JPH07151803A - ネットワークアナライザー - Google Patents
ネットワークアナライザーInfo
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- JPH07151803A JPH07151803A JP23396894A JP23396894A JPH07151803A JP H07151803 A JPH07151803 A JP H07151803A JP 23396894 A JP23396894 A JP 23396894A JP 23396894 A JP23396894 A JP 23396894A JP H07151803 A JPH07151803 A JP H07151803A
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Abstract
とによる手間と精度の低さを改善し、測定装置身体の中
で自動的に較正をする。 【構成】 1本または2本の測定ポートを持ち、それら
の各々が4ポート回路を通して測定端点に接続されてい
るネットワークアナライザーで、その測定値が、較正動
作期間中に決定され、測定対象物の測定に対して考慮さ
れねばならないシステム誤差を記憶するためのメモリー
を備えた評価手段において解析されるよう構成してあ
る。上記測定ポートの少なくとも1本と、それに関連す
る測定端点を持つ上記4ポート回路との間には較正用の
2ポート回路が備えられており、この較正用2ポート回
路は基本状態から2つのさらなる状態に切換えられるよ
う構成されている。上記較正用2ポート回路は、上記の
さらなる状態の1つでは少なくとも透過係数が基本状態
と異なっており、また、上記のさらなる状態の他の1つ
では少なくとも反射係数が基本状態と異なっている。
Description
ートを持つネットワークアナライザーに向けられてお
り、そのようなネットワークアナライザーの較正法に関
する。
ナライザーが、高周波でのコンポーネントやネットワー
クの特性を記述するための散乱パラメータを測定するの
に普通使われる。従来は、2個の測定ポートのそれぞれ
が通常2箇所の測定端点に接続されて使われ、したがっ
て、この2本の測定ポート間に接続される測定対象物か
ら4個の測定値が得られるというネットワークアナライ
ザーが一般であった。この型のネットワークアナライザ
ーについての詳細は、例えば、米国特許4,982,1
64中で述べられている。また、いわゆる単方向性ネッ
トワークアナライザーというものがあるが、これも2本
の測定ポートを持っており、その内の1本は2個の測定
端点に接続されており、他の1本は1個の測定端点に接
続されている。最後に、リフレクトメータとして働くネ
ットワークアナライザーがある。これは、1本だけの測
定ポートを持っており、これを2個の測定端点に接続し
て用いるものである。これらすべてのネットワークアナ
ライザーは測定対象物の実際の測定に先立って較正され
ていることが必要である。この目的のため、種々の可能
性があるが、それらは、たとえば、下に示す論文に詳し
く述べられている。H.−J.EUL,B.SHIEK
氏著,「ネットワークアナライザーの自己較正の一般理
論と新しい較正法」、米国IEEE Transact
ion on Microwave Theory a
nd Technique誌、MTT−39巻、199
1年4月号、724−73、724−731ページ、あ
るいは、H.−J.EUL,B.SHIEK氏著,「ネ
ットワークアナライザー較正用の較正標準数の削減」、
IEEE Transaction on Instr
umentation and Measuremen
t誌、MTT−40巻、1991年8月号、732−7
35ページ、あるいは、ドイツ特許明細書3,912,
795あるいは、米国特許4,982,164。この米
国特許では、指定された特に簡単な較正法が示され、そ
こでは簡単に実現できるただ3個の較正用標準を必要と
するだけである。
るいはTMR(通過・整合・反射式)較正法によれば、
まず、測定ポートを通過接続(Through−con
nected、以後これをTと称する)し、つぎに、測
定ポート間に減衰器を接続して測定ポートを無反射に
し、すなわち、整合(Match、以後これをMと称す
る)を取って較正を行ない、最後に2本の測定ポートを
短絡(Short Circuit、以後これをSと称
する)するか、あるいは、反射終端(Reflecti
on、以後これをRと称する)して較正を行なう。いわ
ゆるLMS較正法では、まず、第1の較正用標準として
テストポート間に線路(Line、以後これをLと称す
る)を接続し、以後、減衰器、短絡と較正ステップを続
ける。上の較正作業中、それら較正用標準についての透
過ならびに反射パラメータが測定され、その結果から誤
差パラメータが決定される。誤差パラメータはネットワ
ークアナライザーの評価手段のメモリーにたくわえられ
て、それ以降の測定対象物の測定における誤差補正に組
入れられる。しかしながら、較正の直後にでも起こるか
もしれない温度の変動などによる電気的特性の変動をす
べて組入れることは不可能なために、これらの変動は測
定結果に直接、誤差として入ってくる。したがって、こ
のようなネットワークアナライザーのユーザーが持つ測
定結果の精度に対する要求が較正作業間の時間間隔を決
定することになる。この時間間隔は、1、2日であるこ
ともあるだろうし、数時間程度のこともあるだろう。ま
た、個々の較正用標準の測定ポートへの接続の手間が較
正作業に占める割合が無視できない程度に繁雑になる場
合もある。産業用測定技術の分野では、このような頻繁
な較正の繰り返し行なうことは、普通非常に困難であ
り、時として、生産ラインの停止を必要としたり、アナ
ライザーのラインからの取外しを必要とするために、製
品のコストアップを招くことになったりする。
目的は、以上に述べてきたような較正が、できれば、装
置自身の中で自動的になされるようなネットワークアナ
ライザーを提供することである。1本あるいは2本の測
定ポートを持つ1台のネットワークアナライザーについ
て、おのおの独立請求項で特徴を述べることによって、
本発明のそれぞれの特定の目的が説明される。さらに、
そのようなネットワークアナライザーの利点ならびにそ
のようなネットワークアナライザーの特に簡単な較正法
のより一層の展開について、従属の請求項で述べる。
題は以下に記す解決のための手段によって達成および解
決される。なお下記の本項の文中および特許請求の範囲
の各請求項に記した符号は、本発明の本質の誤りない理
解を意図して挿入したものであって、本発明を図示の実
施例の構成に限定する意図ではないことに留意されるべ
きである。
ナライザーは、各々が4ポート回路(14,15)を通
して測定端点(3,4;5,6)に接続された2本の測
定ポート(1,2)を持つネットワークアナライザー
で、それらの測定端点での測定値(m1,m2,m3,
m4)が評価手段(7)において評価されるよう構成さ
れ、その評価手段(7)は、較正動作期間中に決定され
測定対象物の測定に対して考慮さるべきシステム誤差を
記憶するためのメモリー(8)を備えた構成をとるもの
であって、基本状態から2つのさらなる状態に切換えら
れるよう構成された較正用2ポート回路(20)が測定
ポートの1本(例えば2)とそれに関連する測定端点
(例えば5,6)を持つ上記4ポート回路(例えば1
5)との間に備えられており、上記さらなる状態の1つ
の状態における上記較正用2ポート回路(20)は少な
くとも透過において基本スイッチング状態からずれてお
り、また上記さらなる状態の他の1つの状態における上
記較正用2ポート回路(20)は、少なくとも反射にお
いて基本スイッチング状態からずれている、ことを特徴
とする。
ーは、各々が4ポート回路(14,15)を通して測定
端点(3,4;5,6)に接続された2本の測定ポート
(1,2)を持つネットワークアナライザーで、それら
の各測定端点での測定値(m1,m2,m3,m4)が
評価手段(7)において評価されるよう構成され、その
評価手段(7)は較正動作期間中に決定され測定対象物
の測定に対して考慮さるべきシステム誤差を記憶するた
めのメモリー(8)を備えた構成をとるものであって、
基本状態から2つのさらなる状態に切換えられるよう構
成された較正用2ポート回路(33,34)が2本の測
定ポート(1,2)のそれぞれとそれらに関連する測定
端点(3,4;5,6)を持つ上記4ポート回路(1
4,15)との間にそれぞれ備えられており、上記さら
なる状態の1つの状態における上記較正用2ポート回路
(33,34)は少なくとも透過において上記基本スイ
ッチング状態からずれており、また上記さらなる状態の
他の1つの状態における上記較正用2ポート回路(3
3,34)は、少なくとも反射において上記基本スイッ
チング状態からずれている、ことを特徴とする。
ーは、各々が4ポート回路(14,15)を通して測定
端点(3,4,5,6)に接続された2本の測定ポート
(1,2)を持つネットワークアナライザーで、それら
の各測定端点での測定値(m1,m2,m3,m4)が
評価手段(7)において評価されるよう構成され、その
評価手段(7)は較正動作期間中に決定され測定対象物
の測定に対して考慮さるべきシステム誤差を記憶するた
めのメモリー(8)を備えた構成をとるものであって、
基本状態からただ1つのさらなる状態に切換えられるよ
う構成された較正用2ポート回路(30,31)が2本
の測定ポート(1,2)のそれぞれとそれに関連する測
定端点(3,4,5,6)を持つ上記4ポート回路(1
4,15)との間に備えられており、上記さらなる状態
における上記1つの較正用2ポート回路(30)は少な
くとも透過においてそれの基本スイッチング状態からず
れており、また、上記さらなる状態にある上記他の較正
用2ポート回路(31)は、少なくとも反射においてそ
れの基本スイッチング状態からずれている、ことを特徴
とする。
ーは、各2個の測定端点(3,4,5,6)が各測定ポ
ート(1,2)に関連している請求項2または請求項3
の発明のネットワークアナライザーであって、前記較正
用2ポート回路(30,31,33,34)の少なくと
も1つが基本状態以外のスイッチング状態で透過を示さ
ないことを特徴とする。
ーは、各々が4ポート回路(14,15)を通して測定
端点(3,4,5,6)に接続された2本の測定ポート
(1,2)を持つネットワークアナライザーで、それら
の各測定端点での測定値(m1,m2,m3,m4)が
評価手段(7)において評価されるよう構成され、その
評価手段(7)は較正動作期間中に決定され測定対象物
の測定に対して考慮さるべきシステム誤差を記憶するた
めのメモリー(8)を備えた構成をとるものであって、
測定ポート(1,2)のそれぞれとそれらに関連する測
定端点(3,4,5,6)を持つ上記4ポート回路(1
4,15)との間に、それぞれの切換えスイッチ(T
S1,TS2)が配設されており、前記切換えスイッチ
を通して、その1つのスイッチング位置(I)では、そ
れら測定端点は測定ポート(1,2)に接続されてお
り、他方のスイッチング位置(II)では、それら測定
端点は2本のシステムポート(41,42)および基本
状態から2通りのさらなる状態に切換えられるよう構成
された較正用2ポート回路(36)の縦続接続回路から
なる較正用ブランチ(40)に接続されており、上記さ
らなる状態の1つの状態における上記較正用2ポート回
路(36)は少なくとも透過においてそれの基本スイッ
チング状態からずれており、また、上記さらなる状態の
他方の1つの状態における上記較正用2ポート回路(3
6)は、少なくとも反射において基本スイッチング状態
からずれている、ことを特徴とする。
ーは、4ポート回路(61)を通して測定端点(62,
63)に接続されたただ1本の測定ポート(60)を持
つネットワークアナライザーで、それらの各測定端点で
の測定値(m3,m4)が、評価手段(67)において
評価されるよう構成され、その評価手段(7)は較正動
作期間中に決定され測定対象物の測定(リフレクトメー
タ)に対して考慮さるべきシステム誤差を記憶するため
のメモリー(67)を備えた構成をとるものであって、
測定ポート(60)と測定端点を持つ4ポート回路(6
1)との間に、測定ポート(60)ならびにシステムポ
ート(68)と較正用2ポート回路(65)との間を切
換えるよう設けられた切換えスイッチ(64)と基本ス
イッチング状態から2つのさらなる状態に切換えられる
よう構成された較正用2ポート回路(65)とが縦続接
続で配設されており、上記さらなる状態の1つの状態に
おいて上記較正用2ポート回路(65)は少なくとも透
過においてそれの基本スイッチング状態からずれてお
り、また、上記さらなる状態の他方の1つの状態におい
て、上記較正用2ポート回路(65)は少なくとも反射
において基本スイッチング状態からずれている、ことを
特徴とする。
ーは、2本の測定ポート(1,2)を持つネットワーク
アナライザーであって、それら測定ポート(1,2)の
うちの1本が4ポート回路(53)を通して2箇所の測
定端点(50,51)に接続されており、他の1本は単
一の測定端点(52)に接続されていて、それら測定端
点からの測定値が、評価手段(7)において評価される
よう構成され、その評価手段(7)は較正動作期間中に
決定され測定対象物の測定に際して考慮さるべきシステ
ム誤差を記憶するためのメモリー(8)に接続されたも
の(単方向性ネットワークアナライザー)であって、測
定端点(50,51)を持つ4ポート回路(53)とそ
れに関連する測定ポート(1)との間に基本スイッチン
グ状態から2つのさらなる状態に切換えられるよう構成
された較正用2ポート回路(54)が備えられており、
かつ上記較正用2ポート回路は、上記さらなる状態の1
つの状態における、少なくとも透過において基本スイッ
チング状態からずれており、また、上記さらなる状態の
他の1つの状態における少なくとも反射において基本状
態からずれており、しかし3つのすべてのスイッチング
状態において、ゼロ以外の透過係数を示す、ことを特徴
とする。
ーは、以上のいずれかの請求項の発明のネットワークア
ナライザーであって、その切換え可能な較正用2ポート
回路(20;30,31;33,34;36;54;6
5)がπ形あるいはT形接続された減衰器からなる較正
用線路とそれに付属する電気的に制御されるスイッチな
どから構成されることを特徴とする。
ーは、以上のいずれかの請求項の発明のネットワークア
ナライザーであって、その較正用2ポート回路(20;
30,31;33,34;36;54;65)の切換え
がネットワークアナライザーの評価手段の制御のもとに
自動的になされることを特徴とする。
ザーは、以上のいずれかの請求項の発明のネットワーク
アナライザーであって、その基本スイッチング状態にあ
る較正用2ポート回路(20;30,31;33,3
4;36;54;65)がゼロ以外の任意の透過係数と
任意の反射係数を、特に、大きさ1の透過(理想線路あ
るいは通過接続)を示すことを特徴とする。
ザーは、以上のいずれかの請求項の発明のネットワーク
アナライザーであって、その較正用2ポート回路が再現
可能な散乱パラメータを持つケーブルを通してそれらに
関連する測定ポート(1,2)に接続されていることを
特徴とする。
ザーは、以上のいずれかの請求項の発明のネットワーク
アナライザーであって、その較正用2ポート回路がネッ
トワークアナライザーの測定ポート(1,2)に接続さ
れるように構成され、それ自身、独立の測定ポートを備
えた筐体中に収められ、その切換え可能な較正用2ポー
ト回路のスイッチに対する制御手段が接続線路を通して
評価手段(7)に接続されるよう構成されていることを
特徴とする。
ザーは、前述の請求項1から11までのいずれかの請求
項の発明のネットワークアナライザーであって、その較
正用2ポート回路が直接にネットワークアナライザーに
組込まれていることを特徴とする。
ザーの較正法は、請求項1で請求された発明のネットワ
ークアナライザーに対する較正法であって、それ自体は
既知の較正法にもとづく基本較正によって、較正用2ポ
ート回路の基本スイッチング状態についての透過パラメ
ータならびに反射パラメータが測定ポート間に順次接続
される少なくとも3つの較正標準について測定され、つ
づいて、較正用2ポートの基本スイッチング状態以外の
2つのスイッチング状態についての透過パラメータと反
射パラメータの変化が、ゼロ以外の透過係数を持つ少な
くとも3つの較正標準の1つについて測定され、それら
の測定値からこれらのスイッチング状態に対する散乱パ
ラメータの変化が計算され、ネットワークアナライザー
の評価手段のメモリーに記憶され、これにひきつづくユ
ーザー較正作業期間中、2本の測定ポートは、基本較正
に用いられた上記少なくとも3つの較正標準の1つにだ
け接続され、上記1つの較正標準はゼロ以外の透過係数
を有し、上記較正標準のすべての散乱パラメータは既知
であって、較正用2ポート回路の3つのすべてのスイッ
チング状態に対して、各散乱パラメータが測定され、そ
れらの結果にもとづいて、実際のシステム誤差が基本較
正の散乱パラメータを考慮に入れて計算されメモリーに
記憶され、それによって、上記システム誤差を考慮して
その後の基本スイッチング状態に維持された較正用2ポ
ート回路を用いた測定対象物の測定におけるシステム誤
差の補正がなされる、ことを特徴とする。
ザーの較正法は、請求項14で請求された発明の方法で
あって、基本較正ならびにユーザー較正に対して、上記
少なくとも3つの較正標準の上記1つが2本の測定ポー
トへの直接の接続(通過接続)によって構成されている
ことを特徴とする。
ザーの較正法は、請求項2で請求された発明のネットワ
ークアナライザーの較正法であって、それ自体は既知の
較正法にもとづく基本較正によって、較正用2ポート回
路の基本スイッチング状態についての透過パラメータな
らびに反射パラメータが2本の測定ポート間に順次接続
される少なくとも3つの較正標準について測定され、つ
づいて、2本の較正用2ポートの基本スイッチング状態
以外の2つのスイッチング状態についての透過パラメー
タと反射パラメータの変化が、ゼロ以外の透過係数を持
つ少なくとも3つの較正標準の1つについて測定され、
それらの測定値からこれらのスイッチング状態に対する
散乱パラメータの変化が計算されネットワークアナライ
ザーの評価手段のメモリーに記憶され、それにひきつづ
くユーザー較正作業期間中、2本の測定ポートは、ゼロ
以外の透過率を示す双方向性2ポート回路に接続され、
2個の較正用2ポート回路の3つのスイッチング状態に
ついて、各散乱パラメータが測定され、それらの結果か
ら、実際のシステム誤差が基本較正の散乱パラメータを
考慮に入れて計算されメモリーに記憶され、それによっ
て、上記システム誤差を、その後の基本スイッチング状
態に維持された較正用2ポート回路を用いた測定対象物
の測定におけるシステム誤差補正の際に考慮するように
したことを特徴とする。
ザーの較正法は、請求項2で請求された発明のネットワ
ークアナライザーの較正法であって、それ自体は既知の
較正法にもとづく基本較正によって、較正用2ポート回
路の基本スイッチング状態についての透過パラメータな
らびに反射パラメータが測定ポート間に順次接続される
少なくとも3つの較正標準について測定され、つづい
て、2本の較正用2ポートの基本スイッチング状態以外
の2つのスイッチング状態についての透過パラメータと
反射パラメータの変化が、ゼロ以外の透過係数を持つ少
なくとも3つの較正標準の1つについて測定され、それ
らの測定値からこれらのスイッチング状態に対する散乱
パラメータの変化が計算されネットワークアナライザー
の評価手段のメモリーに記憶され、それにひきつづくユ
ーザー較正作業期間中、2本の測定ポートは、基本較正
に用いられた上記少なくとも3つの較正標準の1つにだ
け接続され、上記1つの較正標準はゼロ以外の透過係数
を有し、上記較正標準のすべての散乱パラメータは既知
であり、その後、散乱パラメータが、基本スイッチング
状態にある2個の較正用2ポート回路で測定され、ひき
つづいて、交互に、基本スイッチング状態にある1個の
較正用2ポート回路とその他のスイッチング状態にある
他の較正用2ポート回路で測定され、それらの結果か
ら、実際のシステム誤差が基本較正の散乱パラメータを
考慮に入れて計算されメモリーに記憶され、それによっ
て、上記システム誤差をその後の基本スイッチング状態
に維持された較正用2ポート回路を用いた測定対象物の
測定におけるシステム誤差補正に際して考慮するように
したことを特徴とする。
ザーの較正法は、請求項5で請求された発明のネットワ
ークアナライザーの較正法であって、それ自体は既知の
較正法にもとづく基本較正によって、較正用2ポート回
路の基本スイッチング状態についての透過パラメータな
らびに反射パラメータが、測定ポート間、あるいは、測
定ポートとシステムポート間に順次接続される少なくと
も3つの較正標準に対して、それに接続された2個の切
換えスイッチの2つのスイッチング状態についてそれぞ
れ測定され、つづいて、切換えスイッチの第2のスイッ
チング位置において、透過パラメータと反射パラメータ
の変化が、基本スイッチング状態以外の較正用2ポート
回路の2つのスイッチング状態に対して、少なくとも3
つの較正標準の1つについて測定され、また、その結果
から、これらのスイッチング状態に対する散乱パラメー
タの変化が計算されネットワークアナライザーの評価手
段のメモリーに記憶され、それにひきつづく、切換えス
イッチがその第2のスイッチング位置にあるユーザー較
正作業期間中、ゼロ以外の透過係数を持ち、そのすべて
の散乱パラメータが既知である較正標準が再びシステム
ポート間に接続され、較正用2ポート回路のす3つのす
べてのスイッチング状態に対して散乱パラメータがそれ
ぞれ再び測られそれらの結果から、基本較正の散乱パラ
メータを考慮に入れて、実際のシステム誤差が算出され
メモリーに記憶され、2本の測定ポートは、基本較正に
用いられた上記少なくとも3つの較正標準の1つにだけ
接続され、上記1つの較正標準はゼロ以外の透過係数を
有し、上記較正標準のすべての散乱パラメータは既知で
あり、その後、散乱パラメータが、基本スイッチング状
態にある2個の較正用2ポート回路で測定され、ひきつ
づいて交互に、基本スイッチング状態にある1つの較正
用2ポート回路と他のスイッチング状態にある他の較正
用2ポート回路で測定され、それらの結果から、実際の
システム誤差が基本較正の散乱パラメータを考慮に入れ
て計算されメモリーに記憶され、それによって、上記シ
ステム誤差を、その後の、切換えスイッチが再びそれら
の最初のスイッチング位置に戻っており較正用2ポート
回路がその基本スイッチング状態にあって、測定対象物
が測定ポート間に接続されている状態に維持されている
測定対象物測定でのシステム誤差の補正がなされるよう
にした、ことを特徴とする。
ザーの較正法は、請求項6で請求された発明のネットワ
ークアナライザー(リフレクトメータ)の較正法であっ
て、基本スイッチング状態にある較正用2ポート回路を
持つそれ自体は既知の較正法にもとづく基本較正によっ
て、基本スイッチング状態についての反射パラメータが
測定ポートならびにシステムポートに順次接続される少
なくとも3つの較正標準に対して切換えスイッチの2つ
のスイッチング状態について順次測定され、つづいて、
切換えスイッチの第2のスイッチング位置において任意
の反射標準がシステムポートに接続され、較正用2ポー
ト回路の3つのすべてのスイッチング状態に対する各反
射係数が決定されメモリーに記憶され、それにひきつづ
く、切換えスイッチがその第2のスイッチング位置にあ
るスイッチを用いるユーザー較正作業期間中、システム
ポートは再び基本較正の任意の反射標準で終端され、各
反射係数が再び較正用2ポート回路の3つのすべてのス
イッチング状態に対して測定され、それらの結果から、
基本較正の反射係数を考慮に入れて、実際のシステム誤
差が算出されメモリーに記憶され、それによって、上記
のシステム誤差をそれに応じて、その後の、切換えスイ
ッチが最初のスイッチング位置にあり、較正用2ポート
回路がその基本スイッチング状態にあって、測定対象物
が測定ポートに接続されている状態に維持されている測
定対象物測定でのシステム誤差の補正がなされるように
した、ことを特徴とする。
クアナライザーにおいては、二三の切換モード間で切換
えられるようにされた較正用2ポート回路が、少なくと
も測定端点の一つと対応する測定4ポート回路との間に
設けられ、前記較正用2ポート回路は、例えば、米国特
許3,319,194あるいは、ドイツ特許明細書2,
637,084にもとづいた、非常に高い再現性を持つ
減衰器と高周波スイッチを用いた較正用線路技術として
実現されている。この較正用2ポート回路は、本ネット
ワークアナライザーの評価手段による制御のもとに種々
の動作モード間で自動的に切換えられ、それによって全
体の較正プロセスが完全に自動的に行なわれる。本ネッ
トワークアナライザーの普通の使用状況下では、このよ
うな自動較正プロセスが行なわれている間、ユーザーに
要求される作業は、測定ポートへの測定対象物の簡単な
接続作業だけである。較正用2ポート回路の種々のスイ
ッチングポジションにおける透過ならびに/または反射
パラメータの決定は、上記の既知の較正法の1つでなさ
れるのが望ましい。較正用2ポート回路は、既知の較正
線路技術で組込まれているので、高い安定度を持ってお
り、したがって、この較正用2ポート回路の基本的な較
正は、例えば、年1回程度の周期で行なえば十分であ
る。したがって、既知の較正用標準の一連の接続とそれ
による誤差パラメータの取得は、十分長い時間間隔で行
なうだけで十分であり、その間の中間的較正作業は、機
器内で装置自身によって自動的に行なわれる。また、較
正用2ポート回路の散乱パラメータが知れている場合に
は、このような基本的な較正は完全に省略することがで
きる。本発明の較正法では、較正用2ポート回路の切換
えられる状態間での変化のみが必要であって、それらの
絶対的な値は必要ではない。このことは本発明の特別な
利点と見るべきである。
較正用2ポート回路は、π形あるいはT形接続した減衰
器とそれに付属した電気機械的に制御されるスイッチか
らなっていることが望ましい。本発明を実現するために
は、アナライザーの測定ポートと測定端点との間に既知
の較正用線路を取付け、さらにその制御手段を備えてい
ることが必要とされるだけである。制御手段はネットワ
ークアナライザーの評価手段を用い、本発明の較正法の
意味での較正用スイッチの電気機械的制御によるもので
あり、上記評価手段が、それに相応するようプログラム
されておれば、本ネットワークアナライザーのユーザー
は較正作業を全自動的に行なうことができる。較正用線
路のような形で設計された較正用2ポート回路は、直
接、ネットワークアナライザー本体に組込まれていても
よい。また、もし十分な設置スペースが得られない場合
には、分離した独立の筐体に組込まれていてもよい。独
立した筐体に組込む場合には、その筐体は、ネットワー
クアナライザー本体の測定ポートにねじで固定され、そ
の筐体が、さらに外部から接続できる測定ポートを持っ
ていなければならない。この場合には、較正用2ポート
回路の制御手段とメモリーを備えたネットワークアナラ
イザーの評価手段との間に対応した接続を備えているこ
とが必要である。このような外部筐体と外部接続を用い
る場合には、現有のネットワークアナライザーに簡単な
追加手段を講じるだけで、自動較正機能を持たせること
が可能となる。
おいては、2、3の動作モード間で切換えられる較正用
2ポート回路が測定端点に接続された測定ポートと4ポ
ート回路との間に設けられている。上記の較正用2ポー
ト回路は、前述のように非常に高い再現性を持つ減衰器
と高周波スイッチを用いた較正用線路技術として実現さ
れている。この較正用2ポート回路は、本ネットワーク
アナライザーの評価手段による制御のもとに種々の動作
モード間で自動的に切換えられ、それによって全体の較
正プロセスが完全に自動的に行なわれる。本ネットワー
クアナライザーの普通の使用状況下では、このような自
動較正プロセスが行なわれている間、ユーザーに要求さ
れる作業は、測定ポートへの測定対象物の簡単な接続作
業だけである。較正用2ポート回路の種々のスイッチン
グポジションにおける透過ならびに/または反射パラメ
ータの決定は、上記の既知の較正法の1つでなされる。
較正用2ポート回路は、既知の較正線路技術で組込まれ
ているので、高い安定度を持っており、したがって、こ
の較正用2ポート回路の基本的な較正は、例えば、年1
回程度の周期で行なえば十分である。また、較正用2ポ
ート回路の散乱パラメータが知れている場合には、この
ような基本的な較正は省略することができる。
組織、構造、動作などは、付属の図面の参照を伴う以下
の詳しい記述から最良に理解されるであろう。図1は、
例えば、米国特許4,982,164に述べられている
ような方式によって構成した、2本の測定ポート1、2
を持つネットワークアナライザーの基本的な回路図を示
している。2本の独立な測定用枝線(ブランチ)12、
13が指定された周波数範囲内で周波数可変な高周波発
振器1から反転スイッチなどの3ポート回路10を通し
て給電されている。交互に接続される2本の測定用ブラ
ンチ12と13は4ポート回路14と15に接続されて
いる。4ポート回路14と15は測定用ブリッジあるい
は、方向性結合器で構成されており、それらの測定端点
3、4および5、6にはそれぞれ検波器が取付けられて
いて、それによって、それらの測定端点での電圧の大き
さとその位相を測定することができる。これらの測定端
点は必ずしも整合されている必要はない。上記の4ポー
ト回路14、15に実際の測定ポート1、2がっながれ
ており、これら測定ポート1、2間に被測定装置や測定
対象回路、すなわち、被測定装置(Device Un
der Test、以下DUT)6が接続される。この
ように接続構成しておけば、測定端点3、4、5、6を
通じて測定ポート1、2間に接続されたDUT16の入
力、出力点での複素反射係数と複素透過係数とを、それ
ぞれ順方向、逆方向の両方向について測定することが可
能となる。各測定端点での4つの測定値、m1からm4
までは、それぞれ評価手段7で評価される。この評価手
段7は付属のメモリー8を持っており、その中に較正動
作中に得られたシステム誤差値テーブルが記憶されてい
て、測定対象物の測定に対して、この誤差値テーブルが
参照され測定値が補正される。
5、6でそれぞれ測定された測定値m1、m2およびm
3,m4、いわゆる誤差2ポート回路GおよびH、2本
の測定ポート間に接続された被測定装置N、などの間に
成立する代数的な関係を示している。これより、測定値
マトリクスMは次式で与えられることがわかる。 測定値マトリクスMは、反転スイッチ10をI側に倒し
たときの測定値、m1からm4までと、II側に倒した
時の測定値、m1,からm4,までとによって次式によ
って表わされる: また、2つのマトリクスGとHは、2本の誤差2ポート
回路を特性付ける誤差パラメータを含んでいる。以上の
結果、被測定装置DUT16は透過マトリクスNによっ
て次式のように表わされる。 ここに、S11、S22ならびにS12、S21は、そ
れぞれに順方向ならびに逆方向の複素反射係数ならびに
複素透過係数である。
イザーを示している。図3では、図1の一方の測定ポー
ト2とそれにつながれていた4ポート回路15との間に
2ポート回路として設計されている較正用2ポート回路
20を追加して示してある。上記の較正用2ポート回路
20と測定ポート2の間に接続されているものは模式的
に示してある透過ネットワーク21によって特徴づけら
れている。較正用2ポート回路20はゼロ以外の任意の
透過係数と任意の反射係数を示す基本状態から、それと
は異なる他の2つ状態に切換えることが可能である。そ
れとは異なる他の2つ状態と言うのは、1つは、少なく
とも透過に関して基本状態以外の状態にずれた状態、ま
た他の1つは、少なくとも反射に関して基本状態以外の
状態にずれた状態を言う。基本状態においては、較正用
2ポート回路は大きさ1の透過、すなわち理想線路ある
いはじか付けの通過接続(T;Through−con
nection)の特性を呈する。基本状態は透過マト
リクスE0で定義され、他方較正用2ポートネットワー
ク20の他の2つのスイッチング状態(それは前記の基
本状態とは異なるものであるが)はマトリクスE0・E
1ならびにE0・E2で表わされる。較正用2ポートネ
ットワーク20は、ネットワークアナライザーの評価手
段7を通じて、上記3種類の状態間に自動的に切換えら
れるよう設置されている。自動較正を実施するために
は、この構成で、測定ポート1、2が、直接に通過接続
Tによって接続されていることが必要である。較正用ネ
ットワーク20のこれらのスイッチング状態は測定ポー
ト面へ変換される。較正用ネットワーク20の基本状態
は測定ポート面における通過接続を表わす。すなわち、 他の2つの状態に対して、つぎの関係が成立する。
の表現に対応しているはずである。このことは、代数的
には、以下の諸式の成立を意味する。 但しこの式(3)〜(5)式ではE1についての関係の
みを示す。E2についても全く同形の式が成立するが説
明を省略した。 用ネットワーク20ならびに変換ネットワーク21に要
求される技術的要件を明示している。E0とE1が決定
されると、この変換はTN、E0ならびにE1が変化し
ない間のみ、較正に使うことができる。なお図4と図5
は(2)〜(5)式を理論的に説明する図である。図4
の較正用ネットワーク20は、マトリックスE0・E1
及びE0・E2により記述される。この測定のために2
つの測定ポート1、2は通過接続とされている。図5は
図4の構成の測定ポート1、2及びE0の間の仮想(等
価)ネットワークE1への理論的変換を示している。
は、較正用ネットワーク標準が既知であるという条件の
もとで、自動制御された較正用ネットワーク20による
較正が可能となる。これらの標準は、例えば、TMS
あるいは TMR 較正接続で決定することができる。
このために、TMS を、較正用ネットワークの3つの
状態の各1状態のそれぞれにつき、実施しなければなら
ない。較正用ネットワークの基本状態においては、次式
が成立する。 TMS は次の計算を可能とする。 同じことが最初のスイッチング状態に対しても成立す
る。すなわち、 したがって、 が TMS から導かれる。次に、第2のスイッチング
状態が次式を導く。 以上の結果、基本較正から4つの誤差2ポート回路、
G、H’、H”ならびにH”’が得られる。これらのデ
ータから、実効的に等価な較正用ネットワーク標準 に対して変換式(5)を用いると、 となる。したがって、 と得られる。第2のスイッチング状態についても次の類
似が成立する。すなわち、 各周波数ごとに決定し、これをネットワークアナライザ
ーのメモリーにしまわなければならない。以上に述べて
きたように、較正用ネットワークは、その特性を長期間
維持するために、高い信頼性を持っていいる。このため
に、基本較正実施の周期は非常に長くできる。実際的な
目的には数ケ月とすることも可能である。
トランスファー較正を行なうためには、ユーザーはま
ず、通過接続が形成されるように、測定ポートを接続す
る。次に、アナライザーによる制御のもとで較正用ネッ
トワークを、次の3つのスイッチング状態で測定する。
せ、(18)式から得られるマトリクス方程式の助けに
よって、(19)式中の波動値(ai,bi)を消去す
ることができる。その結果、 の関係式が見出される。これを変形すると、
メータによって表わすと、7個の未知の誤差マトリクス
要素決定のための各較正用ネットワークのスイッチ位置
ごとに各4個の方程式を得ることができる。しかし、G
−ならびにH’−マトリクス要素の決定のためには7個
の方程式で十分である。この冗長性は、測定結果の計算
に利用することができる。最小2乗法による測定結果の
計算は(21)式にもとづいている。(21)式の第1
式に対して次式が成立する。 ここに、 である。(22)式に誤差 Z を付け加えると、次式
となる。
られる。 これより、 を用い、最小2乗法によって次の解ベクトルを得ること
ができる。 この解ベクトルは、次の誤差2ポート回路 の計算を可能とする。その誤差補正は、測定すべき未知
の測定対象物の測定に際して有効に使われる。図6によ
って未知の被測定対象物を測定するとき、較正用ネット
ワークはその基本状態にある。
法]半自動システム誤差補正を行なうための較正用ネッ
トワーク20は、必ずしも、ネットワークアナライザー
の指定された側に挿入する必要はない。更に云えば、図
7に示すように両側に接続しても、誤差補正を実行でき
る。したがって、アナライザーは各測定ポートに、それ
ぞれ較正用ネットワーク30と31を持っている。2つ
の透過マトリクスEならびにFによって表わされる較正
用ネットワークは、おのおの基本状態からずれた回路変
動を実現するものでなければならない。ただ1個の較正
用ネットワークを用いるシステム誤差補正において既に
述べた手順に類似の方法によって、図7による構成は2
つの変換方程式に帰着する。基本状態以外のスイッチン
グ位置にある第1の較正用ネットワークに対して、 が成立し、したがって、変換式 が成立する。但し、TN1及びTN2はここでも、それ
ぞれに測定ポート1、2をもつネットワーク30、31
の間の結びつきの特性を示すネットワーク32、32’
である。第2の較正用ネットワークに対しては、 が成立し、したがって、変換式 が成立する。
てのスイッチング位置に対して夫々以下の諸式が導かれ
る。 a)基本状態に対して b)第1スイッチング位置に対して: c)第2スイッチング位置に対して: (31)式からのF1を代入することによって、変換式
(27)より次式が得られる。 同様にして、第2のスイッチング位置に対して(29)
式によって、次式が得られる。
アナライザーの2本の測定ポートを相互に接続すると、
3つの較正用線路スイッチング位置の測定は較正用ネッ
トワーク(図8)による拡張されたネットワークアナラ
イザーの基本状態に帰着し、前記の基本状態がシステム
誤差補正に必要となる。
法]トランスファー較正の期間中、最も正確である通過
接続(T)の測定ポート間への接続を必要とするという
ことは、以上に述べてきた方法の欠点であると考えられ
る。以下に説明する方法は、これとは対照的に、透過特
性を示し2ポート回路として双方向的な特性を持つ未知
の接続NXを要求するのみである。この方法は1個のネ
ットワークのかわりに、それぞれに基本状態とは異なる
スイッチング状態を持つ2個の較正用ネットワーク33
と34を必要とする。2個の較正用ネットワークはネッ
トワークアナライザーの両側に図9で示されるように接
続される。2個の測定ポート1と2の間に未知透過マト
リクスNxで表わされる未知の双方向性測定対象物35
が接続されている。この場合、基本ならびにトランスフ
ァー較正は、ある程度計算上の負担の増加を要求する
が、ユーザーには何等、付加的要求をなすものではな
い。
のごとき通常の較正法を使うことにもとづいている。す
なわち、厳密な通過接続をここでも必要とする。較正は
両方のネットワークに対して行なわなければならない。
この方法による較正が完了すると、半自
トランスファー較正もまた両方の較正ネットワークで2
回行なわなければならない。この場合、測定ポートへの
接続はNXで表わされる。このことは、実際には、例え
ば、未知の線路を測定ポートの間に接続するか、また
は、クロストークが起こる程度に測定ポート同志ががほ
んのわずかだけ互い仮止めされる。 ー較正は次式のように、2つの誤差4ポート回路に帰着
する。 較正ネットワーク E を使うと、次式が得られる。 誤差2ポート回路のパラメータは基本較正からでは完全
には得られない。それらは参照値の形で決定されるに過
ぎない。このような参照値の選択は実際的には任意であ
り、ここでは、係数G’12あるいはH’21によって
表わされている。較正用ネットワークFで決められる誤
差マトリクスに対して、次式が導かれる。
は未知の透過マトリクスNXに依存しているからであ
る。第2の較正用ネットワーク E を用いると、同様
にして、次式が導かれる。 なお、ここでも、NXに独立な参照値が選ばれている。
(43)と (44)式から2つの表式が以下のように
導かれる。 ただし、α=H’12/G’12である。(45)ある
いは(46)式の変換によって次式がえられる。
Xが求まる。 NX自体を決めたければ、(47)式か
ら導かれる式を用いるだけでよい。例えば、Uに関して
Sパラメータの形で書くことにすれば、次式を得る。 ここにΔSX=SX11SX22−SX12SX21で
ある。マトリクス Uの(または、Vの)個々の要素を
比率だけで求めれば、係数αは消去できて、 が得られる。2ポート回路NXは双方向性2ポート回路
であるから、次式も得られる。 すなわち、NXは、その符号の不確定性は残るが、決定
されたことになる。符号の正しい選択は、SX12の位
相についての予備的な情報を必要とする。
法]図10に示すネットワークアナライザーは、ここで
も再び、2本の誤差2ポート回路 G と H によっ
て表わされる。その上、較正用ネットワーク36が備え
られている。しかし、これは測定ポート37に挿入され
た形ではない。アナライザーは、較正用ブランチ40と
測定ポート37の間を切換えるための2個のスイッチT
S1とTS2を用いている。較正用ブランチ40はユー
ザーがアクセスできる2本の付加的測定ポート41と4
2(システムポート)からなる。半自動較正法を用いて
測定対象物DUTの測定を行なうには、これらのシステ
ムを相互に永久接続したままにしておく。長期間安定性
を示すためにだけ必要なスイッチTS1とTS2は、2
つのスイッチング位置について、次の透過マトリクスに
よって表わされる。
測定ポートブランチのそれぞれに対して別々に行なわれ
る。
MS較正用接続を用いて、等価較正用ネットワーク標準 と決定される。これら4つのマトリクスは必要な周波数
ごとにネットワークアナライザーのメモリーにしまわれ
る。
S 較正接続が誤差2ポート回路 を決定するのに用いられる。更に、反射係数Γi(i=
1,2)が2本の開放測定ポート端で測定される。第一
の測定ポートに対して、Γi=Γ1であり、第2の測定
ポートに対して、Γi=Γ2である。これらのデータも
各周波数ごとにメモリーにたくわえられる。この基本較
正にひきつづいて、システムポート41と42が、LM
S 較正接続から既知となっている線路 L に永久接
続されていなければならない。
トランスファー較正のよりうまく説明のために、基本較
正の後に、ネットワークアナライザーの電気的特性が変
化したものとしよう。したがって、誤差2ポート回路
G および H も次のように変化する。 ここで、誤差2ポート回路の基本較正期間中のそれらの
値からの変化分をΔG、ΔHとした。スイッチTS1と
TS2をそれぞれスイッチング位置 II にすると、
誤差2ポート回路マトリクスは、自動較正用ネットワー
クの較正の結果、 となる。(53)式から次式が導かれる。 および マトリクスX1、Y1は基本較正期間中に決定されメモ
リーに記憶されているので、アナライザーの設定につい
ての変化分は次式によって計算できる。 スイッチTS1とTS2は再現性よくスイッチングでき
るものと仮定しているので、測定ポートブランチの未知
の誤差2ポート回路に対して次式が成立する。
ネットワークアナライザーの誤差2ポート回路を決定す
るのに特に役立つ。以上の議論で、測定ポートのリード
線についての変化は何等考慮されていなかった。リード
線の変化は、測定ポート1に対して以下に議論する。ま
た同様の議論が測定ポート2についても成立つ。基本較
正が完了すると、開放測定ポートのリード線の反射係数
Γ1が測定される(図11のa)部)。測定ポートのリ
ード線は、実質的には、その電気長と減衰量についての
変化で指定できるので、リード線の端部における入力反
射係数の変化は通常無視できる程度のものである。この
ような要件のもとに、その測定モード中のリフレクトメ
ータとしての動作は図11のb)部に示すようにして行
なわれる。ΔNL19は給電ケーブルの透過マトリクス
の変化分を表わしている。反射についての変化はゼロで
あり、また透過についての変化は双方向的であるので、
次式が成立する。 マトリクス X′2=G−1 neuTI S1はトランス
ファー較正から得られるので、測定ポート面でない参照
面で反射係数Γ′xが測定されることになる。しかし、
基本較正から測定ポートの正確な反射係数Γxが知られ
ているので、次式が成立する。
化によっておこる、求めている位相の変化は次式で表わ
される。 また、減衰について次式が得られる。
2は、本発明でのリフレクトメータの使用を説明する図
である。リフレクトメータは、ただ1本の測定ポート6
0を持っており、それは、2本の測定端点62、63を
持つ4ポート回路61に接続されている。前記4ポート
回路はブリッジかまたは方向性結合器で構成されてい
る。この公知のリフレクトメータは、図12に示してあ
るように、3つの異なる透過および/または反射状態間
を評価手段66の制御の下で切換える切換えスイッチ6
4と較正用2ポート回路65よりなっている。ここに、
評価手段は較正操作期間中に決定され測定対象物の測定
に際して考慮すべきシステム誤差を記憶しておけるメモ
リー67に接続されている。スイッチング位置Iにおい
ては、測定ポート60は切換スイッチ64により、較正
用測定ポート65を通って、測定端点62、63につな
がれている。一方、スイッチング位置IIにおいては、
測定端点は較正用2ポート回路65を経てシステムポー
ト68に接続されている。
ネットワークは基本状態にある。既知の標準を用いるリ
フレクトメータの較正は、まずスイッチング位置Iで測
定ポート60について行ない、次に、スイッチング位置
IIでシステムポート68で行なう。その結果、それぞ
れ3つ誤差パラメータからなる次の誤差2ポート回路マ
トリクスY1ならびにY2がリフレクトメータを特性付
けるために必要となる(4番目のマトリクス要素は1で
ある)。 これらY1ならびにY2は必要な周波数ごとに決定さ
れ、ネットワークアナライザー中のメモリーにたくわえ
られる。基本較正の第2のステップは、測定ポート面に
ある較正用ネットワークによって等価的に発生される反
射の標準を決定することを目的とする動作状態に対応し
ている。スイッチ64はスイッチング位置IIにあり、
システムポートは無反射終端で固定終端されている(無
反射透過の整合M)。較正ネットワークによって発生さ
れた標準はシステムポート面上に変換される。すなわ
ち、スイッチの出力側と整合終端との間で変換される。
したがって、図13に示す3本の較正用線路に対する反
射係数は、すべて、次式で示すように、上記の面上に変
換される。図13においてMは無反射透過の整合を示
す。 トメータの誤差パラメータはY2を通じて知ることがで
きるので、反射標準 較正用ネットワーク65とスイッチ64は、実際、実用
上そうであるように、相当の長期間安定であると考えら
れるので、経時的に変化するものは誤差2ポート回路
H のみであり、Hneu=HΔHである。
トランスファー較正の期間中、スイッチ64はスイッチ
ング位置11にある。システムポートは整合終端されて
いる 3つの等価反射係数による自動リフレクトメータ
較正から、誤差2ポート回路マトリクスY′2が次式の
ように求められる。 スイッチがスイッチング位置Iに移ると、測定ポート配
置に対する誤差2ポート回路は次のように計算される。 これによって、較正が完了する。
正]これまで、双方向リフレクトメータの較正に対する
システム誤差補正は、較正ネットワークは如何なるスイ
ッチング状態においても透過を示すと言う事実にもとづ
いていた。較正用ネットワークに無透過状態(例えば、
短絡)を許そうとすると、無透過2ポート回路は透過マ
トリクスに対して特異性を呈するという理由で、較正の
ための数学を透過マトリクスで定式化するというこれま
で述べてきた方法がもはや許されなくなる。以下に、あ
らゆる可能な較正ネントワーク標準を用いることのでき
る半自動較正法の数学を基本モデル(図3)を参照して
説明する。この数学はこれ以外のあらゆるアナライザー
の較正に対しても拡張できる。
2) から出発して、これと散乱パラメータ によって、測定対象物DUTに印加される波動と組み合
わせ、(18)式から得られるマトリクス方程式の助け
によって、波動値(ai,bi)を消去することがで
き、その結果、次式が得られる。 値miは、測定設定スイッチ10がスイッチング位置I
にあるときのネットワークアナライザーの測定値に対応
し、値m′iはスイッチング位置IIに対する測定値に
対応する。
較正におけるのと同じく、2つの基本的に異なる方法の
ステップに分けられる。最初は、例えば、TMS較正接
続のごとき較正用ネットワークの基本モードで、較正は
ネットワークアナライザーの測定ポートにおいて行なわ
れる。したがって、2つの誤差2ポート回路マトリクス
が得られる。 この手続きは、もはや、較正ネットワークの3つのすべ
てのスイッチング位置に対して行なわれることはなく、
基本状態に対してのみ行なわれる。基本状態GとH′の
誤差2ポート回路で、測定対象物DUTの散乱マトリク
スを決定することが可能である。等価較正用ネットワー
ク標準がこれに対応して決定される。このために、測定
ポートが接続されていなければならない。最初のスイッ
チング位置で較正用ネットワークを測定し、(72)式
によってこの測定値を評価すると、2本の測定ポートの
間に等価的に配設されたDUTの散乱マトリクスが得ら
れる。その手続は、較正用ネットワークの第2のスイッ
チング位置に が既知となり、メモリーに記憶される。
トランスファー較正の期間中、測定ポートは相互に接続
されていて、較正用ネットワークが3つのスイッチング
状態で測定される。数学的には、これは、通過 の測定に類似である。すなわち、 これら3つの測定から誤差2ポート回路GやH′が計算
できる。
ンスファー較正を行なうのに必要な較正用ネットワーク
(較正用2ポート回路)は、基本状態以外の2つの異な
るスイッチング状態の1つを実現しなければならない。
このことは、単一のネットワークあるいは、2つのユニ
ットに分けられる2つのスイッチング状態で達成でき
る。ネットワークは較正のために必要な較正標準を自動
的に発生し、このようにして発生した標準をネットワー
クアナライザーの測定ポートの間に等価的にセットする
役割を持っている。これらの標準は精密標準である必要
はなく、厳密な要件を満足する必要のない単純な抵抗手
段でよい。このような抵抗回路構成は単に長期安定性を
具備することを要求されるだけであるが、そのような要
求は実用上十分に満足されるものである。較正用ネット
ワークによって実現できる状態は、ある種の状態下では
較正が不可能になることがあるので、任意に選ばれては
ならない。例えば、図14の構成は、1個の通過接続
T と組み合わされた2個のシャント抵抗R1、R2か
らなっており、この場合、3個のコンダクタンス構成が
関連するので、較正作業は不可能になる。このことは、
以下に説明する。同様に、2個のシリーズ抵抗と通過接
続の組合せは、通過接続が値ゼロの直列インピーダンス
として、また、値ゼロのコンダクタンス素子として、の
いずれとも考え得るので、不可能となる。測定対象物D
UTの測定は、代数的には、誤差4ポート回路G−1、
DUTの透過マトリクス N、ならびに、誤差2ポート
回路 H の直列接続で表わされるので、測定値マトリ
クス M は次式で表わされる。 したがって、3個の較正標準の測定結果は次式で表わさ
れる。
らは、 (78)式中のマトリクスHの(75)式による消去の
結果、次式がえられる。 この式は相似変換を表わしているので、次式が成立す
る。 したがって、 ただし、ξ1=trace(M4M1 −1)である。ベ
クトルで書くと、 となる。ここに、V=(N11N12N21N22)T
である。第1の較正標準が通過接続であると仮定する
と、ξ1=(1001)Vとなる。したがって、(7
6)、(77)、(78)式と組み合わせると、次式が
得られる。
に対する第4の表式が次のように得られる。 このように、ベクトルVを決定するために使われる4個
の式が得られ、これらを組み合わせてると、次の非斉次
方程式が得られる。 回路構成の最適な選択と、較正標準の最適な選択のため
には、マトリクスPの行列式はゼロであってはならず、
また、そのランクは4でなければならない。この判断規
準によれば、図14に示した種類の回路構成は、較正に
用いるには適当でないことを示すことができる。この目
的のために、計算用のチェーンパラメータを使うのが適
当であろう。逆に、図15の構成は、その抵抗値がゼロ
以外の有限値という条件のもとでは常に較正に用いるこ
とが可能である。
トワークの実現のために特に適した基本回路は図16に
示すごとき2つのシャント抵抗R1、R3と、一対のポ
ート間に直列に挿入された挿入抵抗R2とでπ形に接続
し、あるいは一対のポート間に直列に挿入された2つの
挿入抵抗R4、R5と、その中間接続点を接地点に接続
する1つのシャント抵抗R6とでT形に接続した整合減
衰器である。図17は抵抗R1、R2、R3からなるπ
形接続の整合減衰器に両ポート間をつなぐ挿入抵抗R2
を短絡するためのスイッチS1と、シャント抵抗R3を
短絡するためのスイッチS2とを取付けた回路を示して
いる。これらのスイッチによって、図17の右半部に示
した3つのスイッチング状態が実現できる。スイッチS
1とS2にはリレーなどを用いた電気的制御を適用すれ
ばよい。図18に、上の基本的な状態以外の2つのスイ
ッチング状態を作りすことのできる1つの可能性を示し
た。この構成は、基本状態では、2つの終端ポート7
1、72の単純な接続に過ぎない。その接続はスイッチ
S1からS4によって接続される通過接続73、74で
ある。他の2つの回路上の変形はスイッチS1とS2で
接続される第1のネットワークNw175及び/又はス
イッチS3とS4で接続される第2のネットワークN
w276の挿入によって行なわれる。特許請求の範囲で
述べられた要件は、スイッチング状態の1つの状態にあ
る較正用2ポート回路は、少なくとも、透過ににおいて
基本状態と異なっていなければならず、また、上記のス
イッチング状態の他の状態では、少なくとも、反射にお
いて基本状態と異なっていなければならない、と言う要
件であったが、これは本発明のネットワークアナライザ
ーの可能なすべての変形に関して、基本状態以外の2つ
の状態が反射に関してだけ基本状態から異なっておれば
十分である、という可能性をも意味している。なぜなら
ば、反射で基本状態から異なっておれば、必ず、透過に
おいても異なっているはずであり、この場合、本発明の
要件も自ずと満足されるからである。
イザーの半自動較正法]3箇所の測定端点を持つネット
ワークアナライザーのブロックダイアグラムは、図1中
で、スイッチ10が第1スイッチング位置にあるとき、
第4測定端点m4をゼロとし、第2スイッチング位置に
あるとき、第1測定端点m′1をゼロとすることによっ
て、図1から変形して得られる。したがって、当然、上
記両方のスイッチング位置に対する較正はそれぞれ別個
に行なわなければならない。その結果、この方法におい
ては、スイッチ10において、可能な限りクロストーク
を排除しなければならない。自動トランスファー較正
は、基本状態以外2つの異なるスイッチング状態が可能
で、それら2つの異なるスイッチング状態の少なくとも
1つにおいてゼロではない透過を示す較正用ネットワー
クを必要とする。この較正用ネットワークは、図3に示
すように、ネットワークアナライザーの1方の側に配設
してもよいし、あるいは、アナライザーの両側に分けて
配設しても、どちらでもよい。
に対して、ネットワークアナライザーの一般的な数学的
表現は、 となり、これより、次式が得られる。 次の式 における波動値ai、biを(89)式によって書換え
ると、次式を得る。 すなわち、次の2式が得られる。 3個の、そのうち少なくとも2個はゼロでない透過を示
す完全に既知の較正用標準の測定と(92)によって、
解ベクトルであるV 1の決定に使われる第1のスイッチ
ング位置に対する1組の式が導かれる。
の較正用標準の測定と(95)式によって、解ベクトル
であるV 2の決定に使われる第2のスイッチング位置に
対する1組の式が導かれる。一般に、2つのベクトルV
1、V 2は違っているので、回路構成によって拡張され
たネットワークアナライザーの基本状態は全部で10個
の誤差パラメータで表わされることになる。
明から、3個の測定端点を用いたアナライザーの較正の
ための新しい方法が導かれた。通過接続T、整合終端
M、および、入力反射係数がゼロではない完全に既知の
ネットワークNの測定から、TMN(通過・開放・既知
ネットワーク式)較正が導出できる。整合終端Mの代り
に、他の既知の1ポート、たとえば、短絡Sや開放Oな
どを用いることもできる(これらは、つまり、TSN
(通過・短絡・既知ネットワーク式)やTON(通過・
開放・既知ネットワーク式)である)。通過接続を既知
の長さLの線路に置き換えたものがLMN(線路・整合
・既知ネットワーク式)である。請求項10項や12項
で述べている既知の方法は、4個の完全に既知の標準
(そのうち3個は透過を示さないものであるが)を測定
しなければならないのに比して、ここで述べている方法
では、3個の標準の測定ですむ。したがって、較正作業
が簡単化される。既存の方法でも、3個の標準で実行し
得るものもある(TLR*)が、その方法はあくまでも
近似法にすぎない。基本較正の目的は、その他の多くの
目的の中でも、等価的に測定ポート面上で較正用ネット
ワーク標準を決定することである。この目的のために、
2つのベクトル方程式(91)式と(94)式とから、
次のマトリクス関係式が導かれる。 変形すると、次式となる。 較正用ネットワークを、その基本状態以外の2つの状態
で測定するとき、個々の て計算することができる。トランスファー標準の計算
は、それらの透過とは独立に実行することができる。
トランスファー較正の期間中、回路構成によって拡張さ
れたネットワークアナライザーの測定ポートは可能な限
り正確な通過接続が得られるよう、相互に接続される。
4箇所の測定端点を用いる方法によれば、較正用ネット
ワークもまた基本状態と基本状態とは異なる2つの状態
で、両方のスイッチング位置に対して測 によって表わされる2つの既知の標準の測定に類似であ
る。すなわち、 これら3つの測定結果と(92)式および(95)か
ら、ネットワークアナライザーの10個の誤差パラメー
タが算出される。すでに指摘したように、利用可能な方
程式の数について出てくる冗長性は測定結果の計算に利
用することができる。
自動較正法]単方向性ネットワークアナライザーが図1
9に模式的に示してある。この構成は、3個の測定端点
50、51、52とリフレクトメータネットワーク53
を含んでいる。リフレクトメータネットワーク53の入
力端には高周波発振器55が接続され、テストポート
1、2間に接続される被測定装置DUTに高周波信号を
供給する。テストポート2には4ポート56がつなが
れ、その4ポート56には唯一つの測定ポイント52が
つながれていて単方向性ネットワークアナライザーを構
成している。両方向性ネットワークアナライザーの場合
にあった切換えスイッチ10は、ここでは用いていな
い。較正用2ポートネットワーク54は、リフレクトメ
ータネットワーク53と測定ポート1との間に配設され
ている。単方向性ネットワークアナライザーに対する較
正法においては、較正用ネットワークは、基本状態以外
に2つのスイッチング状態を持っていなければならな
い。すべての状態はゼロ以外の透過を示さなければなら
ない。
イザーと同様、基本較正は3箇所の測定端点、例えば、
請求項10項の方法か、あるいは、新しい較正法のいず
れか1つ(例えば、TMN)によって実行することがで
きる。較正は3つのスイッチング状態の各々について、
それぞれ行なわれる。誤差パラメータの決定は、ここで
は、結局、5個の誤差要素の決定に低減される。G′
−1=G−1EOTN,H21=1、および、m4=0
を用いて、次式が成立する。 上式を(90)式とともに用いて、誤差パラメータを決
定するのに用いられる次の2つの式が得られる。 較正ネットワークが基本状態にある基本較正の第1段階
では、例えば、TMN較正では、マトリクスG′とパラ
メータH11を次式のように求める。 較正ネットワークの基本状態以外の第1のスイッチング
状態に対して、次式が成立する。 第3のスイッチング状態に対して、同様に、次式が成立
する。 パラメータH11はすべてのスイッチング位置に対して
一定である。 ける変換式、 を考慮に入れると、等価的な較正ネットワーク標準の変
換マトリクスが次式のように導かれる。 この式で、基本較正を完了することができる。
トランスファー較正の期間中、回路構成によって拡張さ
れたネットワークアナライザーの測定ポートは可能な限
り正確な通過接続が得られるよう、相互に接続される。
較正用ネットワークもまた基本状態と基本状態とは異な
る2つの状態で によって表わされる2つの既知の標準の測定に類似であ
る。すなわち、 これら3つの測定結果と(99)式で、ネットワークア
ナライザーの5個の誤差パラメータが算出される。本発
明者らは、本発明者らの発明を、その説明に適した特定
の実施例を参照することによって述べてきたが、本発明
の多くの変更や変形が、本発明の精神や特許請求の範囲
から逸脱することなく可能であることは、当該分野技術
に精通した何人にとっても明らかである。したがって、
本発明者らは、当該技術への本発明らの寄与の範囲内
で、全てのこのような変更や変形が正当且つ適正に、本
発明で保護される範囲の中に含められることを望む。
的に較正する方法をとることにより、個々の較正用標準
を測定ポートに接続する手間と精度の低さを改善するこ
とが出来る。従来の較正法では較正の直後にでも起こる
かもしれない温度の変動などによる電気的特性の変動を
考慮して絶えず較正をくり返すというようなことは困難
で現実的ではなかった。しかし本発明の方法によれば評
価手段による制御のもとに種々の動作モード間で自動的
に切り換えられ、それによって全体の較正プロセスが完
全に自動的に行われる。本ネットワークアナライザーの
普通の使用状況下では、このような自動較正プロセスが
行われている間、ユーザーに要求される作業は、測定ポ
ートへの測定対象物の簡単な接続作業だけである。較正
用2ポート回路は、既知の較正線路技術で組込まれてい
るので、高い安定度を持っており、したがって、この較
正用2ポート回路の基本的な較正は、例えば、年1回程
度の周期で行なえば十分である。したがって、既知の較
正用標準の一連の接続とそれによる誤差パラメータの取
得は、十分長い時間間隔で行なうだけで十分であり、そ
の間の中間的較正作業は、機器内で装置自身によって自
動的に行なわれる。また、較正用2ポート回路の散乱パ
ラメータが知れている場合には、このような基本的な較
正は完全に省略することができる。本発明の較正法で
は、較正用2ポート回路の切換えられる状態間での変化
のみが必要であって、それらの絶対的な値は必要ではな
い。このことは本発明の特別な利点と見るべきである。
ワークアナライザーの一般回路図。
れ測定された測定値m1、m2、m3、m4、誤差2ポ
ート回路GおよびH、2本の測定ポート1、2間に接続
された被測定装置N、などの間に成立する代数的な関係
を示す図。
路図。
3、4、5)を表現した直列回路を示す回路図。
係の理論式を表現する回路図。
状態にある、未知の被測定対象物の測定を示す回路図。
ットワーク20をネットワークアナライザーの両側に接
続した回路図。
ットワークの回路図。
ライザーの両側に接続した回路図。
表されるネットワークアナライザーの回路図。
例を示す図。
回路図。
ント抵抗からなる構成の回路図。
では常に較正に用いることが可能な構成の回路図。
ワークの実現に特に適したπ形あるいはT形接続した整
合減衰器の基本回路の図。
イッチS1とS2を説明する回路図。
路図。
図。
Claims (19)
- 【請求項1】 各々が4ポート回路を通して測定端点に
接続された2本の測定ポートを持つネットワークアナラ
イザーで、それらの測定端点での測定値が評価手段にお
いて評価されるよう構成され、その評価手段は、較正動
作期間中に決定され測定対象物の測定に対して考慮さる
べきシステム誤差を記憶するためのメモリーを備えた構
成をとるものであって、 基本状態から2つのさらなる状態に切換えられるよう構
成された較正用2ポート回路が測定ポートの1本とそれ
に関連する測定端点を持つ上記4ポート回路との間に備
えられており、 上記さらなる状態の1つの状態における上記較正用2ポ
ート回路は少なくとも透過において基本スイッチング状
態からずれており、 また上記さらなる状態の他の1つの状態における上記較
正用2ポート回路は、少なくとも反射において基本スイ
ッチング状態からずれている、 ことを特徴とするネットワークアナライザー。 - 【請求項2】 各々が4ポート回路を通して測定端点に
接続された2本の測定ポートを持つネットワークアナラ
イザーで、それらの各測定端点での測定値が評価手段に
おいて評価されるよう構成され、その評価手段は較正動
作期間中に決定され測定対象物の測定に対して考慮さる
べきシステム誤差を記憶するためのメモリーを備えた構
成をとるものであって、 基本状態から2つのさらなる状態に切換えられるよう構
成された較正用2ポート回路が2本の測定ポートのそれ
ぞれとそれらに関連する測定端点を持つ上記4ポート回
路との間にそれぞれ備えられており、 上記さらなる状態の1つの状態における上記較正用2ポ
ート回路は少なくとも透過において上記基本スイッチン
グ状態からずれており、 また上記さらなる状態の他の1つの状態における上記較
正用2ポート回路は、少なくとも反射において上記基本
スイッチング状態からずれている、 ことを特徴とするネットワークアナライザー。 - 【請求項3】 各々が4ポート回路を通して測定端点に
接続された2本の測定ポートを持つネットワークアナラ
イザーで、それらの各測定端点での測定値,が評価手段
において評価されるよう構成され、その評価手段は較正
動作期間中に決定され測定対象物の測定に対して考慮さ
るべきシステム誤差を記憶するためのメモリーを備えた
構成をとるものであって、 基本状態からただ1つのさらなる状態に切換えられるよ
う構成された較正用2ポート回路が2本の測定ポートの
それぞれとそれに関連する測定端点を持つ上記4ポート
回路との間に備えられており、 上記さらなる状態における上記1つの較正用2ポート回
路は少なくとも透過においてそれの基本スイッチング状
態からずれており、 また、上記さらなる状態にある上記他の較正用2ポート
回路は、少なくとも反射においてそれの基本スイッチン
グ状態からずれている、 ことを特徴とするネットワークアナライザー。 - 【請求項4】 各2個の測定端点が各測定ポートに関連
している請求項2または請求項3のネットワークアナラ
イザーであって、前記較正用2ポート回路の少なくとも
1つが基本状態以外のスイッチング状態で透過を示さな
いことを特徴とするネットワークアナライザー。 - 【請求項5】 各々が4ポート回路を通して測定端点に
接続された2本の測定ポートを持つネットワークアナラ
イザーで、それらの各測定端点での測定値が評価手段に
おいて評価されるよう構成され、その評価手段は較正動
作期間中に決定され測定対象物の測定に対して考慮さる
べきシステム誤差を記憶するためのメモリーを備えた構
成をとるものであって、 測定ポートのそれぞれとそれらに関連する測定端点を持
つ上記4ポート回路との間に、それぞれの切換えスイッ
チが配設されており、 前記切換えスイッチを通して、その1つのスイッチング
位置では、それら測定端点は測定ポートに接続されてお
り、 他方のスイッチング位置では、それら測定端点は2本の
システムポートおよび基本状態から2通りのさらなる状
態に切換えられるよう構成された較正用2ポート回路の
縦続接続回路からなる較正用ブランチに接続されてお
り、 上記さらなる状態の1つの状態における上記較正用2ポ
ート回路は少なくとも透過においてそれの基本スイッチ
ング状態からずれており、また、上記さらなる状態の他
方の1つの状態における上記較正用2ポート回路は、少
なくとも反射において基本スイッチング状態からずれて
いることを特徴とするネットワークアナライザー。 - 【請求項6】 4ポート回路を通して測定端点に接続さ
れたただ1本の測定ポートを持つネットワークアナライ
ザーで、それらの各測定端点での測定値が、評価手段に
おいて評価されるよう構成され、その評価手段は較正動
作期間中に決定され測定対象物の測定(リフレクトメー
タ)に対して考慮さるべきシステム誤差を記憶するため
のメモリーを備えた構成をとるものであって、 測定ポートと測定端点を持つ4ポート回路との間に、測
定ポートならびにシステムポートと較正用2ポート回路
との間を切換えるよう設けられた切換えスイッチと基本
スイッチング状態から2つのさらなる状態に切換えられ
るよう構成された較正用2ポート回路とが縦続接続で配
設されており、 上記さらなる状態の1つの状態において上記較正用2ポ
ート回路は少なくとも透過においてそれの基本スイッチ
ング状態からずれており、 また、上記さらなる状態の他方の1つの状態において、
上記較正用2ポート回路は少なくとも反射において基本
スイッチング状態からずれていることを特徴とするネッ
トワークアナライザー。 - 【請求項7】 2本の測定ポートを持つネットワークア
ナライザーであって、それら測定ポートのうちの1本が
4ポート回路を通して2箇所の測定端点に接続されてお
り、他の1本は単一の測定端点に接続されていて、それ
ら測定端点からの測定値が、評価手段において評価され
るよう構成され、その評価手段は較正動作期間中に決定
され測定対象物の測定に際して考慮さるべきシステム誤
差を記憶するためのメモリーに接続されたもの(単方向
性ネットワークアナライザー)であって、 測定端点を持つ4ポート回路とそれに関連する測定ポー
トとの間に基本スイッチング状態から2つのさらなる状
態に切換えられるよう構成された較正用2ポート回路が
備えられており、かつ上記較正用2ポート回路は、上記
さらなる状態の1つの状態における、少なくとも透過に
おいて基本スイッチング状態からずれており、また、上
記さらなる状態の他の1つの状態における少なくとも反
射において基本状態からずれており、しかし3つのすべ
てのスイッチング状態において、ゼロ以外の透過係数を
示すことを特徴とするネットワークアナライザー。 - 【請求項8】 以上のいずれかの請求項のネットワーク
アナライザーであって、その切換え可能な較正用2ポー
ト回路がπ形あるいはT形接続された減衰器からなる較
正用線路とそれに付属する電気的に制御されるスイッチ
などから構成されることを特徴とするネットワークアナ
ライザー。 - 【請求項9】 以上のいずれかの請求項のネットワーク
アナライザーであって、その較正用2ポート回路の切換
えがネットワークアナライザーの評価手段の制御のもと
に自動的になされることを特徴とするネットワークアナ
ライザー。 - 【請求項10】 以上のいずれかの請求項のネットワー
クアナライザーであって、その基本スイッチング状態に
ある較正用2ポート回路がゼロ以外の任意の透過係数と
任意の反射係数を、特に、大きさ1の透過(理想線路あ
るいは通過接続)を示すことを特徴とするネットワーク
アナライザー。 - 【請求項11】 以上のいずれかの請求項のネットワー
クアナライザーであって、その較正用2ポート回路が再
現可能な散乱パラメータを持つケーブルを通してそれら
に関連する測定ポートに接続されていることを特徴とす
るネットワークアナライザー。 - 【請求項12】 以上のいずれかの請求項のネットワー
クアナライザーであって、その較正用2ポート回路がネ
ットワークアナライザーの測定ポートに接続されるよう
に構成され、それ自身、独立の測定ポートを備えた筐体
中に収められ、その切換え可能な較正用2ポート回路の
スイッチに対する制御手段が接続線路を通して評価手段
に接続されるよう構成されていることを特徴とするネッ
トワークアナライザー。 - 【請求項13】 前述の請求項1から11までのいずれ
かの請求項のネットワークアナライザーであって、その
較正用2ポート回路が直接にネットワークアナライザー
に組込まれていることを特徴とするネットワークアナラ
イザー。 - 【請求項14】 請求項1で請求されたネットワークア
ナライザーの較正法であって、 それ自体は既知の較正法にもとづく基本較正によって、
較正用2ポート回路の基本スイッチング状態についての
透過パラメータならびに反射パラメータが測定ポート間
に順次接続される少なくとも3つの較正標準について測
定され、 つづいて、較正用2ポートの基本スイッチング状態以外
の2つのスイッチング状態についての透過パラメータと
反射パラメータの変化が、ゼロ以外の透過係数を持つ少
なくとも3つの較正標準の1つについて測定され、それ
らの測定値からこれらのスイッチング状態に対する散乱
パラメータの変化が計算され、ネットワークアナライザ
ーの評価手段のメモリーに記憶され、 これにひきつづくユーザー較正作業期間中、2本の測定
ポートは、基本較正に用いられた上記少なくとも3つの
較正標準の1つにだけ接続され、上記1つの較正標準は
ゼロ以外の透過係数を有し、上記較正標準のすべての散
乱パラメータは既知であって、較正用2ポート回路の3
つのすべてのスイッチング状態に対して、各散乱パラメ
ータが測定され、 それらの結果にもとづいて、実際のシステム誤差が基本
較正の散乱パラメータを考慮に入れて計算されメモリー
に記憶され、それによって、上記システム誤差を考慮し
てその後の基本スイッチング状態に維持された較正用2
ポート回路を用いた測定対象物の測定におけるシステム
誤差の補正がなされる、 ことを特徴とするネットワークアナライザーの較正法。 - 【請求項15】 請求項14で請求された方法であっ
て、基本較正ならびにユーザー較正に対して、上記少な
くとも3つの較正標準の上記1つが2本の測定ポートへ
の直接の接続(通過接続)によって構成されていること
を特徴とするネットワークアナライザーの較正法。 - 【請求項16】 請求項2で請求されたネットワークア
ナライザーの較正法であって、 それ自体は既知の較正法にもとづく基本較正によって、
較正用2ポート回路の基本スイッチング状態についての
透過パラメータならびに反射パラメータが2本の測定ポ
ート間に順次接続される少なくとも3つの較正標準につ
いて測定され、 つづいて、2本の較正用2ポートの基本スイッチング状
態以外の2つのスイッチング状態についての透過パラメ
ータと反射パラメータの変化が、ゼロ以外の透過係数を
持つ少なくとも3つの較正標準の1つについて測定さ
れ、 それらの測定値からこれらのスイッチング状態に対する
散乱パラメータの変化が計算されネットワークアナライ
ザーの評価手段のメモリーに記憶され、 それにひきつづくユーザー較正作業期間中、2本の測定
ポートは、ゼロ以外の透過率を示す双方向性2ポート回
路に接続され、2個の較正用2ポート回路の3つのスイ
ッチング状態について、各散乱パラメータが測定され、
それらの結果から、実際のシステム誤差が基本較正の散
乱パラメータを考慮に入れて計算されメモリーに記憶さ
れ、 それによって、上記システム誤差を、その後の基本スイ
ッチング状態に維持された較正用2ポート回路を用いた
測定対象物の測定におけるシステム誤差補正の際に考慮
するようにしたことを特徴とするネットワークアナライ
ザーの較正法。 - 【請求項17】 請求項2で請求されたネットワークア
ナライザーの較正法であって、 それ自体は既知の較正法にもとづく基本較正によって、
較正用2ポート回路の基本スイッチング状態についての
透過パラメータならびに反射パラメータが測定ポート間
に順次接続される少なくとも3つの較正標準について測
定され、 つづいて、2本の較正用2ポートの基本スイッチング状
態以外の2つのスイッチング状態についての透過パラメ
ータと反射パラメータの変化が、ゼロ以外の透過係数を
持つ少なくとも3つの較正標準の1つについて測定さ
れ、 それらの測定値からこれらのスイッチング状態に対する
散乱パラメータの変化が計算されネットワークアナライ
ザーの評価手段のメモリーに記憶され、 それにひきつづくユーザー較正作業期間中、2本の測定
ポートは、基本較正に用いられた上記少なくとも3つの
較正標準の1つにだけ接続され、上記1つの較正標準は
ゼロ以外の透過係数を有し、上記較正標準のすべての散
乱パラメータは既知であり、その後、散乱パラメータ
が、基本スイッチング状態にある2個の較正用2ポート
回路で測定され、ひきつづいて、交互に、基本スイッチ
ング状態にある1個の較正用2ポート回路とその他のス
イッチング状態にある他の較正用2ポート回路で測定さ
れ、 それらの結果から、実際のシステム誤差が基本較正の散
乱パラメータを考慮に入れて計算されメモリーに記憶さ
れ、 それによって、上記システム誤差をその後の基本スイッ
チング状態に維持された較正用2ポート回路を用いた測
定対象物の測定におけるシステム誤差補正に際して考慮
するようにしたことを特徴とするネットワークアナライ
ザーの較正法。 - 【請求項18】 請求項5で請求されたネットワークア
ナライザーの較正法であって、 それ自体は既知の較正法にもとづく基本較正によって、
較正用2ポート回路の基本スイッチング状態についての
透過パラメータならびに反射パラメータが、測定ポート
間、あるいは、測定ポートとシステムポート間に順次接
続される少なくとも3つの較正標準に対して、それに接
続された2個の切換えスイッチの2つのスイッチング状
態についてそれぞれ測定され、 つづいて、切換えスイッチの第2のスイッチング位置に
おいて、透過パラメータと反射パラメータの変化が、基
本スイッチング状態以外の較正用2ポート回路の2つの
スイッチング状態に対して、少なくとも3つの較正標準
の1つについて測定され、 また、その結果から、これらのスイッチング状態に対す
る散乱パラメータの変化が計算されネットワークアナラ
イザーの評価手段のメモリーに記憶され、 それにひきつづく、切換えスイッチがその第2のスイッ
チング位置にあるユーザー較正作業期間中、ゼロ以外の
透過係数を持ち、そのすべての散乱パラメータが既知で
ある較正標準が再びシステムポート間に接続され、較正
用2ポート回路のす3つのすべてのスイッチング状態に
対して散乱パラメータがそれぞれ再び測られそれらの結
果から、基本較正の散乱パラメータを考慮に入れて、実
際のシステム誤差が算出されメモリーに記憶され、 2本の測定ポートは、基本較正に用いられた上記少なく
とも3つの較正標準の1つにだけ接続され、上記1つの
較正標準はゼロ以外の透過係数を有し、上記較正標準の
すべての散乱パラメータは既知であり、その後、散乱パ
ラメータが、基本スイッチング状態にある2個の較正用
2ポート回路で測定され、 ひきつづいて交互に、基本スイッチング状態にある1つ
の較正用2ポート回路と他のスイッチング状態にある他
の較正用2ポート回路で測定され、 それらの結果から、実際のシステム誤差が基本較正の散
乱パラメータを考慮に入れて計算されメモリーに記憶さ
れ、それによって、上記システム誤差を、その後の、切
換えスイッチが再びそれらの最初のスイッチング位置に
戻っており較正用2ポート回路がその基本スイッチング
状態にあって、測定対象物が測定ポート間に接続されて
いる状態に維持されている測定対象物測定でのシステム
誤差の補正がなされるようにした、 ことを特徴とするネットワークアナライザーの較正法。 - 【請求項19】 請求項6で請求されたネットワークア
ナライザー(リフレクトメータ)の較正法であって、 基本スイッチング状態にある較正用2ポート回路を持つ
それ自体は既知の較正法にもとづく基本較正によって、
基本スイッチング状態についての反射パラメータが測定
ポートならびにシステムポートに順次接続される少なく
とも3つの較正標準に対して切換えスイッチの2つのス
イッチング状態について順次測定され、 つづいて、切換えスイッチの第2のスイッチング位置に
おいて任意の反射標準がシステムポートに接続され、較
正用2ポート回路の3つのすべてのスイッチング状態に
対する各反射係数が決定されメモリーに記憶され、それ
にひきつづく、切換えスイッチがその第2のスイッチン
グ位置にあるスイッチを用いるユーザー較正作業期間
中、システムポートは再び基本較正の任意の反射標準で
終端され、各反射係数が再び較正用2ポート回路の3つ
のすべてのスイッチング状態に対して測定され、それら
の結果から、基本較正の反射係数を考慮に入れて、実際
のシステム誤差が算出されメモリーに記憶され、それに
よって、上記のシステム誤差をそれに応じて、その後
の、切換えスイッチが最初のスイッチング位置にあり、
較正用2ポート回路がその基本スイッチング状態にあっ
て、測定対象物が測定ポートに接続されている状態に維
持されている測定対象物測定でのシステム誤差の補正が
なされるようにした、 ことを特徴とする。
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