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종단기 (Termination)

전송선로에 그 선로의 특성 임피던스와 같은 임피던스를 부하에 연결하면 반사가 일어나지 않습니다. 그리고 그 임피던스와 같은 값의 저항을 막혀진 커넥터에 집어 넣은 것이 바로 종단기(Termination)라 불리는 물건입니다. 특성임피던스가 50Ω 인 대부분의 경우라면 그대로 50Ω 의 저항을 넣게 되는데, 일반적으로 정확히 50Ω 을 넣지는 않습니다. 보통 E24 계열에서는 51Ω , E96 계열에서는 49.9Ω 을 쓰지요.

이러한 고주파 저항의 경우 50Ω 제품도 제작되고 판매되긴 하지만, 통상 51Ω 의 저항을 많이 생산하는 관계로 주로 51Ω을 사용하는 경우가 많습니다. 어차피 그 차이도 크지도 않지요.

결국 반사없이 신호를 받아서 저항에서 열로 다 소모해서 신호를 없애 버리는 것이 바로 종단기가 하는 역할입니다. 즉 특정 포트에 종단기를 달면, 그 포트로 전달되는 신호는 반사되지 않고 종단기 자체에서 열로 제거되어 버립니다. 말 그대로 신호를 죽여 버리는 터미네이터입니다. ^^; 측정시에 특정 포트를 사용하지 않게 되는 경우 거기에 종단기를 연결해두지 않으면 그 포트로 전달된 신호가 open된 면을 만나 반사되 돌아와 버려서 방해를 일으키기 때문에, 정확한 측정이 어렵게 되지요.

이러한 종단기는 다양한 용도로 사용이 가능한데, 그 용도에 따라 여러 가지 명칭으로 불리우고 있습니다.

등등입니다. 이러한 명칭은 모두 같은 물건을 어떻게 사용하느냐에 따라 부르는 이름이 바뀐 것입니다.

더미로드라는 말은 의사부하와 사실상 같은 말인데, 여기서 의사(Pseudo)란 말은 안테나를 지칭합니다. 즉 송신기를 테스트할 때, 안테나를 연결하여 테스트를 하려면 안테나 복사조건이나 특성까지 최적화한 후 테스트를 해야 합니다. 그렇지만 이렇게 하기는 무척 번거롭기 때문에, 안테나로 간 신호는 그대로 외부전파로 복사되었다고 가정하기 위해 안테나의 입력임피던스와 동일한 더미로드(Dummy Load)를 붙이고 테스트하는 경우가 많습니다. 즉 더미로드를 쓰면 안테나를 쓰지 않고도 송신기만의 성능 테스트가 쉽게 가능하게 되는 것입니다.

그런데 더미로드란 말은 위와 같이 사용하는 경우에 일반적으로 쓰이는 말이지만, 의사부하라는 말의 경우 방열판까지 붙은 대전력용의 더미로드를 지칭하는 경우가 많습니다. 물론 쓰는 사람 마음이긴 하지만, 단순히 생각했을 때는 더미로드라는 말이 더 편한 듯 합니다. 또한 이러한 더미로드 내에 전력계가 붙어서 전력을 측정할 수 있는 '종단 전력계' 란 제품도 있습니다.

한편 측정장비나 측정 디바이스에서 사용하지 않는 단자의 반사 영향을 없애기 위해 붙이는 것은, 더미로드라는 말보다는 그냥 종단기(termination)이라고 부르는 경우가 대부분입니다.

그런데 이런 종단기가 커넥터에 저항을 삽입하면 쉽게 만들어지는 것처럼 보이지만, 고주파에서는 50Ω 의 저항이 그대로 Z = 50Ω 의 임피던스가 돼지만은 않는다는 점이 문제입니다. (2장의 저항기 부분 설명을 참조하세요 ^^) 저항기자체의 물리적 길이에 따라 그 길이가 인덕턴스를 유발하고, 저항기와 도체 사이에 캐패시턴스를 유발하기 때문이죠.

이 때문에 각 메이커에서는 얼마나 반사를 적게(즉 VSWR을 낮게) 종단기를 만들 수 있을까 하고 열심히 연구하고 있는데, 결국 이 연구의 핵심은 아래와 같이 표현됩니다.

50Ω 의 특성임피던스를 구현하려면, 손실이 있는 전송선로를 무한히 길게 만들어서 구현할 수도 있습니다. 예를 들어 단위 mm 당 0.1dB의 신호감쇠가 있다면, 이 전송선로를 300mm 의 길이로 구현하면 30dB의 감쇠손실이 발생할 것입니다.

즉 저항기를 이용하여 50Ω을 구현하는게 아니라, 등가적으로 손실을 가지는 전송선로의 길이를 원하는 손실 저항값을 가지도록 매우 길~게 구현할 수도 있다는 것입니다. 이때 이러한 긴 전송선로를, 전송선로의 도체손실을 크게 만들면 더욱 짧게 구현할 수 있을 것입니다. 어찌 보면 좀 무식한 방법같지만, 반사량을 조절할 수 있다는 장점도 있습니다.

실제로도 의도적으로 손실이 많도록 가늘 게 만들어진 동축선로를 길~게 어셈블리한 형태의 성능 좋은 종단기 제품도 있습니다. 이러한 선로형 종단기에서 한쪽 편으로의 전송손실이 15dB인 경우, 연결부가 open되거나 short되더라도 입력반사손실은 30dB가 됩니다. 신호가 왕복한 거리만큼 손실이 발생하므로, 들어갈 때15dB, 반사되어 나올 때 15dB해서 총 30dB의 반사손실을 가지게 되지요.

그 외에 도파관을 이용한 종단기의 경우 관내에 저항소자를 붙일 수는 있지만, 광대역 특성을 구현하기 위해 관내에 슬로프를 만들어 소자를 삽입하기도 합니다. 이를 통해 넓은 주파수 대역에서 반사가 적도록 만들어지기도 합니다.

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