コンバージョンロス測定　VNA｜用語集

VNA（ベクトルネットワークアナライザ）を使用したミキサのコンバージョンロス（変換損失）測定は、入力周波数と出力周波数が異なる「周波数変換デバイス」としての特性評価が必要です。

通常のVNA測定（ $S_{21}$ ）は入出力が同周波数であることを前提としているため、コンバージョンロス測定には以下の手法やオプションが用いられます。

1. 基本的な測定原理

コンバージョンロスは、RF入力電力とIF出力電力の差として定義されます。

Lconv [dB] = PRF [dBm] - PIF [dBm]

VNAでこれを測定する場合、周波数オフセット機能（Frequency Offset Mode / FOM）を使用し、ソース（RF）とレシーバー（IF）の掃引周波数を独立して制御します。

2. 測定手法の種類

A. スカラ混合器測定 (Scalar Mixer Measurement)

振幅（ロス）のみを測定する最も一般的な方法です。

メリット: 位相基準が不要でセットアップが容易。
仕組み: VNAの内部ソースをRFとし、外部（または内部第2ソース）からLOを入力します。VNAのレシーバーをIF周波数に固定または同期掃引させて電力を測定します。
校正: パワーセンサを使用して、各ポートのミスマッチ損失とケーブル損失を補正するパワーキャリブレーション（ソース・レシーバー校正）が必須です。

B. ベクトル混合器測定 (Vector Mixer Measurement)

振幅に加えて、位相や群遅延を測定する方法です。

仕組み: 周波数変換による位相変化を追跡するため、基準となる「参照ミキサ」や、LO信号との位相同期が必要になります。
メリット: デバイスの群遅延特性や偏差を高精度に把握できます。

3. VNAセットアップのポイント

接続構成

Port 1: RF入力へ接続。
Port 2: IF出力へ接続。
LO供給: * 2ポートVNAの場合：外部信号発生器をLOとして接続。
- 4ポートVNAの場合：内部の第2ソースをLOとして使用可能。

設定フロー

周波数範囲の設定: RF掃引範囲、固定LO周波数、および計算されるIF範囲（ $RF - LO$ または $RF + LO$ ）を設定します。
LO電力: ミキサの仕様（Level 7, Level 13など）に合わせて、ダイオードを十分にONにできる電力を供給します。
アッテネータ: ミキサのポートインピーダンスは必ずしも $50 \Omega$ で安定していないため、反射を抑えるために外部アッテネータ（3〜6dB程度）を挿入するのが定石です。

4. 誤差要因と注意点

イメージ除去: VNAのレシーバーが目的のIF（下側波帯など）だけを見ているか確認してください。フィルタが必要な場合があります。
LOリーク: IFポートに漏れ出したLO信号がVNAのレシーバーを飽和させないよう注意が必要です。
ミスマッチ: ミキサはVSWRが悪化しやすいため、前述のアッテネータ挿入や、VNAのフル2ポート校正（FOM対応）を適用することで精度が向上します。

高周波（ミリ波帯など）での測定では、VNAの周波数拡張モジュールや、高精度なパワーメータによる補正がより重要になります。

	SMM3000Xシリーズ高精度ソースメジャーユニット・表示桁数：6½桁（2,100,000カウント）・最大サンプリングレート：100,000ポイント/秒・プログラミング／測定の最小分解能：10 fA / 100 nV ・最大出力：±210 V / ±3.03 A（DC）/ ±10.5 A（パルス）・DC、パルス、スキャン、リスト出力に対応。最小パルス幅は50μs ・グラフ表示とデジタル表示を備えた5インチのタッチスクリーン・SMM3311X(1ch) / SMM3312X(2ch) ・価格：90万円～
・USB VNA
	SDS8000Aシリーズオシロスコープ特長と利点 4チャンネル + 外部トリガーチャンネルアナログチャンネル帯域幅：最大16GHz(8/13/16GHz) リアルタイムサンプリングレート：最大40GSa/s（全チャンネル同時） 12ビットADC 低ノイズフロア：16GHz帯域幅で176μVrms SPOテクノロジー・波形キャプチャレート：最大200,000フレーム/秒・ 256段階の波形輝度と色温度表示をサポート・最大2Gポイント/チャンネルのストレージ容量・デジタルトリガー
	SSG6M80Aシリーズマルチチャネル・コヒーレント・マイクロ波信号発生器主な特長・最大周波数 13.6 GHz/20 GHz ・出力周波数分解能最大0.001 Hz ・位相ノイズ < -136 dBc/Hz @ 1 GHz、オフセット 10 kHz（測定値）・コヒーレントモード、搬送周波数 = 10 GHz、周囲温度変動 ±2℃、観測時間 5時間、位相変動 < 1.5° ・チャンネル間の周波数、振幅、位相を個別に調整可能。単一デバイスチャンネル同期および複数デバイスチャンネル位相同期をサポート。位相メモリ機能搭載・アナログ変調、パルス変調（オプション）

	SSA6000A Series Signal Analyzer Main Features ・Measurement Frequency Range: 2 Hz ~ 50 GHz ・IQ Analysis Bandwidth: 1.2 GHz ・Real-time Spectrum Analysis Bandwidth: 400 MHz ・Phase Noise: -123 dBc/Hz @ 1 GHz, 10 kHz offset ・DANL: Less than -165 dBm/Hz ・Demodulation and analysis of signals from multiple mobile communication standards including 5G NR, LTE/LTE-A, WLAN, and IoT, as well as wireless connections.
	SNA6000A Series Vector Network Analyzer Key Features ・Frequency Range: 100 kHz ~ 50 GHz ・Dynamic Range: 135 dB ・IF Bandwidth Range: 1 Hz ~ 10 MHz ・Output Power Setting Range: -60 dBm ~ +20 dBm ・Supports 4-port (2-source) S-parameter measurements, differential (balanced) measurements, time-domain analysis, scalar mixer measurements, etc. ・Optional accessories include electronic calibration kits, switch matrix, and mechanical switches. ・AFR

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