RFアンプのSパラメーターをテストする方法は？

 

RFアンプのsパラメーターをテストすることは、アンプの入出力マッチング特性、動作周波数範囲内の獲得パフォーマンス、分離、および安定性などの重要なインジケーターを完全に反映できるため、パフォーマンスを特徴付けるためのコアプロセスです.}次のテストのための詳細な手順ガイドです。

 

I . RFアンプについてテストするコアSパラメーター

2ポートのRFアンプの場合、焦点を合わせる必要があるSパラメーターには次のものがあります。

s₁₁（入力反射係数）：アンプとソースインピーダンス（通常は50Ω）の一致度を示します。

s₂₁（前方透過係数）：アンプのゲイン、I {. e .、出力電力の入力電力の比を表します。

s₁₂（逆透過係数）：隔離を反映します。これは、出力端から入力端まで漏れている信号の量です。

s₂₂（出力反射係数）：アンプと負荷インピーダンスの間の一致度（通常50Ω）.を示します

 

II .必要な機器とテストアクセサリ

S-パラメーターを正確に測定するには、次の機器が必要です。

ベクターネットワークアナライザー（VNA）：掃引周波数RF信号を生成し、反射/送信信号の振幅と位相を測定し、s-Parameters .の計算に使用されるコア機器。

キャリブレーションキット：通常、VNAのキャリブレーションとケーブル、コネクタ、およびテストフィクスチャー{.によって引き起こされるエラーを排除するために使用されるソルト（短い、オープン、ロード、スルー）キット

RFケーブルとコネクタ：インピーダンスがシステムと一致する必要がある低損失、高品質の同軸ケーブル（標準は50Ω）で、信号損失と反射を減らす.

バイアスティー（オプション）：DCバイアス（アンプの電源）とRF信号を組み合わせるために使用されるパッシブコンポーネントは、DCがVNA .のRFポートを入力しないようにします。

減衰器（オプション）：アンプの出力電力が高い場合、VNAの受信機を過負荷から保護するために、固定減衰器を出力ポートに取り付けることができます.

ロード（オプション）：安定性テストまたは検証の出力マッチング.の50Ω終了荷重負荷

 

iii .段階的なテスト手順

1：アンプとテスト環境を準備します

アンプの仕様を明確にします：その動作周波数範囲、入力/出力制限、DCバイアス要件（電圧/電流）、および線形範囲（テスト中に飽和を避けます）.

アンプの電源：安定したDC電源を使用して、必要なバイアス電圧/電流.を提供する

2：ベクターネットワークアナライザー（VNA）を調整する

キャリブレーションは、テストシステムの系統的エラーを排除するために重要です{.

キャリブレーションキットをVNAに接続します。低損失RFケーブルを使用して、キャリブレーション標準（ショート、オープン、ロード、スルー）をVNAのテストポート（ポート1およびポート2）.に接続します。

VNAキャリブレーションプログラムの設定：キャリブレーションタイプ（e {. g .、solt）および周波数範囲（アンプの動作範囲に一致）.を選択します。

キャリブレーションの結果を確認します：キャリブレーション後、標準のVNAの測定値が理想的な値に近いかどうかを確認します.

3：RFアンプをテストシステムに接続します

キャリブレーション後、調整されたテストポートを介してアンプをVNAに接続します。

入力接続：VNAポート1をバイアスティーと低損失RFケーブルを介してアンプの入力端に接続します.バイアスティーは、vNA .からRF信号を送信しながら、アンプの入力端にDCパワーを注入します。

出力接続：アンプの出力端を別のrfケーブル.を介してアンプの出力端をVNAポート2に接続します。アンプの出力電力がVNAの最大入力電力を超えている場合、アンプの出力エンドとポート2の出力エンドの間に固定減衰器を挿入して、VNA .}}}}}}}を保護します。

接続を確保する：すべてのコネクタが適切に締められていることを確認します（専用のレンチで精密コネクタを締めている必要があります）。. .

4：測定のためにVNAを構成します

Amplifierの重要なパラメーターをターゲットにするようにVNAを設定します。

周波数範囲：開始周波数と停止周波数を定義して、アンプの動作周波数帯域をカバーする{.

電力レベル：アンプの線形動作範囲内にVNAの出力電力を設定する（飽和を回避するため）.線形入力範囲.のアンプのデータシートを参照してください

中間周波数帯域幅（BWの場合）：中間周波数帯域幅を選択して、測定速度とノイズのバランスをとる{.帯域幅は、ノイズが低くなりますが、スキャン速度が遅くなります。より広い帯域幅はテストを高速化しますが、ノイズを導入する可能性があります.

測定されるS-パラメーター：対象のパラメーターを選択します（s₁₁、s₂₁、s₁₂、s₂₂）.

5：測定データと記録データを実行します

スキャンを開始：VNAの周波数スキャンを開始.

結果を視覚化する：VNAは、周波数.で変化する振幅（db）と位相（度）の形でSパラメーターを表示します。

データを保存して分析します：データ（e {. g .、csvまたはtouchstone形式で）をエクスポートします（安定性分析や獲得平坦度計算など）.}

 

IV .重要な考慮事項

電源処理機能：アンプの最大入力/出力電力定格を超えないでください。これにより、デバイスまたはVNA .に損傷を与える可能性があるため

安定性：高ゲインアンプの場合、テストセットアップ（ケーブルと負荷を含む）が肯定的なフィードバックを導入しないことを確認してください。これにより、振動を引き起こし、測定を無効にする可能性があります.

キャリブレーション周波数カバレッジ：すべての周波数ポイント.で測定精度を確保するために、その一部だけでなく、対象の周波数範囲全体でVNAを調整します。

 

上記の手順に従うことにより、RFアンプのsパラメーターを正確に特徴付けて、ワイヤレス通信、レーダー、衛星システム.などのアプリケーションに重要なパフォーマンス参照を提供できます。