VNAのAFR (Automatic Fixture Removal)機能｜用語集

VNA（ベクトル・ネットワーク・アナライザ）のAFR (Automatic Fixture Removal) は、測定対象（DUT）を接続するために使用する基板やアダプタ（今回のケースでは 2.92mm-HFM変換 や H-MTDフィクスチャ など）の特性を、数学的に計算して取り除く（ディエンベデッドする）非常に強力な手法です。

従来のTRL校正基板を自作する手間を省き、シミュレーションや実測ベースで高精度な測定を可能にします。

1. AFRが必要な理由

MultiGBASE-T1（10Gbps）のような高速信号では、フィクスチャのわずかな配線長や損失が測定結果を大きく歪ませます。

位相の回転: フィクスチャの電気長により、Sパラメータの位相が回ってしまいます。
挿入損失の加算: フィクスチャ自体のロスがDUTのロスとしてカウントされます。
ミスマッチ: フィクスチャとDUTの接続点での反射が、DUT本来のリターンロス（SDD11）を隠してしまいます。

2. AFRの主な3つの手法

AFRを実行するには、フィクスチャの特性を知るための「参照測定」が必要です。

手法	必要な参照物	特徴
2-Port Through	フィクスチャ A + B (直結)	最も一般的。AとBを背中合わせ（Back-to-Back）で接続して測定。左右対称と仮定して半分に分割します。
1-Port Open/Short	フィクスチャ A (先端開放/短絡)	反射のみを利用。DUTを接続する箇所でOpenまたはShortの状態を測定します。
S-Parameter File	.s2p / .s4p ファイル	シミュレーション（ADSやCSTなど）で得られたフィクスチャのデータをそのまま読み込みます。

3. AFRの実行プロセス（4ポートVNAの場合）

通常校正: まず、VNAのポート先端（2.92mmケーブルの先など）でフル4ポート校正（SOLTなど）を完了させます。
フィクスチャ測定: フィクスチャ同士を直結した「Through」の状態、または先端が「Open」のフィクスチャを測定します。
AFRウィザードの実行:
- VNA内のAFRソフトウェアを起動。
- 測定したデータを読み込み、「左右対称（Symmetric）」か「非対称」かを選択。
- インピーダンス（100Ωなど）やゲートの範囲を指定。
適用: ソフトウェアが計算したフィクスチャのSパラメータを、VNAのチャンネルに「De-embed」として適用します。これ以降、画面上のデータは「HFMコネクタの先端」が校正面となります。

4. 802.3ch 測定におけるAFRの重要ポイント

帯域幅: AFRを計算する際の周波数範囲は、実際の測定範囲（例：20GHz）と一致させる必要があります。
フィクスチャの「対称性」: AFRは「フィクスチャAとBが同じ特性である」という前提で半分に割る計算（Bisection）を行います。そのため、フィクスチャ基板は極力同じロット、同じ線路長で作成する必要があります。
コネクタの嵌合再現性: HFMや2.92mmの接続が甘いと、AFRで算出した補正値自体に誤差が含まれ、DUT測定時にリターンロスが異常に良く見えたり、逆に悪化したりする原因になります。

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VNAのAFR (Automatic Fixture Removal)機能

1. AFRが必要な理由

2. AFRの主な3つの手法

3. AFRの実行プロセス（4ポートVNAの場合）

4. 802.3ch 測定におけるAFRの重要ポイント

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