VNAにおけるインピーダンス変換

VNA（Vector Network Analyzer）は、直接インピーダンスを測定するのではなく、Sパラメータ（Scattering parameters）という散乱パラメータを測定することで、インピーダンスを算出します。このSパラメータの測定結果から、インピーダンスへの変換が行われます。

Sパラメータの測定

VNAは、被測定デバイス（DUT）に信号を送り込み、その反射波と透過波の振幅と位相を測定します。

• 反射係数（$S_{11}$）: ポート1から入力された信号に対する、ポート1に戻ってくる反射波の比率。

• 透過係数（$S_{21}$）: ポート1から入力された信号に対する、ポート2から出ていく透過波の比率。

これらのパラメータは複素数で、振幅と位相の両方の情報を含んでいます。

インピーダンスへの変換

VNAの基準インピーダンス（通常は50Ω）を使って、測定した反射係数($S_{11}$)から被測定デバイスのインピーダンス($Z_{DUT}$)を計算します。

変換式は以下のようになります。

ここで、$Z_{0}$ はVNAの基準インピーダンスです。

この計算により、Sパラメータの複素数からインピーダンスの複素数（$Z=R+jX$）が導き出されます。このインピーダンスは、VNAの画面上でスミスチャートや対数振幅/位相の形式で表示されます。

VNAは、高周波領域での測定に優れており、このSパラメータを介したインピーダンス測定は、単なる抵抗だけでなく、容量性や誘導性の成分を含む複素インピーダンスを正確に評価するのに非常に重要です。

もくじ
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2 4ポートVNAのキャリブレーション
3 差動モジュールの評価
4 フェライトコアの評価
5 バランの評価
6 分配器の評価
7 おわりに

Ｔ＆ＭコーポレーションではSIGLENT社、Ceyear社の電子計測器（VNA）による高周波インピーダンス測定の提案を行っております。お気軽にお問い合わせフォームよりご相談くださいませ。
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