FIX LO(固定局部発振信号)方式でミリ波エクステンダーを使用する場合、VNAの動作モードを通常の掃引モードから「周波数オフセット・モード(FOM)」へ切り替える必要があります。

この構成では、VNAのポート1から出力されるRF信号を掃引させ、エクステンダー内部のミキサーで固定LOと掛け合わせることで、目的のミリ波帯を生成します。

1. 接続の基本構成

2ポートVNAのジャンパー(ダイレクト・アクセス)を利用する場合、一般的に以下のルーティングを行います。

  • RF出力: VNA Port 1の「Source Out」からエクステンダーのRF入力へ。

  • LO入力: 外部信号源(またはVNAの別ソース)から固定周波数をエクステンダーのLO入力へ。

  • IF戻り: エクステンダーからのダウンコンバートされたIF信号を、VNA Port 1の「Receiver In (Reference)」およびPort 2の「Receiver In (Test)」へ戻します。

2. 周波数計算の仕組み

エクステンダーが逓倍器(Multipliers)を含む場合、以下の関係式で動作を定義します。

 

VNAのソース周波数をこの計算式に基づいてオフセット掃引させることで、エクステンダーから出力されるミリ波が目的の範囲を動くように制御します。

3. メリットと課題

メリット

  • 高周波化: VNA本体の帯域が低くても(例:20GHz)、エクステンダー次第で110GHz以上の測定が可能。

  • コスト: 専用のミリ波コントローラを使用せず、手持ちの信号源をLOとして流用できる。

課題と注意点

  • コンバージョンロス: 固定LO方式では、掃引範囲全体でミキサーの変換効率を一定に保つのが難しく、ダイナミックレンジが制限されることがあります。

  • 校正の複雑さ: ジャンパーを経由するため、ケーブルの損失や位相変化が大きくなります。UOSM(Unknown Thru)や、導波管標準を用いたTRL校正が必須となります。

  • パワーレベル: エクステンダーのミキサーを飽和させないよう、VNAからのRF出力パワーとLOパワーを厳密に管理する必要があります。

4. 設定のステップ

  1. VNAをFrequency Offset Modeに設定: SourceとReceiverの周波数関係を数式で入力します。

  2. 外部LOの同期: 外部信号源を10MHz基準信号(Ref In/Out)でVNAと同期させます。

  3. パワー・キャリブレーション: エクステンダーの出力端(導波管面など)で、パワーメータを使用してフラットネスを補正します。

  4. システム校正: 最終的な測定端でフル2ポート校正を実施します。

この構成は、特に研究開発段階で特定の帯域(VバンドやEバンドなど)に特化して測定を行う際に非常に有効な手法です。

セットアップにおいて、特定のVNAモデルでの具体的なメニュー設定が必要であればお知らせください。

 

 

 

出典:Google Gemini (Gemini は AI であり、間違えることがあります。)

 

 

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