スペクトラムアナライザによる微弱信号測定時の最適化

アプリケーション

全てのスペクトラムアナライザは内部で発生する雑音に必ず影響を受けてしまいます。この雑音の影響を規定しているのが、平均雑音レベルです。これは、微弱信号測定をする上で重要な要素であり、平均雑音レベルを下回る信号を測定することが不可能になります。よって、いかにこの平均雑音レベルを実効的に低く抑えるかがポイントとなります。 また、スペクトラムアナライザの設定を最適にしてもなお信号を捉えられない場合には、信号を増幅することで測定が可能となります。

最適化すべき項目は大きく分けて次の3点となります。

①解能帯域幅(RBW)を狭くする。

②力アッテネータ値を小さくする。

③雑音アンプの使用。

①分解能帯域幅(RBW)を狭くする。

分解能帯域幅(以後RBW)はRBWフィルタにより決定されます。内部で発生した雑音もこのフィルタ通過しているため、RBWフィルタの帯域幅を狭くすることで雑音エネルギーは減少し、結果として平均雑音レベルを低下させます。
RBWと平均雑音レベルは10の対数の関係であり、RBWが10倍狭くなれば平均雑音レベルは約10dB減少します。但し、デメリットとしてRBWを狭くすると、RBWフィルタの応答時間が長くなるため、掃引時間が長くなってしまいます。

②入力アッテネータ値を小さくする。

入力アッテネータは実際には平均雑音レベルには影響しません。内部雑音は入力アッテネータ以降で発生しているためです。
しかし、入力アッテネータ値を大きくして入力信号レベルを下げるとS/N比が悪化します。このS/N比の悪化に伴い平均雑音レベルも悪化します。よって入力アッテネータ値を小さくすることが必要です。

③低雑音アンプの使用。

上記①②の最適化でもなお低い信号レベルの場合には、低雑音アンプを使用して入力信号を増幅することで測定することが可能になります。
入力信号を増幅することで、結果としてスペクトラムアナライザのS/N比が改善します。よって、平均雑音レベルにほとんど影響を与えずに信号のみを増幅することが出来ます。

ソリューション

  • ①MSA538にて分解能帯域幅(RBW)を狭くする。
    グラフ-MSA538にて分解能帯域幅(RBW)
  • ③MAP302低雑音アンプの使用
    グラフ-MAP302低雑音アンプ

②MSA538にて入力アッテネータ値を小さくする。
MSA500シリーズの入力アッテネータ値は基準レベル(REFER)の設定値によって自動に設定されます。
REFERレベル-15~-20dBm付近が入力アッテネータ値が最も小さくなっています。

システム構成・価格

構成例  
シグナルアナライザ [MSA538] ¥748,000
低雑音アンプ [MAP302] ¥168,000
PCソフトウェア [MAS500] ¥15,800
その他(各種ケーブル・アダプタ等) ご相談ください
合計価格(税抜き) ¥931,800

※詳細は弊社営業担当までお問合せ下さい。

製品紹介