(57)【要約】本発明の目的は、前回の校正方法において誤差補正値が決定されたマルチポート・ネットワーク・アナライザを用いて、マルチポートのテスト対象の波長の数量を測定することである。このために、本発明は、非正弦波測定信号を用いる際に、まず、波長数量測定信号間の時間差を算出し、次に、これらの時間差をそれから導き出された補正係数を用いて補償する。そして、未補正の散乱パラメータを、これらの時間補償された測定信号から算出し、校正方法の誤差補正値を用いて補正する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非正弦波、特にデジタル変調された測定信号が供給されるマルチポート・ネットワーク・アナライザを用いて、テスト対象のマルチポート・デバイスの信号波パラメータを測定する方法であって、前記ネットワーク・アナライザに対する誤差補正値は、前記マルチポート・デバイスにおいて測定された信号波パラメータを用いて実行される散乱パラメータの次段の計算において考慮されるとともに前段の校正処理において決定され、
最初に、テスト対象の前記デバイスのポートにおいて測定された信号波パラメータに相当する、測定チャネル中の測定信号間の時間オフセットを、計算して補償し、
次に、これらの時間補償された計測信号から、テスト対象の前記デバイスの未補正の散乱パラメータを算出し、
最後に、これらの散乱パラメータを前記誤差補正値を用いて補正することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記測定信号間の前記時間オフセットを補償した後に、前記測定信号を時間領域から周波数領域に変換し、
前記未補正の散乱パラメータを前記測定信号から算出して誤差補正することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記測定信号間の前記時間オフセットを相互相関によって算出し、
そのために、ある測定信号のフーリエ変換に、他の測定信号のフーリエ変換の複素共役を乗じ、
関連する時間オフセットを、本方法において決定された時間項の位相成分から決定することを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記測定信号間の前記時間オフセットを補償する定時間補正係数を、測定された前記時間オフセットの傾きの平均から決定することを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ネットワーク・アナライザをさらに非正弦波信号、特にデジタル変調信号を用いて校正し、
これに関連して、請求項１〜４のいずれか一つにかかる方法を用いて前記誤差補正値を決定する前に、前記測定信号間の時間オフセット補正を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立形式請求項に記載の前文にかかる方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シングルポートまたはマルチポートの電子回路の特性は、散乱パラメータによって決まる。散乱パラメータとは、電子回路のポート位置での入射波パラメータおよび出射波パラメータの係数のことをいい、スカラー・ネットワーク・アナライザまたはベクトル・ネットワーク・アナライザによって測定することができる。この類のネットワーク・アナライザは、通常、動作するのに正弦波測定信号を用いる。また、この類のネットワーク・アナライザは、測定ポートの非理想的な特性によって生じる測定誤差を減らすために、デバイスの実際の測定の前に校正される。この目的のため、種々の校正基準がネットワーク・アナライザの測定ポート（例えば、オープン、スルー、マッチ、ショート）に接続される。誤差補正値が、デバイスの連続した測定において考慮されており、この誤差補正値は校正測定によって決定される。よって、校正後のネットワーク・アナライザは、非常に良好な測定精度を実現している。校正方法のタイプは、関連する測定作業に依存しており、特許文献１や特許文献２などの多くの実行可能な方法が知られている。
【０００３】
これらのネットワーク・アナライザによるテスト対象デバイスの測定を、非正弦波信号、例えば、デジタル変調信号を使用して、そのテスト対象デバイスの後続の動作とできる限り同じ条件にて実行する方法が知られている（特許文献３参照）。これに関連して、初期に時間領域で与えられた測定信号はフーリエ変換（ＤＦＴまたはＦＦＴ）によって周波数領域に変換されることも知られている。しかしながら、実際の経験では、精確に校正されたネットワーク・アナライザでさえ、非正弦波測定信号の使用は測定精度をかなり下げる。
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第１９９１８６９７号公報
【特許文献２】独国特許出願公開第１９５２７７３０号公報
【特許文献３】国際公開第０１／２７６４８号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
よって、本発明は、非測定信号が使用された場合であっても信号波パラメータ並びに散乱パラメータの精確な測定を可能にする測定方法を提供することを目的とする。
【０００６】
本目的は、独立形式請求項の前文にかかる方法を用いて、その特徴部により達成される。より有利な実施形態は、引用形式請求項において限定される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、非正弦波信号を用いた場合の測定結果の悪化が、基本的に、ネットワーク・アナライザを用いてテスト対象デバイスのポートで測定された信号波パラメータが測定構成内およびテスト対象装置自身における伝搬遅延の違いから生じる時間オフセットに影響されることと、得られた誤差が誤差補正値を用いても補償できないということに起因しているという知見に基づいている。本発明によれば、ネットワーク・アナライザの測定チャネル中の散乱パラメータを実際に計算する前に非正弦波測定信号間の時間オフセットを算出する。この時間オフセットは、テスト対象デバイスで測定された信号波パラメータに相当する。測定信号の互いに関連する成分の時間オフセットから、対応する時間補正係数を導き出す。これら時間オフセットは、ネットワーク・アナライザの測定チャネル中の前記測定信号の成分をそれらの本来の時間に一致させるという方法にて補償される。その後の周知のシステム誤差補正を行うために、まず、時間領域に与えられた測定信号がフーリエ変換によって周波数領域に変換される。これにより、散乱パラメータが、ネットワーク・アナライザの各測定チャネルにおける測定信号の各スペクトル線から算出された後、システム誤差補正データを用いて補正される。互いに関連する変調された測定信号の成分は、本発明にかかる方法によって決定されるが、最終的には誤差補正を考慮する必要がある。
【０００８】
本発明にかかる方法は、信号波パラメータの振幅のみを測定するスカラー・ネットワーク・アナライザと信号波パラメータをその振幅と位相を参照しつつ測定するベクトル・ネットワーク・アナライザと、２ポート、３ポート、またはマルチポートのデバイスを測定することができるネットワーク・アナライザとを用いる。さらに、本発明にかかる方法は、あらゆる非正弦波信号、例えば、マルチキャリア信号や変調信号を用いることができる。特に、本方法は、テスト対象デバイスにデジタル変調信号（例えば、ＷＣＤＭＡ信号）が供給されるという測定技術の利点を有する。
【０００９】
測定信号間の時間オフセットは、例えば時間領域のたたみ込みによって決定することができる。しかしながら、本発明のさらなる発展形によれば、独国特許出願公開第１９９１８６９７号公報において詳述されているように、時間オフセットにおける周波数領域での乗算によって、とりわけ簡単にかつ有利に時間オフセットが決定される。
【００１０】
本発明にかかる先の時間オフセット補正よれば、非正弦波測定信号を用いて、正弦波測定信号を用いた場合と同様な測定精度を実現する。
【００１１】
ネットワーク・アナライザを校正するのに見合った非正弦波信号を用い、且つその非正弦波信号から得られる時間オフセットを補正すれば、校正基準を用いて決定された信号波パラメータの場合であっても、さらに精度を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下に、概略図を参照して、２ポートデバイスの散乱パラメータを測定するための２つの測定ポートを用いた場合のベクトル・ネットワーク・アナライザを例に挙げ、本発明の詳細を説明する。
【００１３】
図１は、２つの測定ポートＰ１およびＰ２を備えた従来のベクトル・ネットワーク・アナライザのブロック回路図である。測定ポートＰ１およびＰ２は、コンバータＵを介して、生成器Ｇによって供給される周波数変動型の高周波測定信号と交互に接続される。方向性カプラＲ１は、１つ目の測定分岐Ｉ上に配置され、これにより、前方進行波パラメータａ１に相当する測定信号ｍ１が測定され、反射波パラメータｂ１に相当する測定信号ｍ２が測定される。また、２つ目の測定分岐ＩＩ上の方向性カプラＲ２によって、テスト対象デバイスＸから遠ざかるように進行する信号波ｂ２に相当する測定信号ｍ３が測定され、テスト対象デバイスＸに向かって進行する信号波ａ２に相当する測定信号ｍ４が測定される。これらの測定信号ｍ１〜ｍ４は、測定チャネルＫ１〜Ｋ４を介して、ネットワーク・アナライザの評価デバイスＡへと供給される。ここで、それら信号は、例えば、アナログ／デジタル・コンバータによって取り込まれ、その後デジタル処理され、好ましくはさらにベースバンドに混合される。
【００１４】
ネットワーク・アナライザを校正する際、種々の校正基準Ｋ（例えば、順次、オープン、スルー、マッチまたはショート）が、テスト対象デバイスＸの代わりに２つの測定ポートＰ１およびＰ２に順次接続される。
【００１５】
誤差補正値は、これらの校正基準Ｋを用いて決定した測定値から、例えばシグナルプロセッサとして設計された評価デバイスＡにおいて、周知の方法により算出される。この誤差補正値は、誤差補正値メモリＦに格納される。この校正は、正弦波測定信号を用いて実施されるのが好ましい。この目的のため、生成器Ｇは、正弦波出力信号を伴う周波数シンセサイザであってもよい。
【００１６】
デバイスの実際の測定では、測定対象となる２ポートデバイスＸ（例えば、高周波増幅器）は、２つの測定ポートＰ１およびＰ２の間においてその入出力に接続され、生成器Ｇから非正弦波出力信号が供給される。仮に、測定対象として増幅器Ｘを使用する場合、例えば、次段の動作において、ＷＣＤＭＡ信号の増幅のために、対応するデジタル変調信号を測定信号として用いることが好ましい。
【００１７】
この変調測定信号は、テスト対象デバイスによってあらかじめ決定された測定時間内において且つ所望の測定精度で、測定ポートＰ１およびＰ２へと交互に周期的に供給される。時間制限された変調測定信号を測定ポートＰ１に供給する際、前方進行波ａ１に相当する変調測定信号ｍ１が、例えば測定チャネルＫ１において生成され、さらに、変調測定信号ｍ２が反射波ｂ１に相当するように生成される。この変調測定信号ｍ２は、テスト対象デバイスＸ内の伝搬遅延の違いを起因として、測定信号ｍ１に対するある時間オフセットを与える。測定チャネルＫ３において、伝送波ｂ２に相当する変調測定信号ｍ３が生成される。この変調測定信号ｍ３は、伝搬群遅延の違いを起因として、再度、測定信号ｍ２および測定信号ｍ１に対してある時間オフセットを与える。測定分岐ＩＩおよび測定ポートＰ２を介して変調測定信号を供給する場合も同様である。本方法によって決定された測定信号ｍ１〜ｍ４は、生成器Ｇによって供給された変調測定信号と同じ変調および同じ長さを有し且つネットワーク・アナライザおよび関連するテスト対象デバイスの特性に依存して相対する時間オフセットに影響され、評価装置Ｚ内の中間記憶装置内に格納される。そして、変調測定信号成分のこれらの相互時間オフセットを、好ましくは独国特許出願公開第１００２２８５３号公報にかかる相関方法を用いて決定する。この目的のために、上述した相関方法を用いて、測定信号成分ｍ１を、例えば、参照値として選択し、最初に、ｍ１に対する測定信号ｍ２の時間オフセットを決定し、次に、ｍ１に対するｍ３の時間オフセットを決定していく。これらの時間オフセットから、定補正係数を導き出し、測定信号は、最終的に時間同期して、相対する時間オフセットを与えないように補正される。
【００１８】
独国特許出願公開第１００２２８５３号公報にかかる相関方法を用いた場合、まず、これらの測定値のフーリエ変換を決定し、その変換から、複素共役を算出する。ある測定信号（例えば、ｍ１）のフーリエ変換の乗算によって、並びに、他の測定信号（例えば、ｍ２）のフーリエ変換の複素共役によって、最終的に回帰計算された２つの測定値間の時間オフセットの位相成分から、これら２つの測定信号間の複素時間項を算出する（傾きの平均の計算）。定補正係数は、時間オフセットを補償するものであり、本方法において決定された時間オフセットから導き出される。
【００１９】
本方法において時間補正された測定信号から、所望の未補正の散乱パラメータが最終的に、計算段Ｔにおいて算出され、最後には、メモリＦの誤差補正データを用いて誤差補正される。用いる誤差補正のタイプに依存するが、元の変調測定信号成分のスペクトル線ごとに散乱パラメータを算出できるように、最初に時間領域で与えられた測定信号をフーリエ変換（ＤＦＴまたは各ＦＦＴ）を介して周波数領域に変換する必要がある。したがって、その意味から、時間補正に用いる補正係数を再度考慮する必要がある。
【００２０】
動性および精確度を高めるために、非正弦波信号生成器を用いたネットワーク・アナライザの校正を実施するための利点を有してもよい。すなわち、校正する段階であっても正弦波信号を用いないが、例えば、デジタル変調信号を用いて、本段階で上述した時間補正を行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明にかかる方法を実施するためのネットワーク・アナライザを示す図である。
【図１】
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【国際調査報告】
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