ネットワークアナライザ（Network Analyzer）とは
～高周波・マイクロ波領域でのSパラメータ測定に特化したベクトル測定器～
■ 定義
ネットワークアナライザ（Network Analyzer）とは、高周波（RF）やマイクロ波信号を対象に、電子部品・回路・アンテナなどの伝送特性（周波数応答）を測定・可視化するための測定器です。
特に、入出力間の電力の反射・透過の関係をSパラメータ（散乱パラメータ）として表現するのが大きな特徴です。
■ 種類
分類 | 名称 | 特徴 |
|---|---|---|
ベクトルネットワークアナライザ（VNA） | 振幅・位相の両方を測定可能 | 高精度で広帯域な解析に対応 |
スカラネットワークアナライザ（SNA） | 振幅のみを測定 | 簡易測定用、コストを抑えたい用途に向く |
■ 測定対象とアプリケーション
測定対象 | 測定内容・目的 |
|---|---|
アンテナ | 反射係数（S11）、整合性、共振周波数の確認 |
フィルタ・増幅器 | 通過特性（S21）、減衰量、利得帯域幅の測定 |
同軸ケーブル・伝送路 | 損失・反射の有無、位相遅延の確認 |
高周波部品（SAW、バラクタ等） | 周波数応答、非線形性、可変容量特性の評価 |
材料評価（オプション） | 誘電率・透磁率の周波数特性評価（専用治具使用） |
■ Sパラメータとは
パラメータ | 内容 | 測定の意味 |
|---|---|---|
S11 | 入力反射係数 | 入力端からの反射率（整合の指標） |
S21 | 伝送係数 | 入力信号が出力側にどれだけ伝達されたか |
S12 | 逆方向伝送係数 | 出力から入力への漏れ信号（アイソレーション） |
S22 | 出力反射係数 | 出力端での整合状況 |
■ 測定方式と構成
ネットワークアナライザは以下の構成を持ちます：
信号源（内蔵シンセサイザ）：周波数掃引が可能
テストポート（1ポート or 2ポート以上）
測定ブリッジ / 分離器：入出力を分離してSパラ抽出
レシーバー：受信電力の精密検出（ベクトル演算）
キャリブレーション機能：測定誤差を補正（Open/Short/Load等）
■ 表示と解析ツール
表示形式 | 内容 |
|---|---|
リニアスケールグラフ：ゲインやロスのdB表示 | |
スミスチャート：整合性やインピーダンスの変化可視化 | |
極座標/ポーラプロット：反射係数のベクトル挙動 | |
位相グラフ：信号遅延や共振位置の評価 | |
グループディレイ：群遅延解析（フィルタ特性などに有効） |
■ 測定時の注意点
キャリブレーション（校正）が極めて重要（測定精度が大きく左右される）
接続ケーブル・アダプタの品質が測定結果に影響
測定対象の整合性（50Ω）を確認する必要あり
小信号測定が基本だが、オプションでパワースイープ測定も可能
■ まとめ
項目 | 内容 |
|---|---|
ネットワークアナライザとは？ | 高周波信号の伝送特性（Sパラメータ）を測定・解析する装置 |
主な用途 | アンテナ、フィルタ、増幅器、材料の特性評価 |
主要測定項目 | S11, S21, S12, S22（ベクトル情報含む） |
表示形式 | スミスチャート、dB/位相グラフ、ポーラプロットなど |
必要条件 | 高精度な校正、安定した接続、高周波対応環境 |
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