JPH11118853A - ネットワークアナライザの自動較正 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長時間を要することなくマルチポート検査装
置の完全な伝送較正を可能にするネットワークアナライ
ザシステムの較正方法を提供すること。 【解決手段】 マルチポート検査装置(22)に接続された
無線周波数ネットワークアナライザシステム(21)が較正
される。マルチポート検査装置(22)中の各検査装置ポー
ト毎に初期較正が実施される。該初期較正は、まず最初
に較正基準を利用して測定較正を実施することにより行
われる。該較正基準は、マルチポート検査装置(22)の外
部に配置された基準平面内に位置する。該測定較正によ
り初期較正係数が得られる。該初期較正には、マルチポ
ート検査装置(22)内の電子基準(73〜77,80,83)を測定し
て初期測定電子基準を生成することも含まれる。前記初
期較正係数及び前記初期測定電子基準を利用して初期補
正電子基準が生成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、無線周波数及びマ
イクロ波ネットワークアナライザに関し、特に、ネット
ワークアナライザの自動較正に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】無線周波数（ＲＦ）ネットワークアナラ
イザシステムは、ネットワークアナライザから構成さ
れ、マルチポートテスト装置を含むことが可能である。
ネットワークアナライザは、合成無線周波発生源を、信
号分離のための組み込みカプラ、狭帯域受信器、ディス
プレイ、及びプロセッサと一体化したものである。

【０００３】測定較正は、信号処理中に誤差補正アレイ
を利用して系統的な測定誤差を補償することにより測定
正精度を向上させるプロセスである。測定較正は、Ca
l、精度の向上、及び誤差補正とも呼ばれる。測定誤差
は、ランダム誤差と系統的誤差とに分類される。ノイズ
及びコネクタの繰返し精度といったランダム誤差は、繰
り返し性のないものであり、測定較正により補正するこ
とはできない。

【０００４】トラッキング及びクロストークといった系
統的誤差は、大部分のＲＦ測定において最も重要な誤差
である。系統的誤差は、繰り返し性のあるものであり、
その殆どの部分を補正することが可能であるが、僅かな
残留誤差が残る可能性がある。これらの系統的誤差は、
時間及び温度に応じてドリフトし得るものである。

【０００５】系統的誤差は、システムの周波数応答、信
号経路間の分離、及びテスト機器における不整合に起因
するものである。周波数応答誤差（伝送及び反射トラッ
キング）は、周波数の関数となる利得誤差である。

【０００６】分離誤差は、伝送測定における信号経路間
のエネルギー漏洩によって生じる。この漏洩はクロスト
ークによるものである。また、反射測定の場合には、該
漏洩は不完全な指向性によるものである。指向性は、順
方向に進行する信号を逆方向に進行する信号から分離さ
せる信号分離装置の能力である。

【０００７】不整合誤差は、被検査装置（ＤＵＴ）のポ
ートインピーダンスとネットワークアナライザのポート
インピーダンスとの差から生じる。ソース整合誤差は、
ＤＵＴのソース側（ネットワークアナライザのRF OUT
側）で生じ、負荷整合誤差は、負荷側（ネットワークア
ナライザのRF IN側）で生じる。ＤＵＴがポートに直接
接続されていない場合には、ケーブル及びアダプタ等に
起因する不整合誤差は、ソース整合誤差または負荷整合
誤差の一部と考えることができる。

【０００８】ネットワークアナライザは、これらの検査
システム誤差を測定し補償するための幾つかの方法を有
している。各方法は、誤差モデルと呼ばれる方程式を利
用して１つまたは２つ以上の系統的誤差を除去する。質
の高い基準による（例えば、短絡、開放、負荷、スルー
での）測定を行うことにより、ネットワークアナライザ
は、誤差モデルにおける誤差項について解くことが可能
になる。較正された測定値の精度は、利用される基準の
質及び測定システムの安定性によって決まる。較正の基
準が極めて精密であるため、優れた精度を得ることがで
きる。

【０００９】伝送較正を実施するためには、４つの測定
基準(standard)、例えば、開放、短絡、負荷、及び、ス
ルーケーブルが利用される。ネットワークアナライザ
は、予め決定された数のポイントを用いて所定の周波数
帯域にわたり各基準について測定を行う。これらの基準
についての測定は、誤差モデルにおける誤差項について
解を求めるため、及び周波数応答及びソース整合により
生じる系統的誤差を除去するために利用される。

【００１０】また、反射較正を実施するためには、３つ
の測定基準、即ち、開放、短絡、及び負荷を利用して、
１ポート較正が実施される。ネットワークアナライザ
は、予め決定された数のポイントを利用して所定の周波
数帯域にわたり各基準について測定を行う。これらの基
準についての測定は、誤差モデルにおける誤差項につい
て解を求めるため、及び指向性、ソース整合、及び周波
数応答により生じる系統的誤差を除去するために利用さ
れる。

【００１１】ネットワークアナライザの較正に関する更
なる情報については、例えば、ヒューレットパッカード
社から入手可能な「HP 8712C 及び HP8714C RF Network
Analyzer User's Guide」(Part No.08712-90056,Octob
er,1996,pp6-1〜6-14)を参照されたい。

【００１２】検査装置のスイッチングを行うことによ
り、ネットワークアナライザの測定能力を単一の対をな
すポートから多数のポートへと拡張させることが可能と
なり、及び被検査装置に対して順方向及び逆方向の測定
を行うことが可能になる。検査装置は、ネットワークア
ナライザを利用して装置を検査する場合に、装置の接続
の手動による変更を排除して検査プロセスの完全な自動
化を可能にすることにより、スループットを大幅に増大
させるものとなる。

【００１３】しかし、ネットワークアナライザの後に検
査装置を追加すると、ネットワークアナライザシステム
本来の性能を大幅に劣化させる可能性がある。更に、検
査装置の特性は温度に応じてドリフトする。ベクトル誤
差補正は、（ネットワークアナライザ及び検査装置から
構成される）システムが極めて優れた性能を達成するこ
とを可能にするものであるが、検査装置のドリフトのた
め、頻繁な再較正が必要になる。装置によっては、マル
チポート較正の実施に30分を超える時間を要する可能性
があり、また、例えば８時間毎のシフトで、前記実施を
頻繁に繰り返すことが必要になる可能性がある。このた
め、スイッチング検査装置により提供されるスループッ
トの改善が大幅に減じられることになる。

【００１４】較正に必要な時間を短縮するために、各種
システムには、何らかの自動化機構が組み込まれてい
る。例えば、米国特許第5,434,511号、第5,467,021号、
第5,537,046号、第5,548,221号、及び第5,578,932号に
は、電子的な基準を用いたコンピュータ支援による較正
を実施して、較正プロセスを、より時間を要さず、より
誤差の発生しないものにする、電子的な較正アクセサリ
について記載されている。しかし、これら電子的な較正
アクセサリを利用する場合には、手動でモジュールを測
定ポートに接続することが必要になる。米国特許第5,58
7,934号にも、手動接続を必要とする電子的な較正モジ
ュールが記載されている。

【００１５】米国特許第5,578,932号には、マルチポー
ト検査装置に電子的な較正を取り入れるための技法が示
されている。しかし、この技法は、高精度の特性の電子
的基準を利用するものと思われる。これは、現時点で
は、ネットワークアナライザのフロントパネル上のポー
ト以外の場所における較正を考慮したものである。

【００１６】米国特許第5,548,538号には、ネットワー
クアナライザ内部の較正を含む技法が開示されている。
この技法は、検査装置ポートの前面に高精度の特性の２
ポートモジュールを追加することを必要とする。検査装
置のポートにおける既知の基準に対する該２ポートモジ
ュールについての誤差マトリクスが求められる。次いで
該誤差マトリクスを利用して、２ポートモジュール内に
おける電子的な較正基準の反射係数を計算し、それ以降
の自動較正を可能にすることができる。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、これら既存の
技法は全て、マルチポート検査装置に適用した場合に、
依然として極めて時間のかかるものであり、マルチポー
ト検査装置の完全な伝送較正に利用する場合には、極め
て複雑なものとなる。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の望ましい実施態
様によれば、ネットワークアナライザシステムが較正さ
れる。例えば、ネットワークアナライザシステムには、
無線周波数ネットワークアナライザまたはマイクロ波ネ
ットワークアナライザが含まれている。ネットワークア
ナライザシステムにおける各検査ポート毎に初期較正が
実施される。該初期較正は、まず最初に較正基準を利用
して測定較正を実施することにより行われる。該較正基
準は、ネットワークアナライザシステムの外部に配置さ
れた基準平面に配置される。該測定較正により初期較正
係数が得られる。該初期較正には、ネットワークアナラ
イザシステム内における電子基準を測定して初期測定電
子基準を生成することも含まれる。該初期較正係数及び
初期測定電子基準を利用して初期補正電子基準が生成さ
れる。

【００１９】該初期較正の後、自動再較正が周期的に実
施される。該自動再較正の実施時に、ネットワークアナ
ライザシステム内の電子基準が測定されて、再較正測定
電子基準が生成される。該再較正測定電子基準及び前記
初期補正電子基準を利用して再計算較正係数が得られ
る。

【００２０】望ましい実施態様では、電子基準には、開
放、短絡、及び負荷が含まれる。ここで、「開放」と
は、開回路を近似する回路を意味し、「短絡」とは、短
絡回路を近似する回路を意味し、「負荷」とは、反射係
数がゼロの回路を近似する回路を意味している。初期較
正係数には、３つの反射誤差係数、即ち、指向性（DI
R）、ソース整合（SM）、及び反射トラッキング（RT）
が含まれている。また該初期較正係数には、１つの伝送
誤差係数、即ち伝送トラッキング（TT）も含まれてい
る。

【００２１】本発明はまた、ネットワークアナライザに
接続されたマルチポート検査装置をネットワークアナラ
イザシステムが備えている場合にも良好に機能する。こ
の場合には、ネットワークアナライザシステムの検査ポ
ートは、マルチポート検査装置の検査装置ポートであ
り、電子基準は、マルチポート検査装置内に収容されて
いる。

【００２２】また、望ましい実施態様では、初期較正中
に測定較正を実施する際に、反射較正基準の測定値（R_
RAW）が、次に示す誤差モデル方程式に従って、反射較
正基準の補正値（R_COR）と関連付けされる。

【００２３】

【数１】

【００２４】初期較正中に測定較正を実施する際にはま
た、伝送較正基準の測定値（T_RAW）が、次に示す誤差
モデル方程式に従って、伝送較正基準の補正値（T_CO
R）と関連付けされる。

【００２５】

【数２】

【００２６】望ましい実施態様では、検査装置ポート
は、対をなすように分割される。初期較正において測定
較正を実施する際に、固定具及びケーブルの伝送応答と
対をなすポートの較正スルー伝送応答との第１の比が求
められる。該較正スルー伝送応答は、較正スルーライン
を用いて検査装置ポートの各対を電気的に接続すること
により求められる。また固定具及びケーブルの伝送応答
は、固定具及びケーブルを用いて検査装置ポートの各対
を互いに電気的に接続することにより求められる。例え
ば、較正スルーラインが電子的にスイッチングされ、ま
た、固定具及びケーブルが基準平面において物理的に接
続される。

【００２７】第２の検査装置ポートが第３の検査装置ポ
ートと対をなす場合に第１の検査装置ポートと第２の検
査装置ポートとの間の伝送応答誤差係数を計算する場合
には、第３の検査装置ポートと第２の検査装置ポートの
間における内部的な較正スルー経路伝送値の伝送応答が
測定される。第３の検査装置ポートと第２の検査装置ポ
ートとの間における内部的な較正スルー経路伝送値の伝
送応答には、第１の比及び第２の比が乗算される。第１
の比は上述のようにして計算される。また第２の比は、
マルチポート検査装置の反射入力と第１のポートとの間
における伝送応答と、マルチポート検査装置の反射入力
と第３のポートとの間における伝送応答との比である。

【００２８】また、望ましい実施態様では、マルチポー
ト検査装置は、反射入力、伝送出力、複数の検査装置ポ
ート、複数のポートライン、第１のスイッチング手段、
第２のスイッチング手段、及び複数のインターフェイス
を備えている。反射入力は、ネットワークアナライザに
接続するためのものである。伝送出力は、ネットワーク
アナライザに接続するためのものである。各ポートライ
ンは、複数の検査装置ポートのうちの１つの検査装置ポ
ートに関連するものである。第１のスイッチング手段
は、複数のポートラインのうちの１つに反射入力を接続
する。第２スイッチング手段は、複数のポートラインの
うちの１つに伝送出力を接続する。各インターフェイス
は、複数の検査装置ポートのうちの１つの検査装置ポー
トに関連するものである。第１のインターフェイスは、
複数の電子基準、第１のインターフェイスに関連する第
１の検査装置ポートに対する検査装置ライン、及び選択
手段を備えている。該選択手段は、複数の電子基準のう
ちの１つの電子基準を選択し、または第１のポートライ
ンに接続すべき検査装置ラインを複数のポートラインの
中から選択する。第１のポートラインは第１の検査装置
ポートに関連している。電子基準のうちの１つは、複数
のインターフェイスのうちの第２のインターフェイスに
対するスルー伝送ラインを備えている。該第２のインタ
ーフェイスは、複数の検査装置ポートのうちの第２の検
査装置ポートに関連している。該第２の検査装置ポート
は第１の検査装置ポートと対をなしている。

【００２９】本発明は、ユーザにより選択された一平面
における初期較正に基づく完全に自動的な較正を可能に
するものである。更に、本発明は、マルチポート伝送較
正を単純化し、全ての検査装置ポート間に「スルー」接
続を施すことを必要とせずに該マルチポート伝送較正を
実施することを可能にするものである。

【００３０】

【発明の実施の形態】図１は、被検査装置（ＤＵＴ）23
に接続されたネットワークアナライザシステムを簡素化
して示すブロック図である。該無線周波数ネットワーク
アナライザシステムは、マルチポート検査装置22に接続
されたネットワークアナライザ21を備えている。該ネッ
トワークアナライザ21は、例えば、無線周波ネットワー
クアナライザまたはマイクロ波ネットワークアナライザ
である。該無線周波数ネットワークアナライザシステム
は、マルチポート検査装置22の検査装置ポートを用いて
被検査装置（ＤＵＴ）23に接続される。該ＤＵＴ23は、
ポート26及びポート27を有している。ネットワークアナ
ライザ21は、無線周波数（ＲＦ）出力ポート24と無線周
波数（ＲＦ）入力ポート25とを有している。検査を実施
するために、マルチポート検査装置22は、検査装置ポー
ト31,32,33,34,35,36,37,38,38,39,40,41,42のうちの１
つに反射ポート28を接続する。同様に、検査を実施する
ために、マルチポート検査装置22は、検査装置ポート3
1,32,33,34,35,36,37,38,38,39,40,41,42のうちの他方
の１つに伝送ポート29を接続する。マルチポート検査装
置22は、図示のように12の検査装置ポートを有している
が、それ以外の個数の（例えば４個、６個、８個等の）
検査装置ポートを有することも可能である。

【００３１】図２は、従来技術による無線周波数ネット
ワークアナライザ21を簡素化して示すブロック図であ
る。無線周波数発生源51は、ＲＦ出力ポート24に無線周
波数出力信号を送出する。該無線周波数出力信号は、基
準信号ライン52及び反射信号ライン53にも接続される。
アナログディジタル変換器（ＡＤＣ）58は、ミキサ54、
ミキサ56、及びミキサ55に接続される。該ミキサ55は、
反射信号ライン53に接続される。

【００３２】アナログディジタル変換器58によって受信
される信号は、ディジタル信号に変換されて、信号プロ
セッサ59に送られる。該信号プロセッサ59は、該信号を
処理してディスプレイ60上にデータを表示する。信号プ
ロセッサ59は、信号の処理の途中に、較正中に計算され
た誤差補正アレイデータを使用して測定データの補正を
行う。

【００３３】図３は、マルチポート検査装置22の一部を
示す説明図であり、マルチポート検査装置22のポートの
すぐ後方の電子基準を示している。スイッチ61は、反射
ポート28に接続すべきインターフェイスを、検査装置ポ
ート31,32,33,34,35,36,37,38,38,39,40,41,42のうちの
１つから選択する。図３には、検査装置ポート36のイン
ターフェイスを反射ポート28に接続するために用いられ
るライン69、及び、検査装置ポート35のインターフェイ
スを反射ポート28に接続するために用いられるライン71
が示されている。ライン81は、他の検査装置ポートのイ
ンターフェイスを反射ポート28に接続するために用いら
れるものである。４つのラインしか示していないが、マ
ルチポート検査装置22が12の検査装置ポートを備えてい
る場合には、実際にはライン69,71に加えて10本のライ
ンが存在する。

【００３４】スイッチ62は、伝送ポート29に接続すべき
インターフェイスを検査装置ポート31,32,33,34,35,36,
37,38,38,39,40,41,42のうちの１つから選択する。図３
には、検査装置ポート36のインターフェイスを伝送ポー
ト29に接続するために用いられるライン70、及び、検査
装置ポート35のインターフェイスを伝送ポート29に接続
するために用いられるライン72が示されている。ライン
82は、他の検査装置ポートのインターフェイスを伝送ポ
ート29に接続するために用いられるものである。４つの
ラインしか示していないが、マルチポート検査装置22が
12の検査装置ポートを備えている場合には、実際にはラ
イン70,72に加えて10本のラインが存在する。

【００３５】スイッチ68は、検査装置ポート36のインタ
ーフェイスがライン69,70の何れに接続されるかを選択
する。スイッチ67は、インターフェイスが、検査装置ポ
ート36に対して選択されるか、又は、開放76、短絡75、
負荷80、若しくは較正スルーライン73に対して選択され
るかを選択する。開放76、短絡75、負荷80、及び較正ス
ルーライン73は、検査装置ポート36を伴なう電子的な較
正のための内部的な基準として使用される。開放76、短
絡75、及び負荷80は、指向性、ソース整合、及び反射ト
ラッキングの解を得ることを可能にする反射基準であ
る。較正スルーライン73は、伝送トラッキングの解を得
ることを可能にする。スイッチ66は、検査装置ポート36
を活動状態にするか又は負荷79に接続するかを選択す
る。

【００３６】スイッチ63は、検査装置ポート35のインタ
ーフェイスをライン71,72の何れに接続するかを選択す
る。スイッチ64は、インターフェイスを検査装置ポート
35に対して選択するか、又は開放74、短絡83、負荷77、
若しくは較正スルーライン73に対して選択するかを選択
する。開放74、短絡83、負荷77、及び較正スルーライン
73は、検査装置ポート35を伴なう電子的な較正のための
内部的な基準として使用される。開放74、短絡83、及び
負荷77は、指向性、ソース整合、及び反射トラッキング
の解を得ることを可能にする反射基準である。較正スル
ーライン73は、伝送トラッキングの解を得ることを可能
にする。スイッチ65は、検査装置ポート35を活動状態に
するか又は負荷78に接続するかを選択する。

【００３７】マルチポート検査装置22は電子的な較正を
可能にする。反射測定の場合には、１ポート較正が使用
される。反射誤差係数、即ち、指向性（DIR）、ソース
整合（SM）、及び、反射トラッキング（RT）を求めるに
は、３つの較正基準の測定が必要になる。それら３つの
係数は、次の数３に従い、実際のデータ（R_COR）に関
して測定データを表すために使用される。

【００３８】

【数３】

【００３９】該３つの係数について解を求めるために３
つの既知の量の測定が行われる。この３つの既知の量は
任意の量とすることが可能なものである。望ましい実施
態様では、開放、短絡、及び負荷が使用される。開放と
は開回路を近似した回路を意味し、短絡とは短絡回路を
近似した回路を意味し、負荷とは反射係数がゼロの回路
を近似した回路を意味している。

【００４０】従って、各検査装置ポートのインターフェ
イスには、開放、短絡、及び負荷を近似した回路が含ま
れている。例えば、検査装置ポート36の場合には、開放
76が開放のために、短絡75が短絡のために、負荷80が負
荷のために用いられる。例えば、検査装置ポート35の場
合には、開放74が開放のために、短絡83が短絡のため
に、負荷77が負荷のために用いられる。開放、短絡、及
び負荷は、回路の実施を容易にするために使用された
が、それぞれが十分に異なるインピーダンスを呈するも
のである限り、上記以外の任意の３つの基準を使用する
ことが可能である。係数の生成に関する更なる情報につ
いては、ヒューレットパッカード社から入手可能な、
「HP8753D Network Analyzer User's Guide」（Part N
o.08753-90257,September,1995,pp.6-37〜6-44）を参照
されたい。

【００４１】伝送測定の場合、強化された応答較正（ソ
ース整合及び周波数応答の補正）が使用される。検査装
置ポートは、対をなすように分割され、該各対の間での
切り換えが可能な較正スルー経路を備えている。該較正
スルー経路により、自己較正のための伝送経路が提供さ
れる。例えば、較正スルーライン73は、検査装置ポート
35及び検査装置ポート36からなる対のための較正スルー
経路として機能する。

【００４２】伝送に関する実際のデータ（T_COR）を計
算する場合、反射誤差係数であるソース整合（SM）及び
伝送誤差係数である伝送トラッキング（TT）を使用し、
次の数４に従って、実際のトラッキング（測定）データ
（T_RAW）が修正される。

【００４３】

【数４】

【００４４】反射誤差係数であるソース整合（SM）は、
数３を解く際に計算されるので、１つの伝送誤差係数で
ある伝送トラッキング（TT）について解を求めるには１
つの測定値しか必要とされない。

【００４５】望ましい実施態様の場合、自動較正の実施
前に初期較正が実施される。初期較正の第１の部分は、
既知の１組の基準に関して測定較正を実施する。３つの
反射誤差係数及び１つの伝送誤差係数についての値を生
成するため、３回の反射測定及び１回の伝送測定が実施
される。測定較正は、較正キット定義(calibration kit
definition)を提供することが可能な任意のコネクタタ
イプにおいて任意の基準平面で実施することが可能であ
る。一般に、測定較正の場合、較正基準は、マルチポー
ト検査装置22とＤＵＴ23の間に配置されて可能な限りＤ
ＵＴ23に近い平面内にある較正基準が使用される。上述
のように、測定較正により、反射誤差係数である指向性
（DIR）、ソース整合（SM）、及び反射トラッキング（R
T）と、伝送誤差係数である伝送トラッキング（TT）と
についての値が得られる。

【００４６】検査装置内部の電子基準（即ち、開放、短
絡、負荷、及びスルー）が測定され、その結果として得
られる補正項（R_COR及びT_COR）が、測定較正による係
数を使用して、電子基準の各々について計算される。内
部電子基準（即ち、開放、短絡、及び負荷の場合）は、
較正基準平面の後方にあるので、負の電気的遅延を示す
ものとなる。反射率の高い基準（即ち、開放及び短絡）
は、１を超える反射係数の大きさを示す可能性がある。
反射測定の場合、３つの反射基準（即ち、開放、短絡、
及び負荷）だけしか測定されず、各反射基準毎の値R_CO
Rは、以降の自動較正のためにセーブされる。伝送測定
の場合には、較正スルーも測定され、結果的に得られる
値T_CORがセーブされる。記憶された値R_COR,T_CORは、
以降の自動較正のために用いられる。電子基準は、単純
で且つ極めて安定したものとなるよう設計されるので、
初期較正（測定較正を含む）は、例えば月１回といった
長い間隔で繰り返せば十分である。

【００４７】ネットワークアナライザ21及びマルチポー
ト検査装置22におけるハードウェアのドリフトは、測定
正精度の低下を生じさせるものとなる。周期的に、例え
ば、30分使用する毎に、自動再較正を実施して、較正さ
れたシステムの初期の精度を回復させる。

【００４８】自動再較正は、初期較正において計算され
た初期補正電子基準（R_COR及びT_COR）を使用して実施
される。自動再較正を実施する場合には、３つの反射基
準のそれぞれについてR_RAWが測定され、各反射基準に
関する記憶値R_COR（初期補正電子基準のうちの１つ）
を使用して３つの反射誤差係数である指向性（DIR）、
ソース整合（SM）、及び反射トラッキング（RT）が再計
算される。また、T_RAWが測定され、記憶値T_COR（初期
補正電子基準のうちの１つ）を使用して伝送誤差係数で
ある伝送トラッキング（TT）が再計算される。

【００４９】図４には、上述のような自動再較正が示さ
れている。ステップ91で、ネットワークアナライザ21に
おいて測定誤差補正がディセーブルにされる。ステップ
92では、電子的な較正基準の無補正測定が行われる。反
射測定の場合には３つの反射基準が測定される。また伝
送測定の場合には較正スルー経路も測定される。

【００５０】ステップ93は、ステップ92で得られた測定
値から誤差係数アレイが計算される。計算された誤差係
数アレイは、初期較正によるものと同一の内部基準の補
正測定値を提供するものとなる。初期補正電子基準に加
えて、３つの反射基準の測定値により、指向性、ソース
整合、及び反射トラッキングの解を求めることが可能と
なる。

【００５１】ステップ94で、計算された誤差係数は、後
続の測定に関する誤差補正に備えてネットワークアナラ
イザ21にロードされる。

【００５２】自動再較正の後、補正された内部基準の測
定値は、初期較正によるものと同一になる。該自動再較
正により、ネットワークアナライザ21内の反射率計の測
定ドリフト、及び、マルチポート検査装置22内におけ
る、較正に用いられる内部基準の位置までの、検査装置
信号経路内の全ハードウェアの測定ドリフトを除去する
ことが可能になる。信号経路内における除去不能なドリ
フト源は、内部基準自体のドリフトと、マルチポート検
査装置22内の信号経路において基準の後方に位置するケ
ーブル、コネクタ、及び固定具のドリフトだけである。

【００５３】ここまでは、マルチポート検査装置を含む
無線周波数ネットワークアナライザシステムの較正につ
いて説明してきた。マルチポート検査装置を含まないネ
ットワークアナライザシステムの場合には、電子基準
は、ネットワークアナライザ21内においてＲＦ出力ポー
ト24及びＲＦ入力ポート25の後方に移動させられる。こ
の場合、上述の初期較正及び自動再較正は、ＲＦ出力ポ
ート24及びＲＦ入力ポート25を使用して実施される。こ
の場合、ＲＦ出力ポート24及びＲＦ入力ポート25は、ネ
ットワークアナライザシステムの検査ポートである。

【００５４】12ポートの検査装置を用いた完全な伝送較
正には、通常は、考え得る132の伝送経路の全てついて
特性を明らかにすることが必要になる。この較正は、そ
れに要する時間のため、高スループットの製造には不適
当である。このため、製造者は、伝送経路の絶対数にま
で検査を削減せざるを得ない。その結果、較正時間は短
縮されるが、大規模なマルチポート装置の場合には、そ
の経路数は依然として極めて多いものとなる。

【００５５】12ポート検査装置の考え得る132の経路の
全てについて自動較正を実施するためには、該132の経
路の任意の経路を提供することが可能な較正マトリクス
が必要になる。かかるマトリクスは、極めて複雑なもの
となり、12路を超えるスイッチマトリクスでさえスイッ
チング検査装置をなすように設計されることになる。こ
れにより、較正マトリクスは検査装置より不安定なもの
になる。このため、本発明の望ましい実施態様の場合に
は、異なる方法が使用される。

【００５６】詳細には、伝送応答信号経路が６つの部分
へと分割される。該経路の第１の部分は、ネットワーク
アナライザ21内にある。該経路の第２の部分は、ネット
ワークアナライザ21のＲＦ出力ポート24から反射ポート
28までである。該経路の第３の部分は、反射ポート28か
ら検査装置ポート31へとＲＦ信号を経路指定する配線及
び検査装置スイッチである。該経路の第４の部分は、検
査装置ポート31から検査装置ポート36までのカスタム配
線及び固定具である。該経路の第５の部分は、検査装置
ポート36から伝送ポート29へとＲＦ信号を経路指定する
配線及び検査装置スイッチである。該経路の第６の部分
は、伝送ポート29からネットワークアナライザ21のＲＦ
入力ポート25へと戻る部分である。

【００５７】較正スルー経路を有する一対の検査装置ポ
ート間で伝送測定を実施する場合、該対のための較正ス
ルーラインを使用することが可能である。例えば、検査
装置ポート35と検査装置ポート36との間で伝送測定を実
施する場合に、スイッチ67が較正スルーライン73に接続
し、スイッチ64が較正スルーライン73に接続し、これに
より較正スルー経路が提供される。

【００５８】較正スルー経路を間に有さない（即ち
「対」でない）ポート間で伝送測定が実施される場合に
は、反射ポート及び対をなすポートの後方の基準の反射
測定、及び対をなすポートと伝送ポートとの間の較正ス
ルー経路の伝送測定が実施される。従って、伝送信号経
路応答を数学的に分離し及び任意の２つのポート間で自
動較正を実施することが可能である。

【００５９】図５は、較正スルー経路を間に有さない検
査装置ポート31,36間で実施される伝送測定に関する伝
送応答のさまざまな構成要素を示している。ネットワー
クアナライザ伝送応答（T_NA）は、ネットワークアナラ
イザ21を介した伝送応答である。反射ポート伝送応答
（T_REFL）は、反射ポート28から検査装置ポート31（反
射ポート）までの経路101に沿った伝送応答である。固
定具及びケーブル（T_CUST）の伝送応答は、検査装置ポ
ート31と検査装置ポート36との間の経路102に沿った伝
送応答である。

【００６０】対をなすポートの伝送応答（T_PAIR）は、
反射ポート28から検査装置ポート35（対をなすポート）
までの経路103に沿った伝送応答である。伝送ポートの
伝送応答（T_TRAN）は、検査装置ポート36（伝送ポー
ト）から伝送ポート29までの経路105に沿った伝送応答
である。較正スルー伝送応答（T_CALTHRU）は、検査装
置ポート35から検査装置ポート36までの経路104に沿っ
た伝送応答である。経路10は、電子スルー較正基準（ス
ルーラインとも呼ばれる）である。

【００６１】図６は、本発明の望ましい実施態様による
較正スルー経路のない２つのポートに関する伝送信号経
路応答の分離と自動較正の実施を示すフローチャートで
ある。

【００６２】ステップ111において、対をなすポートと
伝送ポートの間で伝送応答較正が実施される。典型的に
は、このステップは、初期較正において自動較正の前に
実施される。この較正中に、検査装置ポート35と検査装
置ポート36との間で内部較正スルー経路の測定が行われ
る。

【００６３】この較正の結果として、内部較正スルー経
路の補正測定値（T_COR）が、初期較正による伝送応答
誤差係数項（TT）に対するネットワークアナライザ21に
より行われた内部較正スルー経路の無補正測定の値（T_
RAW）の比として計算される。内部較正スルー経路の無
補正測定値（T_RAW）及び伝送応答誤差係数項（TT）
は、上述のネットワークアナライザ伝送応答（T_NA）、
固定具及びケーブルの伝送応答（T_CUST）、対をなすポ
ートの伝送応答（T_PAIR）、伝送ポートの伝送応答（T_
TRAN）、及び較正スルー伝送応答（T_CALTHRU）に関し
て得られる。これは、次式により表される。

【００６４】

【数５】

【００６５】各方向における各対毎に比（T_CALTHRU／T
_CUST）は、セーブされ、内部較正スルー経路を介した
伝送測定値を、マルチポート検査装置22の対応する検査
装置ポートに接続されたケーブル及び固定具を介した測
定値へと数学的に変換するために使用される。

【００６６】ステップ112では、検査装置ポート31（反
射ポート）に関する反射トラッキング誤差係数（RT_Ref
l）が、検査装置ポート31の後方の３つの反射基準の測
定値と初期較正の結果とから計算される。ネットワーク
アナライザ21の反射応答（R_NA）及び上述の反射ポート
伝送応答（T_REFL）に関し、反射トラッキング誤差係数
（RT_Refl）は次式のように表される。

【００６７】RT_Refl＝R_NA×(T_REFL)²該方程式におい
て、（T_REFL)²は、反射ポート28から検査装置ポート31
へ、更に反射ポート28へと戻る２方向損失である。

【００６８】ステップ113では、検査装置ポート35（対
をなすポート）に関する反射トラッキング誤差係数（RT
_Pair）が、検査装置ポート35の後方の３つの反射基準
の測定値と初期較正の結果とから計算される。ネットワ
ークアナライザ21の反射応答（R_NA）及び上述の対をな
すポートの伝送応答（T_Pair）に関し、検査装置ポート
35についての反射トラッキング誤差係数（RT_Pair）
は、次式のように表される。

【００６９】RT_Pair＝R_NA×(T_PAIR)²該方程式におい
て、(T_PAIR)²は、反射ポート28から検査装置ポート35
へ、更に反射ポート28へと戻る２方向損失である。

【００７０】ステップ114では、検査装置ポート31につ
いての反射トラッキング誤差係数（RT_Refl）と検査装
置ポート35についての反射トラッキング誤差係数（RT_P
air）との比が、次式のように単純化される。

【００７１】

【数６】

【００７２】ネットワークアナライザ21の反射応答（R_
NA）が、検査装置ポート31の反射トラッキング誤差係数
（RT_Refl）及び検査装置ポート35の反射トラッキング
誤差係数（RT_Pair）の両者と共通しているため、この
項は相殺される。

【００７３】ステップ115では、次式に示すように、該
比の平方根が求められる。

【００７４】

【数７】

【００７５】該平方根を求める場合には、補正符号を選
択しなければならない。平方根中の量は、正に２つの挿
入損失の比であるため、最も一定したグループ遅延（gr
oupdelay）を与える符号が選択される。望ましい実施態
様の場合、検査装置ポートの設計がほぼ同一であるた
め、損失比のグループ遅延は極めてゼロに近いはずであ
る。グループ遅延は、周波数に対する位相の変化率であ
る。符号は、連続する周波数測定ポイント間で比の位相
変化が限りなく小さくなるように選択される。反射ポー
ト及び対をなすポートを介した損失の比が決定される
と、単にその比を乗算するだけで、該対をなすポートを
介して得られた伝送測定値を反射ポートを介した測定値
へと数学的に変換することができる。

【００７６】ステップ116では、ネットワークアナライ
ザ21におけるベクトル誤差補正がオフにされる。内部較
正スルー経路伝送値（T_SELFCAL）は、次式に示すよう
になる。

【００７７】T_SELFCAL＝T_NA×T_PAIR×T_CALTHRU×T_
TRANステップ117では、内部較正スルー経路伝送値（T_S
ELFCAL）に、ステップ114で計算された比(T_REFL／T_PA
IR）と、ステップ111で計算された比(T_CALTHRU／T_CUS
T）とが乗算される。これを次式に示す。

【００７８】

【数８】

【００７９】これは、検査装置ポート31（反射ポート）
から検査装置ポート36（伝送ポート）までの間で行われ
る伝送測定に関する伝送応答誤差係数アレイである。こ
の量は、被検査装置を切断することなく、及び検査装置
ポート31と検査装置ポート36との間で実際に伝送測定を
行うことなく、上述の自動較正アルゴリズムにより求め
られる。

【００８０】以上の説明は、単に本発明の典型的な方法
及び実施態様を開示及び解説したものにすぎない。当業
者には明らかなように、本発明は、その思想または本質
的な特徴から逸脱することなく、他の特定の形態で実施
することが可能なものである。従って、本発明の開示
は、その例示を意図したものであって、特許請求の範囲
に規定する本発明の範囲を制限するものではない。

【００８１】以下においては、本発明の種々の構成要件
の組み合わせからなる例示的な実施態様を示す。

【００８２】1．ネットワークアナライザシステム(21,2
2)の較正を実施するための方法であって、(a)ネットワ
ークアナライザシステム(21,22)の各検査ポート(24,25,
31〜42)の初期較正を実施する初期較正ステップであっ
て、(a.1)ネットワークアナライザシステム(21,22)の外
部に配置された基準平面内に位置する較正基準を使用し
て測定較正を実施して初期較正係数を生成し、(a.2)ネ
ットワークアナライザシステム(21,22)内の電子基準(73
〜77,80,83)を測定して初期測定電子基準を生成し、(a.
3)前記初期較正係数及び前記測定電子基準を使用して初
期補正電子基準を生成する、という各サブステップを含
む、初期較正ステップと、(b)自動再較正を実施する自
動再較正ステップであって、(b.1)ネットワークアナラ
イザシステム(21,22)内の電子基準(73〜77,80,83)を測
定して再較正測定電子基準を生成し、(b.2)該再較正測
定電子基準及び前記初期補正電子基準を使用して再計算
較正係数を生成する、という各サブステップを含む、自
動再較正ステップとを有することを特徴とする、ネット
ワークアナライザシステムの較正方法。

【００８３】２．前記サブステップ(a.2)において、電
子基準(73〜77,80,83)が、開放(74,76)、短絡(75,83)、
及び負荷(77,80)を近似する、前項１に記載の方法。

【００８４】３．前記サブステップ(a.1)において、前
記初期較正係数が、３つの反射誤差係数、即ち、指向性
(DIR)、ソース整合(SM)、及び反射トラッキング(RT)
と、１つの伝送誤差係数、即ち、伝送トラッキング(TT)
とを含んでいる、前項１に記載の方法。

【００８５】４．前記サブステップ(a.1)において、反
射較正基準についての測定値(R_RAW)が、次式に従い、
該反射較正基準についての補正値(R_COR)に関連する、
前項３に記載の方法。

【００８６】

【数９】

【００８７】５．前記サブステップ(a.1)において、伝
送較正基準についての測定値(T_RAW)が、次式に従い、
該伝送較正基準についての補正値(T_COR)に関連する、
前項３に記載の方法。

【００８８】

【数１０】

【００８９】６．前記サブステップ(a.3)において、前
記初期補正電子基準が反射較正基準を含んでおり、該反
射較正基準についての測定値(R_RAW)が、次式に従い、
反射較正基準に関する補正値(R_COR)に関連する、前項
３に記載の方法。

【００９０】

【数１１】

【００９１】７．前記サブステップ(a.3)において、前
記初期補正電子基準が伝送較正基準を含んでおり、該伝
送較正基準についての測定値(T_RAW)が、次式に従い、
該伝送較正基準に関する補正値(T_COR)に関連する、前
項３に記載の方法。

【００９２】

【数１２】

【００９３】８．前記ネットワークアナライザシステム
(21,22)が、マルチポート検査装置(22)に接続されたネ
ットワークアナライザ(21)を備えており、該ネットワー
クアナライザシステム(21,22)の前記検査ポート(24,25,
31〜42)が、前記マルチポート検査装置(22)の検査装置
ポート(31〜42)である、前項１に記載の方法。

【００９４】９．前記検査装置ポート(31〜42)が、対を
なすように分割され、前記サブステップ(a.1)が、前記
検査装置ポート(31〜42)の各対毎に伝送係数を生成する
ために使用されるサブステップ、即ち、(a.1.1)固定具
及びケーブルの伝送応答と較正スルー伝送応答との第１
の比を求め、この場合に、該較正スルー伝送応答が、較
正スルーラインを使用して検査装置ポート(31〜42)の各
対を電気的に接続することにより求められ、及び前記固
定具及びケーブルの伝送応答が、固定具及びケーブルを
使用して検査装置ポート(31〜42)の各対を互いに電気的
に接続することにより求められる、というサブステップ
を含む、前項８に記載の方法。

【００９５】10．第２の検査装置ポート(36)が第３の検
査装置ポート(35)と対をなしている場合に第１の検査装
置ポート(31)と前記第２の検査装置ポート(36)との間に
おける伝送応答誤差係数を計算する際に、前記サブステ
ップ(b.1)が、前記第３の検査装置ポート(35)と前記第
２の検査装置ポート(36)との間における内部較正スルー
経路伝送値の伝送応答を測定することを含み、前記サブ
ステップ(b.2)が、前記サブステップ(b.1)で測定された
前記第３の検査装置ポート(35)と前記第２の検査装置ポ
ート(36)との間における内部較正スルー経路伝送値の伝
送応答に、前記第３の検査装置ポート(35)と前記第２の
検査装置ポート(36)との間の内部較正スルー経路伝送値
に関して前記サブステップ(a.1.1)で計算された第１の
比と、前記マルチポート検査装置の反射入力と前記第３
のポートとの間の伝送応答に対する前記マルチポート検
査装置の反射入力と前記第１のポートとの間の伝送応答
の比である第２の比とを乗算することを含む、前項９に
記載の方法。

【図面の簡単な説明】

【図１】マルチポート検査装置を用いた被検査装置に対
するネットワークアナライザの接続の概要を示すブロッ
ク図である。

【図２】従来技術による無線周波数ネットワークアナラ
イザを簡略化して示すブロック図である。

【図３】本発明の望ましい実施態様によるマルチポート
検査装置の一部を示す説明図である。

【図４】本発明の望ましい実施態様による自動再較正を
示すフローチャートである。

【図５】本発明の望ましい実施態様による自動較正で用
いられる較正スルー経路の概要を示すブロック図であ
る。

【図６】本発明の望ましい実施態様による較正スルー経
路の存在しない２つのポートについての伝送信号経路応
答の分離と自動較正の実施とを示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

21,22 ネットワークアナライザシステム() 24 ＲＦ出力ポート 25 ＲＦ入力ポート 31〜42 検査装置ポート 73 較正スルーライン 74,76 開放 75,83 短絡 77〜80 負荷

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ネットワークアナライザシステム(21,22)
   の較正を実施するための方法であって、(a)ネットワー
   クアナライザシステム(21,22)の各検査ポート(24,25,31
   〜42)の初期較正を実施する初期較正ステップであっ
   て、 (a.1)ネットワークアナライザシステム(21,22)の外部に
   配置された基準平面内に位置する較正基準を使用して測
   定較正を実施して初期較正係数を生成し、 (a.2)ネットワークアナライザシステム(21,22)内の電子
   基準(73〜77,80,83)を測定して初期測定電子基準を生成
   し、 (a.3)前記初期較正係数及び前記測定電子基準を使用し
   て初期補正電子基準を生成する、という各サブステップ
   を含む、初期較正ステップと、(b)自動再較正を実施す
   る自動再較正ステップであって、 (b.1)ネットワークアナライザシステム(21,22)内の電子
   基準(73〜77,80,83)を測定して再較正測定電子基準を生
   成し、 (b.2)該再較正測定電子基準及び前記初期補正電子基準
   を使用して再計算較正係数を生成する、という各サブス
   テップを含む、自動再較正ステップとを有することを特
   徴とする、ネットワークアナライザシステムの較正方
   法。