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NOISE FIGURE OF A MIXER
Category: Product Support 
Published by: Eravant, 02/18/2019 2:02 pm

ミキサーの雑音指数
ミキサーのノイズ指数 (NF) をその変換損失と等しいと考えるのが業界の慣例です。 これは有用な近似値であり、通常は 0.5 dB 以内、またはいずれにせよ、一般的な雑音指数測定の不確かさの範囲内で正確です。

この業界慣行の背後にある理論的根拠
この近似の背後にある理由は、完全に整合した受動デバイスの物理温度がシステムの温度と同じであれば、その雑音指数がその挿入損失に等しいためです。
デバイスが完全に一致しておらず、測定可能な VSWR が RF ポートと IF ポートに存在する場合はどうなるでしょうか?

いずれかのポートの VSWR が 2:1 であると仮定します。これは、そのポートの反射損失 9.5 dB に相当します。 その定在波によって生じる不整合損失は約 0.5 dB です。 2:1 の VSWR は、完璧ではありませんが、実際のシステムで実験するのに比較的一般的な値であり、そのミスマッチ損失も同様です。

完全に整合していない 2 ポートの受動デバイス (RF および IF ポートのミキサーであっても、固定減衰器であっても) の整合システム内の変換損失は、次の挿入損失 (減衰) の合計です。 コンポーネントとその不一致損失。 雑音指数は総挿入損失と等しくなります。 10 dB の変換損失と 2:1 のポート VSWR を持つ理想的なミキサーを考慮すると、雑音指数は 9.5 dB 程度になります。

ただし、雑音指数と挿入損失の測定値の関係は、変換損失の測定に使用したシステムと比較してシステムがどの程度よく整合しているかに依存し、その整合は周波数によって変化します。 これらの現実的なシナリオでは、雑音指数 = 挿入損失 ± 0.5 dB の経験則が役立ちます。

両側波帯ミキサー
ミキサーのデュアルサイドバンド (DSB) NF は、データシートに記載されている値、または上記の経験則を使用して導き出すことができる値です。 この周波数変換スキームでは、RF 信号が両方の画像に存在し、同じ IF 周波数に変換されます。

単側波帯雑音指数
ModelSFB-67310410-1010KF-N3 のようなバランス ミキサーを使用して、IF 周波数 > 0 (有限 IF) へのダウンコンバージョン スキームを考えてみましょう。 このミキサーは、102.5 GHz の固定 LO で 65 GHz から 100 GHz までの拡張 RF 範囲をダウンコンバートします。 RF 信号の中心が 94 GHz の場合、IF 周波数は IF = |LO-RF| になります。 = 8.5 GHz。 変換損失は約7.5dBです。 ただし、フル W バンドのノイズ源を使用して雑音指数を測定すると、変換損失より 3 dB 高い値が測定されます。 何が起こっている?

STZ-75311418-10-I1 のようなフルバンドのノイズ源で Y ファクター法を使用する場合、イメージ周波数がどこにあるのかを常に念頭に置く必要があります。 この場合、イメージ周波数は 111 GHz であり、W バンドのすぐ上にあり、ノイズ ソースの ENR は依然としてゼロではない、あるいはほぼ公称値であることに自信を持って言えます。 上側波帯で生成されるノイズ電力は IF 周波数まで折り畳まれ、ノイズ電力が効果的に 2 倍になり、SNR が 3dB 減少します。つまり、雑音指数が 3dB 増加します。 このメカニズムはノイズフォールディングと呼ばれます。

Figure 1- Noise Folding in SSB down-conversion scheme without filtering.

業界では、ミキサーの単側波帯 (SSB) 雑音指数と双側波帯 (DSB) 動作の雑音指数を関連付ける、いくつかの異なる定義が使用されています。 米国連邦標準規格 1037C [1] の定義を使用します。この定義では、SSB NF が DSB NF より 3 dB 高いと見なされます。 言い換えれば、変換損失がゼロで、出力での内部生成ノイズ電力がゼロの理想的なミキサーの NF は 3 dB になります。

[1]        US Federal Std 1037C, Telecommunications: Glossary of Telecommunication Terms, retrieved on 2/10/19 at https://www.its.bldrdoc.gov/fs-1037/dir-024/_3560.htm





WHICH HARMONIC MIXER SHOULD I USE FOR MY SPECTRUM ANALYZER?
Category: Product Support 
Published by: Eravant, 02/01/2019 3:41 pm

スペクトラム・アナライザーにはどの高調波ミキサーを使用すればよいですか?
Eravant は、SFH と STH の 2 つの製品ファミリーでハーモニック ミキサーを提供しています。 その目的は、スペクトラム アナライザや周波数カウンタの動作周波数をミリ波動作まで拡張することです。 これらは、26.5 ~ 170 GHz の周波数範囲にわたる 7 つの導波管帯域をカバーします。
SFH シリーズ ミキサーはバランスのとれた構造に基づいており、低い変換損失と導波管帯域全体の動作までの連続した周波数カバレッジを提供します。 導波管高調波ミキサー (STH シリーズ) とは異なり、これらのミキサーは内部に統合された周波数ダイプレクサーを備えているため、RF、LO、および IF ポートが個別に構成されます。 この機能により、ダイプレクサが内蔵されていないスペクトラム アナライザ モデルと使用する場合に便利な接続が可能になります。 たとえば、Keysight (Agilent) Technologies が提供するモデルなどです。 一方、これらのミキサーは高次ミキサーとして使用することを目的としており、局部発振器の周波数範囲は 3.0 ~ 6.1 GHz に制限されています。


Figure 1. SFH Series Mixer Figure 2. STH Series Mixer

一方、STH シリーズ高調波ミキサはシングルエンドミキサであり、周波数ダイプレクサを内蔵していません。 したがって、LO ポートと IF ポートは 1 つの同軸ポートに結合され、LO 信号と IF 信号が共有されます。 この機能は、アドバンテスト、アンリツ、ローデ・シュワルツ、一部の Keysight (HP または Agilent)、Tektronix、および 位相マトリックス (EIP) モデル。 ミキサーは周波数検出のみに使用することを目的としています。 設計が単純であるため、検出可能な最小信号レベルのみが示されています。 さらに、これらのミキサーは、低次の高調波が使用されるように、10 ~ 16 GHz の範囲のより高い局部発振器周波数を受け入れることを目的としています。 この機能により、STH ハーモニック ミキサーの感度が高くなる可能性があります。 ただし、周波数検出のみを目的としているため、STH シリーズをパワー測定に使用することは推奨されません。

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