable with low performance is bent back. Therefore, even if the RF cable 100 in which the ripple due to the standing wave as described above is generated is slightly bent back, the amplitude characteristic of the signal propagating in the RF cable 100 changes greatly according to the phase change. There is Bending back of the RF cable 100 occurs, for example, when installing the RF cable 100 in the OTA chamber 230 after attaching the RF cable 100 to the test antenna 240 .

従来、RFケーブルの性能は、図8に示すように、ベクトル・ネットワーク・アナライザ(VNA)250の入力ポート250a及び出力ポート250bにRFケーブル100の両端100a,100bをそれぞれ接続し、位相、挿入損失(インサーションロス)、反射損失(リターンロス)などの測定を行うことで評価されていた。 Conventionally, as shown in FIG. 8, the performance of an RF cable is measured by connecting both ends 100a and 100b of an RF cable 100 to an input port 250a and an output port 250b of a vector network analyzer (VNA) 250, and measuring phase and insertion loss. (insertion loss), reflection loss (return loss), etc.

特開2019-146113号公報JP 2019-146113 A

河野宣之・久慈清助・佐藤克久・原忠徳・林理三雄、「VLBIにおける同軸ケーブルの捻回による遅延の変化」、測地学会誌第40巻,第2号 (1994),137-143頁Nobuyuki Kono, Seisuke Kuji, Katsuhisa Sato, Tadanori Hara, and Risao Hayashi, "Changes in delay due to twisting of coaxial cable in VLBI", Journal of the Geodetic Society of Japan, Vol. 40, No. 2 (1994), pp. 137-143

しかしながら、理想的な50Ω特性のVNAを用いた図8のような測定系で、曲げる前と曲げ戻された後のRFケーブル100の周波数特性を測定しても、RFケーブル100内にはノイズレベル以上の定在波が発生しない。このため、従来は、位相変化が生じていても実運用で想定されるような振幅特性の変化を観測できないという問題があった。 However, even if the frequency characteristics of the RF cable 100 before bending and after being bent back are measured using the measurement system shown in FIG. No more standing waves are generated. For this reason, conventionally, even if phase changes occur, there has been a problem that changes in amplitude characteristics that are expected in actual operation cannot be observed.

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、高周波同軸ケーブルの曲げに起因する位相変化を反映した振幅特性の変化を観測できるケーブル評価システム及びケーブル評価方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such conventional problems. The purpose is to provide a method.

上記課題を解決するために、本発明に係るケーブル評価システムは、入力ポート及び出力ポートを有する信号分析装置と、第1入出力端子、第2入出力端子、及び第3入出力端子を有する分配器を含み、前記信号分析装置の前記入力ポート及び前記出力ポートと前記第1入出力端子及び前記第2入出力端子とがそれぞれ接続されるとともに、被試験対象の高周波同軸ケーブルの一端と前記第3入出力端子が接続される定在波発生器と、を備えるケーブル評価システムであって、前記定在波発生器は、前記出力ポートから前記第2入出力端子に入力されて前記高周波同軸ケーブルを伝搬する試験信号と、前記高周波同軸ケーブルの他端で反射されて前記高周波同軸ケーブルを逆向きに伝搬する前記試験信号の反射信号とによる定在波を発生させた状態で、前記第1入出力端子から出力される信号を被測定信号として前記入力ポートに入力させ、前記信号分析装置は、前記高周波同軸ケーブルの所定長さ部分を曲げる前の前記被測定信号の振幅特性と、前記高周波同軸ケーブルの前記所定長さ部分を曲げ戻した後の前記被測定信号の振幅特性との差分を算出するとともに、算出した差分を表示装置に表示させるケーブル評価部を含む構成である。 In order to solve the above problems, a cable evaluation system according to the present invention includes a signal analyzer having an input port and an output port, and a distributor having a first input/output terminal, a second input/output terminal, and a third input/output terminal. wherein the input port and the output port of the signal analyzer are connected to the first input/output terminal and the second input/output terminal, respectively, and one end of the high-frequency coaxial cable to be tested and the second and a standing wave generator to which three input/output terminals are connected, wherein the standing wave generator is input from the output port to the second input/output terminal to generate the high-frequency coaxial cable. and a reflected signal of the test signal reflected at the other end of the high-frequency coaxial cable and propagating in the opposite direction through the high-frequency coaxial cable. A signal output from an output terminal is input to the input port as a signal under measurement, and the signal analysis apparatus analyzes the amplitude characteristics of the signal under measurement before bending the predetermined length of the high frequency coaxial cable, and the high frequency coaxial cable. The configuration includes a cable evaluation unit that calculates a difference from the amplitude characteristic of the signal under measurement after bending back the predetermined length of the cable, and displays the calculated difference on a display device.

この構成により、本発明に係るケーブル評価システムは、3抵抗型の分配器の第3入出力端子に被試験対象のRFケーブルの一端を接続して、分配器及びRFケーブル内に試験信号と反射信号とによる定在波を発生させる。これにより、本発明に係るケーブル評価システムは、従来のVNAのみを用いた測定では得られなかった、RFケーブルの曲げに起因する位相変化を反映した振幅特性の変化を観測できる。この振幅特性の変化は、性能の高いRFケーブルほど小さく、性能の悪いRFケーブルほど大きくなる。本発明に係るケーブル評価システムは、得られた振幅特性の変化を表示装置に表示するため、被試験対象のRFケーブルの性能を可視化することができる。 With this configuration, in the cable evaluation system according to the present invention, one end of the RF cable to be tested is connected to the third input/output terminal of the three-resistor splitter, and the test signal and the reflected signal are reflected in the splitter and the RF cable. A standing wave is generated by the signal. As a result, the cable evaluation system according to the present invention can observe changes in amplitude characteristics reflecting phase changes caused by bending of the RF cable, which cannot be obtained by conventional measurements using only a VNA. The change in amplitude characteristic is smaller for a higher-performance RF cable and larger for a lower-performance RF cable. Since the cable evaluation system according to the present invention displays changes in the obtained amplitude characteristics on the display device, it is possible to visualize the performance of the RF cable to be tested.

また、本発明に係るケーブル評価システムにおいては、前記高周波同軸ケーブルの前記他端が開放されていてもよく、短絡されていてもよい。あるいは、本発明に係るケーブル評価システムにおいては、前記高周波同軸ケーブルの前記他端に所望の反射係数を有する反射器が接続されていてもよい。 Moreover, in the cable evaluation system according to the present invention, the other end of the high-frequency coaxial cable may be open or short-circuited. Alternatively, in the cable evaluation system according to the present invention, a reflector having a desired reflection coefficient may be connected to the other end of the high frequency coaxial cable.

この構成により、本発明に係るケーブル評価システムは、OTA試験を行うための測定システムなど、実際にRFケーブルが使用される環境に応じた振幅特性の変化を測定することができる。 With this configuration, the cable evaluation system according to the present invention can measure changes in amplitude characteristics according to the environment in which the RF cable is actually used, such as a measurement system for conducting an OTA test.

また、本発明に係るケーブル評価システムは、真っ直ぐに伸びた形状の前記高周波同軸ケーブルの所定長さ部分を所定の曲率で曲げた後に、前記高周波同軸ケーブルを元の真っ直ぐに伸びた形状に戻すための曲げ伸ばし治具を更に備える構成であってもよい。 In addition, the cable evaluation system according to the present invention bends a predetermined length of the straight high-frequency coaxial cable with a predetermined curvature, and then restores the straight high-frequency coaxial cable to the original straight shape. The configuration may be further provided with a bending and stretching jig.

この構成により、本発明に係るケーブル評価システムは、例えば、被試験対象となる各種のRFケーブルの長さをあらかじめ統一しておくことにより、これらのケーブルに対して曲げ伸ばし治具により同様の曲げ戻しを行うことができる。また、これにより、本発明に係るケーブル評価システムは、各種のRFケーブルに対して等しい条件で振幅特性の変化を測定することができる。 With this configuration, the cable evaluation system according to the present invention can, for example, unify the lengths of various RF cables to be tested in advance, and bend these cables in the same manner using a bending and stretching jig. A return can be made. In addition, this enables the cable evaluation system according to the present invention to measure changes in amplitude characteristics under equal conditions for various types of RF cables.

また、本発明に係るケーブル評価システムにおいては、前記定在波発生器は、前記第3入出力端子と前記高周波同軸ケーブルの一端との間に挿入されるアッテネータを更に含む構成であってもよい。 In the cable evaluation system according to the present invention, the standing wave generator may further include an attenuator inserted between the third input/output terminal and one end of the high-frequency coaxial cable. .

この構成により、本発明に係るケーブル評価システムは、分配器及びRFケーブル内に発生する定在波の振幅が比較的大きい場合であっても、被測定信号を信号分析装置の入力ポート及び出力ポートに適した振幅に減衰させることができる。 With this configuration, the cable evaluation system according to the present invention can detect the signal under measurement from the input port and output port of the signal analysis device even when the amplitude of the standing wave generated in the splitter and the RF cable is relatively large. can be attenuated to an amplitude suitable for

また、本発明に係るケーブル評価方法は、入力ポート及び出力ポートを有する信号分析装置と、第1入出力端子、第2入出力端子、及び第3入出力端子を有する分配器を含む定在波発生器と、を用いるケーブル評価方法であって、前記信号分析装置の前記入力ポート及び前記出力ポートと前記第1入出力端子及び前記第2入出力端子とをそれぞれ接続するとともに、被試験対象の高周波同軸ケーブルの一端と前記第3入出力端子とを接続する接続ステップと、前記出力ポートから前記第2入出力端子に入力されて前記高周波同軸ケーブルを伝搬する試験信号と、前記高周波同軸ケーブルの他端で反射されて前記高周波同軸ケーブルを逆向きに伝搬する前記試験信号の反射信号とによる定在波を発生させた状態で、前記第1入出力端子から出力される信号を被測定信号として前記入力ポートに入力させる定在波発生ステップと、前記高周波同軸ケーブルの所定長さ部分を曲げる前の前記被測定信号の振幅特性を測定する第1測定ステップと、前記高周波同軸ケーブルの前記所定長さ部分を曲げ戻した後の前記被測定信号の振幅特性を測定する第2測定ステップと、前記第1測定ステップにより測定された振幅特性と、前記第2測定ステップにより測定された振幅特性との差分を算出するとともに、算出した差分を表示装置に表示させるケーブル評価ステップと、を含む。 Also, a cable evaluation method according to the present invention includes a signal analyzer having an input port and an output port, and a distributor having a first input/output terminal, a second input/output terminal, and a third input/output terminal. A cable evaluation method using a generator, wherein the input port and the output port of the signal analysis device are connected to the first input/output terminal and the second input/output terminal, respectively, and the a connecting step of connecting one end of a high-frequency coaxial cable and the third input/output terminal; a test signal input from the output port to the second input/output terminal and propagating through the high-frequency coaxial cable; A signal output from the first input/output terminal is used as a signal to be measured in a state in which a standing wave is generated by the reflected signal of the test signal that is reflected at the other end and propagates in the opposite direction through the high-frequency coaxial cable. a step of generating a standing wave for input to the input port; a first measuring step of measuring amplitude characteristics of the signal under test before bending the predetermined length of the high-frequency coaxial cable; and the predetermined length of the high-frequency coaxial cable. A second measuring step of measuring the amplitude characteristics of the signal under measurement after bending back the portion, the amplitude characteristics measured in the first measuring step, and the amplitude characteristics measured in the second measuring step. a cable evaluation step of calculating the difference and displaying the calculated difference on a display device.

この構成により、本発明に係るケーブル評価方法は、3抵抗型の分配器の第3入出力端子に被試験対象のRFケーブルの一端を接続して、分配器及びRFケーブル内に試験信号と反射信号とによる定在波を発生させる。これにより、本発明に係るケーブル評価方法は、従来のVNAのみを用いた測定では得られなかった、RFケーブルの曲げに起因する位相変化を反映した振幅特性の変化を観測できる。この振幅特性の変化は、性能の高いRFケーブルほど小さく、性能の悪いRFケーブルほど大きくなる。本発明に係るケーブル評価方法は、得られた振幅特性の変化を表示装置に表示するため、被試験対象のRFケーブルの性能を可視化することができる。 With this configuration, in the cable evaluation method according to the present invention, one end of the RF cable to be tested is connected to the third input/output terminal of the three-resistor splitter, and the test signal and the reflected signal are reflected in the splitter and the RF cable. A standing wave is generated by the signal. As a result, the cable evaluation method according to the present invention can observe changes in amplitude characteristics reflecting phase changes caused by bending of the RF cable, which cannot be obtained by conventional measurements using only a VNA. The change in amplitude characteristic is smaller for a higher-performance RF cable and larger for a lower-performance RF cable. Since the cable evaluation method according to the present invention displays changes in the obtained amplitude characteristics on the display device, it is possible to visualize the performance of the RF cable to be tested.

本発明は、高周波同軸ケーブルの曲げに起因する位相変化を反映した振幅特性の変化を観測できるケーブル評価システム及びケーブル評価方法を提供するものである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a cable evaluation system and cable evaluation method capable of observing changes in amplitude characteristics reflecting phase changes caused by bending of a high-frequency coaxial cable.

本発明の実施形態に係るケーブル評価システムの構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing the configuration of a cable evaluation system according to an embodiment of the present invention; FIG. 本発明の実施形態に係るケーブル評価システムが備える曲げ伸ばし治具の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the structure of the bending-stretching jig|tool with which the cable evaluation system which concerns on embodiment of this invention is provided. 本発明の実施形態に係るケーブル評価システムが備える曲げ伸ばし治具によるRFケーブルの曲げ伸ばしの手順を示す平面図であって、(a)はRFケーブルが真っ直ぐに伸ばされた状態を示しており、(b)はRFケーブルが曲げられた状態を示しており、(c)はRFケーブルが再び真っ直ぐに伸ばされた状態を示している。1 is a plan view showing a procedure for bending and stretching an RF cable using a bending and stretching jig provided in a cable evaluation system according to an embodiment of the present invention, in which (a) shows a state in which the RF cable is stretched straight; (b) shows the RF cable bent, and (c) shows the RF cable straightened again. 本発明の実施形態に係るケーブル評価システムが備える信号分析装置の測定結果を模式的に示すグラフであって、(a)は超高性能で高価なRFケーブルの測定結果を示しており、(b)は高性能で比較的安価なRFケーブルの測定結果を示しており、(c)は性能が比較的低く非常に安価なRFケーブルの測定結果を示している。1 is a graph schematically showing measurement results of a signal analysis device provided in a cable evaluation system according to an embodiment of the present invention, where (a) shows measurement results of an ultra-high-performance and expensive RF cable, and (b) ) shows measurement results for a high-performance, relatively inexpensive RF cable, and (c) shows measurement results for a relatively low-performance, very inexpensive RF cable. 本発明の実施形態に係るケーブル評価システムを用いるケーブル評価方法の処理を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining processing of a cable evaluation method using the cable evaluation system according to the embodiment of the present invention; 5G用無線装置に対するOTA試験を行うための従来の測定システムの構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing the configuration of a conventional measurement system for performing OTA tests on 5G wireless devices; FIG. 図6の測定システムにおいて、RFケーブルで接続された試験用アンテナと周波数変換器との間で生じる定在波に起因する信号レベルのリップルを説明するための図である。7 is a diagram for explaining signal level ripple caused by a standing wave generated between a test antenna and a frequency converter connected by an RF cable in the measurement system of FIG. 6; FIG. VNAを用いてRFケーブルの周波数特性の測定を行うための従来の測定システムの構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing the configuration of a conventional measurement system for measuring frequency characteristics of an RF cable using a VNA; FIG.

以下、本発明に係るケーブル評価システム及びケーブル評価方法の実施形態について図面を用いて説明する。なお、各図面上の各構成要素の寸法比は、実際の寸法比と必ずしも一致していない。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of the cable evaluation system which concerns on this invention, and a cable evaluation method is described using drawing. Note that the dimensional ratio of each component on each drawing does not necessarily match the actual dimensional ratio.

図1に示すように、本発明の実施形態に係るケーブル評価システム1は、被試験対象のRFケーブル100の性能を評価するものであり、信号分析装置10と、定在波発生器20と、曲げ伸ばし治具40と、表示装置51と、操作装置52と、制御装置53と、を備える。 As shown in FIG. 1, a cable evaluation system 1 according to an embodiment of the present invention evaluates the performance of an RF cable 100 to be tested. A bending and stretching jig 40 , a display device 51 , an operation device 52 and a control device 53 are provided.

被試験対象のRFケーブル100は、例えば、ミリ波帯に対応した3.5mmコネクタ、2.92mmコネクタ(Kコネクタ)、2.4mmコネクタ、1.85mm、1.35mm、1.0mm、又は0.8mmコネクタ付きの高周波同軸ケーブルである。 The RF cable 100 to be tested is, for example, a 3.5 mm connector, a 2.92 mm connector (K connector), a 2.4 mm connector, a 1.85 mm, 1.35 mm, 1.0 mm, or 0 mm connector corresponding to the millimeter wave band. High frequency coaxial cable with .8mm connector.

信号分析装置10は、例えば、信号発生部11と、入出力部12と、入力ポート13及び出力ポート14と、振幅特性測定部15と、ケーブル評価部16と、を含む2ポートのVNAである。被試験対象のRFケーブル100の一端100aは、定在波発生器20を介して入力ポート13及び出力ポート14間に接続されるようになっている。 The signal analysis device 10 is, for example, a two-port VNA including a signal generator 11, an input/output unit 12, an input port 13 and an output port 14, an amplitude characteristic measurement unit 15, and a cable evaluation unit 16. . One end 100 a of the RF cable 100 to be tested is connected between the input port 13 and the output port 14 via the standing wave generator 20 .

信号発生部11は、例えば数MHzから数十GHzまでの任意の周波数、任意の信号レベル、任意の変調方式の試験信号を発生させるようになっている。 The signal generating section 11 generates a test signal with an arbitrary frequency, for example, from several MHz to several tens of GHz, an arbitrary signal level, and an arbitrary modulation method.

入出力部12は、信号発生部11から出力される試験信号を出力ポート14に出力するようになっている。また、入出力部12は、入力ポート13から入力される被測定信号を振幅特性測定部15に出力するようになっている。 The input/output section 12 outputs the test signal output from the signal generating section 11 to the output port 14 . The input/output unit 12 also outputs the signal under measurement input from the input port 13 to the amplitude characteristic measuring unit 15 .

振幅特性測定部15は、入出力部12から入力される被測定信号の振幅特性(挿入損失S21)を測定するようになっている。 The amplitude characteristic measuring section 15 measures the amplitude characteristic (insertion loss S 21 ) of the signal under measurement input from the input/output section 12 .

定在波発生器20は、16+2/3Ωの3つの抵抗と、それぞれの抵抗の端部に接続された第1入出力端子31、第2入出力端子32、及び第3入出力端子33を有する3抵抗型の分配器30を含む。第1入出力端子31及び第2入出力端子32は、信号分析装置10の入力ポート13及び出力ポート14にそれぞれ接続される。 The standing wave generator 20 has three resistors of 16+2/3Ω and a first input/output terminal 31, a second input/output terminal 32, and a third input/output terminal 33 connected to the ends of each resistor. A 3-resistor divider 30 is included. The first input/output terminal 31 and the second input/output terminal 32 are connected to the input port 13 and the output port 14 of the signal analysis device 10, respectively.

また、第3入出力端子33には被試験対象のRFケーブル100の一端100aが接続される。なお、定在波発生器20は、特性インピーダンスが50Ωのアッテネータ34を更に含んでいてもよい。アッテネータ34は、信号分析装置10に入出力される信号を適切な振幅に減衰させるために、分配器30の第3入出力端子33とRFケーブル100の一端100aとの間に挿入される。この場合、RFケーブル100の一端100aは、アッテネータ34を介して第3入出力端子33に接続される。 One end 100 a of an RF cable 100 to be tested is connected to the third input/output terminal 33 . The standing wave generator 20 may further include an attenuator 34 with a characteristic impedance of 50Ω. The attenuator 34 is inserted between the third input/output terminal 33 of the distributor 30 and one end 100a of the RF cable 100 in order to attenuate the signal input/output to/from the signal analyzer 10 to an appropriate amplitude. In this case, one end 100 a of the RF cable 100 is connected to the third input/output terminal 33 via the attenuator 34 .

定在波発生器20は、信号分析装置10の出力ポート14から第2入出力端子32に入力されてRFケーブル100を伝搬する試験信号と、RFケーブル100の他端100bで反射されてRFケーブル100を逆向きに伝搬する試験信号の反射信号とによる定在波を発生させる。これにより、信号分析装置10の入力ポート13には、第2入出力端子32に入力された試験信号に反射信号が加算されてなる被測定信号が第1入出力端子31から入力される。 The standing wave generator 20 generates a test signal that is input from the output port 14 of the signal analyzer 10 to the second input/output terminal 32 and propagates through the RF cable 100, A standing wave is generated by the reflected signal of the test signal counter-propagating 100 . As a result, the signal under measurement obtained by adding the reflected signal to the test signal input to the second input/output terminal 32 is input to the input port 13 of the signal analyzer 10 from the first input/output terminal 31 .

分配器30は、例えば使用周波数帯域がDC~100GHz程度であり、第1入出力端子31、第2入出力端子32、及び第3入出力端子33の全ての端子が50Ωで終端されているときに、端子間の振幅バランスが均等になるように設計されている。一方、第1入出力端子31、第2入出力端子32、及び第3入出力端子33のうち、どれか1つでも50Ωで終端されていない端子がある場合には、端子間の振幅バランスが崩れてしまう。本発明では、端子間の振幅バランスをあえて崩した状態で分配器30を使用することで、分配器30及びRFケーブル100内に定在波を発生させる。具体的には、RFケーブル100の他端100bを開放することで、発生する定在波の振幅が最も大きくなる状況を作り出すことができる。あるいは、RFケーブル100の他端100bを短絡してもよい。あるいは、RFケーブル100の実際の使用環境に応じた所望の反射係数を有する反射器などの全反射を起こさない回路をRFケーブル100の他端100bに接続してもよい。 When the frequency band used for the distributor 30 is, for example, about DC to 100 GHz, and all terminals of the first input/output terminal 31, the second input/output terminal 32, and the third input/output terminal 33 are terminated with 50Ω. In addition, it is designed so that the amplitude balance between the terminals is even. On the other hand, if any one of the first input/output terminal 31, the second input/output terminal 32, and the third input/output terminal 33 has a terminal that is not terminated with 50Ω, the amplitude balance between the terminals is It will collapse. In the present invention, a standing wave is generated in the distributor 30 and the RF cable 100 by using the distributor 30 with the amplitude balance between terminals intentionally disturbed. Specifically, by opening the other end 100b of the RF cable 100, it is possible to create a situation in which the generated standing wave has the largest amplitude. Alternatively, the other end 100b of the RF cable 100 may be short-circuited. Alternatively, a circuit that does not cause total reflection, such as a reflector having a desired reflection coefficient according to the actual usage environment of the RF cable 100, may be connected to the other end 100b of the RF cable 100. FIG.

図2に示すように、曲げ伸ばし治具40は、紙面に垂直な方向に所定の厚みを有する板状の部材であって、真っ直ぐに伸びた形状のRFケーブル100の所定長さ部分を所定の曲率(1/R)で曲げるための溝状の曲げ部41と、RFケーブル100を真っ直ぐに伸びた形状にするための溝状の伸ばし部42と、が形成されている。例えば、曲げ部41と伸ばし部42の幅は20mmである。また、曲げ部41は、長さ50mmの2つの直線部分と、内径の曲率半径Rが120mmであって2つの直線部分を繋ぐ曲線部分と、からなる。この場合、曲げ部41により曲げられるRFケーブル100の所定長さは約380mmとなる。また、伸ばし部42は、長さ500mmの直線部分からなり、曲げ部41の2つの直線部分の一方を含んでいる。曲げ部41と伸ばし部42には、図2の紙面に垂直で表側から裏側に向かう方向からRFケーブル100を配置できるようになっている。 As shown in FIG. 2, the bending/stretching jig 40 is a plate-like member having a predetermined thickness in a direction perpendicular to the plane of the paper, and is used to bend a straight RF cable 100 to a predetermined length. A groove-like bending portion 41 for bending with a curvature (1/R) and a groove-like stretching portion 42 for straightening the RF cable 100 are formed. For example, the width of the bent portion 41 and the stretched portion 42 is 20 mm. The bent portion 41 is composed of two straight portions each having a length of 50 mm and a curved portion connecting the two straight portions and having an inner radius of curvature R of 120 mm. In this case, the predetermined length of the RF cable 100 bent by the bending portion 41 is approximately 380 mm. Further, the stretched portion 42 consists of a straight portion with a length of 500 mm and includes one of the two straight portions of the bent portion 41 . The bending portion 41 and the extending portion 42 are arranged such that the RF cable 100 can be arranged from the direction perpendicular to the plane of FIG. 2 from the front side to the back side.

図3は、曲げ伸ばし治具40によるRFケーブル100の曲げ伸ばしの手順を示す図である。まず、図3(a)に示すように、RFケーブル100を伸ばし部42に配置して、RFケーブル100を真っ直ぐに伸びた形状に整える。このとき、信号分析装置10の振幅特性測定部15により基準となる挿入損失S21(以下、「基準振幅特性」とも称する)を測定する。 FIG. 3 is a diagram showing a procedure for bending and stretching the RF cable 100 using the bending and stretching jig 40. As shown in FIG. First, as shown in FIG. 3(a), the RF cable 100 is arranged in the extension part 42, and the RF cable 100 is straightened. At this time, the reference insertion loss S 21 (hereinafter also referred to as “reference amplitude characteristic”) is measured by the amplitude characteristic measurement unit 15 of the signal analysis device 10 .

次に、図3(b)に示すように、RFケーブル100の一端100a側の一部を曲げ伸ばし治具40の伸ばし部42と曲げ部41とで共通の直線部分に配置したままの状態で、RFケーブル100の所定長さ部分を曲げ伸ばし治具40の曲げ部41に配置することにより、真っ直ぐに伸びた形状のRFケーブル100の所定長さ部分を所定の曲率で曲げる。次に、図3(c)に示すように、RFケーブル100の一端100a側の一部を曲げ伸ばし治具40の伸ばし部42と曲げ部41とで共通の直線部分に配置したままの状態で、RFケーブル100を再び伸ばし部42に配置して、RFケーブル100を元の真っ直ぐに伸びた形状に戻す。このとき、信号分析装置10の振幅特性測定部15により再び挿入損失S21(以下、「曲げ戻し後振幅特性」とも称する)を測定する。 Next, as shown in FIG. 3(b), while a portion of the RF cable 100 on the one end 100a side is arranged in a straight portion common to the stretching portion 42 and the bending portion 41 of the bending and stretching jig 40, By arranging the predetermined length portion of the RF cable 100 on the bending portion 41 of the bending and straightening jig 40, the straight RF cable 100 having a predetermined length portion is bent with a predetermined curvature. Next, as shown in FIG. 3(c), while a part of the RF cable 100 on the side of the one end 100a is arranged in a straight portion common to the stretching portion 42 and the bending portion 41 of the bending and stretching jig 40, , the RF cable 100 is again placed on the stretched portion 42 to return the RF cable 100 to its original straightened shape. At this time, the amplitude characteristic measurement unit 15 of the signal analysis device 10 again measures the insertion loss S 21 (hereinafter, also referred to as "amplitude characteristic after bending back").

すなわち、信号分析装置10の振幅特性測定部15は、RFケーブル100の所定長さ部分を曲げる前の被測定信号の基準振幅特性と、RFケーブル100の所定長さ部分を曲げ戻した後の被測定信号の曲げ戻し後振幅特性と、を測定する。 That is, the amplitude characteristic measuring unit 15 of the signal analysis apparatus 10 measures the reference amplitude characteristic of the signal under measurement before bending the predetermined length of the RF cable 100 and the measured signal after bending back the predetermined length of the RF cable 100. Amplitude characteristics after bending back of the measurement signal are measured.

信号分析装置10のケーブル評価部16は、振幅特性測定部15により測定された基準振幅特性と曲げ戻し後振幅特性との差分、すなわち、RFケーブル100の曲げ戻しによる振幅特性の変化を算出する。さらに、ケーブル評価部16は、算出した振幅特性の変化を表示装置51に表示させる。この振幅特性の変化は、言わばRFケーブル100の位相変化を振幅の変化に変換したものとなっている。仮に、RFケーブル100の他端100bを50Ωで終端すれば、他端100bでの反射が抑制されるため、RFケーブル100を曲げる前と曲げ戻した後で、ほぼ同様の振幅特性が得られることになり、振幅特性の変化は観測不可能となる。 The cable evaluation unit 16 of the signal analysis device 10 calculates the difference between the reference amplitude characteristic measured by the amplitude characteristic measurement unit 15 and the amplitude characteristic after unbending, that is, the change in the amplitude characteristic due to unbending of the RF cable 100 . Furthermore, the cable evaluation unit 16 causes the display device 51 to display the calculated change in the amplitude characteristic. This change in amplitude characteristic is, so to speak, a change in phase of the RF cable 100 converted into a change in amplitude. If the other end 100b of the RF cable 100 is terminated with 50Ω, the reflection at the other end 100b is suppressed, so that substantially the same amplitude characteristics can be obtained before and after bending the RF cable 100. , and changes in the amplitude characteristic become unobservable.

図4のグラフは、互いに性能が異なる3種類のRFケーブルについて、それらの基準振幅特性と曲げ戻し後振幅特性との差分の周波数特性を模式的に示すものである。図4(a)は超高性能で高価なRFケーブル(製品A)、図4(b)は高性能で比較的安価なRFケーブル(製品B)、図4(c)は性能が比較的低く非常に安価なRFケーブル(製品C)の結果を示している。超高性能のRFケーブル(製品A)は、曲げに対する位相変化を抑えるような設計が成されているため、振幅特性の変化が非常に小さくなっている。逆に、性能の低いRFケーブルほど、振幅特性の変化が大きくなることが分かった。 The graph of FIG. 4 schematically shows the frequency characteristics of the difference between the reference amplitude characteristics and the amplitude characteristics after bending back for three types of RF cables having different performances. Figure 4(a) is a high performance and expensive RF cable (product A), Figure 4(b) is a high performance and relatively inexpensive RF cable (product B), and Figure 4(c) is a relatively low performance cable. Results are shown for a very inexpensive RF cable (Product C). The ultra-high-performance RF cable (product A) is designed to suppress phase changes due to bending, so changes in amplitude characteristics are extremely small. Conversely, it was found that the lower the performance of the RF cable, the greater the change in amplitude characteristics.

表示装置51は、例えばLCDやCRTなどの表示機器で構成され、制御装置53から出力される制御信号に応じて、信号分析装置10により測定された基準振幅特性、曲げ戻し後振幅特性、基準振幅特性と曲げ戻し後振幅特性との差分などの各種表示内容を表示するようになっている。さらに、表示装置51は、制御装置53から出力される制御信号に応じて、測定条件などを設定するためのボタン、ソフトキー、プルダウンメニュー、テキストボックスなどの操作対象の表示を行うようになっている。 The display device 51 is composed of a display device such as an LCD or a CRT, for example, and displays the reference amplitude characteristics, the post-bending amplitude characteristics, and the reference amplitude measured by the signal analysis device 10 according to the control signal output from the control device 53. Various display contents such as the difference between the characteristics and the amplitude characteristics after bending back are displayed. Further, the display device 51 displays operation objects such as buttons, soft keys, pull-down menus, and text boxes for setting measurement conditions according to control signals output from the control device 53. there is

操作装置52は、ユーザによる操作入力を受け付けるためのものであり、例えば表示装置51の表示画面の表面に設けられたタッチパネルで構成される。あるいは、操作装置52は、キーボード又はマウスのような入力デバイスを含んで構成されてもよい。操作装置52への操作入力は、制御装置53により検知されるようになっている。例えば、操作装置52により、振幅特性測定部15の測定開始のタイミングをユーザが任意に指定することなどが可能である。 The operation device 52 is for receiving an operation input by a user, and is configured by, for example, a touch panel provided on the surface of the display screen of the display device 51 . Alternatively, the operating device 52 may include an input device such as a keyboard or mouse. An operation input to the operation device 52 is detected by the control device 53 . For example, the operation device 52 allows the user to arbitrarily specify the timing of starting measurement by the amplitude characteristic measuring section 15 .

制御装置53は、例えばCPU、ROM、RAM、HDDなどを含むマイクロコンピュータ又はパーソナルコンピュータ等で構成され、ケーブル評価システム1を構成する上記各部の動作を制御する。また、制御装置53は、ROM等に記憶された所定のプログラムをRAMに移して実行することにより、振幅特性測定部15やケーブル評価部16の少なくとも一部をソフトウェア的に構成することも可能である。なお、振幅特性測定部15やケーブル評価部16の少なくとも一部は、FPGA(Field Programmable Gate Array)やASIC(Application Specific Integrated Circuit)などのディジタル回路で構成することも可能である。あるいは、振幅特性測定部15やケーブル評価部16の少なくとも一部は、ディジタル回路によるハードウェア処理と所定のプログラムによるソフトウェア処理とを適宜組み合わせて構成することも可能である。 The control device 53 is composed of, for example, a microcomputer or a personal computer including a CPU, ROM, RAM, HDD, etc., and controls the operations of the above-described sections that constitute the cable evaluation system 1 . Further, the control device 53 can configure at least a part of the amplitude characteristic measuring section 15 and the cable evaluating section 16 by software by transferring a predetermined program stored in ROM or the like to RAM and executing it. be. At least part of the amplitude characteristic measurement unit 15 and the cable evaluation unit 16 can also be configured by a digital circuit such as FPGA (Field Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit). Alternatively, at least part of the amplitude characteristic measurement unit 15 and the cable evaluation unit 16 can be configured by appropriately combining hardware processing by a digital circuit and software processing by a predetermined program.

なお、上記の表示装置51、操作装置52、及び制御装置53は、信号分析装置10内に構成されてもよい。 The display device 51 , the operation device 52 and the control device 53 may be configured within the signal analysis device 10 .

以下、本実施形態のケーブル評価システム1を用いるケーブル評価方法について、図5のフローチャートを参照しながらその処理の一例を説明する。 An example of processing of a cable evaluation method using the cable evaluation system 1 of the present embodiment will be described below with reference to the flowchart of FIG.

まず、図3(a)に示すように、ユーザにより、RFケーブル100を曲げ伸ばし治具40の伸ばし部42に配置して、RFケーブル100を真っ直ぐに伸びた形状に整える作業が行われる(ステップS1)。 First, as shown in FIG. 3A, the user arranges the RF cable 100 on the stretching portion 42 of the bending and stretching jig 40 to straighten the RF cable 100 (step S1).

次に、ユーザにより、信号分析装置10の入力ポート13及び出力ポート14と、定在波発生器20の第1入出力端子31及び第2入出力端子32とをそれぞれ接続する作業が行われる。さらに、ユーザにより、被試験対象のRFケーブル100の一端100aと定在波発生器20の第3入出力端子33とをアッテネータ34を介して接続する作業が行われる(接続ステップS2)。 Next, the user connects the input port 13 and the output port 14 of the signal analysis device 10 to the first input/output terminal 31 and the second input/output terminal 32 of the standing wave generator 20, respectively. Further, the user connects the end 100a of the RF cable 100 to be tested to the third input/output terminal 33 of the standing wave generator 20 via the attenuator 34 (connection step S2).

次に、信号分析装置10の信号発生部11は、入出力部12を介して出力ポート14から第2入出力端子32に試験信号を出力する。これにより、RFケーブル100を伝搬する試験信号と、RFケーブル100の他端100bで反射されてRFケーブル100を逆向きに伝搬する試験信号の反射信号とによる定在波が発生する。この状態で、第2入出力端子32に入力された試験信号に反射信号が加算されてなる被測定信号が第1入出力端子31から入力ポート13に入力される(定在波発生ステップS3)。 Next, the signal generator 11 of the signal analyzer 10 outputs the test signal from the output port 14 to the second input/output terminal 32 via the input/output unit 12 . As a result, a standing wave is generated by the test signal propagating through the RF cable 100 and the reflected signal of the test signal that is reflected by the other end 100b of the RF cable 100 and propagating through the RF cable 100 in the opposite direction. In this state, the signal under measurement obtained by adding the reflected signal to the test signal input to the second input/output terminal 32 is input from the first input/output terminal 31 to the input port 13 (standing wave generating step S3). .

次に、信号分析装置10の振幅特性測定部15は、ユーザの操作入力による操作装置52からの測定開始指示に応じて、入力ポート13から入出力部12を介して入力された、RFケーブル100の所定長さ部分を曲げる前の被測定信号の基準振幅特性を測定する。また、表示装置51は、振幅特性測定部15により測定された基準振幅特性を表示する(第1測定ステップS4)。 Next, the amplitude characteristic measurement unit 15 of the signal analysis device 10 receives the RF cable 100 input from the input port 13 via the input/output unit 12 in response to the measurement start instruction from the operation device 52 by the user's operation input. A reference amplitude characteristic of the signal under measurement is measured before bending a predetermined length of the signal. Further, the display device 51 displays the reference amplitude characteristic measured by the amplitude characteristic measuring section 15 (first measurement step S4).

次に、図3(b)に示すように、ユーザにより、RFケーブル100の一端100a側の一部を曲げ伸ばし治具40の伸ばし部42と曲げ部41とで共通の直線部分に配置したままの状態で、RFケーブル100の所定長さ部分を曲げ伸ばし治具40の曲げ部41に配置することにより、真っ直ぐに伸びた形状のRFケーブル100の所定長さ部分を所定の曲率で曲げる作業が行われる。さらに、図3(c)に示すように、ユーザにより、RFケーブル100の一端100a側の一部を曲げ伸ばし治具40の伸ばし部42と曲げ部41とで共通の直線部分に配置したままの状態で、RFケーブル100を再び伸ばし部42に配置して、RFケーブル100を元の真っ直ぐに伸びた形状に戻す作業が行われる(ステップS5)。 Next, as shown in FIG. 3(b), the user places part of the RF cable 100 on the side of the one end 100a of the bending/stretching jig 40 in a straight line common to the extending portion 42 and the bending portion 41. By arranging the predetermined length portion of the RF cable 100 on the bending portion 41 of the bending and stretching jig 40 in the state of , the work of bending the predetermined length portion of the straightly extended RF cable 100 with a predetermined curvature can be performed. done. Furthermore, as shown in FIG. 3(c), a part of the RF cable 100 on the side of the one end 100a of the bending/stretching jig 40 is arranged in a common straight portion between the stretching portion 42 and the bending portion 41 by the user. In this state, the RF cable 100 is placed on the stretched portion 42 again to return the RF cable 100 to its original straight shape (step S5).

次に、信号分析装置10の振幅特性測定部15は、ユーザの操作入力による操作装置52からの測定開始指示に応じて、入力ポート13から入出力部12を介して入力された、RFケーブル100の所定長さ部分を曲げ戻した後の被測定信号の曲げ戻し後振幅特性を測定する。また、表示装置51は、振幅特性測定部15により測定された曲げ戻し後振幅特性を表示する(第2測定ステップS6)。 Next, the amplitude characteristic measurement unit 15 of the signal analysis device 10 receives the RF cable 100 input from the input port 13 via the input/output unit 12 in response to the measurement start instruction from the operation device 52 by the user's operation input. After bending back a predetermined length of the signal under measurement, the amplitude characteristics after bending back are measured. Further, the display device 51 displays the post-bending amplitude characteristics measured by the amplitude characteristics measuring unit 15 (second measurement step S6).

次に、信号分析装置10のケーブル評価部16は、第1測定ステップS4により測定された基準振幅特性と、第2測定ステップS6により測定された曲げ戻し後振幅との差分、すなわち、RFケーブル100の曲げ戻しによる振幅特性の変化を算出する。また、表示装置51は、ケーブル評価部16により算出された振幅特性の変化を表示する(ケーブル評価ステップS7)。 Next, the cable evaluation unit 16 of the signal analysis device 10 determines the difference between the reference amplitude characteristic measured in the first measurement step S4 and the amplitude after bending back measured in the second measurement step S6, that is, the RF cable 100 Calculate the change in the amplitude characteristic due to the bending back. Further, the display device 51 displays changes in amplitude characteristics calculated by the cable evaluation unit 16 (cable evaluation step S7).

以上説明したように、本実施形態に係るケーブル評価システム1は、3抵抗型の分配器30の第3入出力端子33に被試験対象のRFケーブル100の一端100aを接続して、分配器30及びRFケーブル100内に試験信号と反射信号とによる定在波を発生させる。これにより、本実施形態に係るケーブル評価システム1は、従来のVNAのみを用いた測定では得られなかった、RFケーブル100の曲げに起因する位相変化を反映した振幅特性の変化を観測できる。この振幅特性の変化は、性能の高いRFケーブルほど小さく、性能の悪いRFケーブルほど大きくなる。本実施形態に係るケーブル評価システム1は、得られた振幅特性の変化を表示装置51に表示するため、被試験対象のRFケーブル100の性能を可視化することができる。 As described above, the cable evaluation system 1 according to the present embodiment connects one end 100a of the RF cable 100 to be tested to the third input/output terminal 33 of the three-resistor type distributor 30, and the distributor 30 and generate a standing wave in the RF cable 100 by the test signal and the reflected signal. As a result, the cable evaluation system 1 according to the present embodiment can observe changes in amplitude characteristics reflecting phase changes caused by bending of the RF cable 100, which cannot be obtained by conventional measurement using only a VNA. The change in amplitude characteristic is smaller for a higher-performance RF cable and larger for a lower-performance RF cable. Since the cable evaluation system 1 according to the present embodiment displays the obtained change in the amplitude characteristic on the display device 51, it is possible to visualize the performance of the RF cable 100 to be tested.

また、本実施形態に係るケーブル評価システム1においては、被試験対象のRFケーブル100の他端100bが開放されていてもよく、短絡されていてもよい。あるいは、被試験対象のRFケーブル100の他端100bに所望の反射係数を有する反射器が接続されていてもよい。これにより、本実施形態に係るケーブル評価システム1は、OTA試験を行うための測定システムなど、実際にRFケーブル100が使用される環境に応じた振幅特性の変化を測定することができる。 Further, in the cable evaluation system 1 according to this embodiment, the other end 100b of the RF cable 100 to be tested may be open or short-circuited. Alternatively, a reflector having a desired reflection coefficient may be connected to the other end 100b of the RF cable 100 to be tested. As a result, the cable evaluation system 1 according to the present embodiment can measure changes in amplitude characteristics according to the environment in which the RF cable 100 is actually used, such as a measurement system for performing an OTA test.

また、本実施形態に係るケーブル評価システム1は、RFケーブル100の所定長さ部分を所定の曲率で曲げ戻すための曲げ伸ばし治具40を備えている。例えば、被試験対象となる各種のRFケーブルの長さをあらかじめ統一しておけば、これらのケーブルに対して曲げ伸ばし治具40により同様の曲げ戻しを行うことができる。また、これにより、本実施形態に係るケーブル評価システム1は、各種のRFケーブルに対して等しい条件で振幅特性の変化を測定することができる。 The cable evaluation system 1 according to the present embodiment also includes a bending and straightening jig 40 for bending back a predetermined length portion of the RF cable 100 with a predetermined curvature. For example, if the lengths of various RF cables to be tested are unified in advance, these cables can be similarly bent back by the bending and stretching jig 40 . In addition, the cable evaluation system 1 according to the present embodiment can thereby measure changes in amplitude characteristics of various RF cables under equal conditions.

また、本実施形態に係るケーブル評価システム1においては、分配器30の第3入出力端子33とRFケーブル100の一端100aとの間にアッテネータ34が挿入されている。これにより、本実施形態に係るケーブル評価システム1は、分配器30及びRFケーブル100内に発生する定在波の振幅が比較的大きい場合であっても、被測定信号を信号分析装置10の入力ポート13及び出力ポート14に適した振幅に減衰させることができる。 Further, in the cable evaluation system 1 according to this embodiment, the attenuator 34 is inserted between the third input/output terminal 33 of the distributor 30 and the one end 100a of the RF cable 100 . As a result, the cable evaluation system 1 according to the present embodiment can input the signal under measurement to the signal analyzer 10 even when the amplitude of the standing wave generated in the distributor 30 and the RF cable 100 is relatively large. It can be attenuated to an amplitude suitable for port 13 and output port 14 .

また、以上説明した実施形態では、信号分析装置10は、出力ポート14から試験信号を出力し、入力ポート13から入力される信号の振幅特性を振幅特性測定部15にて測定する2ポート測定を行うものであるとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、信号分析装置10は、出力ポート14から試験信号を出力し、再び出力ポート14から入力される反射波の信号の振幅特性(反射係数S11)を振幅特性測定部15にて測定する1ポート測定を行うものであってもよい。このとき、分配器30の使用されない第1入出力端子31は、50Ωで終端されている必要がある。あるいは、信号分析装置10は、入力ポート13から試験信号を出力し、再び入力ポート13から入力される反射波の信号の振幅特性(反射係数S11)を振幅特性測定部15にて測定する1ポート測定を行うものであってもよい。このとき、分配器30の使用されない第2入出力端子32は、50Ωで終端されている必要がある。 Further, in the embodiment described above, the signal analysis apparatus 10 outputs a test signal from the output port 14 and measures the amplitude characteristic of the signal input from the input port 13 by the amplitude characteristic measuring unit 15, which performs two-port measurement. However, the present invention is not limited to this. For example, the signal analysis apparatus 10 outputs a test signal from the output port 14, and measures the amplitude characteristic (reflection coefficient S 11 ) of the signal of the reflected wave input from the output port 14 again by the amplitude characteristic measuring unit 151. It may be one that performs port measurements. At this time, the unused first input/output terminal 31 of the distributor 30 must be terminated with 50Ω. Alternatively, the signal analysis apparatus 10 outputs a test signal from the input port 13, and measures the amplitude characteristic (reflection coefficient S 11 ) of the signal of the reflected wave input from the input port 13 again by the amplitude characteristic measuring unit 151. It may be one that performs port measurements. At this time, the unused second input/output terminal 32 of the distributor 30 must be terminated with 50Ω.

1 ケーブル評価システム
10 信号分析装置
11 信号発生部
12 入出力部
13 入力ポート
14 出力ポート
15 振幅特性測定部
16 ケーブル評価部
20 定在波発生器
30 分配器
31 第1入出力端子
32 第2入出力端子
33 第3入出力端子
34 アッテネータ
40 曲げ伸ばし治具
41 曲げ部
42 伸ばし部
51 表示装置
52 操作装置
53 制御装置
100 RFケーブル
100a 一端
100b 他端
1 cable evaluation system 10 signal analyzer 11 signal generator 12 input/output unit 13 input port 14 output port 15 amplitude characteristic measurement unit 16 cable evaluation unit 20 standing wave generator 30 distributor 31 first input/output terminal 32 second input Output terminal 33 Third input/output terminal 34 Attenuator 40 Bending and stretching jig 41 Bending part 42 Stretching part 51 Display device 52 Operating device 53 Control device 100 RF cable 100a One end 100b Other end

Claims (7)

入力ポート(13)及び出力ポート(14)を有する信号分析装置(10)と、
第1入出力端子(31)、第2入出力端子(32)、及び第3入出力端子(33)を有する分配器(30)を含み、前記信号分析装置の前記入力ポート及び前記出力ポートと前記第1入出力端子及び前記第2入出力端子とがそれぞれ接続されるとともに、被試験対象の高周波同軸ケーブル(100)の一端(100a)と前記第3入出力端子が接続される定在波発生器(20)と、を備えるケーブル評価システム(1)であって、
前記定在波発生器は、前記出力ポートから前記第2入出力端子に入力されて前記高周波同軸ケーブルを伝搬する試験信号と、前記高周波同軸ケーブルの他端(100b)で反射されて前記高周波同軸ケーブルを逆向きに伝搬する前記試験信号の反射信号とによる定在波を発生させた状態で、前記第1入出力端子から出力される信号を被測定信号として前記入力ポートに入力させ、
前記信号分析装置は、前記高周波同軸ケーブルの所定長さ部分を曲げる前の前記被測定信号の振幅特性と、前記高周波同軸ケーブルの前記所定長さ部分を曲げ戻した後の前記被測定信号の振幅特性との差分を算出するとともに、算出した差分を表示装置(51)に表示させるケーブル評価部(16)を含むことを特徴とするケーブル評価システム。
a signal analyzer (10) having an input port (13) and an output port (14);
comprising a distributor (30) having a first input/output terminal (31), a second input/output terminal (32) and a third input/output terminal (33), with the input port and the output port of the signal analysis device; A standing wave in which the first input/output terminal and the second input/output terminal are connected, respectively, and one end (100a) of a high-frequency coaxial cable (100) to be tested is connected to the third input/output terminal. A cable evaluation system (1) comprising a generator (20),
The standing wave generator generates a test signal that is input from the output port to the second input/output terminal and propagates through the high-frequency coaxial cable, and a test signal that is reflected at the other end (100b) of the high-frequency coaxial cable and generates inputting the signal output from the first input/output terminal to the input port as a signal under measurement in a state in which a standing wave is generated by the reflected signal of the test signal propagating in the opposite direction through the cable;
The signal analyzer measures the amplitude characteristics of the signal under measurement before bending the predetermined length of the high frequency coaxial cable and the amplitude of the signal under measurement after bending back the predetermined length of the high frequency coaxial cable. A cable evaluation system, comprising: a cable evaluation unit (16) that calculates a difference from a characteristic and displays the calculated difference on a display device (51).
前記高周波同軸ケーブルの前記他端が開放されていることを特徴とする請求項1に記載のケーブル評価システム。 2. The cable evaluation system according to claim 1, wherein said other end of said high frequency coaxial cable is open. 前記高周波同軸ケーブルの前記他端が短絡されていることを特徴とする請求項1に記載のケーブル評価システム。 2. The cable evaluation system of claim 1, wherein said other end of said high frequency coaxial cable is shorted. 前記高周波同軸ケーブルの前記他端に所望の反射係数を有する反射器が接続されていることを特徴とする請求項1に記載のケーブル評価システム。 2. The cable evaluation system according to claim 1, wherein a reflector having a desired reflection coefficient is connected to said other end of said high frequency coaxial cable. 真っ直ぐに伸びた形状の前記高周波同軸ケーブルの所定長さ部分を所定の曲率で曲げた後に、前記高周波同軸ケーブルを元の真っ直ぐに伸びた形状に戻すための曲げ伸ばし治具(40)を更に備えることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のケーブル評価システム。 A bending and straightening jig (40) is further provided for returning the straight high-frequency coaxial cable to its original straight shape after bending a predetermined length portion of the straight high-frequency coaxial cable with a predetermined curvature. The cable evaluation system according to any one of claims 1 to 4, characterized in that: 前記定在波発生器は、前記第3入出力端子と前記高周波同軸ケーブルの一端との間に挿入されるアッテネータ(34)を更に含むことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のケーブル評価システム。 6. The standing wave generator further includes an attenuator (34) inserted between the third input/output terminal and one end of the high frequency coaxial cable. The cable rating system described in . 入力ポート(13)及び出力ポート(14)を有する信号分析装置(10)と、a signal analyzer (10) having an input port (13) and an output port (14);
第1入出力端子(31)、第2入出力端子(32)、及び第3入出力端子(33)を有する分配器(30)を含む定在波発生器(20)と、を用いるケーブル評価方法であって、a standing wave generator (20) comprising a divider (30) having a first input/output terminal (31), a second input/output terminal (32) and a third input/output terminal (33) a method,
前記信号分析装置の前記入力ポート及び前記出力ポートと前記第1入出力端子及び前記第2入出力端子とをそれぞれ接続するとともに、被試験対象の高周波同軸ケーブル(100)の一端(100a)と前記第3入出力端子とを接続する接続ステップ(S2)と、The input port and the output port of the signal analysis device are connected to the first input/output terminal and the second input/output terminal, respectively, and one end (100a) of a high-frequency coaxial cable (100) to be tested and the A connection step (S2) of connecting with the third input/output terminal;
前記出力ポートから前記第2入出力端子に入力されて前記高周波同軸ケーブルを伝搬する試験信号と、前記高周波同軸ケーブルの他端(100b)で反射されて前記高周波同軸ケーブルを逆向きに伝搬する前記試験信号の反射信号とによる定在波を発生させた状態で、前記第1入出力端子から出力される信号を被測定信号として前記入力ポートに入力させる定在波発生ステップ(S3)と、The test signal that is input from the output port to the second input/output terminal and propagates through the high-frequency coaxial cable and the test signal that is reflected by the other end (100b) of the high-frequency coaxial cable and propagates through the high-frequency coaxial cable in the opposite direction a standing wave generating step (S3) of inputting the signal output from the first input/output terminal to the input port as the signal under measurement in a state where the standing wave is generated by the reflected signal of the test signal;
前記高周波同軸ケーブルの所定長さ部分を曲げる前の前記被測定信号の振幅特性を測定する第1測定ステップ(S4)と、a first measuring step (S4) of measuring amplitude characteristics of the signal under measurement before bending the predetermined length of the high-frequency coaxial cable;
前記高周波同軸ケーブルの前記所定長さ部分を曲げ戻した後の前記被測定信号の振幅特性を測定する第2測定ステップ(S6)と、a second measuring step (S6) of measuring amplitude characteristics of the signal under measurement after bending back the predetermined length portion of the high-frequency coaxial cable;
前記第1測定ステップにより測定された振幅特性と、前記第2測定ステップにより測定された振幅特性との差分を算出するとともに、算出した差分を表示装置(51)に表示させるケーブル評価ステップ(S7)と、を含むことを特徴とするケーブル評価方法。A cable evaluation step (S7) of calculating a difference between the amplitude characteristic measured in the first measuring step and the amplitude characteristic measured in the second measuring step and displaying the calculated difference on a display device (51) A cable evaluation method comprising:
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