RF循環器のパフォーマンスをテストする方法は？

RF循環器のパフォーマンスをテストすることは、特に当社のようなサプライヤーにとって、品質と信頼性を確保するための重要なステップです。 RF循環器は、通常、循環的には、RF信号が特定の方向に流れるようにする3つまたは4つのポートデバイスにパッシブです。このブログでは、RF循環器のパフォーマンスをテストするためのさまざまな方法と考慮事項を検討します。

RF循環器の基本を理解する

テスト方法を掘り下げる前に、RF循環器が何であるか、どのように機能するかを明確に理解することが重要です。 RF循環器は、RFシステムのさまざまな部分を分離し、反射を防ぎ、効率的な信号流を確保するように設計されています。これらは、レーダーシステム、ワイヤレス通信ネットワーク、マイクロ波テスト機器などのアプリケーションで一般的に使用されています。

RF回覧の基本原理は、磁場とRF信号の間の相互作用に基づいています。 RF信号が回覧の1つのポートに入ると、事前定義されたシーケンスで次のポートに向けられます。このプロパティにより、RFシステムの送信および受信パスの分離に循環器が役立ちます。

キーパフォーマンスパラメーター

RFサーキュレーターを評価するときにテストする必要があるいくつかの重要なパフォーマンスパラメーターがあります。これらのパラメーターには、挿入損失、分離、リターンロス、および位相シフトが含まれます。

1. 挿入損失
   挿入損失は、RF信号がサーキュレーターを通過すると失われる電力の量です。通常、デシベル（DB）で測定されます。循環器がRF信号の送信に効率的であることを示すため、挿入損失が低いことが望ましい。挿入損失を測定するために、信号ジェネレーターを使用して、既知のRF信号をサーキュレーターの1つのポートに送信し、出力ポートの電力を測定するために電源メーターを使用します。入力電力と出力電力の違いは、挿入損失です。

2. 分離
   分離とは、循環器が異なるポート間の信号をどれだけうまく分離するかの尺度です。 DBでも測定されます。 RFシステムの異なる部分間の干渉を防ぐには、高い分離が重要です。分離を測定するために、信号が1つのポートに適用され、非隣接ポートの電力が測定されます。非隣接ポートでの電力に対する入力電力の比率は、分離値を与えます。

3. 返品損失
   戻り損失は、サーキュレーターから反映される電力量の尺度です。これは、循環器が接続されたRFシステムのインピーダンスにどれだけよく一致しているかを示しています。高いリターン損失は、より少ない電力が反映されていることを意味するため、望ましいです。リターンロスは、ネットワークアナライザーを使用して測定できます。ネットワークアナライザーは、掃引されたRF信号をサーキュレーターに送信し、反射信号を測定します。

4. 位相シフト
   位相シフトは、RF信号が回覧を通過する際のRF信号の位相の変化です。これは、フェーズド - アレイアンテナなど、信号の位相を制御する必要があるアプリケーションで重要です。位相シフトは、RF信号の大きさと位相の両方を測定できるベクトルネットワークアナライザーを使用して測定できます。

   

テスト機器

RF循環器の性能をテストするには、いくつかのタイプの機器が必要です。これらには、信号ジェネレーター、パワーメーター、ネットワークアナライザー、スペクトルアナライザーが含まれます。

1. 信号ジェネレーター
   信号ジェネレーターは、特定の周波数、振幅、および変調形式のRF信号を生成するために使用されます。それらは、RF循環器の挿入損失と分離をテストするために不可欠です。優れた信号発電機には、広い周波数範囲、高出力の安定性、低位相ノイズが必要です。

2. パワーメーター
   パワーメーターは、RF信号のパワーを測定するために使用されます。これらは、挿入損失と分離を測定するために、信号ジェネレーターと組み合わせて使用されます。パワーメーターは、高精度と広いダイナミックレンジを持つ必要があります。

3. ネットワークアナライザー
   ネットワークアナライザーは、RF循環器の最も汎用性の高いテスト装置です。挿入損失、分離、リターンロス、および位相シフトを同時に測定できます。ネットワークアナライザーは、掃引されたRF信号をサーキュレーターに送信し、異なる周波数で送信された信号と反射信号を測定します。また、スミスチャートや周波数応答プロットなど、さまざまな形式で結果を表示できます。

4. スペクトルアナライザー
   スペクトルアナライザーは、RF信号の周波数スペクトルを分析するために使用されます。それらを使用して、サーキュレーターによって生成された不要な信号または高調波を検出できます。スペクトルアナライザーは、周波数の関数として信号のパワーを表示し、周波数に関連する問題を簡単に識別できるようにします。

テスト手順

RF循環器のテストには、通常、次の手順が含まれます。

1. 初期セットアップ
   テストを開始する前に、正確な測定を確保するためにテスト機器を調整する必要があります。サーキュレーターはテスト機器に適切に接続する必要があり、システムのインピーダンスはサーキュレーターのインピーダンスに一致する必要があります。

2. 挿入損失測定
   信号発生器は特定の周波数と振幅に設定され、信号は循環の1つのポートに送信されます。出力ポートの電源を測定するために電源メーターが使用されます。挿入損失は、入力電力から出力電力を差し引くことによって計算されます。この測定は、異なる周波数で繰り返され、挿入損失周波数応答を取得します。

3. 分離測定
   信号がサーキュレーターの1つのポートに適用され、非隣接ポートの電力は電源メーターを使用して測定されます。分離は、非隣接ポートの電力に対する入力電力の比率として計算されます。挿入損失と同様に、分離周波数で分離が測定され、分離周波数応答が得られます。

4. 戻り損失測定
   ネットワークアナライザーは、返品損失を測定するために使用されます。ネットワークアナライザーは、掃引されたRF信号をサーキュレーターに送信し、反射信号が測定されます。リターン損失は、周波数の関数としてネットワークアナライザーに表示されます。

5. 位相シフト測定
   ベクトルネットワークアナライザーを使用して、位相シフトを測定します。 Vector Network Analyzerは、RF信号が循環を通過するときに、RF信号の大きさと位相の両方を測定します。位相シフトは、入力信号と出力信号の位相の差として計算されます。

テストに関する考慮事項

RF循環器をテストするとき、考慮する必要があるいくつかの考慮事項があります。

1. 環境条件
   RF循環器の性能は、温度、湿度、振動などの環境条件の影響を受ける可能性があります。したがって、正確で再現可能な結果を確保するために、制御された環境条件の下でテストを実施する必要があります。

2. ケーブル損失
   サーキュレーターをテスト機器に接続するために使用されるケーブルは、損失と位相シフトを導入できます。これらの損失は、サーキュレーターのパフォーマンスパラメーターを計算する際に考慮する必要があります。低損失と安定した位相特性を持つ高品質のケーブルを使用することをお勧めします。

3. 周波数範囲のテスト
   テスト周波数範囲は、回覧の動作周波数範囲全体をカバーする必要があります。これにより、サーキュレーターが意図した周波数スペクトルを越えて適切に機能することが保証されます。

結論

RF循環器のパフォーマンスをテストすることは、品質と信頼性を確保するための複雑だが不可欠なプロセスです。挿入損失、分離、リターンロス、位相シフトなどの主要なパフォーマンスパラメーターを測定することにより、私たちが確実にすることができますRF同軸循環器最高水準を満たします。当社では、最適なパフォーマンスを確保するために徹底的にテストされた高品質のRF循環器を提供することに取り組んでいます。

RFシステムにRF循環器が必要な場合は、調達ディスカッションについてお問い合わせください。私たちの専門家チームは、特定のアプリケーションに適した循環器を選択し、あなたが持っているかもしれない質問に答えるのを支援する準備ができています。

参照

• Pozar、DM（2011）。マイクロ波工学。ワイリー。
• コリン、RE（2001）。マイクロ波工学の基礎。ワイリー。