ミリ波アプリケーション用のテストケーブルを選択する 9 つのステップ

5G ネットワーク、自動車レーダー システム、RF 半導体プロービングなどのアプリケーションでは、より高い周波数でより多くの帯域幅が必要となるため、無線信号周波数はミリ波 (mmWave) 範囲まで上昇します。 テストは、これらのミリ波周波数で動作する高品質の新製品を開発するために不可欠な要素であり、同軸ケーブル アセンブリはそのプロセスにおいて重要な役割を果たします。

ただし、ミリ波アプリケーションの複雑さを考慮すると、どのような同軸ケーブルでも使用できるわけではありません。 高周波で再現可能で信頼性の高いテスト結果を得るには、インピーダンス整合や挿入損失などの重要なパラメータを考慮する必要があります。 その結果、ミリ波アプリケーションの RF テストには、独自の同軸ケーブルおよびコネクタ ソリューションが必要になります。

通常、RF テスト プロセスには、ベクトル ネットワーク アナライザ (VNA)、スペクトラム アナライザ、またはオシロスコープに接続された被測定デバイス (DUT) が組み込まれます。 回路基板への信号経路は非常に重要であり、テスト設定では、不要な変数やエラー、VSWR スパイク、または過剰な挿入損失が発生してはなりません。 これには、テスト ケーブルとコネクタが含まれます。

テストケーブルアセンブリは、測定の正確な再現性と信頼性の高い電気的性能を維持しながら、広範囲にわたる取り扱いや頻繁な接続と切断による継続的な動きに耐えるのに十分な堅牢性を備えていなければなりません。 特定の用途に最適な同軸ケーブルアセンブリを選択する前に、周波数範囲とケーブル直径、試験装置の種類、コネクタ、測定の種類/用途、柔軟性、位相安定性、電力、インピーダンス、許容損失バジェットなど、評価すべき特性が数多くあります。

テスト ケーブルを選択するとき、最初に考慮すべきことの 1 つは、アプリケーションのテストに必要な周波数範囲です。 これは、必要なケーブルの種類や機械構造など、他の要素を決定するのに役立ちます。 たとえば、周波数が高くなると、ケーブルの直径は小さくなります。 これは逆の状況であり、すべての比率がさまざまな周波数レベルで正しく機能する必要があります。

次に、実行するテストの種類と使用する機器の種類を評価します。 たとえば、テストは、テスト対象のデバイスの損失を調べたり、特定の周波数でのパフォーマンスを評価したりする、標準的な S カーブ タイプの測定である可能性があります。 それぞれの固有のテスト シナリオで適切に機能するテスト ケーブル アセンブリを選択するときは、すべての変数を事前に考慮する必要があります。

周波数、テスト機器の種類、ケーブルのサイズが決定したら、次にコネクタの種類を決定します。 これはミリ波アプリケーションでは重要な考慮事項です。コネクタに不整合があると、測定に誤差が生じ、テスト周波数範囲が増加するにつれて誤差が増幅される可能性があるためです。

テスト装置には特定のコネクタ タイプがあり、通常はテスト装置が達成できる最高周波数によって決まります。 たとえば、110 GHz でテストする場合、テスト機器には 1 ミリメートルのコネクタがあります。 したがって、テスト ケーブル アセンブリには同じサイズの嵌合コネクタが必要です。

一般的なミリ波コネクタ サイズには次のようなものがあります。

高い信号密度が必要なアプリケーションには、SMP、SMPM、SMPS コネクタなどのプッシュオン コネクタも最適です。

テストされる各アプリケーションには、特に次のような考慮すべき特定の環境要因があります。

ほとんどの同軸ケーブル メーカーは、これらのさらなる考慮事項を評価するのに役立つガイドを提供しています。 たとえば、超高周波アプリケーションには、周波数要件を満たすだけでなく、位相が安定しているケーブルが必要です。 高周波で位相が安定したケーブルを使用すると、使用できるコネクタの種類が制限されます。 ユーザーがプロセスを進めるにつれて、これらの追加の考慮事項に一致するオプションが提供されます。

テストでは、多くのユーザーはケーブルの柔軟性と曲げ半径にさらに関心を持っています。 テスト環境の性質上、多くの場合、実稼働環境または研究開発環境のいずれかにおいて、テストベンチ上で移動できる非常に柔軟なケーブル素材を使用することが不可欠です。