ベクトルネットワークアナライザ(VNA)とは?
ベクトルネットワークアナライザ(Vector Network Analyzer, VNA)は、高周波・マイクロ波領域における電子部品や回路の 伝送特性や反射特性(Sパラメータ) を測定するための装置です。
🔧 VNAの基本機能
項目 | 内容 |
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測定するもの | Sパラメータ(S11, S21, S12, S22など) |
測定対象 | アンテナ、フィルタ、アンプ、ケーブル、コネクタ、ミキサなど |
測定可能な特性 | リターンロス、インサーションロス、反射係数、VSWR、位相遅延、群遅延など |
周波数領域での測定 | 一定範囲の周波数にわたって、信号の振幅・位相を解析 |
時間領域変換(TDR) | 周波数データから時間領域波形に変換して、障害箇所などを特定(オプション機能) |
⚙️ 測定原理(簡略)
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VNA内部の信号源からRF信号を生成し、被測定物(DUT)に入力
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DUTからの 反射波と透過波をそれぞれの方向に分離して検出
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高精度な位相検出器によって振幅と位相を同時に測定
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得られたデータをSパラメータとして表示・解析
📊 Sパラメータとは?
Sパラメータ | 内容 | 例 |
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S11 | 入力ポートからの反射(Return Loss) | アンテナの整合特性 |
S21 | 入力→出力の透過(Insertion Loss/Gain) | フィルタやアンプの特性 |
S12 | 出力→入力方向の透過 | アンプの逆方向利得(アイソレーション) |
S22 | 出力ポートからの反射 | 出力整合の確認 |
✅ 主な用途
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RF回路の設計・評価(アンプ、フィルタ、ミキサなど)
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アンテナの反射特性測定(VSWR、リターンロス)
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ケーブルやコネクタの伝送特性確認
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EMC対策やシグナルインテグリティ評価
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半導体デバイスの高周波特性評価
🔍 よく使われる業界・分野
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通信(5G, Wi-Fi, 衛星通信)
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航空宇宙・防衛
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車載電子機器(レーダー、ADAS)
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教育・研究機関
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生産ラインでの自動測定システム
🧪 校正(Calibration)の重要性
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VNAは非常に高精度な測定を行うため、定期的な校正が必須です。
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主な校正手法:
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TOSM(Open/Short/Load/Thru)
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TRL(Through, Reflect, Line)
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電子校正(ECal)
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