特開 2021-175078 ケーブル評価システム、定在波発生器、及びケーブル評価方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2021-175078(P2021-175078A)

(43)【公開日】2021年11月1日

(54)【発明の名称】ケーブル評価システム、定在波発生器、及びケーブル評価方法

(51)【国際特許分類】

   H04B 3/48 20150101AFI20211004BHJP

   G01R 27/28 20060101ALI20211004BHJP

【ＦＩ】

   H04B3/48

   G01R27/28 Z

【審査請求】有

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2020-77330(P2020-77330)

(22)【出願日】2020年4月24日

(71)【出願人】

【識別番号】000000572

【氏名又は名称】アンリツ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100140501

【弁理士】

【氏名又は名称】有我 栄一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100072604

【弁理士】

【氏名又は名称】有我 軍一郎

(72)【発明者】

【氏名】黒岩 祥浩

(72)【発明者】

【氏名】河村 尚志

【テーマコード（参考）】

2G028

【Ｆターム（参考）】

2G028BF05

2G028CG11

2G028CG15

2G028DH04

2G028DH14

2G028LR09

(57)【要約】

【課題】高周波同軸ケーブルの曲げに起因する位相変化を反映した振幅特性の変化を観測できるケーブル評価システム、定在波発生器、及びケーブル評価方法を提供する。
【解決手段】定在波発生器２０は、信号分析装置１０の出力ポート１４から第２入出力端子３２に入力されてＲＦケーブル１００を伝搬する試験信号と、ＲＦケーブル１００の他端１００ｂで反射されてＲＦケーブル１００を逆向きに伝搬する試験信号の反射信号とによる定在波を発生させた状態で、第１入出力端子３１から出力される被測定信号を信号分析装置１０の入力ポート１３に入力させ、信号分析装置１０は、ＲＦケーブル１００の所定長さ部分を曲げる前の被測定信号の振幅特性と、ＲＦケーブル１００の所定長さ部分を曲げ戻した後の被測定信号の振幅特性との差分を算出するとともに、算出した差分を表示装置５１に表示させるケーブル評価部１６を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

入力ポート（１３）及び出力ポート（１４）を有する信号分析装置（１０）と、
第１入出力端子（３１）、第２入出力端子（３２）、及び第３入出力端子（３３）を有する分配器（３０）を含み、前記信号分析装置の前記入力ポート及び前記出力ポートと前記第１入出力端子及び前記第２入出力端子とがそれぞれ接続されるとともに、被試験対象の高周波同軸ケーブル（１００）の一端（１００ａ）と前記第３入出力端子が接続される定在波発生器（２０）と、を備えるケーブル評価システム（１）であって、
前記定在波発生器は、前記出力ポートから前記第２入出力端子に入力されて前記高周波同軸ケーブルを伝搬する試験信号と、前記高周波同軸ケーブルの他端（１００ｂ）で反射されて前記高周波同軸ケーブルを逆向きに伝搬する前記試験信号の反射信号とによる定在波を発生させた状態で、前記第１入出力端子から出力される信号を被測定信号として前記入力ポートに入力させ、
前記信号分析装置は、前記高周波同軸ケーブルの所定長さ部分を曲げる前の前記被測定信号の振幅特性と、前記高周波同軸ケーブルの前記所定長さ部分を曲げ戻した後の前記被測定信号の振幅特性との差分を算出するとともに、算出した差分を表示装置（５１）に表示させるケーブル評価部（１６）を含むことを特徴とするケーブル評価システム。

【請求項2】

前記高周波同軸ケーブルの前記他端が開放されていることを特徴とする請求項１に記載のケーブル評価システム。

【請求項3】

前記高周波同軸ケーブルの前記他端が短絡されていることを特徴とする請求項１に記載のケーブル評価システム。

【請求項4】

前記高周波同軸ケーブルの前記他端に所望の反射係数を有する反射器が接続されていることを特徴とする請求項１に記載のケーブル評価システム。

【請求項5】

真っ直ぐに伸びた形状の前記高周波同軸ケーブルの所定長さ部分を所定の曲率で曲げた後に、前記高周波同軸ケーブルを元の真っ直ぐに伸びた形状に戻すための曲げ伸ばし治具（４０）を更に備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のケーブル評価システム。

【請求項6】

前記定在波発生器は、前記第３入出力端子と前記高周波同軸ケーブルの一端との間に挿入されるアッテネータ（３４）を更に含むことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のケーブル評価システム。

【請求項7】

第１入出力端子（３１）、第２入出力端子（３２）、及び第３入出力端子（３３）を有する分配器（３０）と、
前記第３入出力端子に接続されるアッテネータ（３４）と、を含み、
高周波同軸ケーブル（１００）の一端（１００ａ）と前記第３入出力端子が前記アッテネータを介して接続されることを特徴とする定在波発生器。

【請求項8】

入力ポート（１３）及び出力ポート（１４）を有する信号分析装置（１０）と、
第１入出力端子（３１）、第２入出力端子（３２）、及び第３入出力端子（３３）を有する分配器（３０）を含む定在波発生器（２０）と、を用いるケーブル評価方法であって、
前記信号分析装置の前記入力ポート及び前記出力ポートと前記第１入出力端子及び前記第２入出力端子とをそれぞれ接続するとともに、被試験対象の高周波同軸ケーブル（１００）の一端（１００ａ）と前記第３入出力端子とを接続する接続ステップ（Ｓ２）と、
前記出力ポートから前記第２入出力端子に入力されて前記高周波同軸ケーブルを伝搬する試験信号と、前記高周波同軸ケーブルの他端（１００ｂ）で反射されて前記高周波同軸ケーブルを逆向きに伝搬する前記試験信号の反射信号とによる定在波を発生させた状態で、前記第１入出力端子から出力される信号を被測定信号として前記入力ポートに入力させる定在波発生ステップ（Ｓ３）と、
前記高周波同軸ケーブルの所定長さ部分を曲げる前の前記被測定信号の振幅特性を測定する第１測定ステップ（Ｓ４）と、
前記高周波同軸ケーブルの前記所定長さ部分を曲げ戻した後の前記被測定信号の振幅特性を測定する第２測定ステップ（Ｓ６）と、
前記第１測定ステップにより測定された振幅特性と、前記第２測定ステップにより測定された振幅特性との差分を算出するとともに、算出した差分を表示装置（５１）に表示させるケーブル評価ステップ（Ｓ７）と、を含むことを特徴とするケーブル評価方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ケーブル評価システム、定在波発生器、及びケーブル評価方法に関し、特に、ミリ波帯用の高周波同軸ケーブルの性能を評価するケーブル評価システム、定在波発生器、及びケーブル評価方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、各国でミリ波帯の周波数を運用する５Ｇのサービスが開始され、５Ｇスマートフォンやローカル５Ｇ装置などの５Ｇ用無線装置の生産が本格化している。５Ｇ用無線装置の設計開発会社又はその製造工場においては、５Ｇ用無線装置が備えている無線通信アンテナに対して、送信電波の出力レベルや受信感度を測定し、所定の基準を満たすか否かを判定する性能試験が行われる。例えば、被試験対象の５Ｇ用無線装置を試験用アンテナとともに周囲の電波環境に影響されない電波暗箱の中に収容し、試験用アンテナから５Ｇ用無線装置に対する試験信号の送信と、試験信号を受信した５Ｇ用無線装置からの被測定信号の試験用アンテナでの受信とを無線通信により行う、いわゆるＯＴＡ試験が行われるようになっている。

【0003】

図６に示すように、５Ｇ用無線装置１１０に対するＯＴＡ試験を行うための測定システム２００は、５Ｇテスタ２１０と、アップコンバータ及びダウンコンバータを有する周波数変換器２２０と、ＯＴＡチャンバ２３０と、を備えている。ＯＴＡチャンバ２３０は、その内部空間に、５Ｇ用無線装置１１０と、５Ｇ用無線装置１１０の無線通信アンテナに対向する試験用アンテナ２４０を、外部からの電波の侵入及び外部への電波の放射を防ぐような状態で収容する。試験用アンテナ２４０としては、例えばホーンアンテナなどの指向性を持ったミリ波用のアンテナを用いることができる。試験用アンテナ２４０は、５Ｇ用無線装置１１０の送信特性又は受信特性の測定を行うための試験信号を５Ｇ用無線装置１１０の無線通信アンテナとの間で送信又は受信するようになっている。

【0004】

周波数変換器２２０と試験用アンテナ２４０とは、ミリ波帯に対応した２．９２ｍｍコネクタ（Ｋコネクタ）、２．４ｍｍコネクタ、又は１．８５ｍｍコネクタ付きの高周波同軸ケーブル（以下、単に「ＲＦケーブル」とも称する）１００で電気的に接続されている。

【0005】

５Ｇテスタ２１０は、周波数変換器２２０のアップコンバータとＲＦケーブル１００とを介して、試験信号を試験用アンテナ２４０に送信するようになっている。また、５Ｇテスタ２１０は、ＲＦケーブル１００と周波数変換器２２０のダウンコンバータとを介して、５Ｇ用無線装置１１０からの被測定信号を試験用アンテナ２４０から受信するようになっている。

【0006】

上記のようなミリ波帯の測定システム２００において用いられる周波数変換器２２０や試験用アンテナ２４０は、電圧定在波比（Voltage Standing Wave Ratio：ＶＳＷＲ）が２．５以上であるものが多い。このようにＶＳＷＲが２．５以上であるような周波数変換器２２０や試験用アンテナ２４０に接続されているＲＦケーブル１００内では、ＲＦケーブル１００の両端におけるインピーダンス不整合に起因した反射波により、例えば３ｄＢ以上の振幅の定在波が生じる可能性がある。

【0007】

図７は、ＲＦケーブル１００で接続された試験用アンテナ２４０と周波数変換器２２０との間で生じる定在波に起因する信号レベルのリップルを説明するための図である。ここで、ＲＦケーブル１００の挿入損失をＬ（＜１）、試験用アンテナ２４０の反射係数をγ_１、周波数変換器２２０の反射係数をγ_２とする。

【0008】

まず、試験用アンテナ２４０によりレベルａ_０の被測定信号が受信される。被測定信号は、ＲＦケーブル１００を伝搬することにより、レベルａ_１＝ａ_０Ｌの信号になる。周波数変換器２２０に到達したレベルａ_１の信号は、ａ_１ｔ＝ａ_１（１−γ_２）が周波数変換器２２０に受信され、ａ_１ｒ＝ａ_１γ_２が反射される。周波数変換器２２０で反射されたレベルａ_１ｒの信号は、ＲＦケーブル１００を伝搬することにより、レベルａ_２＝ａ_１ｒＬ＝ａ_１γ_２Ｌの信号になる。

【0009】

さらに、レベルａ_２の信号は、試験用アンテナ２４０で反射されて、レベルａ_２ｒ＝ａ_２γ_１＝ａ_１γ_１γ_２Ｌの信号になる。レベルａ_２ｒの信号は、ＲＦケーブル１００を伝搬することにより、レベルａ_３＝ａ_２ｒＬ＝ａ_１γ_１γ_２Ｌ^２の信号になる。周波数変換器２２０に到達したレベルａ_３の信号は、ａ_３ｔ＝ａ_３（１−γ_２）＝ａ_１ｔγ_１γ_２Ｌ^２が周波数変換器２２０に受信され、ａ_３ｒ＝ａ_３γ_２＝ａ_１γ_１γ_２^２Ｌ^２が反射される。以後、このような反射が試験用アンテナ２４０と周波数変換器２２０との間で繰り返されて、周波数変換器２２０はレベルａ_１ｔ，ａ_３ｔ，ａ_５ｔ，ａ_７ｔ，・・・の信号を受信することになる。

【0010】

レベルａ_５ｔ以降はほぼ無視してよいレベルまで減衰していると仮定すると、周波数変換器２２０に受信される信号が取り得る最大レベルは、ａ_１ｔ＋ａ_３ｔ＝ａ_１ｔ（１＋γ_１γ_２Ｌ^２）となる。したがって、周波数変換器２２０に受信される信号のリップルは、試験用アンテナ２４０から周波数変換器２２０に反射せずに到達した信号のレベルａ_１ｔを基準レベルとすれば、最大で下記の式（１）のようになる。

【0011】

リップルの大きさ＝±２０×ｌｏｇ_１０（１＋γ_１γ_２Ｌ^２） ・・・（１）
例えば、Ｌ＝０．９４４、γ_１＝２．５、γ_２＝２．９の場合には、リップルの大きさは、式（１）より、±１．５ｄＢとなる。

【0012】

一般に、ＲＦケーブルは、曲げられることでその内部を伝搬する信号の位相が変化する（例えば、特許文献１，２参照）。なお、曲げによる位相変化の再現性はＲＦケーブルの性能によって大きく異なっており、性能の低いＲＦケーブルでは曲げ戻しても位相が元に戻らなくなる。このため、上記のような定在波によるリップルが発生しているＲＦケーブル１００を僅かに曲げ戻しただけでも、位相変化に応じてＲＦケーブル１００内を伝搬する信号の振幅特性が大きく変化する場合がある。ＲＦケーブル１００の曲げ戻しは、例えば、試験用アンテナ２４０にＲＦケーブル１００を取り付けた後に、それらをＯＴＡチャンバ２３０内に設置する際などに起こる。

【0013】

従来、ＲＦケーブルの性能は、図８に示すように、ベクトル・ネットワーク・アナライザ（ＶＮＡ）２５０の入力ポート２５０ａ及び出力ポート２５０ｂにＲＦケーブル１００の両端１００ａ，１００ｂをそれぞれ接続し、位相、挿入損失（インサーションロス）、反射損失（リターンロス）などの測定を行うことで評価されていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0014】

【特許文献1】特開２０１９−１４６１１３号公報

【非特許文献】

【0015】

【非特許文献1】河野宣之・久慈清助・佐藤克久・原忠徳・林理三雄、「VLBIにおける同軸ケーブルの捻回による遅延の変化」、測地学会誌第40巻，第2号 (1994)，137-143頁

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0016】

しかしながら、理想的な５０Ω特性のＶＮＡを用いた図８のような測定系で、曲げる前と曲げ戻された後のＲＦケーブル１００の周波数特性を測定しても、ＲＦケーブル１００内にはノイズレベル以上の定在波が発生しない。このため、従来は、位相変化が生じていても実運用で想定されるような振幅特性の変化を観測できないという問題があった。

【0017】

本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであって、高周波同軸ケーブルの曲げに起因する位相変化を反映した振幅特性の変化を観測できるケーブル評価システム、定在波発生器、及びケーブル評価方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0018】

上記課題を解決するために、本発明に係るケーブル評価システムは、入力ポート及び出力ポートを有する信号分析装置と、第１入出力端子、第２入出力端子、及び第３入出力端子を有する分配器を含み、前記信号分析装置の前記入力ポート及び前記出力ポートと前記第１入出力端子及び前記第２入出力端子とがそれぞれ接続されるとともに、被試験対象の高周波同軸ケーブルの一端と前記第３入出力端子が接続される定在波発生器と、を備えるケーブル評価システムであって、前記定在波発生器は、前記出力ポートから前記第２入出力端子に入力されて前記高周波同軸ケーブルを伝搬する試験信号と、前記高周波同軸ケーブルの他端で反射されて前記高周波同軸ケーブルを逆向きに伝搬する前記試験信号の反射信号とによる定在波を発生させた状態で、前記第１入出力端子から出力される信号を被測定信号として前記入力ポートに入力させ、前記信号分析装置は、前記高周波同軸ケーブルの所定長さ部分を曲げる前の前記被測定信号の振幅特性と、前記高周波同軸ケーブルの前記所定長さ部分を曲げ戻した後の前記被測定信号の振幅特性との差分を算出するとともに、算出した差分を表示装置に表示させるケーブル評価部を含む構成である。

【0019】

この構成により、本発明に係るケーブル評価システムは、３抵抗型の分配器の第３入出力端子に被試験対象のＲＦケーブルの一端を接続して、分配器及びＲＦケーブル内に試験信号と反射信号とによる定在波を発生させる。これにより、本発明に係るケーブル評価システムは、従来のＶＮＡのみを用いた測定では得られなかった、ＲＦケーブルの曲げに起因する位相変化を反映した振幅特性の変化を観測できる。この振幅特性の変化は、性能の高いＲＦケーブルほど小さく、性能の悪いＲＦケーブルほど大きくなる。本発明に係るケーブル評価システムは、得られた振幅特性の変化を表示装置に表示するため、被試験対象のＲＦケーブルの性能を可視化することができる。

【0020】

また、本発明に係るケーブル評価システムにおいては、前記高周波同軸ケーブルの前記他端が開放されていてもよく、短絡されていてもよい。あるいは、本発明に係るケーブル評価システムにおいては、前記高周波同軸ケーブルの前記他端に所望の反射係数を有する反射器が接続されていてもよい。

【0021】

この構成により、本発明に係るケーブル評価システムは、ＯＴＡ試験を行うための測定システムなど、実際にＲＦケーブルが使用される環境に応じた振幅特性の変化を測定することができる。

【0022】

また、本発明に係るケーブル評価システムは、真っ直ぐに伸びた形状の前記高周波同軸ケーブルの所定長さ部分を所定の曲率で曲げた後に、前記高周波同軸ケーブルを元の真っ直ぐに伸びた形状に戻すための曲げ伸ばし治具を更に備える構成であってもよい。

【0023】

この構成により、本発明に係るケーブル評価システムは、例えば、被試験対象となる各種のＲＦケーブルの長さをあらかじめ統一しておくことにより、これらのケーブルに対して曲げ伸ばし治具により同様の曲げ戻しを行うことができる。また、これにより、本発明に係るケーブル評価システムは、各種のＲＦケーブルに対して等しい条件で振幅特性の変化を測定することができる。

【0024】

また、本発明に係るケーブル評価システムにおいては、前記定在波発生器は、前記第３入出力端子と前記高周波同軸ケーブルの一端との間に挿入されるアッテネータを更に含む構成であってもよい。

【0025】

この構成により、本発明に係るケーブル評価システムは、分配器及びＲＦケーブル内に発生する定在波の振幅が比較的大きい場合であっても、被測定信号を信号分析装置の入力ポート及び出力ポートに適した振幅に減衰させることができる。

【0026】

また、本発明に係る定在波発生器は、第１入出力端子、第２入出力端子、及び第３入出力端子を有する分配器と、前記第３入出力端子に接続されるアッテネータと、を含み、高周波同軸ケーブルの一端と前記第３入出力端子が前記アッテネータを介して接続される構成である。

【0027】

また、本発明に係るケーブル評価方法は、入力ポート及び出力ポートを有する信号分析装置と、第１入出力端子、第２入出力端子、及び第３入出力端子を有する分配器を含む定在波発生器と、を用いるケーブル評価方法であって、前記信号分析装置の前記入力ポート及び前記出力ポートと前記第１入出力端子及び前記第２入出力端子とをそれぞれ接続するとともに、被試験対象の高周波同軸ケーブルの一端と前記第３入出力端子とを接続する接続ステップと、前記出力ポートから前記第２入出力端子に入力されて前記高周波同軸ケーブルを伝搬する試験信号と、前記高周波同軸ケーブルの他端で反射されて前記高周波同軸ケーブルを逆向きに伝搬する前記試験信号の反射信号とによる定在波を発生させた状態で、前記第１入出力端子から出力される信号を被測定信号として前記入力ポートに入力させる定在波発生ステップと、前記高周波同軸ケーブルの所定長さ部分を曲げる前の前記被測定信号の振幅特性を測定する第１測定ステップと、前記高周波同軸ケーブルの前記所定長さ部分を曲げ戻した後の前記被測定信号の振幅特性を測定する第２測定ステップと、前記第１測定ステップにより測定された振幅特性と、前記第２測定ステップにより測定された振幅特性との差分を算出するとともに、算出した差分を表示装置に表示させるケーブル評価ステップと、を含む。

【0028】

この構成により、本発明に係るケーブル評価方法は、３抵抗型の分配器の第３入出力端子に被試験対象のＲＦケーブルの一端を接続して、分配器及びＲＦケーブル内に試験信号と反射信号とによる定在波を発生させる。これにより、本発明に係るケーブル評価方法は、従来のＶＮＡのみを用いた測定では得られなかった、ＲＦケーブルの曲げに起因する位相変化を反映した振幅特性の変化を観測できる。この振幅特性の変化は、性能の高いＲＦケーブルほど小さく、性能の悪いＲＦケーブルほど大きくなる。本発明に係るケーブル評価方法は、得られた振幅特性の変化を表示装置に表示するため、被試験対象のＲＦケーブルの性能を可視化することができる。

【発明の効果】

【0029】

本発明は、高周波同軸ケーブルの曲げに起因する位相変化を反映した振幅特性の変化を観測できるケーブル評価システム、定在波発生器、及びケーブル評価方法を提供するものである。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】本発明の実施形態に係るケーブル評価システムの構成を示す構成図である。

【図2】本発明の実施形態に係るケーブル評価システムが備える曲げ伸ばし治具の構成を示す平面図である。

【図3】本発明の実施形態に係るケーブル評価システムが備える曲げ伸ばし治具によるＲＦケーブルの曲げ伸ばしの手順を示す平面図であって、（ａ）はＲＦケーブルが真っ直ぐに伸ばされた状態を示しており、（ｂ）はＲＦケーブルが曲げられた状態を示しており、（ｃ）はＲＦケーブルが再び真っ直ぐに伸ばされた状態を示している。

【図4】本発明の実施形態に係るケーブル評価システムが備える信号分析装置の測定結果を模式的に示すグラフであって、（ａ）は超高性能で高価なＲＦケーブルの測定結果を示しており、（ｂ）は高性能で比較的安価なＲＦケーブルの測定結果を示しており、（ｃ）は性能が比較的低く非常に安価なＲＦケーブルの測定結果を示している。

【図5】本発明の実施形態に係るケーブル評価システムを用いるケーブル評価方法の処理を説明するためのフローチャートである。

【図6】５Ｇ用無線装置に対するＯＴＡ試験を行うための従来の測定システムの構成を示す構成図である。

【図7】図６の測定システムにおいて、ＲＦケーブルで接続された試験用アンテナと周波数変換器との間で生じる定在波に起因する信号レベルのリップルを説明するための図である。

【図8】ＶＮＡを用いてＲＦケーブルの周波数特性の測定を行うための従来の測定システムの構成を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下、本発明に係るケーブル評価システム、定在波発生器、及びケーブル評価方法の実施形態について図面を用いて説明する。なお、各図面上の各構成要素の寸法比は、実際の寸法比と必ずしも一致していない。

【0032】

図１に示すように、本発明の実施形態に係るケーブル評価システム１は、被試験対象のＲＦケーブル１００の性能を評価するものであり、信号分析装置１０と、定在波発生器２０と、曲げ伸ばし治具４０と、表示装置５１と、操作装置５２と、制御装置５３と、を備える。

【0033】

被試験対象のＲＦケーブル１００は、例えば、ミリ波帯に対応した３．５ｍｍコネクタ、２．９２ｍｍコネクタ（Ｋコネクタ）、２．４ｍｍコネクタ、１．８５ｍｍ、１．３５ｍｍ、１．０ｍｍ、又は０．８ｍｍコネクタ付きの高周波同軸ケーブルである。

【0034】

信号分析装置１０は、例えば、信号発生部１１と、入出力部１２と、入力ポート１３及び出力ポート１４と、振幅特性測定部１５と、ケーブル評価部１６と、を含む２ポートのＶＮＡである。被試験対象のＲＦケーブル１００の一端１００ａは、定在波発生器２０を介して入力ポート１３及び出力ポート１４間に接続されるようになっている。

【0035】

信号発生部１１は、例えば数ＭＨｚから数十ＧＨｚまでの任意の周波数、任意の信号レベル、任意の変調方式の試験信号を発生させるようになっている。

【0036】

入出力部１２は、信号発生部１１から出力される試験信号を出力ポート１４に出力するようになっている。また、入出力部１２は、入力ポート１３から入力される被測定信号を振幅特性測定部１５に出力するようになっている。

【0037】

振幅特性測定部１５は、入出力部１２から入力される被測定信号の振幅特性（挿入損失Ｓ_２１）を測定するようになっている。

【0038】

定在波発生器２０は、１６＋２／３Ωの３つの抵抗と、それぞれの抵抗の端部に接続された第１入出力端子３１、第２入出力端子３２、及び第３入出力端子３３を有する３抵抗型の分配器３０を含む。第１入出力端子３１及び第２入出力端子３２は、信号分析装置１０の入力ポート１３及び出力ポート１４にそれぞれ接続される。

【0039】

また、第３入出力端子３３には被試験対象のＲＦケーブル１００の一端１００ａが接続される。なお、定在波発生器２０は、特性インピーダンスが５０Ωのアッテネータ３４を更に含んでいてもよい。アッテネータ３４は、信号分析装置１０に入出力される信号を適切な振幅に減衰させるために、分配器３０の第３入出力端子３３とＲＦケーブル１００の一端１００ａとの間に挿入される。この場合、ＲＦケーブル１００の一端１００ａは、アッテネータ３４を介して第３入出力端子３３に接続される。

【0040】

定在波発生器２０は、信号分析装置１０の出力ポート１４から第２入出力端子３２に入力されてＲＦケーブル１００を伝搬する試験信号と、ＲＦケーブル１００の他端１００ｂで反射されてＲＦケーブル１００を逆向きに伝搬する試験信号の反射信号とによる定在波を発生させる。これにより、信号分析装置１０の入力ポート１３には、第２入出力端子３２に入力された試験信号に反射信号が加算されてなる被測定信号が第１入出力端子３１から入力される。

【0041】

分配器３０は、例えば使用周波数帯域がＤＣ〜１００ＧＨｚ程度であり、第１入出力端子３１、第２入出力端子３２、及び第３入出力端子３３の全ての端子が５０Ωで終端されているときに、端子間の振幅バランスが均等になるように設計されている。一方、第１入出力端子３１、第２入出力端子３２、及び第３入出力端子３３のうち、どれか１つでも５０Ωで終端されていない端子がある場合には、端子間の振幅バランスが崩れてしまう。本発明では、端子間の振幅バランスをあえて崩した状態で分配器３０を使用することで、分配器３０及びＲＦケーブル１００内に定在波を発生させる。具体的には、ＲＦケーブル１００の他端１００ｂを開放することで、発生する定在波の振幅が最も大きくなる状況を作り出すことができる。あるいは、ＲＦケーブル１００の他端１００ｂを短絡してもよい。あるいは、ＲＦケーブル１００の実際の使用環境に応じた所望の反射係数を有する反射器などの全反射を起こさない回路をＲＦケーブル１００の他端１００ｂに接続してもよい。

【0042】

図２に示すように、曲げ伸ばし治具４０は、紙面に垂直な方向に所定の厚みを有する板状の部材であって、真っ直ぐに伸びた形状のＲＦケーブル１００の所定長さ部分を所定の曲率（１／Ｒ）で曲げるための溝状の曲げ部４１と、ＲＦケーブル１００を真っ直ぐに伸びた形状にするための溝状の伸ばし部４２と、が形成されている。例えば、曲げ部４１と伸ばし部４２の幅は２０ｍｍである。また、曲げ部４１は、長さ５０ｍｍの２つの直線部分と、内径の曲率半径Ｒが１２０ｍｍであって２つの直線部分を繋ぐ曲線部分と、からなる。この場合、曲げ部４１により曲げられるＲＦケーブル１００の所定長さは約３８０ｍｍとなる。また、伸ばし部４２は、長さ５００ｍｍの直線部分からなり、曲げ部４１の２つの直線部分の一方を含んでいる。曲げ部４１と伸ばし部４２には、図２の紙面に垂直で表側から裏側に向かう方向からＲＦケーブル１００を配置できるようになっている。

【0043】

図３は、曲げ伸ばし治具４０によるＲＦケーブル１００の曲げ伸ばしの手順を示す図である。まず、図３（ａ）に示すように、ＲＦケーブル１００を伸ばし部４２に配置して、ＲＦケーブル１００を真っ直ぐに伸びた形状に整える。このとき、信号分析装置１０の振幅特性測定部１５により基準となる挿入損失Ｓ_２１（以下、「基準振幅特性」とも称する）を測定する。

【0044】

次に、図３（ｂ）に示すように、ＲＦケーブル１００の一端１００ａ側の一部を曲げ伸ばし治具４０の伸ばし部４２と曲げ部４１とで共通の直線部分に配置したままの状態で、ＲＦケーブル１００の所定長さ部分を曲げ伸ばし治具４０の曲げ部４１に配置することにより、真っ直ぐに伸びた形状のＲＦケーブル１００の所定長さ部分を所定の曲率で曲げる。次に、図３（ｃ）に示すように、ＲＦケーブル１００の一端１００ａ側の一部を曲げ伸ばし治具４０の伸ばし部４２と曲げ部４１とで共通の直線部分に配置したままの状態で、ＲＦケーブル１００を再び伸ばし部４２に配置して、ＲＦケーブル１００を元の真っ直ぐに伸びた形状に戻す。このとき、信号分析装置１０の振幅特性測定部１５により再び挿入損失Ｓ_２１（以下、「曲げ戻し後振幅特性」とも称する）を測定する。

【0045】

すなわち、信号分析装置１０の振幅特性測定部１５は、ＲＦケーブル１００の所定長さ部分を曲げる前の被測定信号の基準振幅特性と、ＲＦケーブル１００の所定長さ部分を曲げ戻した後の被測定信号の曲げ戻し後振幅特性と、を測定する。

【0046】

信号分析装置１０のケーブル評価部１６は、振幅特性測定部１５により測定された基準振幅特性と曲げ戻し後振幅特性との差分、すなわち、ＲＦケーブル１００の曲げ戻しによる振幅特性の変化を算出する。さらに、ケーブル評価部１６は、算出した振幅特性の変化を表示装置５１に表示させる。この振幅特性の変化は、言わばＲＦケーブル１００の位相変化を振幅の変化に変換したものとなっている。仮に、ＲＦケーブル１００の他端１００ｂを５０Ωで終端すれば、他端１００ｂでの反射が抑制されるため、ＲＦケーブル１００を曲げる前と曲げ戻した後で、ほぼ同様の振幅特性が得られることになり、振幅特性の変化は観測不可能となる。

【0047】

図４のグラフは、互いに性能が異なる３種類のＲＦケーブルについて、それらの基準振幅特性と曲げ戻し後振幅特性との差分の周波数特性を模式的に示すものである。図４（ａ）は超高性能で高価なＲＦケーブル（製品Ａ）、図４（ｂ）は高性能で比較的安価なＲＦケーブル（製品Ｂ）、図４（ｃ）は性能が比較的低く非常に安価なＲＦケーブル（製品Ｃ）の結果を示している。超高性能のＲＦケーブル（製品Ａ）は、曲げに対する位相変化を抑えるような設計が成されているため、振幅特性の変化が非常に小さくなっている。逆に、性能の低いＲＦケーブルほど、振幅特性の変化が大きくなることが分かった。

【0048】

表示装置５１は、例えばＬＣＤやＣＲＴなどの表示機器で構成され、制御装置５３から出力される制御信号に応じて、信号分析装置１０により測定された基準振幅特性、曲げ戻し後振幅特性、基準振幅特性と曲げ戻し後振幅特性との差分などの各種表示内容を表示するようになっている。さらに、表示装置５１は、制御装置５３から出力される制御信号に応じて、測定条件などを設定するためのボタン、ソフトキー、プルダウンメニュー、テキストボックスなどの操作対象の表示を行うようになっている。

【0049】

操作装置５２は、ユーザによる操作入力を受け付けるためのものであり、例えば表示装置５１の表示画面の表面に設けられたタッチパネルで構成される。あるいは、操作装置５２は、キーボード又はマウスのような入力デバイスを含んで構成されてもよい。操作装置５２への操作入力は、制御装置５３により検知されるようになっている。例えば、操作装置５２により、振幅特性測定部１５の測定開始のタイミングをユーザが任意に指定することなどが可能である。

【0050】

制御装置５３は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤなどを含むマイクロコンピュータ又はパーソナルコンピュータ等で構成され、ケーブル評価システム１を構成する上記各部の動作を制御する。また、制御装置５３は、ＲＯＭ等に記憶された所定のプログラムをＲＡＭに移して実行することにより、振幅特性測定部１５やケーブル評価部１６の少なくとも一部をソフトウェア的に構成することも可能である。なお、振幅特性測定部１５やケーブル評価部１６の少なくとも一部は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などのディジタル回路で構成することも可能である。あるいは、振幅特性測定部１５やケーブル評価部１６の少なくとも一部は、ディジタル回路によるハードウェア処理と所定のプログラムによるソフトウェア処理とを適宜組み合わせて構成することも可能である。

【0051】

なお、上記の表示装置５１、操作装置５２、及び制御装置５３は、信号分析装置１０内に構成されてもよい。

【0052】

以下、本実施形態のケーブル評価システム１を用いるケーブル評価方法について、図５のフローチャートを参照しながらその処理の一例を説明する。

【0053】

まず、図３（ａ）に示すように、ユーザにより、ＲＦケーブル１００を曲げ伸ばし治具４０の伸ばし部４２に配置して、ＲＦケーブル１００を真っ直ぐに伸びた形状に整える作業が行われる（ステップＳ１）。

【0054】

次に、ユーザにより、信号分析装置１０の入力ポート１３及び出力ポート１４と、定在波発生器２０の第１入出力端子３１及び第２入出力端子３２とをそれぞれ接続する作業が行われる。さらに、ユーザにより、被試験対象のＲＦケーブル１００の一端１００ａと定在波発生器２０の第３入出力端子３３とをアッテネータ３４を介して接続する作業が行われる（接続ステップＳ２）。

【0055】

次に、信号分析装置１０の信号発生部１１は、入出力部１２を介して出力ポート１４から第２入出力端子３２に試験信号を出力する。これにより、ＲＦケーブル１００を伝搬する試験信号と、ＲＦケーブル１００の他端１００ｂで反射されてＲＦケーブル１００を逆向きに伝搬する試験信号の反射信号とによる定在波が発生する。この状態で、第２入出力端子３２に入力された試験信号に反射信号が加算されてなる被測定信号が第１入出力端子３１から入力ポート１３に入力される（定在波発生ステップＳ３）。

【0056】

次に、信号分析装置１０の振幅特性測定部１５は、ユーザの操作入力による操作装置５２からの測定開始指示に応じて、入力ポート１３から入出力部１２を介して入力された、ＲＦケーブル１００の所定長さ部分を曲げる前の被測定信号の基準振幅特性を測定する。また、表示装置５１は、振幅特性測定部１５により測定された基準振幅特性を表示する（第１測定ステップＳ４）。

【0057】

次に、図３（ｂ）に示すように、ユーザにより、ＲＦケーブル１００の一端１００ａ側の一部を曲げ伸ばし治具４０の伸ばし部４２と曲げ部４１とで共通の直線部分に配置したままの状態で、ＲＦケーブル１００の所定長さ部分を曲げ伸ばし治具４０の曲げ部４１に配置することにより、真っ直ぐに伸びた形状のＲＦケーブル１００の所定長さ部分を所定の曲率で曲げる作業が行われる。さらに、図３（ｃ）に示すように、ユーザにより、ＲＦケーブル１００の一端１００ａ側の一部を曲げ伸ばし治具４０の伸ばし部４２と曲げ部４１とで共通の直線部分に配置したままの状態で、ＲＦケーブル１００を再び伸ばし部４２に配置して、ＲＦケーブル１００を元の真っ直ぐに伸びた形状に戻す作業が行われる（ステップＳ５）。

【0058】

次に、信号分析装置１０の振幅特性測定部１５は、ユーザの操作入力による操作装置５２からの測定開始指示に応じて、入力ポート１３から入出力部１２を介して入力された、ＲＦケーブル１００の所定長さ部分を曲げ戻した後の被測定信号の曲げ戻し後振幅特性を測定する。また、表示装置５１は、振幅特性測定部１５により測定された曲げ戻し後振幅特性を表示する（第２測定ステップＳ６）。

【0059】

次に、信号分析装置１０のケーブル評価部１６は、第１測定ステップＳ４により測定された基準振幅特性と、第２測定ステップＳ６により測定された曲げ戻し後振幅との差分、すなわち、ＲＦケーブル１００の曲げ戻しによる振幅特性の変化を算出する。また、表示装置５１は、ケーブル評価部１６により算出された振幅特性の変化を表示する（ケーブル評価ステップＳ７）。

【0060】

以上説明したように、本実施形態に係るケーブル評価システム１は、３抵抗型の分配器３０の第３入出力端子３３に被試験対象のＲＦケーブル１００の一端１００ａを接続して、分配器３０及びＲＦケーブル１００内に試験信号と反射信号とによる定在波を発生させる。これにより、本実施形態に係るケーブル評価システム１は、従来のＶＮＡのみを用いた測定では得られなかった、ＲＦケーブル１００の曲げに起因する位相変化を反映した振幅特性の変化を観測できる。この振幅特性の変化は、性能の高いＲＦケーブルほど小さく、性能の悪いＲＦケーブルほど大きくなる。本実施形態に係るケーブル評価システム１は、得られた振幅特性の変化を表示装置５１に表示するため、被試験対象のＲＦケーブル１００の性能を可視化することができる。

【0061】

また、本実施形態に係るケーブル評価システム１においては、被試験対象のＲＦケーブル１００の他端１００ｂが開放されていてもよく、短絡されていてもよい。あるいは、被試験対象のＲＦケーブル１００の他端１００ｂに所望の反射係数を有する反射器が接続されていてもよい。これにより、本実施形態に係るケーブル評価システム１は、ＯＴＡ試験を行うための測定システムなど、実際にＲＦケーブル１００が使用される環境に応じた振幅特性の変化を測定することができる。

【0062】

また、本実施形態に係るケーブル評価システム１は、ＲＦケーブル１００の所定長さ部分を所定の曲率で曲げ戻すための曲げ伸ばし治具４０を備えている。例えば、被試験対象となる各種のＲＦケーブルの長さをあらかじめ統一しておけば、これらのケーブルに対して曲げ伸ばし治具４０により同様の曲げ戻しを行うことができる。また、これにより、本実施形態に係るケーブル評価システム１は、各種のＲＦケーブルに対して等しい条件で振幅特性の変化を測定することができる。

【0063】

また、本実施形態に係るケーブル評価システム１においては、分配器３０の第３入出力端子３３とＲＦケーブル１００の一端１００ａとの間にアッテネータ３４が挿入されている。これにより、本実施形態に係るケーブル評価システム１は、分配器３０及びＲＦケーブル１００内に発生する定在波の振幅が比較的大きい場合であっても、被測定信号を信号分析装置１０の入力ポート１３及び出力ポート１４に適した振幅に減衰させることができる。

【0064】

また、以上説明した実施形態では、信号分析装置１０は、出力ポート１４から試験信号を出力し、入力ポート１３から入力される信号の振幅特性を振幅特性測定部１５にて測定する２ポート測定を行うものであるとしたが、本発明はこれに限定されない。例えば、信号分析装置１０は、出力ポート１４から試験信号を出力し、再び出力ポート１４から入力される反射波の信号の振幅特性（反射係数Ｓ_１１）を振幅特性測定部１５にて測定する１ポート測定を行うものであってもよい。このとき、分配器３０の使用されない第１入出力端子３１は、５０Ωで終端されている必要がある。あるいは、信号分析装置１０は、入力ポート１３から試験信号を出力し、再び入力ポート１３から入力される反射波の信号の振幅特性（反射係数Ｓ_１１）を振幅特性測定部１５にて測定する１ポート測定を行うものであってもよい。このとき、分配器３０の使用されない第２入出力端子３２は、５０Ωで終端されている必要がある。

【符号の説明】

【0065】

１ ケーブル評価システム
１０ 信号分析装置
１１ 信号発生部
１２ 入出力部
１３ 入力ポート
１４ 出力ポート
１５ 振幅特性測定部
１６ ケーブル評価部
２０ 定在波発生器
３０ 分配器
３１ 第１入出力端子
３２ 第２入出力端子
３３ 第３入出力端子
３４ アッテネータ
４０ 曲げ伸ばし治具
４１ 曲げ部
４２ 伸ばし部
５１ 表示装置
５２ 操作装置
５３ 制御装置
１００ ＲＦケーブル
１００ａ 一端
１００ｂ 他端

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】