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[안테나]

Re: Re: Re: Re: Re: 144MHz 대역

글쓴이 : 이상진 날짜 : 2015-01-23 (금) 18:29 조회 : 2540
> inter-modulation에 대해서는 RF 기초강의실에서 읽어서 알고 있습니다.
> 용어가 명확히 알지못해서 질문합니다.
> IF, RF, LO는 어떤 변수인가요?

IF, RF, LO에 대해 할고 싶으시면 기초강의실의 mixer 부분을 보시면 됩니다.
간단하게 설명드리면..
일반적으로 통신 시스템을 보면 다양한 주파수에서 구성이 되어있습니다.
PCS는 1.8GHz 등 2.4 GHz 5.8 Ghz 60 GHz 등등 다양한 주파수의 통신 시스템들이 있습니다.
위에 말하는 RF는 윗 줄에 쓰여진 숫자를 보시면 됩니다.
보통 전송신호 (carrier signal)이라고 표현 하기도 합니다.
IF 신호는 시스템 내부에서 클럭 및 데이터 (Single conversion 구조 : 시스템에 믹서를 한개 사용한다는 의미로 보셔도 됩니다.), 또는 2차 IF (Double conversion 이상의 구조 : 시스템에서 클럭 및 데이터의 신호 즉 IF 신호가 RF 신호가 되기까지 거치는 mixer 수에 따라 다름) 입니다.

IF 신호를 RF 신호로 만드는 이유는 수 KHz ~ 수 MHz 신호를 통신을 위해여 공기중으로 전송하게되면 신호의 전송특성이 떨어질 뿐 아니라 다른 신호들과 상호 간섭이 있기 때문에 RF 신호로 만들어서 송신하게 됩니다.

LO 신호는 IF 신호를 RF 신호로 만들기 위한 구동 신호로 생각하시면 됩니다.


> Harmonic은 주로 GHz보다는 낮은 부분에서 더 크게 일어난다고 생각해도 될까요?
Harmonic라는 녀석은 주파수에 상관없이 일어난다고 보셔도 됩니다.
수 GHz 에서도 이 harmonic이 상당히 거슬립니다.
저의 경우 시스템 개발에서 ~ Ka band ( ~ 36 GHz)대역 까지는 무지하게 신경쓰이고 미치게 만드는 녀석중 하나가 harmonic 특성입니다.)
60 GHz 이상 개발 경험에서는 딱히 harmonic 특성을 저주파 만큼은 고려하지 않았습니다. 이정도 주파수에서 harmonic 특성은 적어도 100 GHz 이상에서 발생되느 크게 신경 쓰지 않아도 되는 부분이지만..
이것도 차수가 높아지는 harmonic들이 생기면 골치아파집니다.
보통 하나의 신호만 존재할 경우 harmonic 신호는 기본 주파수의 배수에 존재하게됩니다.
그런데 일반적인 시스템은 다수의 주파수를 사용하기 때문에 수십 GHz의 신호라도 섞이다 보면 결국 저주파 즉 IF 주파수에 영향일 미치게 되므로 무시할 수는 없습니다.
수십 GHz 이상의 시스템이라도 IF를 사용하지 않는 단순 센서 시스템이 아니면 IF대역 그리고 LO대역이 존재하기 때문에 이들간의  harmonic이 영향을 줍니다.


다만 주파수가 수십 GHz에 달할 경우 single conversion 구조를 사용하지 않고 double 및 triple conversion 시스템을 사용하기 때문에 중간 중간 사용되는 IF 주파수 대역을 harmonic에 영향이 최소화 되도록 주파수 plan을 설계 해야합니다.

일반적으로 높은 주파수에서 harmonic 특성의 영향이 적다는 것은...
낮은 주파수 즉 수백MHz 의 회로를 구현시 Ft 및 Fmax가 수 GHz에 달하는 능동소자를 사용합니다.(일반적으로 5배 이상 ~ 10배 까지 사용 합니다.)
즉 사용하는 대역과 능동소자의 Ft가 상당히 주파수 차이가 많이 나기 때문에
능동소자가 harmonic 일 수 배 ~ 수십배 의 주파수까지 발생하게 만들 수 있습니다.

높은 주파수 즉 수십 GHz의 회로를 구현시 Ft가 사용 주파수의 2배 이하에서 사용되는 경우가 많습니다.
현재까지 상용화되어 사용되는 TR중 Ft가 200GHz 이상 되는 것도 거의 없기 때문입니다.
예를들어 Ft가 200GHz 능동소자를 사용하여 94 GHz 시스템을 개발시 2배 harmonic는 높은 파워 레벨로 생성이 가능하지만 3배가 되는, 즉 200 GHz 이상에서는 harmonic가 높은 파워로 생성이 불가능 하기 때문입니다.




주저리 쓰다보니 길어졌습니다.

간단하게 보면
IF, RF, LO는 거의 모든 시스템에 존재하며 용어는 mixer를 공부하시면 됩니다.
Harmonic는 낮은 부분에서 더 크게 일어난다고 보면 안됩니다.


도움이 되었으면 합니다.
혹시 더 궁금하신게 있으시면 글 작성해보세요.  아는 한도 내에서 답변 달아드리겠습니다.


 >
 > inter-modulation에 대해서는 RF 기초강의실에서 읽어서 알고 있습니다.
> 용어가 명확히 알지못해서 질문합니다.
> IF, RF, LO는 어떤 변수인가요?
>
> Harmonic은 주로 GHz보다는 낮은 부분에서 더 크게 일어난다고 생각해도 될까요?
>
> 친절한 답변 감사합니다.
> 큰 도움이 되고 있습니다.
>
>  >
>  >
>  > Harmonic성분이 주는 영향이 뭐가 있는지 전부 알기는 어렵습니다.
> > 너무 많은 영향을 주기 때문이지요..
> > 하모닉성분을 적절하게 억제하지 못한다면 그 하모닉성분이 다른 신호를 만들게되고 이런 것들의 조합으로 inter-modulation 현상이 생겨버립니다.
> > 예를 들어 원하는 IF 주파수가 0.1 GHz 이고 RF 주파수가 1 GHz 라고 가정을 하고 보면..
> > 0.1 GHz 와 1 GHz에 대한 하모닉들이 엄청 생기게 되기 마련입니다. 이러한 하모닉 성분들이 적절하게 억제되지 않고 출력이 된다면 IF RF LO 주파수의 조합으로 1.1, 1.8, 1.9, 2, 2.1 등 엄청난 시그널들이 출력이 되어 타 무선 기기들과 혼선을 줄 수 있습니다.
> > 또한 누군가 1.9 GHz의 신호를 주변에서 사용한다면 본인의 시스템에 입력이 되어 0.9 GHz인 LO의 2차 하모닉과 mixing되어 0.1 GHz의 IF signal이 생성되어 수신단으로 입력이 됩니다.
> > 그럴 경우 본래 사용하고자 하는 0.1 GHz의 신호와 의도치 않게 발생한 0.1 GHz 신호가 공존하게 되고 이런 현상으로 통신 및 레이더에 영향을 주게됩니다.
> > 실제로 사용되는 jamming이라고 이러한 현상과 비슷한 것을 이용하여 사용하기도 합니다.
> >
> > 이러한 것을 막아주기 위해 원하는 신호 구간에 LPF, HPF, BPF 등을 사용하기도 합니다만
> > 이러한 filter의 경우 파장 및 srf에 의해 원하는 주파수에서 몇차 harmonic에 해당하는 주파수에서는 소용이 없게됩니다.
> > 그렇기 때문에 balun이라는 녀석을 사용하여 원천적으로 harmonic 성분을 억제하고자 하는 것입니다.
> > Filter는 강제로 원하는 신호를 억제 또는 전달 역활을 하지만,
> > Balun이라는 녀석은 출력되는 신호의 위상으로 조정되어 fundermantal 및 harmonic을 억제하기 때문에 일반적으로 많이 사용되고 있습니다.
> > 조금이라도 도움이 되었기를 바랍니다.
> >
> >
> >
> >
> >
> >  >
> >  >
> >  > Harmonic성분이 주는 영향은 뭐가 있는지 알 수 있을까요?
> > > 제가 원하는 곳 이외에 떨어지는 부분에서 신호가 들어오게 되면 수신이 교란이 되는 그런 것인지 알고 싶습니다.
> > > 또한 Balun을 이용하면 harmonic 대역이 없어진다는 이야기를 들었었는데, 어떤 의미인지 알수 있을까요?
> > >
> > > 의견 부탁드립니다.
> > >
> > > 
> > >  >
> > >  >
> > >  > s11 공진이 한개만 생기지 않는 이유는 Harmonic 성분 때문입니다.
> > > > 안테나의 동작 원리는 정현파의 특성과 밀접한 관계가 있는데요 뒤에 생기는
> > > > 하모닉 성분들은 반파장 길이로 원공진을 떨어뜨렸다면 한파장이 되는
> > > > 주파수에서 Second Harmonic 성분의 공진이 발생하는 것은 정상입니다.
> > > > 쉽게 설명하자면 호수에 돌을 던지면 돌이 들어간 곳만 물이 튀는게 아니라
> > > > 동그랗게 원을 그리며 물결이 발생하는데 이것 또한 Harmonic 성분처럼
> > > > 주기적이고 두번째 파도는 첫번째 파도보다 작고 세번째 파도는 더 작아집니다.
> > > > 400MHz 대역에서는 이런 Harmonic 성분이 발생하지 않았다고 했는데
> > > > Harmonic 성분은 원 공진의 Impedance Circle 자체가 크게 설계되었다면
> > > > Second Harmonic 성분은 impedance circle이 더 커져서 S11상에서 봤을 땐
> > > > 살짝 가라앉은 정도로 보여졌을지는 모르겠으나 보통 900~1000MHz 대역 언저리에
> > > > 공진이 형성되었을 것입니다.
> > > > 잘 이해가 되지 않는다면 RFDH 기초강의실에서 "Harmonic은 왜 생기나"에 들어가서
> > > > 내용 읽어보길 권장합니다.
> > > >
> > > >  >
> > > >  >
> > > >  > 안녕하세요 간단하게 144MHz 대역에서 다이폴 안테나를 구성하려는 대학생입니다.
> > > > > 잘은 모르지만 FEKO, HFSS, CST 등의 프로그램을 통해서 해석을 하고 있습니다.
> > > > > 400MHz 대역에서는 s11 파라메타에서 원하는 주파수에서만 뚝 떨어지는 경향이지만,
> > > > > 144MHz 대역에서는 s11 파라메타가 원하는 주파수 + 다른 주파수에서도 여러개가 많이 많이 떨어집니다.(파일첨부)
> > > > >
> > > > > 어떤 원리인지 알수있을까요? 임피던스 매칭을 해야하나요?
> > > > > 또한 기초강의실에서 자료를 읽다보면 고주파와 저주파의 구분은 주로 어디를 기준으로 하는지 궁금합니다.
> > > > >
> > > > > 감사합니다.
> > > >  >
> > > >  >
> > >  >
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> >  >
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