RF共通用語の用語集
内容
概要
この記事では、RFアプリケーションの説明やRFモジュールの購入に使用される一般的なRF用語を簡単に定義します。これらの用語は、多くのNI RF製品、およびそれらが使用されている業界やアプリケーションに適用されます。
用語集の定義
振幅ドループ
振幅ドループはdB単位の尺度で、信号電力が指定の測定窓（di）の開始からその窓の終了（df）までに低下する量です。単位: dB
振幅変調（AM）
振幅変調（AM）は、搬送波信号の振幅がメッセージ信号によって変更されるアナログ変調技術です。AMは2つの対称側波帯を効果的に生成し、搬送波を抑制します。
正弦波振幅変調の基本方程式は、次のとおりです。
振幅偏移変調（ASK）
振幅偏移変調（ASK）とは、アナログ波の離散振幅レベルにビット値（HIGH/LOW）を割り当てるデジタル変調の一種です。ASKは、搬送波の正弦波をデジタルビットストリームで変調することで実現されます。その結果、変調された搬送波は振幅の変化によってデジタルデータを送信することができます。ASKは搬送波の周波数や位相に影響しません。
振幅偏移変調は、複数のオフシュートを持つ多くのデジタル変調方式の1つです。その他の一般的な方法には、周波数シフトキーイング、位相シフトキーイング、およびオフシュート最小シフトキーイングがあります。すべてのデジタル変調方式は、媒体を介したデジタルデータの効率的な転送を扱います。
角度変調
角度変調は、変調するベースバンド信号（情報信号）の振幅に応じて搬送波の角度を変化させるアナログ変調の一種です。搬送波の振幅は全体を通して一定に保たれます。角度変調方式は、振幅変調方式よりもチャンネルノイズに対する保護に優れ、非線形歪みおよび電力損失の影響を受けません。ただし、これは帯域幅要件の増加という犠牲を伴います。位相変調および周波数変調は角度変調の2つの主なタイプです。これらのデジタル等価信号は、それぞれ位相偏移変調（PSK）および周波数偏移変調（FSK）と呼ばれます。角度変調は以下の式で表されます。
ここでAc : 搬送波の振幅
fc : 搬送波周波数
Kf : 周波数偏差定数（単位:Hz/V）
fmは情報信号の周波数
Amは情報信号の振幅
アンテナ
アンテナとは、ポイントツーポイント通信またはブロードキャストの目的で電波を送受信するデバイスです。より正確に言うと、アンテナは電磁波（無線）を電気信号に変換するトランスデューサです。アンテナによる電磁波の電気信号への変換は受信とみなされ、反対のプロセスは送信とみなされます。アンテナは、送信、受信、またはその両方を行うように設計できます。信号を送受信するアンテナは、トランシーバと呼ばれることがよくあります。アンテナには、強度、弱み、用途の異なるさまざまなタイプがあります。アンテナの特性と性能を表すのに最も一般的に使用されるパラメータは、共振周波数、帯域幅、指向性、ゲイン、および効率です。共振周波数は、アンテナが動作するように調整された特定の周波数で、その帯域幅はこの周波数を中心としています。アンテナの帯域幅は、送信および/または受信できる周波数の範囲です。すべてのアンテナが1つの共振周波数を持つわけではなく、多くの場合、アンテナは最低共振周波数の倍数で共振し、ノイズや干渉の原因となります。ゲインと指向性は密接に関連するパラメータで、両方ともアンテナの放射パターンに関係します。ただし、ゲインはアンテナの効率を考慮します。アンテナゲインは、特定の方向のアンテナの強度を、すべての方向に均等に放射される理想的な等方性アンテナと比較する無次元測定です。指向性とは、基本的にアンテナがエネルギーの大部分を放射する方向の測定です。完璧なアンテナはゲインと指向性が同じです。アンテナの効率とは、抵抗およびその他の損失によって損失されるアンテナの入力電力量を測定するものです。
配列 (アンテナ)
幾何学的に配置されたアンテナの数。これにより、指向性受信または送信パターンが作成されます。1つのアンテナがゲインまたは放射の要件を満たさない場合、配列がよく使用されます。
耳介
耳搬送波は、オーディオ情報を伝送するテレビチャンネルの帯域幅の特定の周波数です。
ボロメータ
ボロメータは、任意の周波数の入射電磁放射のエネルギーを測定するために使用されるデバイスです。同じ温度のヒートシンクに熱接続された吸光材の薄い層を使用します。吸光材が電磁エネルギーを吸収すると、その温度はヒートシンクの定温度以上に上昇し、接続されたサーミスタまたはRTDがその差を検出できるようになります。この温度変化は、ボロメータが吸収する電磁エネルギーの量を知るために使用できます。
ボロメータはもともと金属を吸光材として使用していましたが、現代のボロメータでは半導体や超伝導体がほとんどです。これらの物質は、できるだけ絶対零度に近い温度で冷却すると放射線により敏感になります。
ブリッジアンプ
ブリッジ型アンプは、2つのブリッジ型アンプを2つのチャンネル (各チャンネルから1つずつ) で使用して共通の負荷を駆動するものです。基本的に、ブリッジ型アンプはチャンネルの総数を半分にしますが、各チャンネルの電力は2倍になります。これにより、2つのアンプが1つのアンプとして動作し、それぞれの出力電力が2倍になります。
アンプは、並列または直列の2つの方法でブリッジできます。パラレルブリッジではチャンネルの電流が2倍になり、直列ブリッジでは電圧が2倍になります。
ブリッジアンプは、オーディオアプリケーションで一般的に使用されます。
搬送波周波数
伝送される信号が変調された搬送波信号の周波数。正弦波搬送波信号は、これにより必要な信号を「搬送」します。受信時に搬送波は復調され、目的の信号を抽出します。搬送波の周波数が、送信する信号よりも高いです。これは、周波数が高いほど送信効率が高く、アンテナが小さくなるためです。単位:Hz
キャリア
符号化または変調された情報を搬送する信号。通常、搬送波は周波数が固定された正弦波で、この正弦波が振幅変調、位相変調、または周波数変調されたものです。通信システムの高度な形式では、搬送波は拡散スペクトルと呼ばれる移動信号である場合があります。搬送波の特性が確定的で、受信機で既知の場合、実質的にはあらゆるタイプの搬送波を使用できます。
搬送波位相角
位相変調によって使用され、RF信号で伝達される情報を決定します。これは、信号の位相を180度増加または減少させて1または0を伝達することで行われます。位相の測定は、振幅の測定よりも多くの後処理が必要で、ベクトル信号アナライザなどの機器を使用して測定できます。これは、信号が+180度シフトしたか-180度シフトしたかを判断するのが難しいためです。単位: rad、deg
搬送波/ノイズ比（C/N）
搬送波対雑音比（C/NまたはCNR）は、復調後の情報信号で検出されるノイズ電力と比較した変調信号の電力の比率です。高CNRは、受信した信号が高品質であることを意味します。搬送波/ノイズ比はSN比と同じ方法で測定され、両方の測定で信号の質が明らかにされます。単位: dB
Cバンド
Cバンドはマイクロ波スペクトルのごく一部であり、衛星およびレーダー会社が長距離通信に最もよく使用します。周波数範囲はIEEEで4～8GHzと定義されており、一般的に3.7～4.2GHzがダウンリンクに、5.925～6.425GHzがアップリンクに使用されます。Cバンドには、システムが位置する3つの国際電気通信連合地域によってさまざまなバリエーションがあります。世界中でのCバンドバリエーションの詳細については、以下の追加リソースを参照してください。
CISPR-11
CISPR-11は、Commite International Special des Perturbations Radioelectriques (CISPR) によって実装された最もよく知られている規格の1つです。工業、科学、医療（ISM）機器からの電磁放射の測定と制御を標準化するために作成されました。1975年に初めて導入されたこの規格は、その後5回にわたって改訂され、現在では複雑で徹底した規格となっています。CISPR-11規格とその改訂版の詳細については、追加情報を参照してください。
コンポジット2次ビート (CSO)
CATV信号では、ビジュアル搬送波周波数の1.25 MHzを超えるビジュアル搬送波の2次歪み積の測定。搬送波のピーク値と歪み積の平均値のピークの比率として測定されます。単位: dB
コンポジットトリプルビート (CTB)
CATV信号では、ビジュアル搬送波周波数を中心としたビジュアル搬送波の3次歪み積の測定。搬送波のピーク値と歪み積の平均値のピークの比率として測定されます。単位: dBまたは比率。
コンバータ
送信された信号を1つの中心周波数から新しい中心周波数に変換するデバイス。信号の周波数は、ダウンコンバータによってダウンし、アップコンバータによってアップします。
DANL
平均ノイズレベルを表示します。周波数スペクトルのRMS平均化に相当し、多くの場合スペクトルアナライザによる測定です。単位: dBm
dBc/Hz
搬送波/Hzに対するデシベルは、1 Hzの測定帯域幅で計算された搬送波レベルに対する信号の電力の比率です。（スペクトルおよびネットワーク解析）
ダイレクトデジタルシンセシス（DDS）
ダイレクトデジタルシンセシスDDSはデジタル制御を使用して、単一の基準クロック周波数からアナログ周波数ソースを取得します。 関数発生器は、波形のすべてのサンプルを生成するのではなく、DDSを使用してメモリからサンプルを選択することで、正確な周波数で周期信号を生成します。 一方、任意波形発生器（AWG）は、メモリに保存された波形の各サンプルを生成します。 AWGを使用すると、生成される波形を正確に定義できますが、特に高周波数で実現できる周波数精度は制限されます。 つまり、このアーキテクチャには高周波分解能、位相連続スイッチング、広帯域調整、温度安定性などの利点があります。
搬送波に対するデシベル（dBc）
dBcは、信号と搬送波間の電力の比率です。正のdBcは信号が搬送波よりも電力があることを示し、負のdBcは搬送波が信号よりも電力があることを示します。
復調
情報が搬送波に変調されて別のアンテナに送信される場合、元の情報を取り出すには逆のプロセスが必要です。この変調を逆にして情報を抽出するプロセスを復調と呼びます。変調は通信の送信側で実行されるため、復調は受信側で実行されます。
FSK測定の偏差誤差
M値FSKシステムについては、平均FSK誤差は理想シンボル（周波数）位置付近にあるFSK復調されたシンボル間隔波形の二乗平均平方根（RMS）の平均拡散として定義されます。数学的には、FSK誤差は以下のように定義されます。
ここで
MはFSK変調形式、ƒideal,iは位置iに当たるFSK周波数での理想シンボル位置、<ƒactual,i>は位置iでの復調シンボルの値を示します。
上の図で、横線は実際のFSK復調シンボル位置、また縦線は4-FSK形式の理想シンボル位置を示します。
差動ゲイン
ビデオ信号のクロミナンス副搬送波の振幅の不要な変動。信号のDCレベルの変化により発生します。通常、フルスケールの10%～90%の間で指定されます。パーセントまたはパーセントの分数で表されます。
デジタルオーディオ放送 (DAB)
Digital Audio Broadcasting (DAB) は、1980年代にヨーロッパの研究プロジェクトとして始まったデジタル放送規格です。デジタルラジオとして一般に呼ばれるものへと進化し、この時点ではヨーロッパで主に使用されています。DABでは、アナログ信号をデジタル化してMP2などのオーディオコーデックで圧縮し、デジタル変調を行ってからブロードキャストを送信します。DABは、FMおよびAMの老朽化したラジオ放送の重要な制限に対処するために発明されました。特に、DABはスペクトルあたりのステーション数を増やし、より多くのリスニングオプションを提供します。また、ノイズ、クロストーク、その他の干渉に対する耐性も高く、モバイルアプリケーションに最適です。また、信号が特定の電力しきい値を下回るまで劣化しない受信整合性により、DABはFMラジオと同等以上の音質を提供します。これは、受信信号の電力と線形関係で受信品質が低下するFMラジオとは異なります。2007年には、DAB（単にDAB+と呼ばれる）のアップグレードバージョンがリリースされました。DAB+は、AAC+オーディオコーデックの使用とリード・ソロモンエラー訂正の実装により、音質が向上しています。
エラーベクトル振幅 (EVM)
エラーベクトル振幅 (EVM) は障害のある状況での復調器の性能を示す尺度です。復元された波形が復調器の出力で間引きされた後に取得される測定されたシンボル位置が理想シンボル位置と比較されます。その後、復調されたN個のシンボルの窓でEVMの値を求めるのに二乗平均平方根（RMS）EVMおよび位相誤差が使用されます。
電界強度メータ（FSM）
送信された信号の電界強度を測定するための周波数選択式メータ。信号レベルメータとも呼ばれます。
フィールド強度
電界または磁界の遠方測定。単位:V/m、A/mまたはW/m
周波数偏差
周波数偏差は、発振器の周波数の公称周波数からの逸脱量を測定する場合に、周波数と指定値との相違量を数量化します。周波数変調 では、周波数偏差とは指定の周期における変調波の瞬時周波数と搬送波の周波数との間の最大絶対差をいいます。
周波数誤差、QM
QM変調システムで、周波数誤差とは指定の搬送波周波数と実際に測定された搬送波周波数との差のことです。ベースバンド周波数において、QMシステムの周波数誤差はシンボル座標の中心のI/Q平面に対する回転として表される複素信号障害です。固定された周波数オフセットは一定の角速度での回転のように見えます。周波数誤差は正負いずれかの符号を持つことができ、符号は回転方向を示します。
QMシステムでの周波数誤差
周波数変調 (FM)
周波数変調(FM)は角度変調の一種で、この方式では正弦波の形を持つ搬送波の周波数はメッセージ信号の瞬時値に比例した量で中心周波数から逸脱します。FMでは中心周波数は搬送波周波数のことです。周波数変調は角度変調の一般式を使用して表現できます。
Ac : 搬送波の振幅
fc : 搬送波周波数
kf : 周波数偏差定数（単位:Hz/V）
fm : メッセージ信号の周波数
変調の詳細については、『NI RFヘルプ』を参照してください。変調。
周波数偏移変調（FSK）
周波数偏移変調（FSK）とは、ビット値を離散的な周波数レベルに割り当てる周波数変調の一種です。非コヒーレントなFSKでは、瞬時周波数はマーク周波数とスペース周波数と呼ばれる2つの離散的な値の間を変動します。コヒーレントなFSKでは、出力信号に位相の不連続性がありません。FSK変調形式は実数値に限定された変調波形を生成するため、QM方式と共通の特徴を持たない傾向にあります。
Fタイプコネクタ
通常、民生用アプリケーション (テレビおよびVCR) で使用される、スレッド式の中性能同軸信号コネクタ。このコネクタは通常、1 GHzまで使用できます。コネクタのピンは実際には中心導体であるため、安価です。
I/Qデータ
I/Qは、現代の通信システムでメッセージ信号を表現するための一般的な方法です。変調トピックで説明されているように、搬送波から変調波を生成するには、2つの基本的な方法（自由度）があります。その方法とは、振幅または位相を摂動する方法です。I/Q信号伝達により、振幅と位相の両方を同時に変化させることができます。搬送波を変調する際に両方の自由度を使用することで、自由度を1つしか使用しない場合よりも（あるビット数/秒の転送レートに対して）チャンネル帯域幅のビット数/Hzに関してスペクトル効率を向上できます。
I/Q変調の詳細については、NI RFヘルプを参照してください。I/Q変調。
変調誤差比 (MER)
「変調誤差比（MER）」はデジタル変調信号におけるSN比(SNR)の尺度です。SNRと同様に、MERは通常デシベル（dB）単位で表されます。N個のシンボルに対するMERは以下のように定義されます。
雑音指数
ノイズ指数（NF）は、計測器がそれ自身の熱雑音に寄与しなかった場合に残留する雑音と実際の出力雑音の比率を求めるために、デシベル（dB）単位で測定します。UUT入力を整合した負荷抵抗（通常50 Ω）で終端し、その出力（No）で雑音電力密度（ワット/Hz）を測定した場合、雑音指数(NF)は以下の式で求められます。
ここで、GはUUTの電力ゲイン（線形単位）、k ≈ 1.38 ×10-23はボルツマン定数、T ≈ 290°Kは囲温度です。ヘテロダインシステムでは、出力ノイズ電力にはイメージ周波数変換によるスプリアスが含まれますが、入力終端の熱ノイズに起因する部分には、システムの主周波数変換を介して出力に現れるもののみが含まれ、イメージ周波数変換を介して現れるものは除外されます。
位相変調（PM）
変調とは、変調波を生成して伝送するために、メッセージ信号m(t)の情報に従って搬送波の特性を変化させるプロセスです。変調にはいくつかのタイプがあります。
位相変調された搬送波信号は以下の式で表されます。
ここで、m(t)は時間変動メッセージ信号、Acは搬送波の振幅、fcは搬送波の周波数です。
直交誤差
QM変調システムでは、直交誤差は直交スキューとも呼ばれ、I成分とQ成分が完全には直交関係になっていないような複素信号障害を表します。直交誤差は正負いずれかの符号を持ち、符号は誤差の方向を示します。
直交スキュー
RFマルチプレクサ
複数RFチャンネルの1つを選択する機能を備えたスイッチ。
ρ (rho)
ρは変調の質を評価する尺度です。ρを計算するには、復元された波形と復調されたビットから再構築された理想的な波形との相関を求めます。すなわち、受信した復調波形を、NI 変調ツールキットデジタル復調VIの出力ビットストリームを復調して得られる理想的な波形と比較します。ρの測定値はエラーベクトル振幅（EVM）に関連しますが、これはEVMは測定された信号と理想的な信号とのベクトル差を測定するのに対し、ρは2つの信号の相関を測定するものであるためです。ρの値は0.0～1.0の範囲です。
表1 ρ値
| Value | 意味 |
| ρ = 0.0 | 無相関 |
| 0.0 < ρ < 1.0 | 部分的に相関 |
| ρ = 1.0 | 完全に相関 |
スミスチャート
伝送ラインの動作を調べるには、スミスチャートを使用します。伝送ラインはエネルギーや信号を送る媒体です。伝送ラインは、ワイヤまたは信号が伝送される大気です。これらの各伝送ラインは、伝送される信号に影響を与えます。この影響は伝送ラインのインピーダンスと呼ばれ、交流信号を減衰させたり、位相を変化させます。伝送ラインのインピーダンスは、ラインの抵抗とリアクタンスの測定値です。インピーダンスは通常、z = r + jx形式の複素数として表示されます。この式で、zはインピーダンスを表す複素数で、抵抗(r)とリアクタンス(x)の両方の成分を含みます。スミスプロットを使用して、伝送ラインのインピーダンスをプロットできます。プロットは一定の抵抗とリアクタンスを表す円で構成されます。与えられたインピーダンスr + jxは、適切なrの円とxの円の交点の位置を定め ることによってプロットできます。プロットされたスミスプロットは、インピーダンスの整合や伝送ラインの反射係数の計算に使用できます。
YIG
イットリウム・鉄・ガーネット共振周波数が接触するDC磁界に線形に比例する水晶。この調整可能な発振器は通常、マイクロ波周波数範囲で使用されます。
ゼロ指標 (直交)
ゼロ指標は、ほとんどの位相差出力エンコーダの基準位置で、位置の決定に使用されます。回転中にエンコーダがこの指標位置を通過すると、デバイスのZ端子がパルスします。この1回転につき1パルスにより、エンコーダの位置を決定できます。一方、エンコーダのAおよびBチャンネルは回転方向を決定します。単位: rad