 |
① ノイズフロア改善機能
（ａ）ローデ＆シュワルツもキーサイトに遅れていましたが、ＦＳＷシリーズなどに搭載されたノイズ改善機能（ＮＣ：ノイズキャンセレーション Noise Cancellation）は、キーサイトより改善幅が大きい１３ｄＢ改善するとされていますが、通常はＲＢＷ：１ＭＨｚで１１ｄＢ、ＲＢＷ：１０ｋＨｚで５ｄＢ程度です。なお、入力信号断の状態でスペアナのノイズフロアを掃引（トレース）して平均化した値を元に信号レベルを推定するため、クリアライトの場合は１回掃引後に表示されます。アベレージＡＶ回数２０回の方が改善量は大きくなりますが、ＡＶ２０回ではノイズフロアも２０回掃引後の測定になります。またＰｒｅＡＭＰをＯＮにすると改善量が減少し、ＲＢＷ：１Ｍで５ｄＢ程度となりＲＢＷ：１０ｋＨｚでは２ｄＢも改善できないなど条件によって改善量が大きく異なるようです。 （ｂ）キーサイト・テクノロジーのＰＸＡシリーズＮ９０３０Ａなどのノイズ改善機能（ＮＦＥ：ノイズフロアエクステンション Noise Floor Extension）は工場出荷時の値を元に計算するためＲ＆Ｓのように事前の掃引無く測定できる優れものですが、計算によって１２ｄＢ低下（Ｎ９０４０Ｂは１６ｄＢ低下）した値を表示しているためＬＮＡ（プリアンプ）などを用いると、熱雑音以下の表示がされてしまいます。また、工場出荷時のノイズフロア校正値を元に計算しているため、プリアンプをＯＮにすると帯域境界など温度変動などで特性変動が大きい周波数では数ｄＢも改善できないようです、ＮＦＥの改善が期待できる周波数を個々のスペアナ毎に事前に確認する必要があります。なお、Ｒ＆Ｓと異なりＰｒｅＡＭＰ ＯＮでも１２ｄＢ以上（Ｎ９０４０Ｂ／Ｎ９０４１ＢはＮ９０３０Ａより改善量が大きく安定して１６ｄＢ以上）の改善が得られ、ＲＢＷ：１ＭＨｚでも１０ｋＨｚでも１２ｄＢ以上の改善が得られますが、ＲＢＷ：１ＭＨｚではクリアライトでも問題ありませんが、ＲＢＷ：１０ｋＨｚだと細かい補正ができずノーマル検波のようにバラツキが多くなるためトレースＡＶを２０回程度にする必要があります。ちなみにＮ９０４１Ｂでは５０ＧＨｚを超えるＲＦ２入力側では５０ＧＨｚ以下もＮＦＥは使えない（⑥参照）ようです。 （ｃ）アンリツも平成２８年１０月に販売した、ＭＳ２８４０Ａ、ＭＳ２８５０Ａシリーズにノイズフロア改善機能（ＮＦＲ：ノイズフロアリダクション Noise Floor Reduction）をオプションで追加できるようになりました。６ＧＨｚ以下で１１ｄＢ改善、６ＧＨｚ超えでは約７ｄＢとのことですが、実力は１９ｄＢ程度改善できるようです。また、ＮＦＲはキーサイトのように工場出荷時の校正値を元に計算するため事前の掃引無く測定でる優れものですが、計算によって１９ｄＢ低下した値を表示するためＬＮＡ（プリアンプ）などを用いると、熱雑音以下の表示がされます。なお、環境条件の変動などへの対策として、その環境でのノイズフロア校正値を３０分程度で再取得が可能で、温度による特性変動が大きい周波数帯でも最大の改善量が期待できます。実力は６ＧＨｚ以下では、ＲＢＷ：１ＭＨｚで１９ｄＢ改善、ＲＢＷ：１０ｋＨｚでも１５ｄＢ以上の改善が得られます。ＲＢＷ：１ＭＨｚでデータ点数１００１ではクリアライトでも問題ありませんが、ＲＢＷ：１０ｋＨｚやデータ点数１０００１など多くすると細かい補正ができずポジ＆ネガ検波のようにバラツキが多くなるためトレースＡＶを２０回程度にする必要があります。外部ミキサ使用時でも３０分程度で校正値を取得すればＮＦＲ機能でノイズ改善可能です。 ノイズフロア改善機能は、スペアナのノイズフロア以下の信号の目安をつけるのには良いかも知れませんが、測定値を用いる場合は本当に正しい値なのか十分な検証が必要です。他に選択肢がない、やむを得ない場合以外には無線機からスペアナまでの経路損失の改善を第一に検討しましょう。 ② 適正な周波数範囲のスペアナを使用しましょう 高い周波数範囲まで対応しているスペアナは低い周波数のノイズフロアが１０ｄＢ以上も大きいので注意が必要です。 ③ ＦＳＷ６７とＦＳＷ５０の比較 ＦＳＷ６７はＦＳＷ５０をベースとして、５０ＧＨｚから６７ＧＨｚまで周波数範囲を拡張するための経路を追加しているため、５０ＧＨｚ以下では追加した経路を切り替えるためのスイッチなどの損失が追加され概ね３０ＧＨｚから５０ＧＨｚでは１０ｄＢ以上もノイズフロアが悪化しています。 ④ ＦＳＷ８５とＦＳＷ５０の比較 ＦＳＷ８５もＦＳＷ５０をベースとしていますが、４３ＧＨｚから８５ＧＨｚまで周波数範囲を拡張するための経路を追加しておりＲＦ１として１．０ｍｍコネクタがありＲＦ２として１．８５ｍｍコネクタが準備されています。４３ＧＨｚ以下では追加した経路を切り替えるためのスイッチなどの損失が追加され概ね３０ＧＨｚから４３ＧＨｚでは１０ｄＢ以上もノイズフロアが悪化しています。しかしながら、４３ＧＨｚで切り替えているため４３ＧＨｚから５０ＧＨｚではＦＳＷ５０よりもノイズフロアが改善されています。またＦＳＷ６７と比べると４３ＧＨｚから６７ＧＨｚでは、１０ｄＢ以上もノイズフロアが改善しているようです。 ⑤ Ｎ９０４０Ｂ－５０８～－５５０ Ｎ９０３０ＡではＮＦＥのＯＮ／ＯＦＦ選択（約１２ｄＢ改善）が可能で、デフォルトではＮＦＥ：ＯＦＦになっていましたが、Ｎ９０４０Ｂでは、デフォルトでＮＦＥ：Ａｄａｐｔｉｖｅに設定されていますので、ノイズフロアは１４ｄＢ程度よく見えますが周波数帯によって改善量が異なったり、発振しているように誤解しそうな点があるので注意が必要です。また、ＮＦＥはＯＦＦ、Ａｄａｐｔｉｖｅ（約１４ｄＢ改善）、ＦＵＬＬ（約１６ｄＢ改善）が選択できるようになっています。 ⑥ Ｎ９０４１Ｂ－５９０、－５ＣＸ 測定周波数範囲が５０ＧＨｚを超えるスペクトラムアナライザは、ミキサや切替スイッチなどが追加されるため、５０ＧＨｚ以下では、上限周波数が５０ＧＨｚや４３ＧＨｚのスペクトラムアナライザよりＮＦが悪くなります。ローデ＆シュワルツのＦＳＷ６７（６７ＧＨｚ）は５０ＧＨｚ以下、ＦＳＷ８５（８５ＧＨｚ）は４３ＧＨｚ以下のＮＦがＦＳＷ５０（５０ＧＨｚ）に比べて１０ｄＢ以上も悪くなります。したがって、５０ＧＨｚ以下の測定が多い場合はＦＳＷ５０を購入しＦＳＷ６７やＦＳＷ８５をあきらめるか、ＦＳＷ８５を購入した場合は５０ＧＨｚ以下のＬＮＡの購入も検討する必要がありました。ＦＳＷ８５は８５ＧＨｚ（ＹＴＦなしで９０ＧＨｚ）までの入力がＲＦ１で１．０ｍｍコネクタで、６７ＧＨｚまでの入力がＲＦ２で１．８５ｍｍコネクタです。ＦＳＷ６７から３年遅れ、ＦＳＷ８５から１年遅れで市販された、キーサイトのＮ９０４１Ｂは上限周波数９０ＧＨｚ（オプション５９０）と１１０ＧＨｚ（オプション５ＣＸ）は専用の１．０ｍｍコネクタでＲＦ２と称しＦＳＷ８５のＲＦ１、２と逆にしたようです。５０ＧＨｚ以下はＲＦ１で２．４ｍｍコネクタとしてＦＳＷ８５同様に別コネクタにして、５０ＧＨｚ（Ｎ９０４０Ｂ－５５０）以下のスペクトラムアナライザに対し、２．４ｍｍコネクタ入力側では５０ＧＨｚ以下のＮＦの悪化を１ｄＢ程度になっています。ただし１．０ｍｍコネクタ側では５０ＧＨｚ以下で１０ｄＢ以上ＮＦが悪いほか、５０ＧＨｚ以下もＮＦＥが動作しませんでしたが、ソフトのバージョンアップで１１０ＧＨｚまでＮＦＥの動作が可能になったようです。しかし、一定期間使用するとＮＦＥを校正するメッセージが表示され、校正に３０分から４０分程度かかるため、その間は使えません。Ｎ９０３０Ａは工場出荷時のデータのままで後からの校正ができませんでしたが、ＭＳ２８４０Ａ、ＭＳ２８５０Ａが後から校正できるようになったためＮ９０４１Ｂも後から校正を採用したのかも知れません。 また、５０ＧＨｚから１１０ＧＨｚの範囲はソフトウェアでプリセレクタの動作をさせていると誤解される名称のソフトウエアプリセレクション動作（変調信号測定不可）のため、掃引時間が２０～３０秒以上かかるほか、Ｖバンド、Ｅバンド、Ｗバンド、Ｆバンドの下限周波数に於いて掃引が一時停止しますので注意が必要です。１０ＧＨｚ以下の掃引周波数範囲においても設定した掃引時間（ＳＷＴ）の４倍以上の掃引時間になってしまい、ＲＭＳ検波モードでは平均時間が不明になります。ソフトウエアプリセレクションに設定すると３トレース程度でハングアップして完全にリセットしないと使えず、２年くらいしてバージョンアップされましたが、ソフトウエアプリセレクタのＴｙｐｅアドバンストを選択するハングアップして使い物になりません。ちなみにソフトウエアプリセレクションという機能は、外部ミキサを用いたシグナルＩＤと同様な機能のためＣＷ以外はまともに測定できません。ソフトウエアプリセレクション機能はデフォルトでＯＮになっていますので注意が必要で、特にＦＭ-ＣＷ（車載のチャープレーダー）などはシグナルＩＤやＦＳＷのオートＩＤより劣悪で信号が完全に消えてしまうためスペクトラムアナライザが壊れたのかとびっくりします。ソフトウエアプリセレクションをアドバンストに設定すると掃引時間がランダムに変動しＦＭ-ＣＷでも少し検出できるようになりますが、１回掃引程度でハングアップしてデータがとれないため使い物になりません。 |
|