JPH09119957A

JPH09119957A - ノイズ測定検査システム

Info

Publication number: JPH09119957A
Application number: JP8144702A
Authority: JP
Inventors: Irwin L Newberg; アービン・エル・ニューバーグ; Gene A Wagner; ジーニ・ワーグナー; Gene Rzyski; ジーニ・ルジスキー; Richard A Stevens; リチャード・エー・スティーブンス
Original assignee: H II HOLDINGS Inc D B EE FUSE ELECTRON; Hughes Aircraft Co; HE Holdings Inc
Current assignee: H II HOLDINGS Inc D B EE FUSE ELECTRON; Raytheon Co
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1996-06-06
Publication date: 1997-05-06
Anticipated expiration: 2016-06-06
Also published as: PH12013000151A1; AU5458396A; KR970002346A; EP0747714A3; IL118451A; US5608331A; KR0158791B1; AU681826B2; EP0747714A2; IL118451A0; JP3236779B2

Abstract

(57)【要約】【課題】従来に比べて小型、軽量でコストの低いマイク
ロ波信号の位相ノイズ及び振幅ノイズ測定を行うシステ
ムを提供すること。【解決手段】ノイズ測定検査システム１０′は、供給さ
れたＲＦノイズ信号を受信するためのＲＦ入力と、第１
及び第２のパス１８ａ、１８ｂに上記供給されたＲＦノ
イズ信号を分離するＲＦカップラ１１を有する。ミクサ
１５は、第１及び第２のパス１８ａ、１８ｂからの信号
を受信する同位相検出器１５を備える。第１のパス１８
ａは、カップラ１１と同位相検出器１５にリファレンス
信号入力を提供する可変アッテネータ１４と可変移相器
１３とを備える。第２のパス１８ｂは、ディレイライン
と、カップラ１１とミクサ１５の第２の入力との間に結
合されたＲＦキャリア無効回路３０とを備える。ビデオ
アンプは、上記ミクサ１５の出力に結合されてノイズデ
ータを生成する処理がなされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

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

【０００２】

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

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの従来の検査シ
ステムは、洗練されない、コンパクトな及び／または新
規に測定するための供給可能なユニットで、感度能力及
び適応性は組合わされていないもので、低い位相ノイズ
マイクロ波ソースは、大抵開発以前のものであり、現在
のローノイズソースである。加えて、従来の検査システ
ムは、大抵相対的に大きく、高価で適応性のないもので
あった。

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

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

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

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、Ｒ
Ｆソースからのマイクロ波信号の位相ノイズ及び振幅ノ
イズ測定を行うノイズ測定検査システムであって、上記
ＲＦソースから供給されたＲＦノイズ信号を受信するＲ
Ｆ入力と、上記供給されたＲＦノイズ信号を第１及び第
２のパスに分離するため上記ＲＦ入力に結合されたＲＦ
カップラと、それぞれ復調された位相ノイズを出力する
上記第１及び第２のパスからの信号を受信するために結
合された第１及び第２の入力を有する同位相検出器を備
えるミクサと、該システムからのベースバンドビデオ出
力信号を提供するため、上記ミクサの出力に結合された
ビデオアンプとを具備し、上記第１のパスは、上記カッ
プラと上記同位相検出器にリファレンス信号入力を提供
するための上記ミクサの第１の入力との間に結合された
可変移相器と可変アッテネータとを備え、上記第２のパ
スは、ディレイラインと、上記カップラと上記ミクサの
第２の入力との間に結合された調整可能なＲＦキャリア
無効回路とを備えることを特徴とする。

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態を説明する。

【００１９】図１（ａ）は、基本的な絶対的なノイズ測
定検査システム１０の構成を示すブロック図である。こ
の検査システム１０は、ＲＦ信号ソースの位相ノイズを
測定するためにベースバンドビデオ出力信号に供給され
たＲＦ入力信号の短期間位相変動を変換するために、デ
ィレイライン弁別器２０を使用している。レーダ、電子
交戦、及び通信システムで使用される相対的に低い位相
ノイズによりＲＦソース用に、主に適用される。

【００２０】上記検査システム１０は、ユニットアンダ
ーテスト（ＵＵＴ）４０を具備するパルスＲＦソースま
たは連続波から引出されたＲＦ入力信号を得て、ＲＦカ
ップラ１１を使用している第１及び第２のパス１８ａ、
１８ｂにその出力を分配する。第１のパス１８ａは直接
（最小ディレイ）分散しないものであり、同位相の検出
器１５にリファレンス信号入力を提供する。このリファ
レンス入力は調整可能な移相器１３と調整可能なアッテ
ネータ１４を通過するもので、ミクサ１５から成る同位
相検出器１５の一方の入力に供給される。第２のパス、
すなわちディレイパス１８ｂは、分散的なネットワーク
１９と、ディレイライン１２とを有しており、第２の信
号入力を同位相検出器１５に提供する。同位相検出器１
５は、位相検出器（位相のずれ９０°の２つの入力）と
して操作されると共に、復調されたベースバンド位相ノ
イズを出力する。ＡＭ測定は、上記ＲＦ入力のスイッチ
を介して測定されるべく上記ＲＦ信号を受信する簡単な
ダイオード検出器を使用して行うことができる。また、
同位相検出器１５は、１／４位相に代えて同位相の移相
器１３を調整することによってＡＭ検出器として使用す
ることができる。この型のノイズ測定検査システム１０
の操作は、当業者によって十分に理解することができ
る。

【００２１】図１（ｂ）は、基本的な絶対的及び相対的
が組合わされたノイズ測定システム１０の簡易化したブ
ロック構成図である。絶対的な検査システム１０は図１
（ａ）にて詳述したので該検査システム１０の相対的な
部分のみ図１（ｂ）に従って詳述する。

【００２２】上記検査システム１０の一部は、ＲＦ信号
ソースからのＲＦ入力信号を受信するユニットアンダー
テスト（ＵＵＴ）４０を備える相対的なノイズ測定のた
めに提供される。上記ＲＦ入力信号の一部は第１の相対
的リファレンス信号（ＲＥＦＲＦ１）を提供するために
上記カップラ１１を使用して結合されるもので、第１の
スイッチ１７ａの第１の入力に供給される。上記ユニッ
トアンダーテスト４０の出力はノイズが付加されている
第２の相対的入力信号（ＲＥＬＲＦ２）を提供するも
ので、第２のスイッチ１７ｂの第１の入力に結合され
る。上記第２のスイッチ１７ｂの出力は調整可能な移相
器１３及び調整可能なアッテネータ１４を介して結合さ
れるもので、同位相検出器１５の一方の入力に供給され
る。上記第１のスイッチ１７ａ出力は、同位相検出器１
５の第２の入力に供給される。上記スイッチ１７ａ、１
７ｂは、上記同位相検出器１５の両方の入力に相対的信
号（ＲＦ１、ＲＦ２）を切換えるために操作される。

【００２３】相対的検査システム１０は、（上記ユニッ
トアンダーテストからの付加されたノイズを含む）その
出力に相対的に、上記ユニットアンダーテストのＲＦ入
力で（ＡＭノイズ測定用の同位相または９０°の位相ノ
イズ測定を、どのようにセットアップするかに依存する
アンプ検出器または、同位相で）比較することによっ
て、ノイズを測定する。測定技術は、リファレンス信号
が上記ユニットアンダーテストの入力で有効となるの
で、ディレイラインが上記リファレンス信号を提供する
ために必要とはならないことを除いて、絶対的なノイズ
検査システム１０のそれと同様である。

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

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

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

【００２７】上記ＲＦ及びビデオデッキ２１、２２の成
分が図２に示される。上記ＲＦデッキ２１はＲＦ入力及
びＲＦカップラ１１を有しており、ミクサ１５の一方の
入力に、可変アッテネータ１４及び可変移相器１３を介
して供給されたＲＦノイズ信号の一部を結合する。ＲＦ
キャリア無効回路３０は、初期分割後の第２の時間上記
ＲＦ入力ノイズ信号を分割するＲＦ負荷３１を含むキャ
リア無効ハイブリッド３３から成る。上記ノイズ信号の
１つの目的は、１つ以上のディレイライン１２を介して
結合される。付加的なディレイライン１２は、多重スイ
ッチ３４によって上記回路３０に及び該回路３０から結
合される。上記ハイブリッド３３により分割された上記
ノイズ信号の残りは、負荷３２で第２のキャリア無効ハ
イブリッド３３ａに、第２の可変アッテネータ１４ａ及
び第２の可変移相器１３ａを介して結合される。上記第
２のキャリア無効ハイブリッド３３ａは、上記ノイズ信
号の遅延されない部分と遅延された部分が組合わされる
もので、ローノイズアンプ３５に結合される。第２のＲ
Ｆカップラ３６は、ゼロモニタ信号に結合するために提
供される。ミクサ１５の出力はビデオ信号であり、ベー
スバンドビデオ出力信号を提供するためにビデオアンプ
１６を介して結合される。

【００２８】上記キャリア無効回路３０は上述した文献
に一般に述べられた技術を満たしている。上記キャリア
無効回路３０は、ＲＦ入力信号の連続波キャリア信号の
幾つかをキャンセルし、これは位相ノイズ振幅を上昇さ
せるためにローノイズアンプ３５を、故にシステム１
０′の感度を許可する。無効にすることは、飽和する上
記ローノイズアンプ３５からのハイレベルキャリア信号
を保持するために必要である。上記ローノイズアンプ３
５は、ノイズのこの型がシステム感度を制限するので低
いＲＦノイズを有するために選択される。上記キャリア
無効回路３０はキャリア信号の幾つかをカップラ３６で
結合から離し、分離した信号が少量のノイズのみ及び上
記器やリア信号の一部をキャンセルするために位相の外
へメインキャリア信号により戻って付加するので、位相
及び振幅制御（第２の可変アッテネータ１４ａ及び第２
の可変移相器１３ａ）の調整を提供する。測定されるべ
く少量のノイズだけは、バイパスされた（すなわちディ
レイされない）キャリアノイズがディレイされたノイズ
で相関されないので、ディレイされたパスのノイズ非相
関によってキャンセルされる。上記キャリア無効回路３
０が感度システム１０を増加させるので、そしてこの上
昇した感度の全てが測定のために要求されないので、他
の従来使用されたディレイラインより大きなロス（感度
が低い）同軸ディレイライン１２が使用されるが、導波
管ディレイラインと比較されるように、適応性があり、
小さく、よりコンパクトに、広い周波数レンジディレイ
ライン１２のために提供される。

【００２９】また、図２は、ユニットアンダーテスト４
０の所望の出力が測定される相対的なキャリア対ノイズ
比の決定に於いて使用される調整信号を提供するために
使用される回路及び構成要素を示した図である。加え
て、アナログ−デジタルコンバータ（ＡＤＣ）４１と、
信号プロセッサ４２及びコントロールコンピュータ４３
が示される。上記ＡＤＣ４１は、それが上記キャリア対
ノイズレベルと相対周波数ノイズデータとの関係を得る
ために上記信号プロセッサ４２に於いて処理可能である
ように、ビデオベースバンド出力信号をデジタル化する
ために使用される。また、コンピュータ４３はサーボ４
４にコントロール信号を送出し、回路（すなわちディレ
イライン１２等）の切換えのためのスイッチ３４に、全
ての調整可能な素子を適応するように制御し、最大測定
感度及びキャリブレーションを提供するため、初期化及
び最適な設定を得るために位相及びアッテネータ設定に
調整を行うと共にレベルを設定するためにＲＦカップラ
３６を介して検出器４５ａ、４５ｂ（ＲＦダイオード検
出器）からのフィードバック信号受信する。上記ダイオ
ード検出器４５は、また、ＡＭノイズを直接測定するた
めに使用することもできる。キャリブレーション信号発
生器４６は、図示されるように、ＲＦカップラ３７を介
して上記システム１０′にＲＦまたはベースバンドキャ
リブレーション信号を入力するために使用される。

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

【００３１】上記信号プロセッサ４２はビデオアンプ１
６の（ＡＤＣ４を使用した）デジタル化された出力を得
て、上記キャリブレーション信号と比較される正確なノ
イズスペクトルを提供する離散的フーリエ変換を使用す
る。このことは、“ＵｓｉｎｇＤｉｇｉｔａｌＤａ
ｔａＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇｔｏＳｐｅｅｄＵｐ
ＲａｄｅｒＰｈａｓｅＮｏｉｓｅＭｅａｓｕｒ
ｍｅｎｔｓ”と題された文献の背景部分に参照されて、
概略が述べられている。自動化された特徴は、測定を行
う待避時間に於いて重要であり、オペレータのトレーニ
ングを最少にする。通常、調整は、ドリフトによって時
々継続的な調整及び無視できないオペレータトレーニン
グを要求するノイズ測定を行う必要がある。

【００３２】図５は、このシステム１０′のディレイラ
インの実施の形態を示したもので、ディレイライン１２
及びキャリア無効が結合されたサーキュレータを使用
し、そのディレイライン１２は代表的なディレイライン
長の半分である。サーキュレータ５１は、上記ディレイ
パス１８ｂに提供される。ＲＦチューナ５２は上記サー
キュレータ５１とディレイライン１２の間に結合される
もので、ＲＦ調整可能短絡回路５３に結合される。上記
ＲＦチューナ５２及び調整可能な短絡回路５３の目的
は、訂正長（短絡回路５３）用のディレイライン１２を
調整すること及び上記キャリアをキャンセルするために
良好なＲＦ整合（チューナ５２）を得ることである。位
相が２π（繰返し）であれば位相調整の３６０度のみ要
求される。図５の実施の形態に関しては、短絡回路５３
及びサーキュレータ５１の追加は、（よりコンパクトな
システム１０′を作成する）ディレイライン１２の長さ
を短くし、信号ロスを減少させる。この信号ロスは、図
４に示されるハイブリッドカップラ３３に起因するもの
で、上記キャリア無効回路３０に信号を供給し、上記デ
ィレイライン１２の長さはディレイライン１２を介して
戻る信号を反射するために上記短絡回路５３を使用する
ことによって半分にカットされる。

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

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

【００３５】測定されるべく相対的ノイズ及びディレイ
長との関係によって、ディレイはディレイされないノイ
ズに相対した何れかの位相で到来する所定の周波数での
ノイズを有するものが選択されることができる。故に、
１０マイクロ秒のディレイは、ディレイしない信号と同
位相（または追加）である１００，０００ヘルツ（１／
１０^-5Ｈｚ）でのノイズを有する。故に、そこ（及びそ
の近くの周波数）でのノイズの６ｄＢ上昇は、得ること
ができる。ノイズのこの上昇の代表的な不利益は、キャ
リブレーションがリニアな機能であるように、ディレイ
長が通常固定されると共に選ばれることにより得られ
ず、周波数に於いて６ｄＢ／オクターブの変化で通常な
される。上記システムはコンピュータ制御であるので、
キャリブレーションデータはストレートライン、リニア
機能ではなく、すなわち弁別出力方程式のｓｉｎ（ｘ）
／ｘ部分に於けるものであり、上記ファイバオプティッ
クディレイラインは上記キャリアに関してノイズ測定の
周波数レンジ及び最適の感度を達成するためにノイズ測
定適応性を最大にするために利用することができる。し
かし、ファイバオプティックディレイライン１２に於い
て、ディレイの長さは変化することが相対的に容易であ
ると共に長いまたは短いディレイが得ることができる
と、故にそれらの周波数でのノイズは（上記ディレイが
同位相であるディレイしない及びディレイしたノイズの
ようにもの）６ｄＢ大きくなり、故に感度上昇が達成さ
れる。また、周波数は、上記ディレイ長を越えてその倍
数で繰返しが生じる。故に、測定されるべき相対的なノ
イズ（キャリアに対して相対的）の所望の周波数のため
の異なったディレイ長が選択されることによって、上昇
された感度を得ることができる。この特徴は、ディレイ
ライン長を包むと共に変化させるそれらの能力が適応的
ではないので、同軸若しくは導波管ディレイラインシス
テムの何れかからは、通常得られないものである。

【００３６】上記ディレイラインノイズ測定システム１
０′は、２発振器技術と比較されて突起物フリー操作を
提供する。このディレイラインノイズ測定検査システム
１０′は、同軸及びファイバオプティックディレイライ
ン１２を使用しており、キャリア帯域幅の多くのオクタ
ーブに渡ってＲＦ範囲を許可し、上記ＲＦキャリアに近
い及び該キャリアから遠い相対的オフセット周波数を測
定する。上記ディレイラインノイズ測定検査システム１
０′は、相対的（ここで入力リファレンス信号は有効で
ある、すなわちＲＦアンプ）及び絶対的（ここで入力リ
ファレンス信号を有効としない、すなわちＲＦ信号発生
器）なノイズ測定を提供する。このディレイラインノイ
ズ測定検査システム１０′は、連続波及びパルスされた
ＲＦ操作により使用することができる。また、上述した
付加的な機能（特別なディレイラインの型、ノイズ相関
等）の何れかは、上記システム１０′のモジュールの及
びコンピュータ制御されたデザインによって所望のもの
として有することができる。

【００３７】多くの他の細目は、性能を改善するために
上記システム１０′と合同することができる。１つは電
源からのノイズ、とりわけ６０Ｈｚラインの問題を避け
るために蛍光遮蔽及びバッテリ操作オプションの使用で
ある。もう１つは、上記ディレイライン部分に於いて音
響学的に引出されたディレイラインノイズを最小にする
ために音響学的ノイズ抑制及び位相ドリフトを最小にす
るための温度制御を含むために包み込まれる。また、軽
量、コンパクトサイズ及びローリップル操作のための非
常に高い周波数（ＶＨＦ）電源が使用される。

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

【００３９】

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

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は基本的な絶対的な位相ノイズ測定検査
システムのブロック図、（ｂ）は基本的な絶対的及び相
対的なノイズ測定検査システムのブロック図である。

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

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

【図４】図３の検査システムのレイアウトを示した図で
ある。

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

【符号の説明】

１０′ ノイズ測定検査システム、１１ＲＦカップラ、１２ディレイライン、１３可変移相器、１４可変アッテネータ、１５ミクサ（同位相検出器）、１６ビデオアンプ、１７ａ第１のスイッチ、１８ａ第１のパス、１８ｂ第２のパス、２１ＲＦデッキ、２２ビデオデッキ、２３デジタルデッキ、２４ディレイラインデッキ、２５コントロールデッキ、３０ＲＦキャリア無効回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ジーニ・ワーグナーアメリカ合衆国、カリフォルニア州 90505、トランス、ダブリュ・トゥエンティーフィフス・プレイス 2544 (72)発明者ジーニ・ルジスキーアメリカ合衆国、カリフォルニア州 90630、シプレス、ルゾン・ストリート 11552 (72)発明者リチャード・エー・スティーブンスアメリカ合衆国、カリフォルニア州 91304、ウエスト・ヒルズ、バートン・ストリート 22435

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＲＦソース（４０）からのマイクロ波信
号の位相ノイズ及び振幅ノイズ測定を行うノイズ測定検
査システム（１０′）であって、上記ＲＦソース（４０）から供給されたＲＦノイズ信号
を受信するＲＦ入力と、上記供給されたＲＦノイズ信号を第１及び第２のパス
（１８ａ、１８ｂ）に分離するため上記ＲＦ入力に結合
されたＲＦカップラ（１１）と、それぞれ復調された位相ノイズを出力する上記第１及び
第２のパス（１８ａ、１８ｂ）からの信号を受信するた
めに結合された第１及び第２の入力を有する同位相検出
器（１５）を備えるミクサ（１５）と、該システム（１０′）からのベースバンドビデオ出力信
号を提供するため、上記ミクサ（１５）の出力に結合さ
れたビデオアンプ（１６）とを具備し、上記第１のパス（１８ａ）は、上記カップラ（１１）と
上記同位相検出器（１５）にリファレンス信号入力を提
供するための上記ミクサ（１５）の第１の入力との間に
結合された可変移相器（１３）と可変アッテネータ（１
４）とを備え、上記第２のパス（１８ｂ）は、ディレイラインと、上記
カップラ（１１）と上記ミクサ（１５）の第２の入力と
の間に結合された調整可能なＲＦキャリア無効回路（３
０）とを備えることを特徴とするノイズ測定検査システ
ム。
【請求項２】上記ＲＦキャリア無効回路（３０）は、上記第２のパス（１８ｂ）に結合された上記ＲＦ入力ノ
イズ信号の一部を第３のパス（１８ｃ）に分離するため
の第１のキャリア無効ハイブリッド（３３）を備え、上記第３のパス（１８ｃ）は、第２の可変アッテネータ（１４ａ）と、第２の可変移相器（１３ａ）と、第２のキャリア無効ハイブリッド（３３ａ）とを備え、上記第２のパス（１８ａ）はディレイライン（１２）及
びローノイズアンプ（３５）を備え、該ローノイズアン
プ（３５）の出力は上記ミクサ（１５）の第２の入力に
結合されることを特徴とする請求項１に記載のノイズ測
定検査システム。
【請求項３】上記第２のパスは複数のディレイライン
（１２）を有するもので、上記複数のディレイライン
（１２）はスイッチ（３４）によって上記第２のパスに
選択的に結合されることを特徴とする請求項２に記載の
ノイズ測定検査システム。
【請求項４】上記ディレイライン（１２）は、該ディ
レイライン（１２）に結合されたサーキュレータと、キ
ャリア無効回路（３０）を備えることを特徴とする請求
項１に記載のノイズ測定検査システム。
【請求項５】上記ディレイライン（１２）は、上記第２のパス（１８ｂ）に配置されたサーキュレータ
（４１）と、このサーキュレータ（４１）に結合されたＲＦチューナ
（４２）と、このＲＦチューナ（４２）に結合されたディレイライン
（１２）と、上記ディレイラインに結合されたＲＦ調整可能な短絡回
路（４３）とを備えることを特徴とする請求項１に記載
のノイズ測定検査システム。
【請求項６】上記ディレイライン（１２）は、ファイ
バオプティックディレイライン（１２）で構成されるこ
とを特徴とする請求項１に記載のノイズ測定検査システ
ム。
【請求項７】上記ファイバオプティックディレイライ
ン（１２）は、上記第２のパス（１８ｂ）に配置されたサーキュレータ
（４１）と、このサーキュレータ（４１）に結合されたファイバオプ
ティックディレイライン（１２）と、上記ファイバオプティックディレイライン（１２）に結
合されたミラー（４３）とを備えることを特徴とする請
求項７に記載のノイズ測定検査システム。
【請求項８】第１の入力で第１のリファレンスＲＦ信
号及び第２の入力で上記供給されたＲＦノイズ信号を具
備する供給されたＲＦノイズ信号を受信するために配置
され、上記ミクサ（１５）の第１の入力に対して上記第
１のリファレンスＲＦ信号若しくは上記供給されたＲＦ
ノイズ信号のディレイされた信号の何れかを選択的に出
力するための第１のスイッチ（１７ａ）と、上記供給されたＲＦ信号を受信して第２の相対的ＲＦノ
イズ信号を出力する上記第１のパスに配置されたユニッ
トアンダーテストと、上記第２のＲＦノイズ信号を受信するための上記ユニッ
トアンダーテストに結合された第１の入力と、上記供給
されたＲＦノイズ信号を受信するために結合された第２
の入力とを有し、上記ミクサ（１５）の第２の入力に対
して可変アッテネータ（１４）及び可変移相器（１３）
を介して上記第２の相対的ＲＦノイズ信号若しくは上記
供給されたＲＦノイズ信号の何れかを選択的に出力する
ための第２のスイッチ（１７ｂ）とを更に具備すること
を特徴とする請求項１に記載のノイズ測定検査システ
ム。
【請求項９】上記調整可能なキャリア無効回路（３
０）は、作成されるべく感度ノイズ測定を与えるために
同軸ディレイラインが使用されることを特徴とする請求
項１に記載のノイズ測定検査システム。
【請求項１０】アナログ−デジタルコンバータ（２
８）と、ノイズ及びデータを出力するために上記ビデオ
アンプ（１６）の出力に結合されたデジタルプロセッサ
とを更に具備することを特徴とする請求項１に記載のノ
イズ測定検査システム。
【請求項１１】上記可変アッテネータ（１４）と可変
移相器（１３）に結合されて、その設定を自動的に制御
するためのコントロール手段を更に備えることを特徴と
する請求項１に記載のノイズ測定検査システム。
【請求項１２】上記可変アッテネータ（１４）と可変
移相器（１３）に結合され、最適な設定を提供するため
にその設定を適応的に制御するための適応性コンピュー
タコントロールシステムを更に備えることを特徴とする
請求項１に記載のノイズ測定検査システム。
【請求項１３】上記ファイバオプティックディレイラ
イン（１２）は、切換可能なライン長を有し、上記シス
テム（１０′）の測定感度を最適にするために選択され
ることを特徴とする請求項７に記載のノイズ測定検査シ
ステム。