マイクロ波・ミリ波 製作へのきっかけ作りのページ

ミリ波用のパーツ等を紹介しています。 販売品ではありません。


同軸・導波管 変換アダプター WR-19( 40 - 60GHz ) / 1.85mmコネクター


WR-19( 40 - 60GHz )検波器 + WR-19 ストレート 50mm


26 - 40GHz 2逓倍器  変換損失は悪くなるが、47GHzでも使用可能。


26 - 40GHz アクティブ方式2逓倍器  変換損失は悪くなるが、47GHzでも使用可能。
同軸変換アダプターで2.4mmにしています。


40 - 60GHz 3逓倍器  右( 金色 )が15.7GHzガンOSC
安定な動作を期待して、アイソレータを接続しています。



40 - 60GHz 3逓倍器 出力フランジは、UG-383/U (MOD)

 
HP Q365A 33 - 50GHz アイソレータ


HP  Q752C 33 - 50GHz 10dB方向性結合器


MI-WAVE 561U-20/383 
40 - 60GHz 20dB方向性結合器


HP  U370C 40 - 60GHz 10dBアッテネータ


島田理化 46 - 50GHz サーキュレータ
アマチュア・バンドをカバーしています。


HUGHES 33 - 50GHz レベル・セット用可変アッテネータ max,20dB


導波管テーパ ストレート 変換など



●簡易チェック用47GHz信号源


23.5GHzガン発振器 + 2逓倍器 + テーパ管


簡易チェック用47GHz信号源の出力波形


●超簡単な47GHzトランスバーター 47GHz帯の調整用に便利です。
超簡単な47GHzトランスバーターを組み上げてみました。
調整作業は、誘電体発振器の周波数合わせだけです。


周波数:47.1GHz
IF周波数:1.28GHz
LO周波数:11.455GHz( 4次の高調波でミキシング )
送信時のIF入力電力:1mW typ,
送信出力:約 -30dBm
電源電圧:12V 0.1A


  


主要部品は11.455GHz誘電体発振器 ミキサー アイソレーター 方向性結合器だけです。
右側上のSMAコネクターは、誘電体OSCの周波数確認用です。



47.1GHz出力はこんな感じです。


こんな構成でも簡単トランスバータが出来ます。



左上:HP / AGILENT  /KEYSIGHT  11970Q( 33 - 50GHz )  または  11970U( 40 - 60GHz) ハーモニック・ミキサ
右上:ホーン・アンテナ 23dBi   左下: 4 - 8GHzアイソレータ
右下:4582MHz誘電体OSC

LO発振器の4.582GHzは、ミキサ内部で10次高調波( 45.82GHz )とIF周波数( 1280MHz )でミキシングされ47.1GHzとなります。






40 - 60GHz / 70 - 110GHz スカラー・ネットワークアナライザ
既存のアナライザを周波数拡張!
47GHz帯に限らず、マイクロ波やミリ波のフィルターなどを調整する為の機材探しは苦労します。
周りを見渡しても、ミリ波の機材を持っている人はマイクロ波機器の比ではないと思います。
そこで、20GHzまでのスカラー・ネットワーク・アナライザを利用して、簡易周波数拡張化してみました。
ここで紹介するのは、アマチュア・ライクに考えたケーブルを接続するだけで実現する簡易型です。

47GHz & 77GHz帯のアッテネータやフィルターの調整が出来る様になります。




今回はWiltron  5447A  10MHz - 20GHz  を使用しました。  
他にも、HP / AGILENT製のスイーパー + スカラー・ネットワーク・アナライザの組み合わせでも使えます。
逓倍器、検波器、検波器接続用ケーブルが最低限必要になります。

備考:同種の製品としては、米国 OML, Inc. からR12RFTシリーズが販売されています。

   http://www.omlinc.com/  国内代理店での価格は、およそ500万円


40 - 60GHz周波数拡張の一例


WILTRON 5447A 10MHz - 20GHzスカラー・ネットワーク・アナライザに3逓倍器と検波器を組み合わせた簡単な物です。
他にも、HP / AGILENT製のスイーパー + スカラー・ネットワーク・アナライザの組み合わせでも使えます。
逓倍器、検波器、検波器接続用ケーブルが最低限の必要になります。


使用したのは、Pacific Millimeter Products社の製品です。
上:3逓倍器 + 15 - 16GHz帯のアイソレータ
下:左側は10dBアッテネータ 中央はストレート 右が検波器

3逓倍器  MODEL:U3
出力周波数:40 - 60GHz
入力周波数:13.33 - 20GHz
出力導波管:WR-19   フランジ:UG-383/U ( MOD )
最大入力:+20dBm   最大出力:+2 dBm

検波器   MODEL:UD
周波数帯域:40 - 60GHz
導波管:WR-19    フランジ:UG-383/U ( MOD )


3逓倍にすると、周波数表示も3倍にしなくてはいけません。 暗算か電卓で
スカラー・ネットワーク・アナライザの周波数設定は45 - 48GHzとすると、15 - 16GHzに設定します。
3逓倍器と検波器を接続し、ノーマライザ機能を使ってフラットにします。
その後で、目的のフィルターなどを接続して調整します。 この画面は、10dBアッテネータの測定例です。
検波器のネジの片側を完全に締めていないので、偏差が出ているかも。 測定例としてご覧ください。

47GHzで使用出来る検波器(  代用品 )は、こんな物があります。
ただし、テーパ管など接続方法を考える必要があります。


HP / AGILENT  R422A   26.5 - 40GHz検波器



70 - 110GHz周波数拡張化の一例


40 - 60GHzでも使ったWILTRON 5447A 10MHz - 20GHzスカラー・ネットワーク・アナライザにアクティブ6逓倍器と検波器を組み合わせた簡単な物です。
他にも、HP / AGILENT製のスイーパー + スカラー・ネットワーク・アナライザの組み合わせでも使えます。
逓倍器、検波器、検波器接続用ケーブルが最低限の必要になります。


未編集

77GHz バンド・パス・フィルターの測定例



●77.75GHz帯・簡易パイロット信号発生器
アマチュア・バンドの77GHz帯は77.5 - 78.0GHzとなっています。

受信機、コンバーターの周波数調整用の簡易信号発生器を用意しました。
製作とは言えない、ユニットを接続するだけの物です。
机上ではマイクロ波シンセサイザを逓倍するだけですが、ちょっとした調整用には小型の物が望ましい訳です。


メインとなるのは、70 - 110GHz アクティブ6逓倍器です。
上:75 - 81GHzアンプ 出力電力:+13dBm typ, ( +16dBm/sat )
下:Ducommun Tech社 MODEL:SFE-100603-A2 6逓倍器
アンテナは25dB標準ゲイン・ホーン

簡単な仕様は以下の通りです。
入力周波数:11.666GHz - 18.333GHz   入力電力:+10dBm   SMA型メス
出力周波数:70 - 110GHz  出力電力:+5 〜 +9dBm  WR-10導波管   UG387/uフランジ
電源電圧:DC8V  0.3A


逓倍器の内部ユニット
左側ユニット  入力:SMA 11.666GHz - 18.333GHz  出力:WR-22  35 - 55GHz    3逓倍
右側ユニット  入力:WR-22    出力:WR-10  70 - 110GHz   2逓倍

アマチュア・バンド( 77.5 - 78.0GHz )に対応する12.91666 - 13.000GHzのドライブ用発振器を用意する必要があります。
自宅ではシンセサイザをドライブ用にすれば良いですが、持ち運びに便利な発振器を用意しました。

アマチュア・バンドに対応する周波数域( 12.91666 - 13.000GHz )のアイソレータ
TDK製13GHzアイソレータ 挿入損失:約0.2dB アイソレーション:22dB




 
長い間出番が無かった13GHz誘電体発振器の外観と中身
左上にある赤色端子は周波数微調整用です。


12.96GHzに微調整する前のスペクトラム


周波数微調整用のポテンショ・メーターを取り付けてみたものの、1MHz程度の可変範囲なので未使用状態です。
誘電体発振器の電源は-12V( プラス・アース )なので、DC/DCコンバーターでアイソレートしています。
-12V 40mA程度で動作します。  安定度はまずまずです。

逓倍器 + ドライブ用発振器 + 専用電源


77GHz帯で出力が大きすぎる場合は、こんな方向性結合器やアッテネータで調整します。

77GHz帯の測定器

アンリツ ML4803A と 60 - 90GHzセンサー( WR-12 )で100mWまで
アッテネータ併用で1Wまで測定出来ます。
10 / 20 / 30dBアッテネータ、WR-15 - WR-12テーパ管 WR-12 - WR-10テーパ管
日立 直読型可変アッテネータ( WR-10  2台 )、直読型空胴波長計などがあります。
周波数校正はスペアナのカウンター機能を利用しています。


77.76GHzガン発振器 出力60mW DC12V  0.2Aで動作

77.76GHzガン発振器 組み上げ・調整前に机上で測定

アンリツ ME7220A 76 - 77GHz レーダー テストシステム
     WR-12  20dB ホーン・アンテナ( E/Hツイスト含む 2組 ) 
     外部に8GHzまでのスペアナを用意すれば、77.5GHzのダウン・コンバーターとしても使用可能。
     10MHzでロック出来るので、安定な測定が出来ます。




マイクロ波・ミリ波の周波数測定では基準周波数の確度が重要になって来ます。
e-trace遠隔周波数校正システムを導入して、高確度の測定が可能になりました。
専用GPS受信機で生成された10MHz / 1PPS信号を(独)産業技術総合研究所の10MHz国家標準器と常時同期させています。
周波数カウンターやスペアナなどの基準周波数は、国家標準とほぼ同じ確度になっています。
ミリ波の周波数測定は、Agilent 8560ECスペアナにハーモニック・ミキサを併用してします。

●47GHz帯の電力測定・周波数測定
HP E4418A + Q8486A 33 - 50GHz / -30 〜 +20dBmまで WR-22
WR-22 同軸・導波管変換アダプター
WR-19
 同軸・導波管変換アダプター
WR-22 - WR-19 テーパ管

MARCONI CPM46 10MHz - 46GHz カウンタ・パワーメーター

●77GHz帯の電力測定・周波数測定
アンリツ ML4803A と 60 - 90GHzセンサー( WR-12 )で100mWまで
アンリツ ML83A と 60 - 90GHzセンサー( WR-12 )で100mWまで
アンリツ ME7220A  レーダー テストシステム

スペクトラム測定
HP / Agilent系スペアナ
HP 8561B                    6.5GHz
HP 8562A op.026    26.5GHz
HP 71209A               26.5GHz
Agilent 8560EC          2.9GHz
● 外部ミキサー  
HP 11970A        26.5 - 40GHz
HP 11970Q        33 - 50GHz   X3
HP 11970U        40 - 60GHz   X3
AGILENT 11970V        50 - 75GHz X10
AGILENT 11970W     75 - 110GHz X18

Advantest系スペアナ
R3273      26.5GHz          2台
● 外部ミキサー  
TEKTRONIX  WM490A      26.5 - 40GHz
TEKTRONIX  WM490U          40 - 60GHz
TEKTRONIX  WM490E          60 - 90GHz
TEKTRONIX  WM490F        90 - 140GHz
TEKTRONIX  WM490G     140 - 220GHz
220 - 325GHzはWM490Gにテーパ管を併用して測定可能

● アンリツ 外部ミキサー  OML製     Advantestに使用可能
40 - 60GHz
50 - 75GHz
60 - 90GHz

ネットワーク・アナライザー

76 - 77GHzレーダー・テストシステム
アンリツ ME7220A  75 - 80GHzまでの信号解析、電力測定が可能です。


周波数カウンター
MARCONI CPM46  10MHz - 46GHz   カウンタ・パワーメーター
SRS SR620 / SR625 1mHz - 2GHz 12桁 タイム・インターバル・カウンター
Agilent 53132A     1Hz - 225MHz 12桁 ユニバーサル・カウンター 

電力測定系
HP  E4418A パワー計
HP  Q8486A    33 - 50GHz センサー

アンリツ    ML83A    パワー計
アンリツ    ML4803A  パワー計
アンリツ    MP-717A   60 - 90GHz  センサー

発振器・逓倍器・アンプ
75 - 81GHz アンプ   ゲイン:19 - 26dB  OUTPUT:+13dBm/-1dB comp
70 - 110GHz アクティブ6逓倍器    INPUT:+10dBm   OUTPUT:+5 - 9dBm
AGILENT  E8257DS10   75 - 110GHz ミリ 波 ソース・モジュール
Pacific Millimeter Products  40 - 60GHz  3逓倍器
77.7GHz 50mW インパット発振器
HUGHES 42852H-1000 33.0 - 50.0GHz シンセサイザ
HP 83712B 10MHz - 20GHz ドライブ用シンセサイザ

標準ゲイン ホーン・アンテナ
 26.5 - 40GHz
    40 - 60GHz
    50 - 75GHz
    60 - 90GHz
  75 - 100GHz
   90 -140GHz
 110 -170GHz
140 - 220GHz

テーパ管・フランジ変換
WR10 - WR12
WR12 - WR15
WR19 - WR22
WR28 - WR28 

アッテネータ

TRG 50 - 75GHz 6dB
QUINSTAR  WR-12 60 - 90GHz   10dB / 20dB / 30dB
日立 直読型可変アッテネータ( WR-10  2台 )

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