キャリブレーション キット 同軸 導波管
ERAVANT
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キャリブレーション キット
同軸 キャリブレーション キット 導波管 キャリブレーションキット
VNA EXTENDERS, CALIBRATION KITS AND CONTACTLESS FLANGE-RAIL
Category: Product Support
Published by: Eravant, 08/02/2021 4:37 pm
VNA エクステンダー、キャリブレーション キット、非接触型フランジ レール
Eravant は長年にわたり、幅広い製造活動をサポートする高度なミリ波テスト システムを開発してきました。 この豊富なテストと測定の経験を活用して、Eravant は業界に独自の VNA 周波数エクステンダ、キャリブレーション キット、非接触導波管フランジ、スライド レール テスト フィクスチャを提供しています。 これらの革新的な製品を最新の VNA と組み合わせると、ミリ波テスト システムが強化され、柔軟性と生産性が向上し、信頼性が向上し、校正標準とテスト済みデバイスの導波管インターフェイスの損傷リスクが最小限に抑えられます。
STO周波数エクステンダー
Eravant のベクトル ネットワーク アナライザ用ミリ波周波数エクステンダーは、WR-15 (50 ～ 75 GHz) から WR-03 (220 ～ 330 GHz) までの 7 つの導波管バンドで提供されます。 これらは通常、送信/受信 (TX/RX) ユニットのペアとして提供されます。 ペアになったエクステンダーは、完全な 2 ポート VNA 測定機能を提供します (図 1)。 また、エクステンダは、TX/RX、送信のみ、または受信のみの構成を選択して個別に利用できます。
Fig. 1 – A pair of TX/RX frequency extenders provide full two-port VNA measurement capability.
各 TX/RX モジュールに対して、RF テスト信号が VNA によって提供されます。 RF 信号はエクステンダによって乗算され、ミリ波テスト信号が生成されます (図 2)。 VNA からの LO 信号も乗算され、サンプリングされた入射信号と反射信号をダウンコンバートする 1 組のミキサーに適用されます。 スタンドアロン ユニットとして、単一の TX/RX エクステンダは、被試験デバイスの S11 のみを測定できます。 2 つの TX/RX エクステンダは、4 つの散乱パラメータすべてを測定できます (図 3)。
Fig. 2 – TX/RX frequency extenders use directional couplers to sample Incident and Reflected signals.
Figure 3 — Signal flow diagram for a pair of TX/RX frequency extenders
受信専用 (RX) 周波数エクステンダは、着信テスト信号のみをサンプリングします。 外向きのテスト信号は生成されません。 TX/RX エクステンダを使用すると、ペアで S11 と S21 の両方を測定できます。 このペアは、DUT を逆にすることで、S21 と S22 も測定できます。
送信専用 (TX/Ref) 周波数エクステンダは、送信テスト信号をサンプリングしますが、反射信号はサンプリングしません。 RX エクステンダと組み合わせて使用すると、ペアは DUT の入力ポートと出力ポートでミスマッチ エラーを修正せずに DUT 応答を測定します。
Eravant の VNA 周波数エクステンダーの STO ファミリは、Keysight PNA-X シリーズ、Copper Mountain C4220 および 4420 モデル、Rohde & Schwarz ZVA シリーズ、および Anritsu VectorStarTM モデルを含むさまざまな VNA モデルと互換性があります。 互換性のある VNA には、RF 信号と LO 信号のデュアル ソースがあり、その IF チャネルへのアクセスを提供する必要があります。 また、RF 周波数と LO 周波数の間のプログラム可能なオフセットもサポートする必要があります。 これらの基準を満たす VNA は、通常、さまざまな周波数エクステンダ モデルに対応する簡単なセットアップ手順を提供します。 測定データは、適切な周波数スケールを使用して保存および表示されます。
Eravant の周波数エクステンダは、120 dB 以上の測定ダイナミック レンジを実現し、方向性結合器、オルソ モード トランスデューサ、フィルタ、および高レベルの信号除去または分離を備えたその他のデバイスをテストできます。 敏感なコンポーネントのオーバードライブを避けるために、内蔵の可変減衰器を使用してテスト信号のパワーを下げることができます。 減衰器は、RF 周波数逓倍器と最初の方向性結合器の間の内部に配置されます。
STQ-TO キャリブレーションキット
ミリ波周波数で動作する VNA テスト システムをさらにサポートするために、50 ～ 330 GHz の導波管帯域をカバーする校正キットが提供されています (図 4)。 STQ-TO シリーズのキャリブレーション キットは、計測グレードの作業用に設計および製造されており、すべての業界標準 VNA と互換性があります。 各校正キットは、1 つの固定短絡、1 つの整合負荷、および 3 つの導波管シム (1/8、1/4、および 3/8 波長) で構成されます。 校正標準は、硬質金メッキを施した耐久性のあるベリリウム銅でできています。 それらは、長い寿命にわたって優れたレベルの電気的および機械的性能を提供します。 オプションで、キャリブレーション キットには、一対の Quick-Connect 導波管フランジ クランプまたは一対の Proxi-Flange™ 非接触導波管フランジ アダプタが含まれる場合があります。 公称キャリブレーション係数は、USB ドライブで提供されます。 オプションの NIST トレーサブル校正係数は、追加料金で利用できます。
Figure 4 – VNA calibration kits are provided in a durable carrying case
PROXI-FLANGE™ 非接触導波管フランジ
ミリ波 VNA の性能をさらに向上させるために、Eravant は、頻繁な導波管接続を必要とするテスト システム用の一連の非接触導波管フランジ アダプターを開発しました。 別の導波管フランジの近くに配置すると、非接触フランジは導波管インターフェースを取り囲む非常に効果的な RF チョークを作成します。 非接触フランジにより、フランジ間のほぼ完全な機械的接続が不要になり、低損失の電気接続を実現できます。 この技術は Proxi-Flange™ として商標登録されています (図 5)。 非接触型フランジ アダプタの STQ-WG シリーズは、50 ～ 330 GHz の周波数をカバーする導波管帯域で提供されます。 アダプターは、硬質金メッキを施したベリリウム銅を使用して構築されており、繰り返し可能で長持ちする電気的性能を実現します。
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Fig. 5 – The contactless flange eliminates the need to engage screws in calibration and test procedures
WAVE-GLIDETM VNA レール システム
Eravant の Wave-GlideTM 製品は、周波数エクステンダーのペア間の機械的な位置合わせを維持するレールガイド式位置決めシステムです (図 6)。 VNA と DUT の間の電気接続は、はるかに高速かつ少ない労力で行われるため、オペレータの疲労が軽減され、測定精度と信頼性が向上します。
Fig. 6 – Wave-GlideTM VNA rail systems maintain extender alignment and simplify DUT handling
このレール システムは、すべての Eravant VNA 周波数エクステンダーのほか、Rohde and Schwarz、Farran、Virginia Diodes (VDI) 製のエクステンダーと互換性があります。 取り付けプレートは、他のデバイスの要件を満たすようにカスタマイズできます。
VNA エクステンダーの位置合わせは、レール アセンブリに付属の位置合わせ固定具を利用した簡単なプロセスで行うことができます。 精密調整機構により、組み立てられたテストシステムの小さな製造公差が補正されます。 標準の Wave-GlideTM レール構成は、インライン導波管ポートを備えた 2 ポート デバイスに対応します。 他の DUT 構成の場合は、エクステンダーごとにカスタマイズされたアダプター プレートまたは個別のレールを使用できます。
結論
Eravant VNA 周波数エクステンダーは、競争力のある価格と比較的早い納期で、最高レベルの電気的および機械的性能を提供します。 これらは、アンリツ、カッパーマウンテン、キーサイト、ローデ・シュワルツが製造する多くの拡張可能な VNA と互換性があります。 エクステンダーは、Eravant の計測グレードの校正キット、Proxi-Flange™ 非接触導波管フランジ、Wave-Glide™ VNA レール システムによって補完されています。 これらの製品はすべて、エラバント社内で、さまざまな高度なアプリケーション向けの高性能ミリ波およびテラヘルツ コンポーネントを製造するために採用されています。 その結果、Eravant の周波数エクステンダー、校正キット、非接触フランジ アダプター、およびレール位置決めシステムは、優れたレベルの測定精度、製造生産性、およびテスト システムの寿命を達成しながら、大量のコンポーネントのテスト作業をサポートするために信頼できます。
Eravant の非接触導波管フランジと Wave-Glide™ レール システムの詳細については、次のリンクを参照してください。
非接触導波管フランジおよび mmW-THz テスト セットアップ アプリケーション: Proxi-Flange™ および Wave-Glide™
高速測定のための堅牢な非接触導波管フランジ
非接触導波管のフランジとレールのデモ
NIST TRACEABLE WAVEGUIDE CALIBRATION KITS
Category: Product Support
Published by: Eravant, 09/23/2022 12:55 pm
NIST トレーサブル導波管校正キット
Eravant は、ベクトル ネットワーク アナライザ (VNA) 用の導波管校正キットを幅広く取り揃えています。 多くの構成オプションが利用可能です。 Eravant 導波路校正キットは、以下の校正方法およびその他の校正方法をサポートしています。
● 正規化 (反射または透過)
● フルワンポートキャリブレーション (S11)
● 1 パス 2 ポート校正 (S11 および S21)
● 完全な 2 ポート校正
● スルーリフレクトライン (TRL) キャリブレーション
Eravant 導波路校正キットには、マッチ標準、短絡フランジ、および導波路帯域の中心周波数で公称 1/8、1/4、および 3/8 波長の物理長を持つ 3 つのオフセット シムが含まれています。 ほとんどの校正キットでは、NIST トレーサブルな校正データが追加料金で要求される場合があります。 NIST トレーサブル データが必要かどうかは、VNA の機能、どのように校正および使用されるか、および必要な測定精度のレベルによって異なります。
一般に、校正標準は 2 つの一般的なアプローチを使用して説明されます。 1 つの方法では、校正係数モデルを使用して標準を回路要素として記述します。 単一の校正係数は、インピーダンスや遅延などの電気的特性を表す場合があります。 係数のグループを使用して、周波数の関数としてインダクタンスやキャパシタンスなどの特性を計算できます。
校正標準は、データベースのモデルを使用して記述することもできます。 このようなモデルには通常、50 オームなどの指定されたシステム インピーダンスを使用して離散周波数で測定された散乱パラメータが含まれます。 導波管 VNA および導波管校正標準の場合、システム インピーダンスを 1 オームに指定するのが通例です。
Eravant 導波路校正キットに付属のデータでは、各オフセット シムは校正係数モデルを使用して定義されています。 各シムの物理的な長さは、空き領域における等価な時間遅延として表されます。 校正データには、導波管モードの 2 つの最も低いカットオフ周波数も含まれており、最小動作周波数と最大動作周波数として表されます。
デフォルトでは、Eravant 導波管校正キットに含まれる一致標準は、すべての周波数で 1 オームの正規化されたインピーダンスを持つ終端として定義されています。 この定義が VNA で使用される場合、Match 標準は完全な導波路終端を表します。 あるいは、Match 標準は、測定された S11 値を使用したデータベースのモデルによって記述される場合もあります。 NIST トレーサブルな校正データが要求されない限り、Eravant 導波路校正キットには標準のデータベースのモデルは含まれません。
NIST トレーサブルな校正データが要求されない場合、オフセット シムの校正係数は公称物理寸法に基づきます。 厳格な製造管理により、校正係数がほとんどの測定ニーズに対して十分に正確であることが保証されます。 NIST トレーサブルな校正データが要求された場合、校正係数はシムの測定された物理長を示します。 NIST トレーサブルな校正データには、Match 標準の S11 の測定値も含まれています。
完全な 1 ポート校正
単一の VNA テスト ポートを校正する場合、Eravant 導波路校正キットは Open-Short-Match (OSM) 校正方法をサポートしています。 VNA ソフトウェアでは、システム インピーダンスは 1 オームに正規化されます。 「ショート」と「オープン」の終端規格のペアを指定する必要があります。 導波管ポートを備えた VNA システムの場合、ショート標準は短絡フランジであることが多く、オープン標準は短絡フランジで終端された 4 分の 1 波長シムです。 あるいは、VNA がそのような定義を受け入れる場合、1/8 波長と 3/8 波長の終端シムをそれぞれショート規格とオープン規格に使用することもできます。
可能な限り最高の校正精度を達成するには、データベースのモデルを使用して一致標準を記述する必要があります。 それ以外の場合、VNA は一致に校正係数モデルを適用し、それを「完全な」終端とみなします。 したがって、結果として得られるテスト システムの精度は、Match 標準が真の無反射終端をどの程度適切に表すかによって制限されます。
完全な 2 ポート校正
2 ポート VNA の場合、Eravant 導波管校正キットは、Thru-Open-Short-Match (TOSM) 校正方法をサポートしています。 完全な 2 ポート キャリブレーション中、1 ポート OSM キャリブレーション方法が各ポートに適用されます。 さらに、Thru 規格がポート間に接続されています。 導波管ポートを備えた VNA の場合、Thru 標準は通常、信号損失と遅延がゼロであると想定された直接接続です。 一致標準にデータベースのモデルがない場合、真の無反射終端からの偏差により、校正精度が制限されます。 結果として得られる S12 および S21 の測定値は、それほど影響を受けませんが、リターン ロスの値が大きい場合、S11 および S22 の測定精度が制限される可能性があります。
Eravant 導波管校正キットは、Thru-Reflect-Line (TRL) 校正方法もサポートしています。 TRL 方式は、適切な一致規格を作成することが難しい電気環境でよく使用されます。 正確なライン標準の構築とモデリングが比較的容易であるため、導波管テスト システムの校正に広く使用されています。 TRL 方式には一致標準は必要ありませんが、完全な 2 ポート測定機能を備えた VNA が必要です。
TRL キャリブレーション中に、スルー、リフレクト、およびライン標準が測定されて、テスト システムの誤差モデルが生成されます。 Thru 規格は、信号損失と遅延がゼロであるとみなされます。 回線規格には未知の挿入損失がある可能性がありますが、その遅延は制限される必要があります。
導波管テスト ポートを備えた VNA の場合、通常、Reflect 標準は短絡フランジですが、Line 標準は 4 分の 1 波長シムであることがよくあります。 1/8 および 3/8 波長シムなどの追加のライン標準も同様に測定できます。 追加の測定によりキャリブレーションの精度が向上し、VNA 誤差モデルを計算する際の特異点の回避に役立つ可能性があります。
TRL キャリブレーションが正常に完了すると、VNA を使用して一致標準の正確なデータベースのモデルを生成できます。 したがって、完全な 2 ポート VNA が利用可能な場合は、NIST トレーサブルな校正データを要求しなくても、満足のいくテスト システムのパフォーマンスが可能になる可能性があります。 ただし、この決定には、対象となるテスト システムとその計画されたすべての用途を慎重に検討する必要があります。
参考文献:
Bonaguide, G. and Jarvis, N. (2019). The VNA Applications Handbook. Artech House. ISBN 13: 978-1-63081-600-1
Specifying Calibration Standards and Kits for Keysight Vector Network Analyzers, https://www.keysight.com/zz/en/assets/7018-01375/application-notes/5989-4840.pdf
