(57)【要約】【課題】少ない測定によって高周波多端子対回路の反射通過特性を得る。【解決手段】第１測定部１１１は第１被測定回路を対象にしてスキャッタリングパラメータの値を第１パラメータ値として測定する。第１被測定回路は、第１被評価回路が有する複数の分枝と第２被評価回路が有する複数の分枝とを直接接続して得られる回路である。第１被評価回路および第２被評価回路は同じ種類の高周波多端子対回路である。第２測定部１１２は第２被測定回路を対象にしてスキャッタリングパラメータの値を第２パラメータ値として測定する。第２被測定回路は第１被評価回路が有する複数の分枝と第２被評価回路が有する複数の分枝とを複数の伝送線路を介して接続して得られる回路である。特性算出部１２０は第１パラメータ値と第２パラメータ値とを用いて第１被評価回路と第２被評価回路と同じ種類の高周波多端子対回路の反射通過特性を算出する。【選択図】図１
2018091633.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多端子対回路である第１被評価回路が有する複数の分枝と前記第１被評価回路と同じ種類の多端子対回路である第２被評価回路が有する複数の分枝とを直接接続して得られる第１被測定回路を対象にしてスキャッタリングパラメータの値を第１パラメータ値として測定する第１測定部と、
前記第１被評価回路が有する複数の分枝と前記第２被評価回路が有する複数の分枝とを複数の伝送線路を介して接続して得られる第２被測定回路を対象にしてスキャッタリングパラメータの値を第２パラメータ値として測定する第２測定部と、
前記第１パラメータ値と前記第２パラメータ値とを用いて前記第１被評価回路と前記第２被評価回路と同じ種類の多端子対回路の反射通過特性を算出する特性算出部と
を備える特性評価装置。
【請求項２】
前記第１被評価回路が有する複数の分枝の間隔と前記第２被評価回路が有する複数の分枝の間隔とが、前記複数の伝送線路の間に電磁結合が発生して前記複数の伝送線路のそれぞれの実効インピーダンスが前記複数の伝送線路のそれぞれの特性インピーダンスよりも大きくなるほど狭く、
前記複数の伝送線路のそれぞれの特性インピーダンスが規格化インピーダンスよりも小さく、前記複数の伝送線路のそれぞれの実効インピーダンスが規格化インピーダンスに等しい
請求項１に記載の特性評価装置。
【請求項３】
第１測定部が、多端子対回路である第１被評価回路が有する複数の分枝と前記第１被評価回路と同じ種類の多端子対回路である第２被評価回路が有する複数の分枝とを直接接続して得られる第１被測定回路を対象にしてスキャッタリングパラメータの値を第１パラメータ値として測定し、
第２測定部が、前記第１被評価回路が有する複数の分枝と前記第２被評価回路が有する複数の分枝とを複数の伝送線路を介して接続して得られる第２被測定回路を対象にしてスキャッタリングパラメータの値を第２パラメータ値として測定し、
特性算出部が、前記第１パラメータ値と前記第２パラメータ値とを用いて前記第１被評価回路と前記第２被評価回路と同じ種類の多端子対回路の反射通過特性を算出する
特性評価方法。
【請求項４】
多端子対回路である第１被評価回路が有する複数の分枝と前記第１被評価回路と同じ種類の多端子対回路である第２被評価回路が有する複数の分枝とを直接接続して得られる第１被測定回路を対象にしてスキャッタリングパラメータの値を第１パラメータ値として測定する第１測定部と、
前記第１被評価回路が有する複数の分枝と前記第２被評価回路が有する複数の分枝とを複数の伝送線路を介して接続して得られる第２被測定回路を対象にしてスキャッタリングパラメータの値を第２パラメータ値として測定する第２測定部と、
前記第１パラメータ値と前記第２パラメータ値とを用いて前記第１被評価回路と前記第２被評価回路と同じ種類の多端子対回路の反射通過特性を算出する特性算出部
としてコンピュータを機能させるための特性評価プログラム。
【請求項５】
多端子対回路である第１被評価回路が有する複数の分枝と前記第１被評価回路と同じ種類の多端子対回路である第２被評価回路が有する複数の分枝とを直接接続して得られる第１被測定回路を対象にしてスキャッタリングパラメータの値を第１パラメータ値として測定する第１測定部と、
前記第１被評価回路が有する複数の分枝と前記第２被評価回路が有する複数の分枝とを複数の伝送線路を介して接続して得られる第２被測定回路を対象にしてスキャッタリングパラメータの値を第２パラメータ値として測定する第２測定部と、
前記第１被評価回路の複数の分枝と前記第２被評価回路の複数の分枝とに全反射源を接続して得られる第３被測定回路における前記第１被評価回路の複素反射係数である第１測定係数と、前記第３被測定回路における前記第２被評価回路の複素反射係数である第２測定係数を測定する第３測定部と、
前記第１パラメータ値と前記第２パラメータ値と前記第１測定係数と前記第２測定係数とを用いて前記第１被評価回路の反射通過特性と前記第２被評価回路の反射通過特性とを算出する特性算出部と
を備える特性評価装置。
【請求項６】
前記第１被評価回路が有する複数の分枝の間隔と前記第２被評価回路が有する複数の分枝の間隔とが、前記複数の伝送線路の間に電磁結合が発生して前記複数の伝送線路のそれぞれの実効インピーダンスが前記複数の伝送線路のそれぞれの特性インピーダンスよりも大きくなるほど狭く、
前記複数の伝送線路のそれぞれの特性インピーダンスが規格化インピーダンスよりも小さく、前記複数の伝送線路のそれぞれの実効インピーダンスが規格化インピーダンスに等しい
請求項５に記載の特性評価装置。
【請求項７】
第１測定部が、多端子対回路である第１被評価回路が有する複数の分枝と前記第１被評価回路と同じ種類の多端子対回路である第２被評価回路が有する複数の分枝とを直接接続して得られる第１被測定回路を対象にしてスキャッタリングパラメータの値を第１パラメータ値として測定し、
第２測定部が、前記第１被評価回路が有する複数の分枝と前記第２被評価回路が有する複数の分枝とを複数の伝送線路を介して接続して得られる第２被測定回路を対象にしてスキャッタリングパラメータの値を第２パラメータ値として測定し、
第３測定部が、前記第１被評価回路の複数の分枝と前記第２被評価回路の複数の分枝とに全反射源を接続して得られる第３被測定回路における前記第１被評価回路の複素反射係数である第１測定係数と、前記第３被測定回路における前記第２被評価回路の複素反射係数である第２測定係数を測定し、
特性算出部が、前記第１パラメータ値と前記第２パラメータ値と前記第１測定係数と前記第２測定係数とを用いて前記第１被評価回路の反射通過特性と前記第２被評価回路の反射通過特性とを算出する
特性評価方法。
【請求項８】
多端子対回路である第１被評価回路が有する複数の分枝と前記第１被評価回路と同じ種類の多端子対回路である第２被評価回路が有する複数の分枝とを直接接続して得られる第１被測定回路を対象にしてスキャッタリングパラメータの値を第１パラメータ値として測定する第１測定部と、
前記第１被評価回路が有する複数の分枝と前記第２被評価回路が有する複数の分枝とを複数の伝送線路を介して接続して得られる第２被測定回路を対象にしてスキャッタリングパラメータの値を第２パラメータ値として測定する第２測定部と、
前記第１被評価回路の複数の分枝と前記第２被評価回路の複数の分枝とに全反射源を接続して得られる第３被測定回路における前記第１被評価回路の複素反射係数である第１測定係数と、前記第３被測定回路における前記第２被評価回路の複素反射係数である第２測定係数を測定する第３測定部と、
前記第１パラメータ値と前記第２パラメータ値と前記第１測定係数と前記第２測定係数とを用いて前記第１被評価回路の反射通過特性と前記第２被評価回路の反射通過特性とを算出する特性算出部
としてコンピュータを機能させるための特性評価プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波回路である多端子対回路の反射通過特性を得る技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
多端子対回路は、Ｎ端子対と合成端子対とを有する回路である。
Ｎ端子対は、Ｎ個の端子対である。Ｎは２以上の整数である。
合成端子対は、合成信号を出力する端子対である。合成信号は、Ｎ個の端子対のそれぞれに入力された信号を合成して得られる信号である。
端子対は、信号線路に接続するための端子と地板に接続するための端子との組である。信号線路は信号が伝わる線路である。
【０００３】
つまり、多端子対回路は、（Ｎ＋１）個の端子対を有する。
【０００４】
ＶＮＡ（ベクトルネットワークアナライザ）は、Ｓパラメータ（スキャッタリングパラメータ）を測定する測定器である。
Ｓパラメータは、回路の反射通過特性に関するパラメータであり、散乱行列で表される。
【０００５】
ＶＮＡは、基本的に２個の端子対しか有さない。
そのため、多端子対回路の反射通過特性を評価するにあたり、（Ｎ＋１）個の端子対における２個の端子対の組み合わせ毎に、２個の端子対にＶＮＡを接続して残りの端子対を無反射終端器で終端して測定が行われている。
つまり、（Ｎ＋１）Ｎ／２（＝Ｎ＋１Ｃ２）通りの測定が行われている。例えば、Ｎ＝２である場合、３通りのＳパラメータが測定される。
【０００６】
非特許文献１には、上記のように（Ｎ＋１）Ｎ／２通りの測定によって多端子対回路のＳパラメータを評価する方法が開示されている。
このような評価方法では、Ｎが大きいと測定作業が煩雑になってしまう。
【０００７】
特許文献１には、電力合成回路を含んだ電力増幅器が示されている。
電力合成回路は、Ｎ＝２の多端子対回路である。
電力合成回路には半導体チップが接続され、半導体チップには電力合成回路の２個の端子対に接続される２個のトランジスタが並列に配置されている。
トランジスタは一般に非常に小さな距離で密に配置されるため、電力合成回路の２個の端子対の間隔は自ずと小さくなる。
電力合成回路の２個の端子対の間隔が小さすぎる場合、ＶＮＡの２個の端子対を電力合成回路の２個の端子対に直接的には接続できない。そのため、電力合成回路のＳパラメータを測定するには引出線の類を別途準備してＶＮＡの２個の端子対を電力合成回路の２個の端子対に接続する必要がある。つまり、測定作業が煩雑化する。さらに、引出線が付加されるために測定精度の劣化を招く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−４２１８号公報
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Ｈ．  Ｈｅｕｅｒｍａｎｎ，  “Ｍｕｌｔｉｐｏｒｔ  Ｓ−Ｐａｒａｍｅｔｅｒ  Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ  ｆｒｏｍ  Ｔｗｏ−Ｐｏｒｔ  Ｎｅｔｗｏｒｋ  Ａｎａｌｙｚｅｒ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ  ｗｉｔｈ  ｏｒ  ｗｉｔｈｏｕｔ  Ｓｗｉｔｃｈ  Ｍａｔｒｉｘ，”  Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＩＥＥＥ  ６７ｔｈ  ＡＲＦＴＧ  Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，  ｐｐ．２１９−２２２，  ２００６．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、少ない測定によって多端子対回路の反射通過特性を得ることができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の特性評価装置は、
多端子対回路である第１被評価回路が有する複数の分枝と前記第１被評価回路と同じ種類の多端子対回路である第２被評価回路が有する複数の分枝とを直接接続して得られる第１被測定回路を対象にしてスキャッタリングパラメータの値を第１パラメータ値として測定する第１測定部と、
前記第１被評価回路が有する複数の分枝と前記第２被評価回路が有する複数の分枝とを複数の伝送線路を介して接続して得られる第２被測定回路を対象にしてスキャッタリングパラメータの値を第２パラメータ値として測定する第２測定部と、
前記第１パラメータ値と前記第２パラメータ値とを用いて前記第１被評価回路と前記第２被評価回路と同じ種類の多端子対回路の反射通過特性を算出する特性算出部とを備える。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、少ない測定によって多端子対回路の反射通過特性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態１における特性評価装置１００の構成図。
【図２】実施の形態１における多端子対回路２００の構成図。
【図３】実施の形態１における想定回路２０１の構成図。
【図４】実施の形態１における第１被測定回路２１１の構成図。
【図５】実施の形態１における第２被測定回路２１２の構成図。
【図６】実施の形態１における特性評価方法のフローチャート。
【図７】実施の形態２における特性評価装置１００の構成図。
【図８】実施の形態２における第１被測定回路２１１の構成図。
【図９】実施の形態２における第２被測定回路２１２の構成図。
【図１０】実施の形態２における第３被測定回路２１３の構成図。
【図１１】実施の形態２における特性評価方法のフローチャート。
【図１２】実施の形態３における第２被測定回路２１２の構成図。
【図１３】実施の形態における特性評価装置１００のハードウェア構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施の形態および図面において、同じ要素および対応する要素には同じ符号を付している。同じ符号が付された要素の説明は適宜に省略または簡略化する。図中の矢印はデータまたは処理の流れを主に示している。
【００１５】
実施の形態１．
高周波回路である多端子対回路の反射通過特性を得る形態について、図１から図６に基づいて説明する。
【００１６】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図１に基づいて、特性評価装置１００の構成を説明する。
特性評価装置１００は、プロセッサ９０１とメモリ９０２と補助記憶装置９０３と入出力インタフェース９０４といったハードウェアを備えるコンピュータである。これらのハードウェアは、信号線を介して互いに接続されている。
【００１７】
プロセッサ９０１は、演算処理を行うＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、他のハードウェアを制御する。例えば、プロセッサ９０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、またはＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。
メモリ９０２は揮発性の記憶装置である。メモリ９０２は、主記憶装置またはメインメモリとも呼ばれる。例えば、メモリ９０２はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）である。
補助記憶装置９０３は不揮発性の記憶装置である。例えば、補助記憶装置９０３は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）、またはフラッシュメモリである。
【００１８】
入出力インタフェース９０４は入力装置および出力装置が接続されるポートである。例えば、入出力インタフェース９０４はＵＳＢ端子であり、入力装置はキーボードおよびマウスであり、出力装置はディスプレイである。ＵＳＢはＵｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓの略称である。
【００１９】
特性評価装置１００は、第１測定部１１１と第２測定部１１２と特性算出部１２０とを機能構成の要素として備える。第１測定部１１１と第２測定部１１２と特性算出部１２０はソフトウェアで実現される。
【００２０】
補助記憶装置９０３には、第１測定部１１１と第２測定部１１２と特性算出部１２０とを実現する特性評価プログラムが記憶されている。特性評価プログラムは、メモリ９０２にロードされて、プロセッサ９０１によって実行される。
さらに、補助記憶装置９０３にはＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）が記憶されている。ＯＳの少なくとも一部は、メモリ９０２にロードされて、プロセッサ９０１によって実行される。
つまり、プロセッサ９０１は、ＯＳを実行しながら、特性評価プログラムを実行する。
特性評価プログラムを実行して得られるデータは、メモリ９０２、補助記憶装置９０３、プロセッサ９０１内のレジスタまたはプロセッサ９０１内のキャッシュメモリといった記憶装置に記憶される。
【００２１】
メモリ９０２はデータを記憶する記憶部として機能する。但し、他の記憶装置が、メモリ９０２の代わりに、又は、メモリ９０２と共に、記憶部として機能してもよい。
入出力インタフェース９０４は、入力を受け付ける受付部として機能すると共に、データを出力する出力部として機能する。ディスプレイに画像などを表示する出力部を表示部という。
【００２２】
特性評価装置１００は、プロセッサ９０１を代替する複数のプロセッサを備えてもよい。複数のプロセッサは、特性評価プログラムの実行を分担する。
特性評価プログラムは、磁気ディスク、光ディスクまたはフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶媒体にコンピュータ読み取り可能に記憶することができる。不揮発性の記憶媒体は、一時的でない有形の媒体である。
【００２３】
特性評価装置１００は、ベクトルネットワークアナライザと同じく、２つの分枝を有する。分枝は端子対を意味する。
特性評価装置１００の２つの分枝は、被測定回路が有する２つの分枝に接続される。被測定回路はＤＵＴ（Ｄｅｖｉｃｅ  Ｕｎｄｅｒ  Ｔｅｓｔ）ともいう。
被測定回路は、Ｓパラメータ（スキャッタリングパラメータ）の値を測定する対象となる回路であり、２つの多端子対回路を接続して得られる。
多端子対回路は、反射通過特性を評価する対象となる回路である。
【００２４】
図２に基づいて、多端子対回路２００の構成を説明する。
多端子対回路２００は、Ｎ端子対と合成端子対とを有する。Ｎは２以上の整数である。
つまり、多端子対回路２００は、Ｎ端子対に相当する複数の分枝と、合成端子対に相当する合成分枝とを有する。複数の分枝は並列に配置されている。
実施の形態１において、多端子対回路２００は、Ｎ端子対に相当する３つの分枝（＃１〜＃３）と、合成端子対に相当する合成分枝（＃４）とを有する。
【００２５】
図３に基づいて、多端子対回路２００の反射通過特性（Гｉｎ、ＧＰ）を説明する。
多端子対回路２００の反射通過特性とは、想定回路２０１における複数の分枝（＃１〜＃３）の反射係数Гｉｎおよび通過振幅ＧＰである。反射係数Гｉｎは、それぞれの分枝を等振幅かつ等位相で励振したときの各分枝端子での実効的な反射係数である。反射係数Гｉｎは、アクティブ反射係数またはアクティブインピーダンスともいう。反射係数Гｉｎと同様に、通過振幅ＧＰはそれぞれの分枝を等振幅かつ等位相で励振したときの特性である。
想定回路２０１において、多端子対回路２００の複数の分枝（＃１〜＃３）は信号源に接続されている。また、多端子対回路２００の合成分枝（＃４）は負荷に接続されている。つまり、合成分枝を負荷で終端している。信号源は等振幅且つ等位相の信号を発生し、複数の分枝は励振する。
ＺＳは、信号源のインピーダンスを表している。
ＺＬは、負荷のインピーダンスを表している。
ГＬは、負荷の反射係数を表している。
【００２６】
複数の分枝（＃１〜＃３）のそれぞれの反射通過特性は同じであるものとする。
すなわち、多端子対回路２００のＳパラメータは、式（１−１）および式（１−２）の関係を満たすものとする。
Ｓ１１＋Ｓ１２＋Ｓ１３＝Ｓ２１＋Ｓ２２＋Ｓ２３＝Ｓ３１＋Ｓ３２＋Ｓ３３≡σ  （１−１）
Ｓ１４＝Ｓ２４＝Ｓ３４≡Ｓｔ  （１−２）
Ｓｘｙは、多端子対回路２００におけるＳパラメータの要素であり、添え字ｘ、ｙは分枝の番号を表している。
【００２７】
図４に基づいて、第１被測定回路２１１の構成を説明する。
第１被測定回路２１１は、第１被評価回路２２１と第２被評価回路２２２とを備える。
第１被評価回路２２１および第２被評価回路２２２は、同じ種類の多端子対回路２００である。第１被評価回路２２１および第２被評価回路２２２は充分に高い精度で製造されており、第１被評価回路２２１のＳパラメータは第２被評価回路２２２のＳパラメータと実質的に同一であるものとする。
第１被測定回路２１１において、第１被評価回路２２１が有する複数の分枝と第２被評価回路２２２が有する複数の分枝とが直接接続されている。
第１被評価回路２２１の合成分枝（＃１）が特性評価装置１００の一方の分枝に接続され、第２被評価回路２２２の合成分枝（＃２）が特性評価装置１００の他方の分枝に接続される。
［ＳＴ］は、第１被測定回路２１１におけるＳパラメータの値を含んだ散乱行列を表している。
【００２８】
図５に基づいて、第２被測定回路２１２の構成を説明する。
第２被測定回路２１２は、第１被評価回路２２１と第２被評価回路２２２と複数の伝送線路２３１とを備える。複数の伝送線路２３１は並列に配置されている。
それぞれの伝送線路２３１が有する特性インピーダンスは、Ｓパラメータの測定における規格化インピーダンスＺｏと同じである。
それぞれの伝送線路２３１の長さＬは、測定中心周波数における波長のおよそ４分の１である。測定中心周波数とは、特定の周波数範囲における中心の周波数である。測定中心周波数は動作周波数ともいう。
第２被測定回路２１２において、第１被評価回路２２１が有する複数の分枝と第２被評価回路２２２が有する複数の分枝とが複数の伝送線路２３１を介して接続されている。
第１被評価回路２２１の合成分枝（＃１）が特性評価装置１００の一方の分枝に接続され、第２被評価回路２２２の合成分枝（＃２）が特性評価装置１００の他方の分枝に接続される。
［ＳＬ］は、第２被測定回路２１２におけるＳパラメータの値を含んだ散乱行列を表している。
【００２９】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
特性評価装置１００の動作は特性評価方法に相当する。また、特性評価方法の手順は特性評価プログラムの手順に相当する。
【００３０】
図６に基づいて、特性評価方法を説明する。
ステップＳ１１１において、第１測定部１１１は、第１被測定回路２１１を対象にして第１パラメータ値を測定する。第１パラメータ値とは、第１被測定回路２１１におけるＳパラメータの値である。測定方法は、ベクトルネットワークアナライザを用いる測定と同じである。
具体的には、第１パラメータ値はＳＴ１１およびＳＴ１２である。ＳＴｘｙは第１被測定回路２１１におけるＳパラメータの要素Ｓｘｙである。
【００３１】
ステップＳ１１２において、第２測定部１１２は、第２被測定回路２１２を対象にして第２パラメータ値を測定する。第２パラメータ値とは、第２被測定回路２１２におけるＳパラメータの値である。測定方法は、ベクトルネットワークアナライザを用いる測定と同じである。
具体的には、第２パラメータ値はＳＬ１１およびＳＬ１２である。ＳＬｘｙは第２被測定回路２１２におけるＳパラメータの要素Ｓｘｙである。
【００３２】
ステップＳ１２０において、特性算出部１２０は、第１パラメータ値（ＳＴ１１、ＳＴ１２）と第２パラメータ値（ＳＬ１１、ＳＬ１２）とを用いて、多端子対回路２００の反射通過特性（Гｉｎ、ＧＰ）を算出する。
以下に、多端子対回路２００の反射通過特性（Гｉｎ、ＧＰ）を算出する方法を説明する。
【００３３】
散乱行列［ＳＴ］は式（１−３）で表すことができる。
【００３４】
【数１】
2018091633.tif 000003
【００３５】
Ｎは、複数の分枝の分枝数である。
Ｓｔは、Ｓパラメータの要素Ｓｘｚである（上記の式（１−２）を参照）。添え字ｘは複数の分枝のうちのいずれかの分枝の番号であり、添え字ｚは合成分枝の番号である。
σは、Ｓパラメータの要素Ｓｘｙの合計である（上記の式（１−１）を参照）。添え字ｙは複数の分枝のうちの残りの分枝の番号である。
Ｓ（Ｎ＋１）（Ｎ＋１）は、Ｓパラメータの要素Ｓｚｚである。
【００３６】
散乱行列［ＳＬ］は式（１−４）で表すことができる。
【００３７】
【数２】
2018091633.tif 000004
【００３８】
ｅ−γＬは、伝送線路２３１の複素通過係数である。
γＬは、伝送線路２３１における移相量である。
ｅは、ネイピア数である。
γは、伝送線路２３１の伝搬定数である。
Ｌは、伝送線路２３１の長さである。
【００３９】
式（１−３）および式（１−４）から、式（１−５）から式（１−８）の４つの連立方程式が得られる。
【００４０】
【数３】
2018091633.tif 000005
【００４１】
まず、特性算出部１２０は、第１パラメータ値（ＳＴ１１、ＳＴ１２）と第２パラメータ値（ＳＬ１１、ＳＬ１２）とを用いて式（１−５）を計算する。
これにより、式（１−５−１）から式（１−５−３）で表される３つのｅ−γＬが算出される。
【００４２】
【数４】
2018091633.tif 000006
【００４３】
特性算出部１２０は、３つのｅ−γＬのうちのいずれかの値を選択する。
具体的には、特性算出部１２０は、３つのｅ−γＬからｅ−γＬの推定値に最も近い値を選択する。
ｅ−γＬの推定値はメモリ９０２に予め記憶されているものとする。
但し、移相量γＬの推定値がメモリ９０２に予め記憶され、特性算出部１２０がネイピア数ｅと移相量γＬの推定値とを用いてｅ−γＬの推定値を算出してもよい。
また、伝搬定数γの推定値および線路長Ｌの推定値がメモリ９０２に予め記憶され、特性算出部１２０がネイピア数ｅと伝搬定数γの推定値と線路長Ｌの推定値とを用いてｅ−γＬの推定値を算出してもよい。
伝搬定数γの推定値は、電磁界解析または実測などによって得ることができる。
線路長Ｌの推定値は、測定中心周波数における波長の４分の１である。
【００４４】
メモリ９０２に予め記憶される値はメモリ９０２に以下のように記憶される。
利用者が入力装置を操作して値を特性評価装置１００に入力する。入出力インタフェース９０４が入力された値を受け付ける。そして、メモリ９０２が受け付けられた値を記憶する。
【００４５】
次に、特性算出部１２０は、第１パラメータ値（ＳＴ１１、ＳＴ１２）と第２パラメータ値（ＳＬ１１、ＳＬ１２）と移相定数ｅ−γＬとを用いて式（１−６）を計算することによって、要素合計σを算出する。
【００４６】
次に、特性算出部１２０は、第１パラメータ値（ＳＴ１２）と要素合計σと分枝数Ｎとを用いて式（１−７）を計算する。分枝数Ｎはメモリ９０２に予め記憶されているものとする。
これにより、式（１−７−１）および式（１−７−２）で表される２つのＳｔが算出される。
【００４７】
【数５】
2018091633.tif 000007
【００４８】
特性算出部１２０は、２つのＳｔのうちのいずれかの値を選択する。
具体的には、特性算出部１２０は、２つのＳｔからＳｔの推定値に近い方の値を選択する。Ｓｔの推定値はメモリ９０２に予め記憶されているものとする。Ｓｔの推定値は、電磁界解析または回路解析などによって得ることができる。
【００４９】
次に、特性算出部１２０は、第１パラメータ値（ＳＴ１１）と要素合計σと要素Ｓｔと分枝数Ｎとを用いて式（１−８）を計算することによって、要素Ｓ（Ｎ＋１）（Ｎ＋１）を算出する。
【００５０】
そして、特性算出部１２０は、要素合計σと要素Ｓｔと要素Ｓ（Ｎ＋１）（Ｎ＋１）と分枝数Ｎと反射係数ГＬとを用いて式（１−９）と式（１−１０）とを計算する。反射係数ГＬはメモリ９０２に予め記憶されているものとする。
式（１−９）を計算することによって、反射係数Гｉｎが算出される。
式（１−１０）を計算することによって、通過振幅ＧＰが算出される。
【００５１】
【数６】
2018091633.tif 000008
【００５２】
反射係数Гｉｎおよび通過振幅ＧＰは、図３で説明したように、想定回路２０１における複数の分枝（＃１〜＃３）の反射係数および通過振幅である。
反射係数Гｉｎは、Ｓパラメータの測定における規格化インピーダンスＺｏに対する値である。
通過振幅ＧＰは、多端子対回路２００への入力電力と負荷への出力電力との比に相当する値である。式（１−１０）において、分母が多端子対回路２００への入力電力に相当する値であり、分子が負荷への出力電力に相当する値である。
多端子対回路２００への入力電力とは、信号源の有能電力から端子対（＃１〜＃３）の反射電力を除去して得られる電力である。信号源の有能電力とは信号源から取り得る電力であり、端子対の反射電力とは端子対で反射する電力である。
負荷への出力電力とは、反射係数ГＬを有する負荷に伝達される電力である。
つまり、通過振幅ＧＰは多端子対回路２００の内部での正味の損失を表す値であり、通過振幅ＧＰには信号源と多端子対回路２００との間で発生する反射による損失は含まれない。
【００５３】
＊＊＊実施の形態１の効果＊＊＊
多端子対回路２００の分枝数Ｎの多少に関わらず、少ない測定によって多端子対回路２００の反射通過特性を得ることができる。必要な測定は、第１被測定回路２１１におけるＳパラメータ測定と第２被測定回路２１２におけるＳパラメータ測定との２通りである。
多端子対回路２００の製造誤差によって、第１被評価回路２２１の反射通過特性は第２被評価回路２２２の反射通過特性とは厳密には異なる。しかし、その製造誤差は一般に信号の波長に対して充分小さい。つまり、第１被評価回路２２１の反射通過特性と第２被評価回路２２２の反射通過特性との差は無視できるほど小さい。
第１被評価回路２２１の反射通過特性と第２被評価回路２２２の反射通過特性との差が無視できない程度に大きいとしても、多端子対回路２００の平均的な反射通過特性を得ることができる。
【００５４】
伝送線路２３１の長さＬが測定周波数における波長の４分の１であるため、多端子対回路２００の反射通過特性を算出することが可能である。
例えば、伝送線路２３１の長さＬが測定周波数における波長の２分のｎ（ｎは１以上の整数）である場合、式（１−３）で表される［ＳＴ］が式（１−４）で表される［ＳＬ］と等しくなり、式（１−５）から式（１−８）の４つの連立方程式を解くことができなくなる。
【００５５】
複数の分枝の間隔が狭くなって測定器（特性評価装置１００）を接続できなくことを回避することが可能である。
【００５６】
実施の形態２．
第１被評価回路２２１と第２被評価回路２２２とのそれぞれの通過反射特性を算出する形態について、主に実施の形態１と異なる点を図７から図１１に基づいて説明する。
【００５７】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
図７に基づいて、特性評価装置１００の構成を説明する。
特性評価装置１００は、第１測定部１１１と第２測定部１１２と特性算出部１２０との他に、第３測定部１１３を機能構成の要素として備える。
補助記憶装置９０３には、第１測定部１１１と第２測定部１１２と第３測定部１１３と特性算出部１２０とを実現する特性評価プログラムが記憶されている。特性評価プログラムは、メモリ９０２にロードされて、プロセッサ９０１によって実行される。
【００５８】
図８に基づいて、第１被測定回路２１１の構成を説明する。
第１被測定回路２１１の構成は、実施の形態１（図４参照）で説明した構成と同じである。
［ＲＴ］は、第１被測定回路２１１におけるＳパラメータの値を含んだ散乱行列を表している。
【００５９】
図９に基づいて、第２被測定回路２１２の構成を説明する。
第２被測定回路２１２の構成は、実施の形態１（図５参照）で説明した構成と同じである。
［ＲＬ］は、第２被測定回路２１２におけるＳパラメータの値を含んだ散乱行列を表している。
【００６０】
図１０に基づいて、第３被測定回路２１３の構成を説明する。
第３被測定回路２１３は、第１被評価回路２２１と第２被評価回路２２２と全反射源２３２とを備える。全反射源２３２は、入力される電力を全反射する要素である。
第３被測定回路２１３において、第１被評価回路２２１が有する複数の分枝と第２被評価回路２２２が有する複数の分枝とが全反射源２３２に接続されている。具体的には、第１被評価回路２２１が有する複数の分枝と第２被評価回路２２２が有する複数の分枝とが電気的に開放されている。
第１被評価回路２２１の合成分枝（＃１）が特性評価装置１００の一方の分枝に接続され、第２被評価回路２２２の合成分枝（＃２）が特性評価装置１００の他方の分枝に接続される。
Гａは、第３被測定回路２１３において第１被評価回路２２１が有する合成分枝の複素反射係数を表している。
Гｂは、第３被測定回路２１３において第２被評価回路２２２が有する合成分枝の複素反射係数を表している。
【００６１】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
図１１に基づいて、特性評価方法を説明する。
ステップＳ２１１において、第１測定部１１１は、第１被測定回路２１１を対象にして第１パラメータ値を測定する。測定方法は、ベクトルネットワークアナライザを用いる測定と同じである。
具体的には、第１パラメータ値はＳＴ１１とＳＴ１２とＳＴ２１とＳＴ２２である。
【００６２】
ステップＳ２１２において、第２測定部１１２は、第２被測定回路２１２を対象にして第２パラメータ値を測定する。測定方法は、ベクトルネットワークアナライザを用いる測定と同じである。
具体的には、第２パラメータ値はＳＬ１１とＳＬ１２とＳＬ２１とＳＬ２２である。
【００６３】
ステップＳ２１３において、第３測定部１１３は、第３被測定回路２１３を対象にして第１測定係数を測定する。第１測定係数とは、第１被評価回路２２１の複素反射係数（Гａ）である。測定方法は、ベクトルネットワークアナライザを用いる測定と同じである。
さらに、第３測定部１１３は、第３被測定回路２１３を対象にして第２測定係数を測定する。第２測定係数とは、第２被評価回路２２２の複素反射係数（Гｂ）である。測定方法は、ベクトルネットワークアナライザを用いる測定と同じである。
【００６４】
ステップＳ２２１において、特性算出部１２０は、第１パラメータ値（ＳＴ１１、ＳＴ１２、ＳＴ２１、ＳＴ２２）と第２パラメータ値（ＳＬ１１、ＳＬ１２、ＳＬ２１、ＳＬ２２）と第１測定係数（Гａ）と第２測定係数（Гｂ）とを用いて、第１被評価回路２２１の反射通過特性（Гｉｎ、ＧＰ）を算出する。
以下に、第１被評価回路２２１の反射通過特性（Гｉｎ、ＧＰ）を算出する方法を説明する。
【００６５】
散乱行列［ＲＴ］は式（２−１）で表すことができる。
散乱行列［ＲＬ］は式（２−２）で表すことができる。
【００６６】
【数７】
2018091633.tif 000009
【００６７】
ここで、行列［Ｔ］を式（２−３）で定義して、行列［Ｔ’］を式（２−４）で定義すると、式（２−５）および式（２−６）の２つの連立方程式が得られる。
【００６８】
【数８】
2018091633.tif 000010
【００６９】
まず、特性算出部１２０は、第１パラメータ値（ＳＴ１１、ＳＴ１２、ＳＴ２１、ＳＴ２２）と第２パラメータ値（ＳＬ１１、ＳＬ１２、ＳＬ２１、ＳＬ２２）とを用いて、式（２−５）および式（２−６）の２つの連立方程式を計算する。
これにより、未知数ｚの複素解（ｚ１、ｚ２）と未知数ｚ’の複素解（ｚ’１、ｚ’２）とが算出される。
【００７０】
次に、特性算出部１２０は、複素解（ｚ１、ｚ２）と複素解（ｚ’１、ｚ’２）と第１測定係数（Гａ）と第２測定係数（Гｂ）とを用いて式（２−７）を計算する。
これにより、第１被評価回路２２１における要素合計σとして、式（２−７−１）および式（２−７−２）で表される２つのσａが算出される。
【００７１】
【数９】
2018091633.tif 000011
【００７２】
特性算出部１２０は、２つのσａのうちのいずれかの値を選択する。
具体的には、特性算出部１２０は、２つのσａからσａの推定値に近い方の値を選択する。σａの推定値はメモリ９０２に予め記憶されているものとする。
【００７３】
次に、特性算出部１２０は、複素解（ｚ１、ｚ２）と要素合計σａとを用いて式（２−８）を計算する。
これにより、第１被評価回路２２１における要素Ｓｔとして、式（２−８−１）および式（２−８−２）で表される２つのＳａｔが算出される。
【００７４】
【数１０】
2018091633.tif 000012
【００７５】
第１被評価回路２２１における要素Ｓ（Ｎ＋１）（Ｎ＋１）である要素Ｓａ（Ｎ＋１）（Ｎ＋１）は式（２−９）で表すことができる。
【００７６】
【数１１】
2018091633.tif 000013
【００７７】
そして、特性算出部１２０は、要素合計σａと要素Ｓｔａと要素Ｓａ（Ｎ＋１）（Ｎ＋１）と分枝数Ｎと第１測定係数Гａとを用いて、第１被評価回路２２１の反射通過特性（Гｉｎ、ＧＰ）を算出する。
具体的には、特性算出部１２０は、実施の形態１に記載の式（１−９）と式（１−１０）とを計算する。但し、σ＝σａ、Ｓｔ＝Ｓｔａ、Ｓ（Ｎ＋１）（Ｎ＋１）＝Ｓａ（Ｎ＋１）（Ｎ＋１）、ГＬ＝Гａである。
【００７８】
ステップＳ２２２において、特性算出部１２０は、第１パラメータ値（ＳＴ１１、ＳＴ１２、ＳＴ２１、ＳＴ２２）と第２パラメータ値（ＳＬ１１、ＳＬ１２、ＳＬ２１、ＳＬ２２）と第１測定係数（Гａ）と第２測定係数（Гｂ）とを用いて、第２被評価回路２２２の反射通過特性（Гｉｎ、ＧＰ）を算出する。
以下に、第２被評価回路２２２の反射通過特性（Гｉｎ、ＧＰ）を算出する方法を説明する。
【００７９】
まず、特性算出部１２０は、複素解（ｚ１、ｚ２）と複素解（ｚ’１、ｚ’２）と第１測定係数（Гａ）と第２測定係数（Гｂ）とを用いて式（２−１０）を計算する。複素解（ｚ１、ｚ２）および複素解（ｚ’１、ｚ’２）はステップＳ２２１で算出されている。
これにより、第２被評価回路２２２における要素合計σとして、式（２−１０−１）および式（２−１０−２）で表される２つのσｂが算出される。
【００８０】
【数１２】
2018091633.tif 000014
【００８１】
特性算出部１２０は、２つのσｂのうちのいずれかの値を選択する。
具体的には、特性算出部１２０は、２つのσｂからσｂの推定値に近い方の値を選択する。σｂの推定値はメモリ９０２に予め記憶されているものとする。
【００８２】
次に、特性算出部１２０は、複素解（ｚ１、ｚ２）と要素合計σｂとを用いて、式（２−１１）を計算する。
これにより、第２被評価回路２２２における要素Ｓｔとして、式（２−１１−１）および式（２−１１−２）で表される２つのＳｂｔが算出される。
【００８３】
【数１３】
2018091633.tif 000015
【００８４】
第２被評価回路２２２における要素Ｓ（Ｎ＋１）（Ｎ＋１）である要素Ｓｂ（Ｎ＋１）（Ｎ＋１）は式（２−１２）で表すことができる。
【００８５】
【数１４】
2018091633.tif 000016
【００８６】
そして、特性算出部１２０は、要素合計σｂと要素Ｓｔｂと要素Ｓｂ（Ｎ＋１）（Ｎ＋１）と分枝数Ｎと複素反射係数Гｂとを用いて、第２被評価回路２２２の反射通過特性（Гｉｎ、ＧＰ）を算出する。
具体的には、特性算出部１２０は、実施の形態１に記載の式（１−９）と式（１−１０）とを計算する。但し、σ＝σｂ、Ｓｔ＝Ｓｔｂ、Ｓ（Ｎ＋１）（Ｎ＋１）＝Ｓｂ（Ｎ＋１）（Ｎ＋１）、ГＬ＝Гｂである。
【００８７】
＊＊＊実施の形態２の効果＊＊＊
多端子対回路２００の分枝数Ｎの多少に関わらず、少ない測定によって第１被評価回路２２１と第２被評価回路２２２とのそれぞれの反射通過特性を得ることができる。必要な測定は、第１被測定回路２１１におけるＳパラメータ測定と第２被測定回路２１２におけるＳパラメータ測定と第３被測定回路２１３における第１被評価回路２２１に対する複素反射特性の測定と第３被測定回路２１３における第２被評価回路２２２に対する複素反射特性の測定との４通りである。
【００８８】
複数の分枝の間隔が狭くなって測定器（特性評価装置１００）を接続できなくことを回避することが可能である。
【００８９】
実施の形態３．
複数の分枝の間隔が狭い場合の形態について、主に実施の形態１および実施の形態２と異なる点を図１２に基づいて説明する。
【００９０】
＊＊＊構成の説明＊＊＊
特性評価装置１００の構成は、実施の形態１（図１参照）または実施の形態２（図７参照）で説明した構成と同じである。
第１被測定回路２１１の構成は、実施の形態１（図４参照）または実施の形態２（図８参照）で説明した構成と同じである。
第３被測定回路２１３の構成は、実施の形態２（図１０参照）で説明した構成と同じである。
【００９１】
図１２に基づいて、第２被測定回路２１２の構成を説明する。
第２被測定回路２１２は、実施の形態１（図５参照）または実施の形態２（図９参照）における構成と同じく、第１被評価回路２２１と第２被評価回路２２２と複数の伝送線路２３１とを備える。複数の伝送線路２３１は地板２３３に設けられている。それぞれの伝送線路２３１はマイクロストリップ線路である。
【００９２】
第２被測定回路２１２は以下の特徴を有するように設計されている。
第１被評価回路２２１が有する複数の分枝の間隔と第２被評価回路２２２が有する複数の分枝の間隔とが、複数の伝送線路２３１の間に電磁結合が発生して複数の伝送線路２３１のそれぞれの実効インピーダンス、すなわち、各分枝を等振幅かつ等位相で励振したときの見かけのインピーダンスが複数の伝送線路２３１のそれぞれの単独の特性インピーダンスよりも大きくなるほど狭い。
複数の伝送線路２３１のそれぞれの特性インピーダンスＺｍが規格化インピーダンスＺｏよりも小さく、複数の伝送線路２３１のそれぞれの実効インピーダンスが規格化インピーダンスＺｏに等しい。
【００９３】
つまり、第１被評価回路２２１において複数の分枝の間隔が非常に狭い。同じく、第２被評価回路２２２において複数の分枝の間隔が非常に狭い。そのため、第１被評価回路２２１の複数の分枝と第２被評価回路２２２の複数の分枝とに接続する複数の伝送線路２３１の間隔Ｄが非常に狭い。
また、伝送線路２３１は、規格化インピーダンスＺｏよりも小さな特性インピーダンスＺｍを有する。具体的には、伝送線路２３１の幅Ｗが、規格化インピーダンスＺｏを有する線路の幅よりも広い。その結果、伝送線路２３１は、規格化インピーダンスＺｏよりも小さな特性インピーダンスＺｍを有することとなる。
【００９４】
以下に、伝送線路２３１が規格化インピーダンスＺｏよりも小さな特性インピーダンスＺｍを有する理由を説明する。
複数の伝送線路２３１の間隔Ｄが非常に狭い場合、第２被測定回路２１２において、伝送線路２３１間の電磁結合が無視できない状態になる。
このような状態においては、伝送線路２３１の実効的な特性インピーダンスは、伝送線路２３１の実際の特性インピーダンスよりも大きな値になる。
すると、実施の形態１で記載した式（１−４）が成立せず、正しい反射通過特性を得ることができない。
そのため、規格化インピーダンスＺｏよりも小さな特性インピーダンスＺｍを有する線路が伝送線路２３１として用いられる。
【００９５】
＊＊＊動作の説明＊＊＊
特性評価方法は、実施の形態１（図６参照）または実施の形態２（図１１参照）で説明した方法と同じである。
【００９６】
＊＊＊実施の形態３の効果＊＊＊
複数の分枝の間隔が非常に狭いために複数の伝送線路２３１の間隔Ｄが不可避的に狭くなり、伝送線路２３１間の電磁結合が無視できなくなる場合であっても、多端子対回路２００の正しい反射通過特性を得ることが可能である。
【００９７】
＊＊＊実施の形態の補足＊＊＊
実施の形態において、特性評価装置１００の機能はハードウェアで実現してもよい。
図１３に、特性評価装置１００の機能がハードウェアで実現される場合の構成を示す。
特性評価装置１００は処理回路９９０を備える。処理回路９９０はプロセッシングサーキットリともいう。
処理回路９９０は、特性評価装置１００を実現する専用の電子回路である。
例えば、処理回路９９０は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、ロジックＩＣ、ＧＡ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡまたはこれらの組み合わせである。ＧＡはＧａｔｅ  Ａｒｒａｙの略称であり、ＡＳＩＣはＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔの略称であり、ＦＰＧＡはＦｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙの略称である。
【００９８】
特性評価装置１００は、処理回路９９０を代替する複数の処理回路を備えてもよい。複数の処理回路は、処理回路９９０の役割を分担する。
【００９９】
特性評価装置１００の機能は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせで実現してもよい。つまり、一部の機能がソフトウェアで実現され、残りの機能がハードウェアで実現されてもよい。
【０１００】
特性評価方法は利用者によって実行されてもよい。
その場合、利用者は、ベクトルネットワークアナライザを用いて第１パラメータ値および第２パラメータ値などのパラメータ値を測定し、測定されたパラメータ値を計算機に入力して多端子対回路２００の通過反射特性を算出する。
【０１０１】
実施の形態は、好ましい形態の例示であり、本発明の技術的範囲を制限することを意図するものではない。実施の形態は、部分的に実施してもよいし、他の形態と組み合わせて実施してもよい。フローチャート等を用いて説明した手順は、適宜に変更してもよい。
【符号の説明】
【０１０２】
１００  特性評価装置、１１１  第１測定部、１１２  第２測定部、１１３  第３測定部、１２０  特性算出部、２００  多端子対回路、２０１  想定回路、２１１  第１被測定回路、２１２  第２被測定回路、２１３  第３被測定回路、２２１  第１被評価回路、２２２  第２被評価回路、２３１  伝送線路、２３２  全反射源、２３３  地板、９０１  プロセッサ、９０２  メモリ、９０３  補助記憶装置、９０４  入出力インタフェース、９９０  処理回路。
【図１】
2018091633.tif 000017
【図２】
2018091633.tif 000018
【図３】
2018091633.tif 000019
【図４】
2018091633.tif 000020
【図５】
2018091633.tif 000021
【図６】
2018091633.tif 000022
【図７】
2018091633.tif 000023
【図８】
2018091633.tif 000024
【図９】
2018091633.tif 000025
【図１０】
2018091633.tif 000026
【図１１】
2018091633.tif 000027
【図１２】
2018091633.tif 000028
【図１３】
2018091633.tif 000029