ベクトル信号発生器

(vector signal generator)
信号発生器の分類方法の1つに、アナログ信号発生器とデジタル信号発生器があり、後者をベクトル信号発生器と呼称する。無線通信で使われるデジタル変調方式に対応した高周波の信号発生器。

国産のアンリツは無線通信計測器の世界的チップベンダで、2024年4月現在の信号発生器のラインアップは以下の3モデルである。
・アナログ信号発生器 MG3740A(100kHz～6GHz)
・ベクトル信号発生器 MG3710E(100kHz～6GHz)
・RF/マイクロ波信号発生器 MG362x1A(9kHz～70GHz)
まだアナログの無線通信が主流だった1980年頃の同社の信号発生器の品名は「標準信号発生器」だったと筆者は記憶しているが、現在ではデジタル無線通信用途のモデルの名称は「ベクトル信号発生器」であることがわかる。

キーサイト・テクノロジーは汎用のファンクションジェネレータ(Trueform)から任意波形発生器、パルス発生器まで、低周波から高周波のほぼすべての信号源をラインアップする老舗で、計測器メーカの中で信号発生器のラインアップが一番豊富である。無線通信用途のモデルの品名は、「アナログ信号発生器」と「ベクトル信号発生器」に統一されている(2024年4月現在の同社ホームページより)。
アンリツ、キーサイト・テクノロジーと並ぶ無線通信計測器3大メーカの1社、ローデ・シュワルツの信号発生器は9分類されているが、主要なタイトルは以下である(2024年4月、同社ホームページ)。
・アナログ信号発生器(SMA100B RF/マイクロ波信号発生器など)
・ベクトル信号発生器(SMBV100B ベクトル信号発生器など)
・ベースバンド信号発生器
・放送信号発生器
同社のアナログとデジタルの信号発生器の品名の名称も前2社と全く同じである。

1μHz(モデルAFG1002/1062)～20GHz(AWG7001B)と、低周波から高周波まで、汎用のファンクションジェネレータから無線通信用途の任意波形発生器まで、FGとAWG(両方の機能があるAFG)を広くラインアップするテクトロニクスは、通信・高周波(ワイヤレス)用途の信号発生器として次の2種類があると解説している(同社ホームページ、2024年現在)。
・RF signal generator(日本語訳:RF信号発生機):ワイヤレス・アプリケーションに使用され、AM、FM、PMなどのアナログ変調も提供する信号発生器。
・RF vector signal generator(日本語訳:RFベクトル信号発生器):デジタル通信アプリケーションのRF キャリア上でアナログとベクトルの両方の変調をサポートする信号発生器。

上記を筆者なりに説明すると、「RF信号発生器とは、標準信号発生器などの従来からの高周波(無線)の信号源で、アナログ変調(AM変調、FM変調、PM変調)機能のあるモデルも含む」。RF(Radio Frequency)とはMHz(～GHz)の無線通信に使われる周波数を指す。「RFベクトル信号発生器とは、アナログ変調だけでなく、現在の携帯電話などの移動体通信で使われているデジタル方式の無線に対応した、ASKやFSK、PSKなどのデジタル変調の信号も出力できる信号発生器」。つまり、ベクトル信号発生器とはデジタル変調機能があるモデルのこと、といっている。同社のTSG4100Aシリーズの品名は「ベクトル信号発生器」で、特長の1番目は「アナログおよびベクトル/デジタル信号生成機能」とある。(同社ホームぺージ)。なので、品名はRFベクトル信号発生器ではなく、ベクトル信号発生器となっている。

このように、主要な大手計測器メーカの無線通信向け信号発生器で、現在流行りのデジタルに対応したモデルは「ベクトル信号発生器」という名称になっている(驚くべきことだが、品名が統一されている)。1990年代にデジタル方式が登場・普及し始めたときはI/Q変調信号発生器やI/Qジェネレータという、I/Qという表記が多かったと筆者は記憶しているが、現在は信号発生器の名称としてはI/Qは過去のものになったようである。同様に、標準信号発生器という名称もほとんど見かけなくなった(標準信号発生器とは、高精度であることを「標準」という表記で表す、無線通信用途の信号発生器の代表的な名称・品名だった)。通信計測器は時代とともにある専用器が多く、信号発生器のような基本測定器でも、品名は10年もすると変わってしまい(流行がある)、オシロスコープやマルチメータのような往年の長く続く名称・品名ではない。
直交座標でベクトル表示をするときの2成分をI(あい)、Q(きゅう)と呼ぶ。I:In-Phase(同相)、Q:Quadrature-Phase(直交位相)。つまり、I/Qと「ベクトル」は同じことを意味している。表記はメーカによってI/QとIQの2通りがあった。同じメーカでもモデルや技術資料によって、ベクトル信号発生器やI/Q変調信号発生器、IQ信号発生器、などの複数の表記や品名が2000年代まではあったと筆者は記憶している。
計測器の品名には使われなくなったが、I/Q信号やI/Q変調ということばは、デジタル無線(デジタル変調)の基礎なので、いまでも良く使われる用語である。