JPH1138054A - ネットワーク・アナライザのキャリブレーション方法 - Google Patents
ネットワーク・アナライザのキャリブレーション方法Info
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- JPH1138054A JPH1138054A JP19418897A JP19418897A JPH1138054A JP H1138054 A JPH1138054 A JP H1138054A JP 19418897 A JP19418897 A JP 19418897A JP 19418897 A JP19418897 A JP 19418897A JP H1138054 A JPH1138054 A JP H1138054A
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- load
- open
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロード素子の反射係数を０と仮定することな
く、既知の値として誤差要因を取得するネットワーク・
アナライザの１ポートキャリブレーション方法。 【解決手段】 既知の反射係数を有するオープン素子と
ショート素子とロード素子を用い、その反射係数Ａopen
とＡshort とＡloadとをメモリし、それぞれの素子を端
子に交互に接続し、信号源より信号を送信し、その応答
信号Ｓ11ｍを受信部で測定し、それぞれの測定値のｆ(o
pen)とｆ(short )とｆ(load)とをメモリし、上記Ａopen
とＡshort とＡloadとｆ(open)とｆ(short )とｆ(load)
とを用いて第一数式に従って演算部で演算し、ＥｄとＥ
ｒとＥｓとを求めてキャリブレーションを行う方法。
く、既知の値として誤差要因を取得するネットワーク・
アナライザの１ポートキャリブレーション方法。 【解決手段】 既知の反射係数を有するオープン素子と
ショート素子とロード素子を用い、その反射係数Ａopen
とＡshort とＡloadとをメモリし、それぞれの素子を端
子に交互に接続し、信号源より信号を送信し、その応答
信号Ｓ11ｍを受信部で測定し、それぞれの測定値のｆ(o
pen)とｆ(short )とｆ(load)とをメモリし、上記Ａopen
とＡshort とＡloadとｆ(open)とｆ(short )とｆ(load)
とを用いて第一数式に従って演算部で演算し、ＥｄとＥ
ｒとＥｓとを求めてキャリブレーションを行う方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ネットワーク・
アナライザ(Network Analyzer)のキャリブレーション方
法に関する。
アナライザ(Network Analyzer)のキャリブレーション方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】先ず、ネットワーク・アナライザについ
て一般的な説明をする。ネットワーク・アナライザは回
路網や電子部品、電子材料の電気的諸量のうちの高周波
の周波数特性を測定するものである。正弦波の微少電気
信号を発生させてＤＵＴ（被測定物）に与え、その反射
特性と伝送特性、つまり応答信号をＳパラメータで測定
し、解析する測定器である。応答信号は、一般に振幅と
位相の情報を持つベクトル量であり、複素数である。そ
こで、この振幅と位相のベクトル量を解析する測定器を
ベクトル・ネットワーク・アナライザともいう。
て一般的な説明をする。ネットワーク・アナライザは回
路網や電子部品、電子材料の電気的諸量のうちの高周波
の周波数特性を測定するものである。正弦波の微少電気
信号を発生させてＤＵＴ（被測定物）に与え、その反射
特性と伝送特性、つまり応答信号をＳパラメータで測定
し、解析する測定器である。応答信号は、一般に振幅と
位相の情報を持つベクトル量であり、複素数である。そ
こで、この振幅と位相のベクトル量を解析する測定器を
ベクトル・ネットワーク・アナライザともいう。
【０００３】ネットワーク・アナライザの内部構成は周
知であるので省略し、Ｓパラメータ・テストセット内蔵
の基本構成を図３に示す。図中、１はＳパラメータ・テ
ストセット内蔵ネットワーク・アナライザであり、２は
ＤＵＴ、３は信号源で一般に掃引発振器を用いる。４は
受信部Ａで、受信信号をミキサで受けて低周波に変換
し、アナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ）をし、直交検波
を行って実数値Ｒと虚数値Ｘを求め１つの複素数として
測定される。５は受信部Ｒで信号源３からの送信信号を
測定する。６は受信部Ｂである。これら３つの受信部は
信号源３から出力される周波数の信号を検波するように
同期されている。
知であるので省略し、Ｓパラメータ・テストセット内蔵
の基本構成を図３に示す。図中、１はＳパラメータ・テ
ストセット内蔵ネットワーク・アナライザであり、２は
ＤＵＴ、３は信号源で一般に掃引発振器を用いる。４は
受信部Ａで、受信信号をミキサで受けて低周波に変換
し、アナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ）をし、直交検波
を行って実数値Ｒと虚数値Ｘを求め１つの複素数として
測定される。５は受信部Ｒで信号源３からの送信信号を
測定する。６は受信部Ｂである。これら３つの受信部は
信号源３から出力される周波数の信号を検波するように
同期されている。
【０００４】７は信号源３からの信号を分離するパワー
スプリッタで、一方の信号はＲＦスイッチ８を経てＤＵ
Ｔ２に与え、他方の信号は受信部Ｒ５に与えている。８
のＲＦスイッチは信号源３からの出力信号を端子１０1
のポート１から出力したり、端子１０2 のポート２から
出力したりするためのものである。９1 と９2 は端子１
０1 又は端子１０2 からの応答信号を取り出すブリッジ
若しくは方向性結合器である。このＳパラメータ・テス
トセット内蔵ネットワーク・アナライザ１でＤＵＴ２の
Ｓパラメータを測定する。
スプリッタで、一方の信号はＲＦスイッチ８を経てＤＵ
Ｔ２に与え、他方の信号は受信部Ｒ５に与えている。８
のＲＦスイッチは信号源３からの出力信号を端子１０1
のポート１から出力したり、端子１０2 のポート２から
出力したりするためのものである。９1 と９2 は端子１
０1 又は端子１０2 からの応答信号を取り出すブリッジ
若しくは方向性結合器である。このＳパラメータ・テス
トセット内蔵ネットワーク・アナライザ１でＤＵＴ２の
Ｓパラメータを測定する。
【０００５】図４を用いてＳパラメータを簡単に説明す
る。測定周波数が高くなり測定系が集中定数的に扱えな
くなってくると、図４（Ａ）のように、回路網のパラメ
ータとして入射波・反射波・伝送波を変数として定義し
測定する。この定義された回路網のパラメータがＳパラ
メータである。例えば、図４（Ｂ）に示すように、信号
源３からＤＵＴ２のポート１に信号ａ１を与え、ポート
２は特性インピーダンスＺｏで終端しているとする。こ
のときのＳ11はポート１における入射波ａ１と反射波ｂ
１の比、Ｓ11＝ｂ１／ａ１、として定義され、ポート１
における反射係数と呼ばれる。Ｓ21はポート１からポー
ト２への伝送波ｂ２とポート１の入射波ａ１の比、Ｓ21
＝ｂ２／ａ１、として定義され、ポート１からポート２
への伝送係数あるいは透過係数と呼ばれる。Ｓ22、Ｓ21
はポート２から信号ａ２を与えポート１を特性インピー
ダンスＺｏで終端して測定したもので、Ｓ22＝ｂ２／ａ
２、Ｓ12＝ｂ１／ａ２、と定義される。
る。測定周波数が高くなり測定系が集中定数的に扱えな
くなってくると、図４（Ａ）のように、回路網のパラメ
ータとして入射波・反射波・伝送波を変数として定義し
測定する。この定義された回路網のパラメータがＳパラ
メータである。例えば、図４（Ｂ）に示すように、信号
源３からＤＵＴ２のポート１に信号ａ１を与え、ポート
２は特性インピーダンスＺｏで終端しているとする。こ
のときのＳ11はポート１における入射波ａ１と反射波ｂ
１の比、Ｓ11＝ｂ１／ａ１、として定義され、ポート１
における反射係数と呼ばれる。Ｓ21はポート１からポー
ト２への伝送波ｂ２とポート１の入射波ａ１の比、Ｓ21
＝ｂ２／ａ１、として定義され、ポート１からポート２
への伝送係数あるいは透過係数と呼ばれる。Ｓ22、Ｓ21
はポート２から信号ａ２を与えポート１を特性インピー
ダンスＺｏで終端して測定したもので、Ｓ22＝ｂ２／ａ
２、Ｓ12＝ｂ１／ａ２、と定義される。
【０００６】図４（Ｃ）はこの関係式をマトリックスで
表現したものである。図４（Ｄ）はＳパラメータの内容
の説明である。ネットワーク・アナライザ１は、こうし
て得られたＳパラメータをＤＵＴ２のさまざまな特性に
換算して表示する。例えば、振幅をｄＢ換算して表示す
るLOGMAG表示、位相を表示するPHASE表示、群遅延時間
の DELAY表示、定在波比の SWR表示、スミスチャートの
SMITH表示、ポーラチャートの POLAR表示等である。と
ころで、ネットワーク・アナライザ１によりＤＵＴ２の
反射特性を測定しようとする場合、測定系の誤差により
ＤＵＴ２の真の値を直接測定することができない。そこ
で、この誤差の原因を知り、適当なモデルを考えること
により測定値を補正することができる。
表現したものである。図４（Ｄ）はＳパラメータの内容
の説明である。ネットワーク・アナライザ１は、こうし
て得られたＳパラメータをＤＵＴ２のさまざまな特性に
換算して表示する。例えば、振幅をｄＢ換算して表示す
るLOGMAG表示、位相を表示するPHASE表示、群遅延時間
の DELAY表示、定在波比の SWR表示、スミスチャートの
SMITH表示、ポーラチャートの POLAR表示等である。と
ころで、ネットワーク・アナライザ１によりＤＵＴ２の
反射特性を測定しようとする場合、測定系の誤差により
ＤＵＴ２の真の値を直接測定することができない。そこ
で、この誤差の原因を知り、適当なモデルを考えること
により測定値を補正することができる。
【０００７】次に、本発明と関係ある従来のネットワー
ク・アナライザの測定について、図５を用いて以下説明
する。図５（Ａ）はネットワーク・アナライザでＤＵＴ
２の反射特性を測定する測定系である。信号源３からの
信号をＤＵＴ２に与え、その反射波をブリッジ９で取り
出し受信部Ａ４で測定する。
ク・アナライザの測定について、図５を用いて以下説明
する。図５（Ａ）はネットワーク・アナライザでＤＵＴ
２の反射特性を測定する測定系である。信号源３からの
信号をＤＵＴ２に与え、その反射波をブリッジ９で取り
出し受信部Ａ４で測定する。
【０００８】図５（Ｂ）にこの場合の測定誤差要因を示
す。つまり、測定系の方向性と周波数トラッキングとソ
ース・マッチに主に起因する誤差である。方向性の誤差
とは、ＤＵＴ２に向かう入射信号とＤＵＴ２からの反射
信号とをブリッジ９で分離しなければならないが、測定
値Ｓ11ｍには順方向からのリーケージ、つまり漏れ信号
が含まれており、これによる誤差である。周波数トラッ
キングによる誤差とは、測定系の周波数レスポンスの誤
差である。ソース・マッチによる誤差とは、信号源側の
インピーダンスと測定システム系のインピーダンスの整
合が取れていない場合に、ＤＵＴ２で反射した信号が信
号源３側で再び反射してＤＵＴ２に戻り、再反射する。
この再反射による誤差である。
す。つまり、測定系の方向性と周波数トラッキングとソ
ース・マッチに主に起因する誤差である。方向性の誤差
とは、ＤＵＴ２に向かう入射信号とＤＵＴ２からの反射
信号とをブリッジ９で分離しなければならないが、測定
値Ｓ11ｍには順方向からのリーケージ、つまり漏れ信号
が含まれており、これによる誤差である。周波数トラッ
キングによる誤差とは、測定系の周波数レスポンスの誤
差である。ソース・マッチによる誤差とは、信号源側の
インピーダンスと測定システム系のインピーダンスの整
合が取れていない場合に、ＤＵＴ２で反射した信号が信
号源３側で再び反射してＤＵＴ２に戻り、再反射する。
この再反射による誤差である。
【０００９】これらを含めて１ポートの反射特性測定の
誤差モデルは、図５（Ｃ）のようになる。ここでＳ11ｍ
は測定値、Ｓ11ａは真値、Ｅｄ、Ｅｒ、Ｅｓは誤差要因
である。この誤差モデルを、説明は省略するがシグナル
・フローグラフで解いてＳ11ｍを求めると、図５（Ｄ）
で表現できる。変形して真値Ｓ11ａを求めると、図５
（Ｅ）で表現できる。ここで未知数は、Ｅｄ、Ｅｒ、Ｅ
ｓの３つであるから、特性が既知の３つの標準デバイス
を用いればこれらの未知数を求めることができる。
誤差モデルは、図５（Ｃ）のようになる。ここでＳ11ｍ
は測定値、Ｓ11ａは真値、Ｅｄ、Ｅｒ、Ｅｓは誤差要因
である。この誤差モデルを、説明は省略するがシグナル
・フローグラフで解いてＳ11ｍを求めると、図５（Ｄ）
で表現できる。変形して真値Ｓ11ａを求めると、図５
（Ｅ）で表現できる。ここで未知数は、Ｅｄ、Ｅｒ、Ｅ
ｓの３つであるから、特性が既知の３つの標準デバイス
を用いればこれらの未知数を求めることができる。
【００１０】即ち、 オープン（解放）、ショート（短
絡）及びロード（標準負荷Ｚｏ）の３つの状態をつく
り、それぞれのときのＳ11ｍの測定値ｆ( short)、ｆ(o
pen)及びｆ(load)の値を記録しておき、その値を用いて
計算すると、ＤＵＴ２の真の反射係数Ｓ11ａを求めるこ
とができる。これをキャリブレーションという。つま
り、キャリブレーションとは測定系の持つ誤差を予め測
定しておき、演算でその影響を取り除くことである。
絡）及びロード（標準負荷Ｚｏ）の３つの状態をつく
り、それぞれのときのＳ11ｍの測定値ｆ( short)、ｆ(o
pen)及びｆ(load)の値を記録しておき、その値を用いて
計算すると、ＤＵＴ２の真の反射係数Ｓ11ａを求めるこ
とができる。これをキャリブレーションという。つま
り、キャリブレーションとは測定系の持つ誤差を予め測
定しておき、演算でその影響を取り除くことである。
【００１１】オープン、ショート及びロードの状態をつ
くるのに校正キットがある。一例を図６に示す。図６
（Ａ）は外観図であり、１１はコネクタ、１２は本体で
ある。図６（Ｂ）はオープン素子で端末１３は開放され
ているが、浮遊容量Ｃ等が存在するので、位相の補正を
加味して反射係数Ａopenは（１×ｅjα）である。図６
（Ｃ）は ショート素子で端末１４は短絡され位相補正
を加味して反射係数Ａshort は（−１×ｅjβ）であ
る。図６（Ｄ）はロード素子で端末１５は特性インピー
ダンスＺｏで終端され、反射係数は０と仮定している。
特性インピーダンスＺｏは一般に５０Ωヤ７５Ωである
ことが多い。
くるのに校正キットがある。一例を図６に示す。図６
（Ａ）は外観図であり、１１はコネクタ、１２は本体で
ある。図６（Ｂ）はオープン素子で端末１３は開放され
ているが、浮遊容量Ｃ等が存在するので、位相の補正を
加味して反射係数Ａopenは（１×ｅjα）である。図６
（Ｃ）は ショート素子で端末１４は短絡され位相補正
を加味して反射係数Ａshort は（−１×ｅjβ）であ
る。図６（Ｄ）はロード素子で端末１５は特性インピー
ダンスＺｏで終端され、反射係数は０と仮定している。
特性インピーダンスＺｏは一般に５０Ωヤ７５Ωである
ことが多い。
【００１２】従来のキャリブレーション方法を図２に示
す。始めに校正キットのオープン素子の反射係数Ａopen
＝（１×ｅjα）と、 ショート素子の反射係数Ａshort
＝（−１×ｅjβ）をネットワーク・アナライザ１の記
憶部にメモリする。次に、ロード素子を無反射、つま
り、反射係数＝０と仮定して端子１０ｉに接続し、その
応答信号を受信部Ａ４で測定する。そのＳ11ｍの測定値
ｆ(load)は、図５（Ｄ）の数式から求め、 ｆ(load)＝Ｓ11ｍ＝Ｅｄ＋｛Ｅｒ・０／（１ーＥｓ・
０）｝＝Ｅｄ となる。つまり、測定値ｆ(load)＝Ｅｄ であり、Ｅｄ
が求まる。
す。始めに校正キットのオープン素子の反射係数Ａopen
＝（１×ｅjα）と、 ショート素子の反射係数Ａshort
＝（−１×ｅjβ）をネットワーク・アナライザ１の記
憶部にメモリする。次に、ロード素子を無反射、つま
り、反射係数＝０と仮定して端子１０ｉに接続し、その
応答信号を受信部Ａ４で測定する。そのＳ11ｍの測定値
ｆ(load)は、図５（Ｄ）の数式から求め、 ｆ(load)＝Ｓ11ｍ＝Ｅｄ＋｛Ｅｒ・０／（１ーＥｓ・
０）｝＝Ｅｄ となる。つまり、測定値ｆ(load)＝Ｅｄ であり、Ｅｄ
が求まる。
【００１３】次に、オープン素子を端子１０ｉに接続し
その測定値ｆ(open)を求めてメモリし、 ショート素子
を接続しその測定値ｆ( short)を求めてメモリする。こ
こで、 ｆ(open)＝ｆ(load)＋｛Ｅｒ・Ａopen／（１−Ｅｓ・Ａ
open）｝ ｆ( short)＝ｆ(load)＋｛Ｅｒ・Ａshort ／（１−Ｅｓ
・Ａshort ）｝ であるから、この２式を連立させることにより第二数式
を得る。測定値のｆ(open)とｆ( short)が求まると、反
射係数のＡopenとＡshort とを用い、数２の第二数式に
従って演算し、ＥｓとＥｒとを求める。
その測定値ｆ(open)を求めてメモリし、 ショート素子
を接続しその測定値ｆ( short)を求めてメモリする。こ
こで、 ｆ(open)＝ｆ(load)＋｛Ｅｒ・Ａopen／（１−Ｅｓ・Ａ
open）｝ ｆ( short)＝ｆ(load)＋｛Ｅｒ・Ａshort ／（１−Ｅｓ
・Ａshort ）｝ であるから、この２式を連立させることにより第二数式
を得る。測定値のｆ(open)とｆ( short)が求まると、反
射係数のＡopenとＡshort とを用い、数２の第二数式に
従って演算し、ＥｓとＥｒとを求める。
【００１４】
【数２】
【００１５】図２に上述した従来のキャリブレーション
方法のフローチャートを示す。校正キットのオープン素
子とショート素子との反射係数のＡopenとＡshort をメ
モリする。ロード素子の反射係数を０と仮定して端子に
接続し、信号源から信号を与え、その応答信号を測定す
ると、その測定値はＳ11ｍ＝ｆ(load)＝Ｅｄとなり、Ｅ
ｄが求まる。同様に測定値ｆ(open)とｆ( short)を測定
し、メモリする。これらのＡopenとＡshortとｆ(open)
とｆ( short)とを用いて第二数式に従って演算し、Ｅｓ
とＥｒとを求めて、キャリブレーションを行う。
方法のフローチャートを示す。校正キットのオープン素
子とショート素子との反射係数のＡopenとＡshort をメ
モリする。ロード素子の反射係数を０と仮定して端子に
接続し、信号源から信号を与え、その応答信号を測定す
ると、その測定値はＳ11ｍ＝ｆ(load)＝Ｅｄとなり、Ｅ
ｄが求まる。同様に測定値ｆ(open)とｆ( short)を測定
し、メモリする。これらのＡopenとＡshortとｆ(open)
とｆ( short)とを用いて第二数式に従って演算し、Ｅｓ
とＥｒとを求めて、キャリブレーションを行う。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】従来のキャリブレーシ
ョン方法では、校正キットのロード素子を反射係数＝０
と仮定して行っていた。そこで、無反射ロード素子の開
発に力をそそいでいた。つまり、ロード素子が理想的と
仮定するしか手がなく反射係数＝０としていたが、現実
には若干の反射がある。従って、このロード素子の理想
的でない分がキャリブレーションにおける誤差となり、
若干の測定誤差を生じさせていた。
ョン方法では、校正キットのロード素子を反射係数＝０
と仮定して行っていた。そこで、無反射ロード素子の開
発に力をそそいでいた。つまり、ロード素子が理想的と
仮定するしか手がなく反射係数＝０としていたが、現実
には若干の反射がある。従って、このロード素子の理想
的でない分がキャリブレーションにおける誤差となり、
若干の測定誤差を生じさせていた。
【００１７】この発明は、ロード素子の反射係数を０と
仮定せず、反射係数＝ρ の既知の値とし、これより測
定誤差を生じさせない誤差要因を取得するという、新た
なキャリブレーションの方法を提供することを目的とす
る。
仮定せず、反射係数＝ρ の既知の値とし、これより測
定誤差を生じさせない誤差要因を取得するという、新た
なキャリブレーションの方法を提供することを目的とす
る。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、既知の反射係数を有する校正キットを
使用する。校正キットにはオープン素子とショート素子
とロード素子の３種類の素子が準備されている。このそ
れぞれの素子の反射係数、つまり、オープン素子の反射
係数Ａopenとショート素子の反射係数Ａshort とロード
素子の反射係数Ａloadとをネットワーク・アナライザの
記憶部にメモリする。
に、この発明は、既知の反射係数を有する校正キットを
使用する。校正キットにはオープン素子とショート素子
とロード素子の３種類の素子が準備されている。このそ
れぞれの素子の反射係数、つまり、オープン素子の反射
係数Ａopenとショート素子の反射係数Ａshort とロード
素子の反射係数Ａloadとをネットワーク・アナライザの
記憶部にメモリする。
【００１９】次に、オープン素子をネットワーク・アナ
ライザの入出力端子に接続し、信号源より信号を送り、
その応答信号を受信部Ａ４若しくは受信部Ｂ６で測定す
る。その測定したＳ11ｍの測定値をｆ(open)とする。シ
ョート素子を端子に接続して測定したＳ11ｍの測定値を
ｆ(short )とする。ロード素子を端子に接続して測定し
たＳ11ｍの測定値をｆ(load)とする。この測定したｆ(o
pen)とｆ(short )とｆ(load)もネットワーク・アナライ
ザの記憶部にメモリする。
ライザの入出力端子に接続し、信号源より信号を送り、
その応答信号を受信部Ａ４若しくは受信部Ｂ６で測定す
る。その測定したＳ11ｍの測定値をｆ(open)とする。シ
ョート素子を端子に接続して測定したＳ11ｍの測定値を
ｆ(short )とする。ロード素子を端子に接続して測定し
たＳ11ｍの測定値をｆ(load)とする。この測定したｆ(o
pen)とｆ(short )とｆ(load)もネットワーク・アナライ
ザの記憶部にメモリする。
【００２０】次に、上記の反射係数Ａopen、Ａshort 、
Ａload、と上記の測定値ｆ(open)、ｆ(short )、ｆ(loa
d)、とを用い、数１の第一数式に従って演算部でＥｄ、
Ｅｓ及びＥｒを求めてキャリブレーションを行うもので
ある。
Ａload、と上記の測定値ｆ(open)、ｆ(short )、ｆ(loa
d)、とを用い、数１の第一数式に従って演算部でＥｄ、
Ｅｓ及びＥｒを求めてキャリブレーションを行うもので
ある。
【００２１】
【数３】
【００２２】
【発明の実施の形態】発明の実施の形態を実施例に基づ
き図面を参照して説明する。図１に本発明のキャリブレ
ーション方法の一実施例のフローチャートを示す。校正
キットの３つの素子の反射係数は、理想的にはオープン
素子でＡopen＝１、ショート素子でＡshort ＝−１、ロ
ード素子でＡload＝０である。ところが、現実には理想
的ではなく、若干の誤差がある。そこで事前に正確に測
定するか、理論的に計算するか、補正済みのものを購入
するかして補正値α、β、ρを明確にしておく。反射係
数はオープン素子でＡopen＝（１×ｅjα）、ショート
素子でＡshort ＝（−１×ｅjβ）、ロード素子でＡloa
d＝ρである。この反射係数をネットワーク・アナライ
ザの記憶部にメモリさせる。
き図面を参照して説明する。図１に本発明のキャリブレ
ーション方法の一実施例のフローチャートを示す。校正
キットの３つの素子の反射係数は、理想的にはオープン
素子でＡopen＝１、ショート素子でＡshort ＝−１、ロ
ード素子でＡload＝０である。ところが、現実には理想
的ではなく、若干の誤差がある。そこで事前に正確に測
定するか、理論的に計算するか、補正済みのものを購入
するかして補正値α、β、ρを明確にしておく。反射係
数はオープン素子でＡopen＝（１×ｅjα）、ショート
素子でＡshort ＝（−１×ｅjβ）、ロード素子でＡloa
d＝ρである。この反射係数をネットワーク・アナライ
ザの記憶部にメモリさせる。
【００２３】次に、これらの３つの素子を、図５（Ａ）
の入出力端子１０ｉに交互に接続して信号源３より信号
を与え、その応答信号を受信部Ａ４で測定する。オープ
ン素子を接続したときのＳ11ｍの測定値をｆ(open)と
し、ショート素子を接続したときのＳ11ｍの測定値をｆ
(short )、ロード素子を接続したときのＳ11ｍの測定値
をｆ(load)として記憶部にメモリさせる。
の入出力端子１０ｉに交互に接続して信号源３より信号
を与え、その応答信号を受信部Ａ４で測定する。オープ
ン素子を接続したときのＳ11ｍの測定値をｆ(open)と
し、ショート素子を接続したときのＳ11ｍの測定値をｆ
(short )、ロード素子を接続したときのＳ11ｍの測定値
をｆ(load)として記憶部にメモリさせる。
【００２４】ところで、図５（Ｄ）の数式は、Ｓ11ｍ＝
Ｅｄ＋｛Ｅｒ・Ｓ11ａ／（１ーＥｓ・Ｓ11ａ）｝ であ
るので、この数式を変形すると、Ｓ11ｍ＝Ｅｄ＋Ｓ11ａ
（Ｅｒ−Ｅｄ・Ｅｓ）＋Ｓ11ａ・Ｓ11ｍ・Ｅｓ とな
る。ここで、Ｓ11ｍに上述した測定値を、Ｓ11ａに反射
係数を代入すると、次の３つの式を得る。 ｆ(open)＝Ｅｄ＋Ａopen（Ｅｒ−Ｅｄ・Ｅｓ）＋Ａopen
・ｆ(open)・Ｅｓ ｆ(short)＝Ｅｄ＋Ａshort（Ｅｒ−Ｅｄ・Ｅｓ）＋Ａsh
ort・ｆ(short)・Ｅｓ ｆ(load)＝Ｅｄ＋Ａload（Ｅｒ−Ｅｄ・Ｅｓ）＋Ａload
・ｆ(load)・Ｅｓ この３つの式をマトリックス表示したのが、数１の第一
数式である。この３つの式を演算部で演算して、未知数
のＥｄ、Ｅｓ及びＥｒを求めることができる。つまり、
Ａload＝０と仮定することなくキャリブレーションをす
ることができる。
Ｅｄ＋｛Ｅｒ・Ｓ11ａ／（１ーＥｓ・Ｓ11ａ）｝ であ
るので、この数式を変形すると、Ｓ11ｍ＝Ｅｄ＋Ｓ11ａ
（Ｅｒ−Ｅｄ・Ｅｓ）＋Ｓ11ａ・Ｓ11ｍ・Ｅｓ とな
る。ここで、Ｓ11ｍに上述した測定値を、Ｓ11ａに反射
係数を代入すると、次の３つの式を得る。 ｆ(open)＝Ｅｄ＋Ａopen（Ｅｒ−Ｅｄ・Ｅｓ）＋Ａopen
・ｆ(open)・Ｅｓ ｆ(short)＝Ｅｄ＋Ａshort（Ｅｒ−Ｅｄ・Ｅｓ）＋Ａsh
ort・ｆ(short)・Ｅｓ ｆ(load)＝Ｅｄ＋Ａload（Ｅｒ−Ｅｄ・Ｅｓ）＋Ａload
・ｆ(load)・Ｅｓ この３つの式をマトリックス表示したのが、数１の第一
数式である。この３つの式を演算部で演算して、未知数
のＥｄ、Ｅｓ及びＥｒを求めることができる。つまり、
Ａload＝０と仮定することなくキャリブレーションをす
ることができる。
【００２５】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明
は、ロード素子（別名ロードスタンダード）の反射係数
が０、つまり理想的な無反射でなくとも、その値が既知
であれば演算によってキャリブレーションが可能になっ
た。よって、ロード素子の作製が容易になり、測定誤差
の要因が無くなり、ネットワーク・アナライザの利用価
値が高まった。この発明の技術的価値は大である。
は、ロード素子（別名ロードスタンダード）の反射係数
が０、つまり理想的な無反射でなくとも、その値が既知
であれば演算によってキャリブレーションが可能になっ
た。よって、ロード素子の作製が容易になり、測定誤差
の要因が無くなり、ネットワーク・アナライザの利用価
値が高まった。この発明の技術的価値は大である。
【図１】本発明のキャリブレーション方法の一実施例の
フローチャートである。
フローチャートである。
【図２】従来のキャリブレーション方法のフローチャー
トである。
トである。
【図３】Ｓパラメータ・テストセット内蔵ネットワーク
・アナライザの一例の構成図である。
・アナライザの一例の構成図である。
【図４】Ｓパラメータの説明図である。（Ａ）は入射波
・反射波・伝送波の説明図、（Ｂ）は個々のＳパラメー
タの説明図、（Ｃ）はＳパラメータの関係式、（Ｄ）は
個々のＳパラメータの説明である。
・反射波・伝送波の説明図、（Ｂ）は個々のＳパラメー
タの説明図、（Ｃ）はＳパラメータの関係式、（Ｄ）は
個々のＳパラメータの説明である。
【図５】１ポート反射特性測定の説明図である。（Ａ）
は構成図、（Ｂ）は測定誤差の説明図、（Ｃ）は誤差モ
デル図、（Ｄ）は測定値Ｓ11ｍの関係式、（Ｅ）は真値
Ｓ11ａの関係式である。
は構成図、（Ｂ）は測定誤差の説明図、（Ｃ）は誤差モ
デル図、（Ｄ）は測定値Ｓ11ｍの関係式、（Ｅ）は真値
Ｓ11ａの関係式である。
【図６】校正キットの説明図である。（Ａ）は外観図、
（Ｂ）はオープン素子、（Ｃ）はショート素子、（Ｄ）
はロード素子である。
（Ｂ）はオープン素子、（Ｃ）はショート素子、（Ｄ）
はロード素子である。
１ Ｓパラメータ・テストセット内蔵ネットワーク・
アナライザ ２ ＤＵＴ（被測定物） ３ 信号源 ４ 受信部Ａ ５ 受信部Ｒ ６ 受信部Ｂ ７ パワースプリッタ ８ ＲＦスイッチ ９ｉ、９1 、９2 ブリッジ若しくは方向性結合器 １０ｉ、１０1 、１０2 端子 １１ コネクタ １２ 本体 １３ オープン素子端末 １４ ショート素子端末 １５ ロード素子端末
アナライザ ２ ＤＵＴ（被測定物） ３ 信号源 ４ 受信部Ａ ５ 受信部Ｒ ６ 受信部Ｂ ７ パワースプリッタ ８ ＲＦスイッチ ９ｉ、９1 、９2 ブリッジ若しくは方向性結合器 １０ｉ、１０1 、１０2 端子 １１ コネクタ １２ 本体 １３ オープン素子端末 １４ ショート素子端末 １５ ロード素子端末
Claims (1)
- 【請求項１】 ネットワーク・アナライザの１ポートの
キャリブレーションにおいて、 既知の反射係数を有する校正キットを使用し、オープン
素子の反射係数Ａopenとショート素子の反射係数Ａshor
t とロード素子の反射係数Ａloadとをネットワーク・ア
ナライザの記憶部にメモリし、 オープン素子を端子に接続して測定したＳ11ｍの測定値
ｆ(open)とショート素子を端子に接続して測定したＳ11
ｍの測定値ｆ(short )とロード素子を端子に接続して測
定したＳ11ｍの測定値ｆ(load)とをネットワーク・アナ
ライザの記憶部にメモリし、 上記の反射係数Ａopen、Ａshort 、Ａload、と上記の測
定値ｆ(open)、ｆ(short )、ｆ(load)、とを用い、数１
の第一数式に従って演算部で演算し、 【数１】 誤差要因Ｅｄ、Ｅｓ及びＥｒを求めてキャリブレーショ
ンを行うことを特徴とするネットワーク・アナライザの
キャリブレーション方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19418897A JP4124841B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | ネットワーク・アナライザ、高周波周波数特性測定装置および誤差要因測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19418897A JP4124841B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | ネットワーク・アナライザ、高周波周波数特性測定装置および誤差要因測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1138054A true JPH1138054A (ja) | 1999-02-12 |
| JP4124841B2 JP4124841B2 (ja) | 2008-07-23 |
Family
ID=16320416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19418897A Expired - Fee Related JP4124841B2 (ja) | 1997-07-18 | 1997-07-18 | ネットワーク・アナライザ、高周波周波数特性測定装置および誤差要因測定方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4124841B2 (ja) |
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1997
- 1997-07-18 JP JP19418897A patent/JP4124841B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| DE112008001948T5 (de) | 2007-07-23 | 2010-06-02 | Advantest Corp. | Gerät, Verfahren, Programm und Speichermedium für Fehlerfaktormessung und Output-Korrekturgerät und Messgerät für einen Reflektionskoeffizienten, welches mit dem Gerät für Fehlerfaktormessung ausgestattet ist |
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