スペアナによるスペクトラムの測定方法について

質問

先輩が急に退職し、私が多重無線の点検を急遽行うことになりましたが、スペアナの使い方が良く判りません。どなたか点検経験のあるかた教えてください。
１．スペアナによる送信波スペクトラムの測定（占有帯域幅、第１・２測波帯）
２．スプリアス輻射強度の確認
以上２件のスペアナを使用した手順方法を教えて下さい。

回答No.6

omega95

拙い説明ですみません。

>また、「無線クロック周波数」の1.5倍が第１側帯波ですが「無線クロック周波数」とは何を指すのでしょうか。

無線クロックは搬送波にデータを乗せる為のタイミング信号です。
同じ伝送容量でも変調方式によってクロック周波数が異なります。
例えば５２Ｍｂｐｓの信号を伝送するの必要はクロック周波数は５２ＭＨｚとなります。
これを１６ＱＡＭ方式で伝送する場合、一度に４ビットのデータを伝送できる方式なのでクロック周波
数は１３ＭＨｚとなります。（クロックパルス１個で４ビット伝送なので５２／４＝１３）
占有帯幅はクロック周波数に依存します。クロック周波数が高くなれば帯域幅が広がることになります。
実際にはベースバンド数やその他付加ビット量によって決まります。
よって、同じ伝送容量でも無線機メーカによりクロック周波数は若干の違いはあります。

>。（擬似ランダムパターンの変調のかけ方も理解できません(-.-)）
>恐れ入ります
通常の測定において気にする必要はないと思います。
多重無線に端局装置等が接続されて必ずベースバンド信号が入力されている状態で変調されている
はずです。
よって、運用状態でのスペクトラム測定で実用上、支障ないと思います。
新設時のように多重無線と接続される装置がない＝ベースバンド信号がない状態であれば符号誤り
率測定器の信号を入力してやる必要があるようです。
ＰＮ１５，２３という設定があると思います。これがパターン設定です。

誤りがあるかも知れませんので、どなたか補足して頂ければと思います。

回答No.5

KEN_2

補足質問に以下回答します。
まず下記のサイトなどで基本操作を理解してください。
スペアナ 使い方
http://as76.net/asn/spe_ana.php
http://www.home.agilent.com/upload/cmc_upload/All/AMF_Digital_IF_SA_note.pdf?&cc=JP&lc=jpn
＊メーカーは異なっても、測定・操作方法はみな同じです。

>スプリアスについては、10μW以下として実際にMS2665Cを使用してどのように測定するのでしょうか？
　送信周波数帯と送信出力が不明ですが、400MHz帯で5Wと仮定して説明します。
占有周波数帯域幅や

□n次の高調波関係：３倍か1GGHzの高い周波数まで
　１）送信周波数の信号レベルをマーカーで測定し、これをAdBmとします
　２）中心周波数を2倍・3倍にして高次のスプリアスをマーカーで測定し、これを-BdBm、-CdBmとします
　３）AdBm－-BdBm、AdBm－-CdBmが２倍・３倍の高調波スプリアスとなります。
　４）スペアナ内部で発生するn次の高調波の影響を排除する目的で、スペアナのATTを増減してn次の高調波の変化が直線的に変化するか確認し、ATTを増加して測定された値がn次の高調波スプリアスとなります。
＊5Wであれば57dBが仕様となります。

□高調波以外のスプリアス
　１）送信周波数の信号レベルをマーカーで測定し、これをAdBmとします
　２）DCから中心周波数付近までを適度な週H数スパンで観測してスプリアス成分が57dB以下か確認します。
　３）内部のシンセサイザ周波数生成関係がら、中心周波数がら離れた位置にスプリアス成分が発生するので、Δマーカーなどを使って確認します。
＊このあたりは基本測定項目でアプリケーションノートに記載されていますので、参照して応用測定してください。

>また、「無線クロック周波数」の1.5倍が第１側帯波ですが「無線クロック周波数」とは何を指すのでしょうか？（擬似ランダムパターンの変調のかけ方も理解できません(-.-)）
　多重無線機の仕様を見ないと正確な事は回答できませんが、多分多重変調の定義からサブキャリアが1MHz～5MHz程度でこれをデジタルデータで変調している筈です。
サブキャリアを「無線クロック周波数」と呼称していますので、サブキャリアの1.5倍が占有周波数の側帯波と定義されますので、多重無線機の仕様を確認してください。
　無変調では側帯波は発生しないので、テスト用の符号発生器でランダムパターンの変調を掛け側帯波の広がり具合を測定するのです。
ランダムパターンの変調器はデータ誤り率を測定するパターン発生器を利用します

回答No.4

KEN_2

ANo.2,3 です。
>次にスプリアス輻射強度が10μW以下を確認とあるのですが、第１高調波だけを測定すれば良いのでしょうか？
　スプリアスとは目的周波数以外の全ての成分がスプリアスとしての定義で対象になります。
よって、多重無線の場合電波法では第３次高調波か１GHz以下のどちらか高い周波数までを規定されています。
　もちろん、目的周波数以外の全てがスプリアスですので、近傍の±5M、±10M・・・・など、シンセサイザーの周波数作成過程で発生する成分もDC～がスプリアスとなります。
　内部で「自励振」などで発生した成分が漏れ出しているのもスプリアスとなります。

>また、Ｙ軸のμWとdBmの関係が解りません。
　10μW以下とはdBmで表すと下記になり考え方を記述します。
１）10μWとは50Ω（高周波）の負荷で、10μWを消費したときの電力で発生した電圧となります。
２）P＝IxE でP＝E＾2/R からE＝√（PxR）となりますので、
３）E＝√（10x10＾-6W x 50Ω） からE=0.02236V となります。
４）0dBmは負荷が50Ωであれば、1mWを消費した状態ですので、
５）上記同様に、E＝√（1x10＾-3W x 50Ω） からE=0.2236V となります。
６）E=0.02236V とE=0.2236V は1:10ですので、20dBの電圧差で10dBの電力差であるといえます。

７）ここで、別の見方をすれば、（50Ω（高周波）の負荷で）
　　0dBmは、1mW：E=0.2236V ・・・0dBmは、1mW の定義より
　-10dBmは、100μW：E=0.0707V
　-20dBmは、10μW：E=0.02236V
＊10μWとは、-20dBm のスプリアス値（絶対値）となります。
８）5Wは何dBmかと計算すると、
　E＝√（5x10＾0W x 50Ω） からE=15.81V から
　15.81V/0.2236V から70.7倍の電圧差であるので
　20xLOG70.896 は、36.98dB ⇒37dBm となります。
＊よって、5Wの出力電力の目的周波数とスプリアスの差（C/N比）のスプリアス比は、レベル差で57dBが規格値になります。

９）別の計算方法で簡単に表にすると、
　5W：37dBm
　2W：33dBm
　1W：30dBm
　100mW：20dBm
　10mW：10dBm
　1mW：0dBm ・・・0dBmは、1mW の定義より
　100μW：-10dBm
　10μW：-20dBm
＊1Wの送信電力の場合、1W：30dBm と10μW：-20dBm からスプリアス比50dB となります。
（Δマーカーの値で読み取ります。）
＃明日以降2・3日出掛けますので、別途疑問があれば日を置いて新たにご質問ください。

補足

お忙しい中、ありがとうございます。
μWとdBmの関係は本当にわかりやすく説明いただきありがとうございます。
スプリアスについては、10μW以下として実際にMS2665Cを使用してどのように測定するのでしょうか？
また、「無線クロック周波数」の1.5倍が第１側帯波ですが「無線クロック周波数」とは何を指すのでしょうか？（擬似ランダムパターンの変調のかけ方も理解できません(-.-)）
恐れ入ります。

回答No.3

KEN_2

ANo.2 です。
>第１側帯波で+-19.89MHz、第２で+-33.17MHzというのはＣＦからの位置での相対レベルでしょうか？
>測定ではMarkerを使うのはいまいち解りません。
　その通り、CFからの相対周波数・レベルとなります。
スペアナの測定値はマーカーの位置で直接表示しますので、マーカー及びΔマーカーの位置が測定値になります。

＊色々設定して慣れれば、スペアナは難しい測定器ではありません。

補足

早速のご返答ありがとうございます。助かります。
マーカーの使用方法については自前で学習したいと思います。
次にスプリアス輻射強度が10μW以下を確認とあるのですが、第１高調波だけを測定すれば良いのでしょうか？また、Ｙ軸のμWとdBmの関係が解りません。
よろしくお願いします。

回答No.2

KEN_2

拡販キャンペーンのデモはお願いできるでしょうが、スペアナの基本的な使い方は、取り扱い説明書と応用測定の技術資料が提供されていますので理解された上で個別に不明点を質問されるべきでしょうね。。

>１．スペアナによる送信波スペクトラムの測定（占有帯域幅、第１・２測波帯）
>２．スプリアス輻射強度の確認
>以上２件のスペアナを使用した手順方法を教えて下さい。
　これはスペアナの基本測定項目ですから、取り扱い説明書に測定方法は記載されています。
　アンリツのMS2665Cであれば、現在「基礎セミナー」を６月８日～１７日に予定されていますので、受講を検討ください。

アンリツ；取説・資料もDLできます。
http://www.anritsu.com/ja-JP/

＊スペアナの測定基礎と応用は広範囲な知識が必要ですので、範囲を絞って質問されれば個別に回答します。。。
（理論は難しいですが、慣れれば素晴らしい応用測定が可能な測定器です。）

補足

ご親切にアドバイスありがとうございます。
占有帯域幅は、どうにか説明書にて理解しました。
第１側帯波で+-19.89MHz、第２で+-33.17MHzというのはＣＦからの位置での相対レベルでしょうか？測定ではMarkerを使うのはいまいち解りません。
お願いします。

回答No.1

fujiyama32

使用する予定のスペアナのメーカ名、形式(品番)、製造番号等を
調べます。次にメーカの営業窓口の電話番号を調べ、電話します。

営業窓口にスペアナのメーカ名、形式(品番)、製造番号と状況を
伝え、次のよう要請をすると良いでしょう。

1)スペアナの使用方法を教えて欲しいが、会社に来てもらって
スペアナの測定方法をアドバイスしてもらいたい。

または

2)スペアナの講習会があれば、受講したい。

補足

スペアナはMS2665C（アンリツ）です。簡単な手順を教えていただけば幸いですが.....。