ネットワーク・アナライザ (高周波回路)

ネットワーク・アナライザの概要

ネットワーク・アナライザは、電子回路、特に高周波回路において極めて重要な測定器であり、主に通過電力および反射電力の周波数特性を評価するために使用されます。この装置は、フィルタ、フロントエンド回路、PCI-Expressなど、高周波関連の回路設計や製作の際に欠かせない道具となっています。特に回路のインピーダンス整合を確認したり、伝送ケーブル内での反射の場所を特定したり、定在波比（VSWR）の測定など、多岐にわたる応用が可能です。

高周波で動作する機器を製造するアンテナメーカや無線機メーカにとっても、ネットワーク・アナライザは欠かせない存在です。最新の測定技術は、ヘテロダイン方式を採用しており、そのため高い測定精度を誇ります。

測定の特徴と原理

ネットワーク・アナライザは、ダイナミックレンジが60 dB（1: 0.000001）以上と広範であり、強い信号に隠れた微弱信号も捉えることができます。また、内蔵の信号源によって位相の精度も高く、信号の校正を行うことで、測定誤差を最小限に抑えて信頼性の高い結果を得ることが可能です。

測定は、通過電力および反射電力をSパラメータとして取得し、しばしばスミスチャートや周波数グラフとして表示されます。たとえば、4端子回路網では、入力端子で反射される電力（S11）や通過する電力（S21）を観測し、これらを測定します。計測は、参照波として生成した正弦高周波を用い、分波器や方向性結合器を介して行われます。これにより、被測定物（DUT）への電力の出力、反射された電力の検出、通過した電力の評価を連続的に行います。

進化と変遷

1990年代以降、ネットワーク・アナライザはベクトル・ネットワーク・アナライザという形式が主流となり、電力の強度と位相を同時に測定できるようになりました。これに対して、かつて使われていたスカラ・ネットワーク・アナライザでは、それぞれの測定が別々に行われていました。最近のネットワーク・アナライザは、GP-IBなどの制御インターフェースを備え、測定結果や較正データの入出力が可能です。

2000年代以降、多くの製品がWindowsベースになり、自動的な校正機能やネットワーク上でのデータ共有が容易になりました。特に、アジレント・テクノロジーから発売されたTouchstoneファイル形式は、高周波回路シミュレータの間で標準的に採用され、広く利用されています。加えて、電気信号や光信号の変換器を利用することで、光部品アナライザとして光通信デバイスの開発にも応用されています。

主要なメーカー

ネットワーク・アナライザの市場では、アドバンテスト、キーサイト・テクノロジー、アンリツ、ローデ・シュワルツなどが主要なメーカーとして知られています。これらの企業が提供する製品は、様々な要求に応えるよう設計されており、特に高性能モデリングや高周波測定において重要な役割を果たしています。

まとめ

ネットワーク・アナライザは、高周波回路設計や無線機器の開発に必要不可欠な測定器であり、その進化に伴い、様々な機能や性能向上が図られています。未来の通信技術においても、この測定器の重要性は続くことでしょう。

もう一度検索