고주파신호 측정방법 및 구분

소개글

고주파신호 측정방법 및 구분에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. RF 측정기의 상호 비교
1-1. Oscilloscope
1-2. Spectrum Analyzer
1-3. Network Analyzer

2. 전기적 신호의 일반적 표현 방법
2-1. 시간영역표현
2-2. 주파수영역 표현
2-3. 시간 영역과 주파수 영역 관계
2-4. 시간과 주파수

3. Log척도 와 Linear척도

4. 다이나믹 레인지(Dynamic Range)
4-1. Dynamic Range 란?
4-2. 인터셉트 개념(Intercept Concept)

5. 고주파 전력의 측정
5-1. CM형 전력계의 원리
5-2.. CM형 전력계를 사용할 때 유의할 점

6. 전송 라인(Transmission Lines)
6-1. 전송 라인의 역할
6-2. 동축선(Coaxial Line)

7. 고주파 측정기의 입력 임피던스(Input Impedance)

8. 신호원 그리고 부하(Genertor, and Load)
8-1. Zo 부하
8-2. Zo부하가 아닌 경우
8-3. 개방(Open) 및 단락(Short) 부하(Load)
8-4. 임피던스 부정합에 따른 측정 에러

9. 라인 손실(Line loss)

10. 정재파(Standing Wave)

11. 측정 연결(Measurement Connection)
11-1. 감쇠기(Attenuator)
11-2 파워 분할기(Power Splitter)
11-3. 필터(Filter)

본문내용

포락선의 최대 전압 대 최소 전압의 비이다.
SWR = VMAX/VMIN
이 SWR은 1이상의 값을 가지며, 이 정재파비가 1일 때는 임피던스 부정합이 발생치 않음을 의미한다. 이 경우 VMAX는 VMIN과 같기 때문에 반사가 일어나지 않았다는 것이다. 즉, 적절한 부하가 연결된 라인은 평평한 전압라인을 형성하는데 이때는 정재파가 없는 상황이다. 포락선의 최대 값은 입사파와 반사파가 합쳐질 때이고, 최소 값은 입사파와 반사파가 서로 감하여질 때이다.
VMAX = Vf+VR 이고 VMIN = Vf-VR
이와 같이 전압 정재파비는 입사파와 반사파로부터 정의될 뿐만 아니라 스칼라 반사 계수로부터도 구하여질 수 있다.
SWR =
SWR = 단, ρ=
11. 측정 연결(Measurement Connection)
계측기를 피측정체에 연결할 때는 라인 손실과 부하의 영향을 고려하여야 한다. 언제나 피측정체의 전기적 회로 특성은 계측기와의 연결로 인해 영향을 받게 마련이다. 보다 정확한 측정을 위해서 부하는 다른 요인으로 인한 영향을 최소화해서 측정 그 자체가 계측기에 의하여 오류를 발생하지 않도록 매우 신경을 써야만 한다. 피측정체를 계측기와 연결시, 감쇠기(Attenuator), 임피던스 정합 소자(Matching Trans, Power Spilitter등) 및 필터(Filter)들을 적절히 삽입하여 사용함으로써 측정하고자 하는 신호들을 가장 효과적이고 정확하게 분석해 낼 수가 있다.
11-1. 감쇠기(Attenuator)
감쇠기는 신호의 진폭을 낮추는데 사용되는 것으로써 큰 신호를 측정 할 때 계측기에 입력되는 신호 레벨을 감쇠 시킴으로써, 측정기의 입력단을 보호 또는 측정기의 다이내믹 Range의 제한에 의한 왜곡을 줄이는 효과가 있다. 또한 감쇠기를 사용하면 측정기와 피측정체 간의 VSWR을 개선시킴으로서 임피던스 부정합에 의한 영향을 크게 줄일 수 있다.
☞ 감쇠기에 의한 정재파비 개선
ρL : 부하 또는 전원의 VSWR, R : 감쇠기의 출력비
11-2 파워분할기(Power Splitter)
파워분할기는 하나의 공통 신호를 여러 개의 단자, 즉 피측정체나 계측기로 분배하는데 사용된다. 파워분할기는 각 단자가 특성임피던스 Zo로 종단되었을 때, 각 단자에서 파워분할기를 들여다보았을 때의 임피던스는 Zo가 되게 설계 되어야한다.
대부분의 파워 분할기는 세 개의 저항으로 구성된 Y결선과 △결선 방식, 또는 두 개의 저항으로 분할 구성된다.
☞ 두 개의 저항으로 구성된 파워분할기는 신호의 비 등을 측정하는 응 용 분야에 사용된다. 이 두 개 저항 파워분할기의 양 출력 단자는 동일한 입사 전압을 받게 된다.
11-3. 필터(Filter)
측정기의 Dynamic Range는 보통 75dB 전후로 제한된다. 만약에 입력측에 아주 큰 신호와 아주 작은 신호가 동시에 존재할 경우 작은 신호의 측정은 큰 신호에 의하여 제한을 받게 된다. 이 경우 효과적으로 작은 신호를 측정하는 방법은 필터를 사용하여 큰 신호를 감쇠(차단) 시키는 것이다. 필터는 고역 통과필터, 저역 통과필터 등이 주로 사용되어 진다. <그림1-13>에서는 저역 통과필터와 고역 통과필터들을 보여주고 있다.
저역 통과 필터의 각 L과 C값은
,
고역 통과 필터의 각 L과 C 값은
,
◆ dB단위 구분과 환산방법
dBm이란 어느 Level을 가진 절대값을 말하며, dB는 dBm과 dBm 사이의 그 차이를 나타내는 상대적인 값을 뜻한다. 보통 dBm은 Impedance와 관련하여 0 dBm을 1mW 전력일 때의 절대값으로 정한 것이다.
dBu는 Impedance와 전혀 관계없이 0dBu = 0.775Vrms로 정하여, 요즈음은 오히려 Audio부분에서 dBm보다 dBu를 사용하는 추세이다.
△ 음성회로에서는 Impedance가 600(Ω)이므로,
여기서 Vrms = 0.775V인데 ------- ①
음성신호는 정현파이므로 최대치 값이
정현파는 pk-pk 파형이므로
Epk-pk = Epk × 2 = 1.096 × 2 = 2.192(Vp-p)
∴ 0dBm = 2.192Vpk-pk => 1mW로 나타낸다.
△ Impedance가 50(Ω)인 RF에서는,
으로, 위 ①과 같이 계산시
∴ 0 dBm = 0.225Vrms => 1mW이다.
△ dBm을 dBmV(또는 dBV)로 변환시,
“예” 10dBm, Imp 50Ω을 변환하고자 한다면
E2 = 0.50625(V) E = 7115.5(mV)
20 log 7115.5(mV) = 57(dBmV)
◆ 전계강도 Level
수신 전계 Level은 1㎶/m = 0dBm을 기준으로 하여, 환산하면 된다.
“예” 수신 전계강도가 100㎶/m 이라면
이다.
목차
1. RF 측정기의 상호 비교
1-1. Oscilloscope
1-2. Spectrum Analyzer
1-3. Network Analyzer
2. 전기적 신호의 일반적 표현 방법
2-1. 시간영역표현
2-2. 주파수영역 표현
2-3. 시간 영역과 주파수 영역 관계
2-4. 시간과 주파수
3. Log척도 와 Linear척도
4. 다이나믹 레인지(Dynamic Range)
4-1. Dynamic Range 란?
4-2. 인터셉트 개념(Intercept Concept)
5. 고주파 전력의 측정
5-1. CM형 전력계의 원리
5-2.. CM형 전력계를 사용할 때 유의할 점
6. 전송 라인(Transmission Lines)
6-1. 전송 라인의 역할
6-2. 동축선(Coaxial Line)
7. 고주파 측정기의 입력 임피던스(Input Impedance)
8. 신호원 그리고 부하(Genertor, and Load)
8-1. Zo 부하
8-2. Zo부하가 아닌 경우
8-3. 개방(Open) 및 단락(Short) 부하(Load)
8-4. 임피던스 부정합에 따른 측정 에러
9. 라인 손실(Line loss)
10. 정재파(Standing Wave)
11. 측정 연결(Measurement Connection)
11-1. 감쇠기(Attenuator)
11-2 파워 분할기(Power Splitter)
11-3. 필터(Filter)

키워드

고주파,   고주파신호,   고주파 신호,   신호,   오실로스코프,   rf,   RF,   고추파측정기