無線周波数伝搬チャネルにおける測定のためのベクトルネットワークアナライザのキャリブレーション

良い測定を行うことは困難です。この手順は、良好な測定方法の開発に役立ちます。このプロトコルに従うと、VNA は、RF デバイスとシステムを正確にデバッグし、特徴付けます。

VNAは、RFデバイスまたはシステムを測定する最も正確な方法です。この技術の背後にある理論は確立されており、このプロトコルに従うと、一貫した再現可能な結果が得られます。手順を実証することは、私の研究室の同僚であるサビオ・トランです。

測定を開始する前に、伝播測定システムのすべてのコンポーネント(ケーブル、アンプ、フィルター、テスト対象デバイス、その他の関連コンポーネントを含む)を収集します。なお、ケーブルのオスポート用に挿入可能なポートを持つ女性規格は、このキャリブレーションで使用されます。測定の30分前に、VNAをオンにしてプリセットボタンを押します。

すべてのケーブルとコネクタを目視で調べ、ニック、へこみ、不完全なコネクタスレッドなどの摩耗の兆候を確認し、すべてのデバイスとケーブルの端部のコネクタをクリーニングします。接続する前に、VNAケーブルをポート1と2と、テスト対象のデバイスと位置合わせし、接続されたケーブルを手で締めます。抵抗がほとんどない場合は、タイプN接続用の12インチポンドのトルクレンチで締めます。

VNA 周波数範囲を設定するには、刺激メニューを開いて周波数を選択します。開始周波数を 1,700 メガヘルツに設定し、停止周波数を 1,900 メガヘルツに設定します。測定タイプを設定するには、応答、測定、および S21 を選択します。

ポートの電源を設定して調整するには、刺激、電力、電力を選択し、ポートの電源をゼロ dbm に調整します。スイープ設定を設定および調整するには、刺激、スイープ、スイープ設定、およびステップ スイープを選択します。ドウェル時間をゼロマイクロ秒に設定します。

平均化モードを設定および調整するには、応答と平均を選択し、中間周波数帯域幅を 1 キロヘルツに設定します。表示データ形式を設定するには、応答、形式、およびログの形式を選択します。次に、刺激、スイープ、ポイント数、および 1601 を選択して、表示されるトレースのデータ ポイント数を設定します。

手動キャリブレーションを実行するには、応答、cal、キャリブレーションの開始、キャリブレーションウィザード、および無誘導キャリブレーションを選択します。calタイプの選択の下で2つのポートの短いオープン負荷を選択し、特定のキャリブレーションキットの標準の正確な値が既知になるように適切なキャリブレーションキットを選択します。次に、[次へ] をクリックします。

ポート1に接続されているケーブルに開いた校正規格を取り付け、ポート2に接続されたケーブルに短いキャリブレーション標準を取り付けます。接続されたオープンの測定を実行するには、ポート1で、開くを選択し、N50メスオープンと入力します。トレースが表示されます。

ポート2に接続されたショートの測定を行う場合は、短く選択し、N50メスショートと入力します。トレースが表示されます。2回目の測定後、ポート間でキャリブレーション基準をスワップします。

ポート 1 では、短いポート 1 のショートを測定するために短いと入力 N50 女性ショートを選択します。トレースが表示されます。ポート 2 で開いているポートを測定するには、ポート 2 で、[開く] を選択し、「N50 メス オープン」と入力します。

次に、ポート 1 のショートをブロードバンド負荷に置き換えます。ポート 1 で、負荷を選択し、N50 ブロードバンド負荷を入力してポート 1 の負荷を測定します。トレースが表示されます。

測定が完了したら、ポート 2 から開いたものを取り出し、ポート 1 からブロードバンド負荷をポート 1 からポート 2 に転送します。ポート2からポート1に開けて、漏洩信号を防ぎます。ポート 2 で、負荷を選択し、N50 ブロードバンド負荷を入力します。

トレースが表示されます。ポート1と2に接続されたケーブル間にスルーキャリブレーション標準を挿入し、スルーキャリブレーション標準を測定するためにスルーを選択します。複数のトレースが表示されます。

すべての規格が上にチェックマークを付け、次を選択してユーザー CalSet として保存します。次に、キャリブレーションの名前を入力し、[保存]をクリックします。キャリブレーションを確認するには、ポート1と2の間のケーブルに明らかな摩耗の兆候がないスルーアダプタを接続し、応答、スケール、スケールを選択し、分割ごとに0.1デシベルに設定します。

スルーの挿入損失を測定するには、刺激メニュー、トリガー、およびシングルを選択します。周波数範囲に 1 つのスイープが表示されます。スルーがチェックされたら、応答、スケール、スケールを選択して、除算値を 10 デシベルに戻します。

S11を測定するには、刺激メニュー、トリガ、シングルを選択し、応答、測定、S11を選択します。コンポーネントとシステムの損失を測定するには、まずテスト対象のデバイスを VNA に接続し、応答、測定、および S21 を選択します。テスト対象デバイスを測定するには、刺激メニュー、トリガ、シングルを選択し、ファイルを選択してデータを保存し、表示されたトレース形式のトレースファイルとしてデータを保存します。

表示されるトレースにスコープを設定し、表示形式にフォーマットを設定し、2 つのポート S パラメーターを保存する CSV または s2p のいずれかのフィールタイプを選択します。バンドパスフィルタのテスト結果を確認して分析するには、マーカー解析、マーカー検索、最大を選択して、フィルタの挿入損失を見つけます。マーカー分析、マーカー、マーカーを選択し、マーカー1の刺激を1,802メガヘルツに設定して、測定するフィルタの中心周波数を設定します。

ドロップダウンメニューからマーカー2を選択し、オンボックスをオンにして、中心周波数で測定された損失より3デシベル以下のポイントにマーカー周波数を下げるノブを移動します。参照を選択し、オンボックスをオンにします。次に、マーカー 3 を選択し、オン ボックスをオンにして、デルタ マーカー ボックスをオンにします。

次に、マーカー 3 の刺激を、デルタ 3 がゼロに最も近い位置に設定します。フィルタの 3 デシベル帯域幅はデルタ 3 で表示されます。手動キャリブレーションが選択されていない場合は、電子キャリブレーションオプションを選択し、ポート1と2の間のケーブルに電子キャリブレーションキットを接続します。

応答、キャリブレーション、キャリブレーション開始、キャリブレーションウィザードを選択し、電子キャリブレーションを使用します。2つのポート電子キャリブレーションと適切なモジュールと特性を選択し、[次へ]をクリックします。次に、[測定] をクリックして、キャリブレーションの基準を測定します。

キャリブレーションの最後に、[ユーザー CalSet として保存] をクリックして、キャリブレーションデータを保存します。この代表的な分析では、フィルターはメーカーの仕様に従った後に測定した。観察されたように、挿入損失は3デシベル点と同様に同定された。

ここでは、マイナス22.70デシベルとして測定された損傷した10デシベルアッテナーの測定値です。比較のために、この図では、良好な10デシベルアッテナーの測定が観察できる。測定値は、1、700~1、900メガヘルツ帯域幅全体で、マイナス9.5~マイナス10.5デシベルの範囲内に収まる点に注意してください。

ケーブルロスは、無線周波測定で頻繁に行われるもう1つの重要な測定です。たとえば、この分析では、測定損失は1,750メガヘルツの周波数でマイナス1.88デシベルでした。測定を続行する前に、キャリブレーションが良好であることを必ず確認し、デバイスを測定した後、仕様書で測定パラメータを確認してください。

ベンチ上部のVNAを使用して良好な測定手法を使用すると、他のデバイスや複雑な環境で信頼できる正確な測定が可能になります。