ミキサーおよび周波数コンバーターのテスト

ミキサーおよび周波数コンバーターのテスト：課題

現代の通信システムは高周波化が進んでおり、直接RFを処理することが困難な場合が多いため、ミキサーを用いて目的の周波数に変換します。

ミキサーはアクティブデバイスであるため、望ましくないさまざまな影響を示します。これはシステム性能を大きく左右するため、その影響を理解し、対象アプリケーションに応じて最小限に抑える必要があります。

RFシステムにおけるミキサーおよびコンバーターの性能特性評価は、これらのデバイスの挙動全体とシステム性能全体への影響を理解するために不可欠です。このプロセスでは、さまざまな動作条件および入力信号に対する応答を測定します。詳細な解析により、性能上の制約の特定、設計の最適化、およびさまざまなシステム要件下でのデバイスの挙動予測が可能になります。

ミキサーを評価する際、設計者は以下の主要パラメータを考慮する必要があります。

• 非線形性は中核的な課題です。ミキサーは入力信号から和および差の周波数を生成するために、意図的に非線形になるように設計されていますが、この非線形性は同時に不要な高調波や相互変調成分も生成します。これらの影響は信号品質を劣化させ、干渉を引き起こします。
• 変換損失は、RFミキサーのテストにおけるきわめて重要なパラメータです。これは、IFおよびLO信号の入力パワーや周波数に依存する、利得または損失の複合的な相関関係を表します。
• アイソレーションは、RF、LO、IFという3つの主要な信号周波数間で漏洩する、不要なクロストークの量を示します。理想的にはこれらの周波数間のクロストークは最小限に抑えられるべきであり、通常はLOとRF、またはLOとIFのポート間で測定されます。高いアイソレーションは、不要な干渉信号を防ぐために不可欠です。このパラメータは、ミキサーテストだけでなくシステムレベルでの影響を理解する上でも重要であり、システム設計におけるミキサー選定の重要な検討項目となります。
• 雑音指数（NF）は、周波数変換プロセス中にRFミキサーによって付加される不要な雑音量を定量化するものです。ミキサーはアクティブコンポーネントであるため、不可避的に雑音を付加しますが、雑音指数が低いほど優れた性能であることを示します。
• 位相変換（および群遅延）は、RF信号とIF信号の位相関係を示すもので、ビームフォーミング用途やフェーズドアレイアンテナにおいて特に重要です。群遅延では、バンド内における信号の位相の直線性を評価します。デジタル変調システムにおいて位相直線性の維持が不可欠であり、これによりEVMの低減やビットエラーレートの抑制、さらには相互変調を抑えた良好なノイズパワー比（NPR）の確保が可能になります。

ミキサー性能検証のための最先端ソリューション

ローデ・シュワルツは信頼できるパートナーとして、包括的なミキサー性能検証に対応する最先端のテストソリューションを提供しています。

R&S®ZNAなどのベクトル・ネットワーク・アナライザは、包括的なミキサー検証に最適なツールです。幅広い測定に対応し、ミキサーテストのワンストップ環境として機能します。位相制御可能な複数のLOと信号源を備えており、単なる高精度なSパラメータ測定にとどまらない高度な測定が可能です。

• 第2信号源による高速測定およびLO掃引測定
• 第3/第4LOによる多段構成ミキサー／コンバーターの相互変調測定
• 変換損失、アイソレーション、歪み、非線形性の評価
• 絶対および相対群遅延の測定
• LOアクセスの有無を問わないミキサー測定のサポート
• R&S ZN-ZCG 位相基準用コムジェネレーターによる、パワーおよび位相の高度な校正手法。これにより、従来の基準ミキサーを用いた過剰なセットアップが不要になります。