ベクトルネットワークアナライザーについて

質問

ベクトルネットワークアナライザーについてお聞きしたいのですが
一般的にどのような使い方をされるのでしょうか？
自分はESR測定で使用しているのですが一般的な使い方というのをしりません。
細かく教えて欲しいです。
おわかりになるかたがいたらよろしくおねがいします。

回答No.3

vortexcore · ベストアンサー

cilvicisさんはとんでもない勘違いをしているようです。

>何かESRと少しはなれているようなきがして・・・スタッフにも聞けず
>じまいなのでおねがいしたいのです。どうかよろしくおねがいします。

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　　そういうことを聞くためにスタッフは存在しているのです
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それから、cilvicisさんはもう少し自分で考えないとダメですよ。ベクトルネットアナにせよ、Sパラメータにせよ、ローレンツ曲線にせよ、山ほど文献があるはずです。ご自分でどのくらい調べましたか？「ローレンチアンもわからないのです」とおっしゃるようでは、自分では何も調べていないのではないですか？そうでなければ、少しでも解らないことがあると簡単に理解することをあきらめていませんか？

「ベクトルネットアナでESR測定を行う際に必要な高周波技術」のような、非常に限られた分野に必要な知識が、「ローレンツ曲線って何？」といっている人に解るレベルでまとまった本やURLは何処にもありません。そういう知識や技術が必要であれば、膨大な文献のなかから必要な知識をピックアップして自分で習得するしかありません。

手っ取り早く知りたいのであれば、そういうことに長けている人（つまり、研究室スタッフ）を捕まえて根掘り葉掘り聞くのが最善です。もちろん、こういった掲示板を利用するのも良い方法でしょう。しかし、「ベクトルネットアナでESR測定を行う際に必要な高周波技術」をローレンツ曲線が解らない人にも理解できるように掲示板で解説しなさいといわれたら、あまりに膨大なことを書き込まなければならず、不可能です。

掲示板で聞くのでしたら、もっと質問を具体的に書いていただかないと何が知りたいのかわかりません。ローレンツ曲線の「何が」判らないのでしょうか？皆目見当がつかないなら、とりあえず物理学辞典でも引いてみることをお勧めします。そうすると、散逸のある共鳴曲線の一般的な形であることがわかるでしょう。共鳴の一般論がわからないなら力学の教科書をあたってみてはどうでしょう。そこは解るならば、・・・（以下略）。
あとはスタッフに聞いてください。

私は高周波物性屋の端くれとして、少しでもこの分野に関わる人が増えてくれるとうれしいので、あえて苦言を呈させていただきました。

お礼

申し訳ありません。たしかにそうです。院に行く身の自分がそのようなことを
しないのは確かに自分のためにはならないとおもいます。
スタッフに聞くと楽をしてしまう自分が許せない・・・しかし掲示板で同じことを
きいているようでは同じことかもしれません。
苦言とはとんでもないです。ありがたいお言葉ありがとうございます。
しかしながらぺーぺーの身であるためまた身の程知らずな質問をさせて頂くかも
しれませんがそのときはまたご教授下さいますようよろしくおねがいします

回答No.2

vortexcore

No.1の回答者です。

LCRの並列共振回路のインピーダンスの周波数依存性を、実部を横軸、虚部を縦軸にとってプロットしてみれば、ポーラープロットが何をやっているか実感できると思います。

文面から判断すると、cilvicisさんは学部4年生か大学院生ですよね。繰り返しになりますが、身近の研究室スタッフに質問されることを強くお勧めします。私は高周波物性測定に関わるものですが、ESRを測定したことはありません。正直、ESR屋さんには怒られると思いますが、「ESRなんて共鳴磁場の値しか重要じゃないんだから、スカラーでやればいいじゃん。ベクトルネットアナは俺にくれ！」と思う面もあります。（誇張してます。）ですからベクトルネットアナって何？という問いに、電気屋さんではなく物性屋の立場から答えることはできますが、ESRに関わるベクトル測定の肝が何処にあるのかは判りませんし、何処に重点を置いてアドバイスしてよいのかも判りません。要するに、ネットアナって何？ポーラープロットって何？と散発的に質問されても、何をどの程度答えればcilvicisさんが満足されるのか、部外者にはわかりません。しいて言えば、高周波測定の本をじっくり読んでね、という位しか回答が・・・。

cilvicisさんは何を何から勉強してよいのかわからなくなっているような印象を受けます。研究室スタッフは研究するだけでなく、学生にアドバイスすることで給料を貰っているのですから、ばしばし質問しましょう。確かに、あまりにマヌケな質問をするとスタッフに怒られるかもしれませんが、（私も自分の学生に怒りまくっている毎日です）それを怖がっていてはなにも進みません。そもそも、初めて高周波測定に関わる人がベクトルネットアナのようなヲタクな測定器のことを知らないのは当然です。

もっとも、人に聞くだけでなく図書館や本屋で資料をあさり、自分で必死で考え、理解することが一番重要ではありますが。

補足

度重なるご配慮ありがとうございます。そうです。卒論に使っているので説明書というものがありません。アナライザーの実験した結果ならABミリメーターのがあるのですが・・・専門的すぎてわからず，スタッフにきこうとしても一回全部読んでみて理解しろといわれてるのですがなにがなにやらわからないのでこまっているんです。
確かに参考書みたいのがあればいいのですがわかりやすい参考書があるわけでもなく・・・。
で，今，共振器を使ってじゃないとどうもアナライザーではESR測定ができないというかスペクトルが弱すぎてみえないみたいなのでいまその共振器の特性の測定をアナライザーでしているところなのですがその結果において，ポーラープロットをすると丸く見えたらいいのだのローレンチアンに関係してるから調べろだのいわれているのですが・・・。それでポーラープロットとは？ローレンチアンがどう関係しているのか？とおもったのです。ローレンチアンもわからないのです。何かESRと少しはなれているようなきがして・・・スタッフにも聞けずじまいなのでおねがいしたいのです。どうかよろしくおねがいします。

回答No.1

vortexcore

ネットワークアナライザは、オシロスコープのように非常に汎用性のある装置なので、「一般的」な使い方というのは特にないと思います。大雑把にいえば、入力と出力を持つ測定したい素子（なんでも良い、アンプ、アイソレータ、フィルタ、ESRなら空洞共振器、DUT(Device Under Test)と約すことが多い）の評価に使う装置です。

素子の特性は、信号の反射率や透過率で評価できますが、普通はSパラメータと呼ばれる4つの複素数のパラメータ（S11,S12,S21,S22）の組で表します。（反射率はS11やS22に相当する）Sパラメータの一般論は適当な参考書（例えば、大森俊一他、高周波・マイクロ波測定、コロナ社）等を参照して下さい。ネットワークアナライザはこのSパラメータを測定する装置で、Sパラメータの絶対値だけを測定する装置をスカラーネットワークアナライザ、位相と振幅に分けて測定できる装置をベクトルネットワークアナライザと呼びます。

マイクロ波、ミリ波での物質の応答（ESRもそのひとつ）の測定は、通常空洞共振器摂動法が用いられています。この場合、共振器の共振周波数とQ値から応答関数を複素量として求めることが可能です。したがって、空洞の反射率（S11）や透過率（S12）の絶対値が周波数の関数として求められれば良いので、スカラーで十分な場合が多いです。

では、ベクトルにするメリットはというと、一つは共振器を使わないでも応答関数が複素量として求められることです。これに関してはいろいろ方法はありますが、例えばJ. C. Booth et al., Rev. Sci. Instrum., 65, 2082 (1994)を参照してください。ミリ波だと導波管の一部を試料で置き換えるようなことも可能です。

空洞共振器でもベクトル化するといいことがあります。空洞共振器以外の場所で入力と出力がカップルしていると共振曲線が理想的な曲線（ローレンツ曲線）からずれますが、位相がわかってるとこれを補正することが可能です。M. Mola et al., Rev. Sci. Instrum., 74, 186 (2000)を参照してください。

ESRでベクトルネットアナというと、ABミリメータのMVNAをお使いですか？そうだとすればウラヤマシイ・・・。国内に数台しかない装置です。いずれにせよ、ベクトルネットアナでESRをやろうという研究室なら皆「プロ」でしょうから、掲示板ではなく、研究室のスタッフに聞きまくるのが早道かと思います。

補足

早速の回答ありがとうございます。
そのとおりです。ABミリメータのアナライザーを使ってます。
使い方があまりわからないので宝のもちぐされであります。
そこでなんですが，ポーラープロットの意味がわからないのですがお教えいただけないでしょうか？あの図が円を描けばいいと良いとききますが，本質的な意味がわかりません。よろしくおねがいします。