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RF評価キットの活用について

1.概要

RF技術の基本原理は電磁理論であり、これは振動子を使用して射頻信号を生成し、アンテナを利用して電磁波を伝播させ、受信端で復調器を用いて信号をデコードし、元の情報に復元するプロセスです。射頻技術は通信、航空宇宙、医療、生命科学などの分野で広く応用されています。射頻分野の初心者が最初に理解するべきことは、射頻信号が周波数領域でどのように表現されるか、そして一般的な射頻部品の特性について理解することですが、射頻に関する知識はしばしば抽象的で理解しづらいため、これらの知識点を検証するための一貫した実験装置が必要です。


2.課題

RF製品は誰もが知っているように、射頻製品は一般的に高価です。射頻送信およびテスト機器の完全なセットを構成することは、大きな投資を必要とします。手頃な価格で使いやすく、機能が完備された射頻学習キットは、射頻知識の普及に非常に役立ちます。

 

3.ソリューション


無線周波数の分野の初心者にとって、まず学ぶべきことは、射頻信号が周波数領域でどのように表現されるかを観察し、理論と実際の信号の違いを理解することです。さらに、一般的な射頻回路モジュール（例えば、アンプやミキサーなど）を学び、これらのモジュールが信号にどのような影響を与えるかを理解することが重要です。

 

   



図1：SVA-TB01 RF実験ティーチングボード

 

 


RFモジュールに関する初心者のニーズを満たすため、SIGLENTはSVA-TB01 RF実験ティーチングボードを発売しました。このボードには、 以上の一般的なRF回路とモジュールが含まれており、RFの知識を効果的に学び、関連する実験を探求するのに役立ちます。このボードは、完全な送信リンク（アッテネータ、アンプ、フィルタ、ミキサーで構成）、受信リンク（ミキサー、フィルタ、アッテネータ、アンプで構成）、校正ユニット（オープン、ショート、マッチ）、局部発振ユニット、電源モジュールで構成されています。送信リンクと受信リンクの各デバイスは、独立してテストすることも、外部インターフェイスを介して共同でテストすることもできます。 各デバイスを個別にテストできることは、RF回路モジュールの機能と特性を理解し、学習するのに役立ちます。これらのモジュールのテストには、通常、RFソースと、信号の観測に役立つスペクトロメータまたはベクトルネットワークアナライザが付属しており、RF信号に対するさまざまな一般的モジュールの影響をより直感的に理解することができます。


3.1 周波数領域におけるRF信号の理解


SVA1000Xは、スペクトラム測定とベクトルネットワーク解析の機能を持ち、信号を周波数領域で送信することができます。SVA1000Xはスペクトラム測定とベクトルネットワーク解析の機能を持ち、TGポートから信号を送信し、RFポートから信号を受信することができます。

 

 

   



図2：SVA-TB01 RF実験およびティーチング・ボードによる高調波試験

 


TG信号を直接RFポートに伝送し、TG信号をキャリブレーションユニットに通してからRFポートに接続して比較することによって、信号が実際に伝送される過程で、正弦波生成装置自体のハードウェアに非線形性が存在すること、さらにテスト中に信号が教育ボードの実際のリンクを通過すると、一定の非線形性が生じることを観察できます。そのため、スペクトラムアナライザーで観察される実際の正弦波信号のスペクトルは、一定の帯域幅を持つことがわかります。加えて、ハードウェアシステム内で発生する複数の高調波も観察できます。これらのテストは、初心者が理想的な射频信号と実際に測定された射频信号との違いを迅速に理解するのに役立ちます。

 

   



図3：SVA1000Xの高調波試験結果

 

 


3.2 一般的なRF回路モジュールの特性を理解する


RF分野では、基本的な送受信信号に加えて、信号の変調に使用されるさまざまなRFモジュールにも触れることになります。比較的一般的なRFモジュールには、ミキサー、フィルター、アッテネーター、アンプなどがあります。RF回路を設計する際、複数のモジュールをリンクさせて信号を変調したりフィルタリングしたりすることがよくありますが、そのためにはこれらのRFモジュールの機能を十分に理解しておく必要があります。従来のRF教材モジュールは通常、単一の独立したモジュールであり、複数のRFモジュールを組み合わせて完全な回路を構築するのは非常に不便です。また、モジュールに不慣れな場合、配線ミスにより回路に他のノイズや干渉が引き起こされ、各モジュールが信号に与える影響をうまく観察できない可能性があります。SVA-TB01はこれらのモジュールを同じ回路内に統合し、各モジュールをスイッチで制御することができるため、初心者にとっては、単一のモジュールのテストや、複数のモジュールを組み合わせて回路をテストする際に非常に便利です。

 

 

 

   



図4：SVA-TB01 RF実験用ティーチングボードのRFリンク構造図


 



SSG3021X射頻信号源とSVA1000Xベクトルネットワークアナライザを組み合わせることで、初心者は自分がテストしたいモジュールを自由に選択し、異なるモジュールの組み合わせを自由に試すことができます。それによって、各モジュールの異なる設定が信号に与える影響を学ぶことができます。また、2組の完全な受信リンクと送信リンクを比較テストすることもでき、初心者は受信リンクと送信リンクにおける異なるモジュールの違いを理解し、それぞれのモジュールが送信リンクと受信リンクにおいて果たす役割を把握することができます。



   


図5：フィルターモジュールのSVA1000X試験結果

 

 


4.まとめ


SVA-TB01 RF教育キットは、さまざまな射頻モジュールを搭載しており、機能が豊富で操作が簡単です。初心者が射頻信号や一般的な射頻回路モジュールの特性を迅速に学び理解するのに役立ち、射頻分野を学ぶための優れたツールです。