フィルターチューニングに最適な組み合わせ：CST Studio Suite®とR&S®ZNB

課題

4G/5G基地局のフィルター／ダイプレクサーは、一般に難しいDUTです。バンド外の高ノイズ除去が必要となるためです。ヌルと呼ばれる伝送ノッチは、深さが80 dB以上になることもあります。R&S®ZNB ベクトル・ネットワーク・アナライザのダイナミックレンジおよび速度と、Dassault SystèmesのCST Studio Suite®は、このシナリオに最適な組み合わせです。

ローデ・シュワルツのソリューション

CST Studio Suite®は、実環境でのチューニングのためにUSB、ソケット、イーサネット接続をサポートし、ローデ・シュワルツのさまざまなベクトル・ネットワーク・アナライザを使用できます。R&S®ZNBは、速度、ダイナミックレンジ、操作性を重視した、製造ライン向けの最先端のベクトル・ネットワーク・アナライザです。高い測定確度と、1ポイントあたり5 µs未満という優れた速度を兼ね備えています。例えば、401ポイントを4 msという短時間で掃引します。さらに、高いパワー処理能力、高い感度、小さいトレースノイズも特長です。R&S®ZNBのベースユニットのダイナミックレンジは代表値140 dB（10 Hz IF帯域幅）と広く、同クラスの他の市販製品を上回っています。オプションのダイナミックレンジ拡張を使用すれば、ダイナミックレンジを150 dBまで広げることができます（これは真のダイナミックレンジであり、伝送係数が小さい場合にレシーバーが圧縮領域に入ることはありません）。

完全一体型で使いやすいソリューション
フィルターのチューニングは、以下の4ステップで行います。

• R&S®ZNB ベクトル・ネットワーク・アナライザを校正し、DUT上でSパラメータ測定を行います。
• PCで実行中のCST Filter Designer 3DとR&S®ZNB ベクトル・ネットワーク・アナライザをリモート接続します。このソフトウェアが測定データをリアルタイムで自動的に読み取ります。
• ソフトウェアは、選択されたフィルタートポロジーに基づき、測定されたSパラメータから結合マトリクスを抽出します。
• エラーバーは、結合と自己共振との間でチューニングがどの程度ずれているかを示します。これは、ねじ、可変コンデンサ、バラクターダイオードなどのチューニングメカニズムによってフィルターハードウェアを最適化する際に必要な情報です。

このフィルターモデルは、CST Filter Designer 3Dでデザインされ、CST Studio Suite®でシミュレートされています。製造プロセスが正確であれば、シミュレートされた結合マトリクスに一致するようにハードウェアをチューニングした場合、R&S®ZNBによる実際の測定でも同じ結果が得られます。

CST Filter Designer 3D環境を下のスクリーンショットに示します。R&S®ZNBから読み取ったSパラメータの測定値が表示されています。エラーバーは、各マトリクス要素が最適なチューニングからどの程度ずれているかを示します。

アプリケーション

同軸共振器フィルターの結合
このフィルターは6次応答を持ち、通過帯域のすぐ上に2つの伝送零点があります。フィルタートポロジーは、2つのカスケード接続されたトリプレットセクション（3段）で構成されています。図3は、共振器のチューニングねじ（赤の番号）を持つデバイスです。

商標／著作権表示
SIMULIAおよびCST Studio Suiteは、フランスの “société européenne” であるDassault Systèmes（ヴェルサイユ商業登記所、登記番号B 322 306 440）、または米国およびその他の国におけるDassault Systèmesの子会社の商標または登録商標です。その他の商標はすべて、それぞれの所有者に帰属します。Dassault Systèmesまたはその子会社の商標の使用については、Dassault Systèmesまたはその子会社の書面による承諾が必要です。製品名およびサービス名は、Dassault Systèmesまたはその子会社の商標またはサービスマークの可能性があります。

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