RFDH Q&A 포럼 글답변

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 > > 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.
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> > 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.
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> 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.
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> 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.
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> 주저리 쓰다보니 길어졌습니다.
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> 간단하게 보면
> IF, RF, LO는 거의 모든 시스템에 존재하며 용어는 mixer를 공부하시면 됩니다.
> Harmonic는 낮은 부분에서 더 크게 일어난다고 보면 안됩니다.
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> 도움이 되었으면 합니다.
> 혹시 더 궁금하신게 있으시면 글 작성해보세요.  아는 한도 내에서 답변 달아드리겠습니다.
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>  > 
>  > 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.
> > 
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> >  > 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.
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> > >  > 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?
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> > > > 의견 부탁드립니다.
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> > > >  > 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.
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> > > > >  > 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.
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> > > > > > 감사합니다.
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