1. 개요

2. 스미스 챠트 구성

3. S11과 스미스 챠트

4. 스미스 챠트 용도

 

 

 

1. 개요

  - 복소좌표계를 log scale로 나타낸 것

  - 0 에서 무한 대까지의 복소좌표점을 하나의 원 안에 완벽하게 표현 가능

  - 반사계수와 임피던스가 서로 변환된다는 관계를 이용

  - 임피던스을 알면 반사계수를 즉시 알 수 있고, 역으로 반사계수를 알면 바로 특성임피던스를 알 수 있는 일종의 툴

 

2. 스미스 챠트 구성

  - 스미스챠트는 저항원과 리액터스 원으로 구성됨

 

  - 스미스챠트의 중앙점은 50ohm +j0 이며, 1+j0 으로 정규화

  - 반지름 R, 중심에서 임의점까지의 거리 r은 반사계수를 의미

 

3. S11과 스미스 챠트

4. 스미스 챠트 용도

 - 주파수에 따른 임피던스 크기와 위상 측정

 - 필터, 안테나, 소형 증폭기, 전송 선로 등의 특성 임피던스 파악

 - 임피던스와 반사계수 관계

 - 임피던스 매칭

 

 

 

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1. 전파모드

 - 어떤 구조물에서 특정 주파수의 에너지가 집중되는 형태

 - 특정 주파수대역의 전자파가 진행하는 형태를 의미

 - 모드는 구조물의 형태에 의해 결정


2. 모드의 종류

 - 전자기파가 진행하는 방향과 E,H field의 수직 여부에 따라 결정


http://www.kathrynindiana.com/pages/science/Physics/waveguides.html

 가. TEM(Transverse Electro-Magmetic)

   - 진행방향과 E-field와 H-field가 수직인 경우

   - Transmission Line의 모드

   - 두 개의 금속이 일정한 방향으로 평행하게 진행하기 때문에 진행방향에 E-field와 H-field가 동시에 수직으로 존재할 수 있음


 나. TE(Transverse Electric)

   - 진행방향에 E-field만 수직인 경우

   - 일반적으로 금속 Waveguide(도파관)의 경우 형성되는 모드


 다. TM(Transverse Magnetic)

   - 진행방향에 H-field만 수직인 경우

   - 일반적으로 금속 Waveguide(도파관)의 경우 형성되는 모드

http://www.kathrynindiana.com/pages/science/Physics/waveguides.html

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1. 데이터와 신호의 정의

2. 전송손상 시 문제점

3. 전송손상 요인

4. 전송 손상의 대책

5. 전송손상 극복기술 동향



1. 데이터와 신호의 정의

  - 데이터는 정보(information)를 말하며 정보를 운반하는 것을 신호(Signal)이라 함

  - 정보가 전달되는 과정(유선 또는 무선)에서 전송손상이 발생됨

  - 데이터가 전송되는 과정에서 감쇄, 왜곡, 지연, 잡음 등의 영향으로 손상이 발생됨


2. 전송손상 시 문제점

아날로그 전송 신호 

 디지털 전송 신호

 - 신호품질의 저하

 - S/N 비 감소

 - 신호 왜곡 증가

 - 비트오류 발생

 - BER 증가

 - 오류확률 증가


3. 전송손상 요인

 

 가. 감쇄

   - 전송신호가 거리에 따라 약해지는 현상

   - 유/무선 매체 모두 발생

   - 자유공간에서 거리에 따른 손실은 다음과 같음

 

 

 나. 감쇄왜곡

   - 주파수 스펙트럼에 따라 감쇄의 정도가 균일하지 못해 신호가 변형되는 현상

   - 주파수에 따라 감쇄의 정도가 다름(진폭이 달라짐)

 다. 지연왜곡

    - 신호를 구성하는 여러 주파수간 전파속도 차이로 신호가 지연되는 현상(주파수 마다 위상이 달라짐)

    - Fading으로 인한 전파지연

  

  라. 잡음 및 간섭

    1) 열잡음

      - 전도체 내의 전자들의 불규칙한 자유운동으로 발생하는 잡음

    2) 인공잡음/우주잡음

      - 인공잡음: 인간이 사용하는 기계 기구에 의해 발생하는 일체의 잡음

      - 우주잡음: 태양잡음과 은하잡음이 있음

    3) Impulse 잡음

      - 번개와 같이 예측할 수 없는 외부적인 요인등으로 발생하는 잡음

    4) 간섭

      - 간섭은 희망신호 이외의 신호가 외부 방해파로서 신호에 중첩이 되어 나타나는 교란현상

        - 부호간 간섭과 주파수 간섭으로 나눌 수 있음

    5) 누화

      - 서로 다른 전송 선로상의 신호가 정전 결합, 전자 결합 등 전기적 결합에 의하여 다른 회선에 영향을 주는 현상       - 통신의 품질을 저하시키는 직접적인 원인

      - 선로상에서 누화가 송단 측으로 전파되는 것을 근단 누화, 수단 측으로 전해지는 것을 원단 누화라 한다



4. 전송 손상의 대책

 전송 손상 요인 

 대책

 감쇄

 - 전송 선로 중간에 리피터 사용

 - 전송거리를 최소화 함으로써 손실감쇄 최소화

 - 광선로를 이용해 손실감쇄 최소화

 - 감쇄보상회로 사용

 왜곡

 - 신호를 크게 증폭해서 전송

 - 전파경로에 외적인 요인 제거

 지연왜곡

 - 레이크 수신기 또는 다이버시티 기술을 이용한 지연왜곡 보상

 잡음

 - 백색잡음은 제거불가

 - 신호크기를 증폭해서 전송함으로써 신호는 크게 할 수 있으나 잡음도 상대적으로 커짐

 - 중간에 리피터 사용으로 재생중계

 - 에러발생 시 재전송 및 에러정정기능 사용

 간섭

 - 주파수 재배치로 주파수간 간섭요인 제거

 - 스마트 안테나 기술 등을 이용해 간섭제거

 - OFDM 방식의 경우 Guard Interval 삽입하여 심볼간 간섭 방지

 누화

 - 유선 선로에서 많이 발생되는 잡음

 - Twisted Pair 케이블 사용

 - 시험 접속을 통해 케이블간 누화 제거


5. 전송손상 극복기술 동향

 - H-ARQ(FEC+ARQ) 두가지 기술을 모두 적용하여 수신에러발생시 데이터 복구능력을 향상시킴

 - OFDM의 Cycle Prefix 와 Guard Interval 기술을 이용하여 ISI, ICI를 최소화 함 

 - MIMO안테나를 이용해 채널이득을 향상 시킬 수도 있고, 빔포빙 기술을 적용하여 셀내, 셀간 간섭을 최소화함


<김기남 공학원 자료>

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1. 개요

2. 필터의 종류

3. 대역통과필터 파라미터





1. 개요

 - 필터는 입력된 여러 주파수 성분 중 원하는 주파수만 통과시키고 나머지는 감쇄시켜 버리는 역할

 - 어느 주파수 대역을 통과시키는지에 대한 특성에 따라 LPF, HPF, BPF, BSF 등이 있음

 - 대역통과필터는 특정 주파수를 중심으로 대역내의 신호만 통과시키는 필터를 말함

 - 대역통과필터는 송신 또는 수신 시 이미지, 고조파, 인접채널 신호와 같은 불필요한 신호를 억제하고 필요한 신호만 통과시기기 위해 사용됨

 

2. 필터의 종류

 가. LPF(Low Pass Filter)

    - 저역통과 여파기

나. BPF(Band Pass Filter)

     - 대역통과 여파기

 다. HPF(High Pass Filter)

    - 고역통과 여파기

라. BSF(Band Stop Filter)

    - 대역저지 여파기

http://www.rfdh.com/bas_rf/begin/filter.php3

3. 대역통과필터 파라미터

  가. Center Frequency

     - 사용주파수로써 대역통과필터의 제일 중간에 위치한는 주파수를 의미함

  나. Bandwidth

     - 대역통과필터의 통과대역을 의미하며 1dB 감쇄, 3dB 감쇄, 40dB 감쇄 등으로 분류할 수 있음

     - 대역폭은 좁을수록 제작이 어려우나 스퓨리어스 특성이 좋음

  다. Amplitude Ripple

     - 대역통과필터의 통과대역 내에서 진폭 특성에 대한 변동을 의미하며 일반적으로 peak-peak 특성으로 나타냄

     - Amplitude Ripple 특성이 작을수록 신호왜곡이 적으나 제작이 어려움

  라. Group Delay Variation

     - 대역통과필터의 통과대역 내에서 주파수별 지연특성

  마. Ultimate Rejection

     - Center Frequency로부터 멀리 떨어진 주파수에서의 Rejection 특성 즉 손실 값을 나타냄

     - Rejection 특성이 클수록 이미지 또는 스퓨리어스를 많이 감쇄시킬 수 있음

  바. Frequency Range

     - 필터가 사용할 수 있는 주파수 대역을 말함

     - 주파수 대역이 넓을수록 제작이 어려움

  사. Insertion Loss

     - 삽입 손실이라하며 필터를 통과하면서 발생하는 손실

     - 삽입손실은 적을수록 좋으나 제작이 어려움

     - 삽입손실이 크면 클수록 필터의 열손실이 커짐

  아. Return Loss

     - 반사손실이라고 하며 대역통과 필터 자체가 임피던스 매칭이 되지 않을 때 발생하는 반사파를 의미함

     - 반사손실의 절대값이 클수록 반사가 없는 것을 의미하며 반사손실이 없도록 하기 위해 필터 튜닝을 정밀하게 하여야 함

  자. Input Power

     - 시스템의 최대 허용 입력 전력을 나타냄

  차. Impedence

     - 필터의 공칭 임피던스를 나타내며 일반적으로 50옴을 사용함

     - 임피던스가 50옴을 만족하지 못할 경우 반사가 일어나므로 주의가 필요함

  타. Temperature Coefficient of Frequency

     - 온도에 따른 주파수 편차를 나타냄


3. 맺음말

 - 대역통과 필터은 주변의 이미지, 스퓨리어스 등을 억제하고 필요신호만 내보내는 필터임

 - RF신호가 밀집해 있는 송신소, 중계소로부터 상호변조가 발생하여 다른 통신시스템에 영향을 끼치는 사례가 많이 있음, 이러한 경우 대역통과필터를 설치하여 상호변조를 방지할 수 있음

 


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1. 개요

 - Isolator와 Circulator는 송신단의 성능을 안정화시키고 강화시키기 위한 RF 소자

 - Isolator는 2포트이고 Circulator는 3포트 소자임

 

2. Isolator

  - 전력의 흐름을 한 방향으로 고정하는 수동소자

 

http://www.rfdh.com/

  - 역방향으로 유입되는 신호 차단 목적

  - 구조: 입력포트와 출력포트, 그리고 출력에서 들어온 신호가 입력으로 돌아가지 않도록 우회시켜 죽여버려야 하는 Isolation 격리 포트

 

 

http://www.rfdh.com/

  - Isolator는 전력의 방향이 회전성을 가진 3포트 소자, Circulator를 통해 구현 가능

 

3. Circulator(서큘레이터)

 - Isolator를 구현하기 위한 핵심소자 3port circulator의 동작

  - 어떤 포트에서 전력이 입력되면, 왼쪽 혹은 오른쪽 포트 중 어느 한쪽 포트에만 전력이 전달되고 나머지 포트는 전력이 전달되지 않음

 

4. 차이점과 활용

 

 아이솔레이터

 서큘레이터

 포트 수

 2포트 소자

 3포트 소자, 그 이상도 가능

 특성

 진행파만 통과

 반사파는 통과시키지 않음

 방향성이 있는 순환 회로

 

 송신기와 안테나 사이의 정합용

 송수신용 안테나를 공유하는 경우

 port 1: 송신기

 port 2: 안테나

 port 3: 수신기 연결

 

 

<참조>

http://www.rfdh.com/

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1. 개요

2. 시스템 구성 예

  2.1 누설 동축케이블

  2.2 공중선(Antenna)

  2.3 신호분리장치

  2.4 무반사 종단저항

  2.5 증폭기

  2.6 케이블 커넥터

3. 구현 방식

  3.1 누설동축케이블

  3.2 공중선방식

  3.3 혼합방식

4. 설치공사 주요 고려사항





1. 개요

  - 터널 내 환경에서는 실외에 비하여 그 구조상 건물의 투과손실 및 전파가 도달하지 못하는 밀폐환경으로 인하여 원활한 통신이 어려움

  - 터널(지하차도) 등에 중계 증폭장치를 설치하여 지상에서 수신한 AM, FM 방송신호를 중계 증폭, 증폭된 신호를 지하 음영구간에 누설케이블이나 안테나 등을 통하여 방송서비스를 제공 

  - 이와 같이 터널 내에서 실외환경에 준하는 통신환경으로 만들어주기 위하여 누설 동축케이블(LCX)이나 안테나 등을 설치하여 원활한 통신이 가능하도록 할 수 있음


2. 시스템 구성 예



  2.1 누설 동축케이블

      - 동축케이블의 외부도체에 슬롯을 만들어서 전파가 외부로 새어 나갈 수 있도록 한 케이블

      - 전파를 누설시켜서 널리 퍼지도록 만든 것이 누설 동축케이블이며, 유도장해를 방지하기 위해 전파가 누설되지 않도록 만든 케이블이 동축케이블

      - LCX(Leakage Co-Axial Cable): 아날로그 통신환경에 적합하며 특정대역에서만 효율적인 선로특성을 보이며 1GHz 이하서 사용

      - RFCX(Radiating Foam Co-Axial Cable): 디지털 통신환경에 적합하며 동작대역은 LCX에 비하여 광범위함(88MHz~2.4GHz)


  2.2 공중선(Antenna)

      - 동축케이블의 말단에 설치하며, 전파를 효율적으로 송신하거나 수신하기 위하여 사용하는 공중도체


  2.3 신호분리장치

      가. 분배기: 분배기는 신호의 전송로가 분기되는 개소에 설치하는 것으로 신호의 균등 분배를 위해 사용

      나. 혼합기: 혼합기란 두개 이상의 입력신호를 원하는 비율로 비례적으로 조합한 출력이 생기도록 하는 회로

      다. 분파기: 분파기는 혼합기와 반대의 기능을 가지는 회로로서, 서로 다른 주파수의 합성된 신호를 주파수에 따라서 분리하기 위해서 사용


  2.4 무반사 종단저항

      - 누설 동축케이블의 말단에 설치

      - 누설 동축케이블로 전송된 전자파는 케이블 끝에서 반사되어 교신을 방해하게 되므로 송신부로 되돌아오는 전자파의 반사를 방지하기 위하여 케이블 끝부분에 설치


  2.5 중계기

      - 신호 중계 및 증폭


  2.6 LNA

      - Low Noise Amplifier

      - 안테나에 의해 수신된 미약한 RF 신호를 잡음을 최소화하면서 증폭하기 위한 기기


  2.7 케이블 커넥터

      - 동축케이블과 분배기, 누설 동축케이블과 분배기 등은 서로 규격이 다르므로 이들을 서로 결합시키기 위해서 사용하는 접속기구임


3. 구현 방식

  3.1 누설동축케이블

       - 동축케이블과 누설동축 케이블을 조합

       - 터널, 지하철역 등 폭이 좁고 긴 지하거나 건축물 내부에 적합

       - 전파를 균일하고 광범위하게 방사

       - 케이블이 외부에 노출되므로 유지보수가 용이

 

 

  3.2 공중선방식

       - 동축케이블과 공중선의 조합으로 옴니 및 야기 안테나를 사용

       - 장애물이 적은 대강당, 극장 등에 적합

       - 말단에서는 전파의 강도가 떨어져서 통화에 어려움이 있음

       - 누설 동축 케이블 방식보다 경제적

       - 케이블은 은폐할 수 있으므로 화재 시 영향이 적고 미관이 좋음

 

 

   3.3 혼합방식

       - 누설동축케이블 및 공중선의 장점을 혼용

 

4. 터널의 무선중계 재방송설비 주요 고려사항

 - 터널의 재방송설비는 터널 내에 이동하는 차량의 라디오를 통하여 FM 방송신호의 수신이 가능하도록 함

 - 재해발생 시 터널내부로 비상방송을 통한 경보전달이 가능해야 함

 - 구조및 구난활동을 위한 소방무선통신의 보조기능을 수행할 수 있어야 함

 - 방송 대역 내에서 향후 전송방식이 어떠한 형태의 디지털방식으로 전환되어도 장비의 교체나 조정이 없이 신호 중계가 가능

 - 당해 지역의 모든 방송신호를 수용할 수 있는 광대역 채널그룹별 증폭장치가 필요

 - 실시간 채널검색을 통하여 무인자동설정이 가능하도록 하여 방송국 신설 등의 환경변화에 대응이 가능하도록 하여야 함

 

 




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1. 표피효과란?

  - 도체에 고주파 전류가 흐를 때, 전류가 도체의 표면 가까이에 모여서 흐르는 현상

2. 표피효과가 생기는 이유

  - 도체에 교류 전류가 흐르면, 도체 내부에 전류 방향과 수직을 이루는 평면상에 원형 자속이 형성되고, 이 시변 자속에 의해 와전류가 흘러, 중심부군에서는 주 전류를 일부 상쇄하고, 표면 부근에서는 주 전류를 강화 한다.

 

http://blog.naver.com/PostView.nhn?blogId=spade9718&logNo=220052270594

3. 침투 깊이

  - 표피에 가해진 전류 밀도 의 1/e%(약 37%)만큼 감소한 위치를 침투 깊이(표피 깊이)라고 함

 

  - 주파수가 크면 작아진다

  - 도전율이 크면 작아진다

 

  - 투자율이 크면 작아진다

 

 

http://blog.daum.net/5419752/12415741

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1. 개요

2. 동조 급전방식

 2.1 정의

 2.2 특징

3. 비동조 급전 방식

 3.1 정의

 3.2 특징

4. 동조 급전방식과 비동조 급전방식 비교



1. 개요

  - 송수신기와 안테나 사이를 연결하여 손실이 적게 전력을 전송하는 것을 급전선

  - 동축선 등을 통해 진행하는 RF 신호는 진행파와 반사파가 존재

  - 임피던스 비매칭으로 인한 반사파의 존재는 충분히 안테나 또는 로드 단으로 전력을 전달해주지 못하게 됨

  - 따라서, 급전선의 임피던스를 맞추기 위한 방식(임피던스 정합)이 존재하게 되는데 그 방식의 구분이 동조 급전과 비동조 급전

  - 간략하게 요약하자면 동조급전은 진행파와 반사파가 반대의 크기(위상으로 생각하면 180도 차이가 있겠죠.)를 갖게되는 지점으로 급전하는 방식이며, 비동조 급전은 부가적인 정합장치를 이용한 급전 방식

   - 그러므로 동조급전방식은 사용파장과 급전선 길이사이에 일정한 관계가 있으며, 비동조 급전은 관계가 없음


-----------------------------------------------------------------------------------------------

<Prior Knowledge>

급전선의 종류

 가. 구조에 따른 분류

     - 왕복 선로: 평형형(평행 2선식), 불평형형(동축케이블)

     - 단일 선로: 도파관(M/W에 쓰임)

 나. 급전 방식에 따른 분류

     - 전압 급전: 급전선의 급전점에서 전압이 최대가 되도록 급전하는 방식, Zeppelin ant

     - 전류 급전: 급전선의 급전점에서 전류가 최대가 되도록 급전하는 방식, 반파장 안테나

 다. 파장과 급전선 길이와의 관계에 따른 분류

     - 동조급전선

     - 비동조급전선

-------------------------------------------------------------------------------------


2. 동조 급전방식

 2.1 정의

     - 급전선의 길이를 사용파장과 일정한 관계를 갖게 급전하는 방식으로 급전선상에 정재파가 존재함

     - 급전선의 길이를 사용 파장과 일정한 관계를 갖게 하여 진행파와 반사파가 상쇄될 수 있도록 한 것.

     - 안테나가 동조되도록 하여 동조급전이라고 함

     - 평행선 급전선의 경우 급전선상의 정재파의 위상이 역위상이 되어 전류의 크기가 같으므로 서로 상쇄되어서 급전선에서 전파의 방사는 없다.


 2.2 특징

     - 송신기와 안테나 사이의 거리가 가까울 경우에 많이 사용되며 정합장치가 필요없다

     - 급전선상에서 손실이 큼

     - 외부방해가 많고 위험함

     - 급전선의 길이와 파장이 일정한 관계를 가져야 함

     - 평형형 급전선(평행 2선식)만 사용할 수 있음


-----------------------------------------------------------------------------------------------------------

<Prior Knowledge>

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------


3. 비동조 급전 방식

 3.1 정의

    - 급전선상에 진행파만 있고 정재파는 생기지 않도록 한 급전방식

 3.2 특징

    - 장거리 전송시 손실이 적고 전송효율이 높음

    - 동축선로인 경우 외부방해가 없음

    - 파장과 선로의 길이와는 관계가 없음

    - 정합장치가 필요함

    - 평형형, 불평형형 모두 사용할 수 있음

    - 전송효율이 동조급전선에 비해 좋음


4. 동조 급전방식과 비동조 급전방식 비교


동조급전방식

비동조급전방식

전송파

정재파

진행파

정합장치

불필요

필요

전송손실

크다

작다

전송효율

나쁘다

좋다

송신안테나 거리

단거리용

장거리용

급전선 길이와 파장과의 관계

있다

없다

급전선 종류

평행 2선식 급전선

동축케이블



http://cafe.daum.net/_c21_/bbs_search_read?grpid=1LDkw&fldid=EL5q&datanum=122

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1. 개요

2. 도파관이 마이크로파 전송로로 사용되는 이유

3. 도파관의 임피던스 정합

      3.1 Q 변성기(lambda/4 임피던스 변환기)에 의한 정합

 3.2 Stub에 의한 정합

 3.3 도파관 창에 의한 정합

 3.4 무반사 종단회에 의한 정합

 3.5 도체 봉에 의한 정합 

 3.6 테이퍼 도파 관

 3.7 아이솔레이터에 의한 정합

 

1. 개요

  - 도파관은 동축선로의 유전체 손실을 극복하기 위해 절연체를 공기로 하고, 도체손실의 원인이 되는 중심도체를 없앤 전송선로라고 볼 수 있습니다. 

  - 즉 마치 금속 수도관처럼 되어 있으며, 단면이 직사각형인 구형도파관(Rectangular Waveguide)이 일반적입니다.

  - 마이크로파용 급전선으로 사용되는 것으로서 가운데가 비어있는 금속 도체관

  - 동축 급전선은 손실이 root(f)에 비례하여 증가하며 내외 양도체의 간격이 lambda/4 이상 되면 특성이 급격히 열화하는 등 SHF대 이상에서는 여러 가지 결점이 나타남

  - 외부 도체의 내경이 1.7lambda 이상이 되면 내부도체가 없어도 전자파가 전송되고 주파수가 높아짐에 따라 오히려 손실이 감소함, 이러한 성질을 이용해 내부 도체를 제거한 것이 도파관임



2. 도파관이 마이크로파 전송로로 사용되는 이유

  가. 저항 손실이 적다

     - 동축 급전선인 경우 주파수의 증가에 따라 표피작용때문에 도체의 고주파 저항과 손실이 매우 증가한다.

     - 도파관에서는 관내벽에 전류가 흐르나 내벽에 면적이 크고, 전도도가 높은 금, 은으로 도금했으므로 완전 도체에 가까워 표피작용에 대한 저항손실이 극히 적다

  나. 유전체 손실이 적음

     - 도파관에서는 동축급전선과 달리 따로 절연물을 사용하지 않고 내부에 공기뿐이므로 유전체 손실이 적음

  다. 방사손실이 없음

     - 도파관에서는 변위전류가 관내로 흐를 뿐이므로 전자파를 외부에 방사하거나 수신하는 일이 없음

  라. 고역 필터로서 작용함

     - 도파관 단면의 치수로 결정되는 차단 주파수가 있어 그 이상의 주파수만을 통과시켜 고역 필터로서 작용

     - 전자파의 파장 lambda가 2a보다 작어야 파동이 진행하여 나감

  마. 취급할 수 있는 전력이 큼

      - 도파관의 손실이 적다는 의미는 장거리로 신호를 전송할 수 있다는 의미가 아니라, 손실에 의한 발열량이 적기 때문에 kW단위에 이르는 대전력 전송이 쉽게 가능하다는 의미

  바. 외부 전자계와 완전히 격리할 수가 있음


3. 도파관의 임피던스 정합

      3.1 Q 변성기(lambda/4 임피던스 변환기)에 의한 정합

     - 임피던스가 Z1과 Z2인 두 개의 도파관을 접속하는 경우

     - 특성임피던스가 √Z1Z2인 도파관을 lambda/4 길이로 삽입하는 방식

     - lambda/4 임피던스 변환기에 의한 정합이라고도 함

 3.2 Stub에 의한 정합

      - 도파관과 병렬로 스터브를 접속하여 부하에서의 길이와 스터브의 길이를 적당히 조절함으로써 정합을 시킬 수 있음

      - 평행 2선, 동축선, 도파관 등의 전송 선로의 일부에 설치한 분기 회로 또는 집중 소자. 

      - 그림은 평행 2선의 일부에 설치한 정합 스터브로 분기점 ab에서 부하 및 단락편까지의 거리 l1l2를 변화시켜 임피던스 정합을 취하여 전원에서의 최대 에너지를 부하에 공급하려는 것


 3.3 도파관 창에 의한 정합

     - 도파관내에서 관측에 직각으로 도체판과 같은 장애물을 간격을 떼어서 삽입하고 부하까지의 거리, 창의 폭을 적당히 선정하여 정합을 시킴

 3.4 무반사 종단회로에 의한 정합

      - 분포 정수회로에서와 같이 특성임피던스와 같은 부하로 도파관을 종단시키면 진행파만 존재하게되어 정합을 시킬 수 있음 

      - 즉 저항막을 도파관에 직각으로 설치하고 lamda/4(lambda는 관내 파장)되는 지점에 단락판을 설치하면 저항막서 단락판을 본 임피던스가 무한대가 되어 반사파가 생기지 않음


  3.5 도체 봉에 의한 정합 

      - 도파관의 넓은 면에서 도파관내로 도체봉 또는 나사를 삽입하여 정합을 시킴

      - 도파관에 반사파가 존재하는 경우 도체봉에 의한 전자계에 의해 반사파를 상쇄시킴

 3.6 테이퍼 도파 관

     - 도파관의 치수를 완만하게 변형하여 임피던스를 정합시키는 방법

 3.7 아이솔레이터에 의한 정합

     - 1에서 2로 진행하는 파는 감쇄없이 진행하지만 2에서 1로 진행하는 파는 큰 감쇄를 받는 비가역성 특성을 갖는 것을 아이솔레이터라 한다

     - 진행파만 통과시키고 반사파는 통과시키지 않는 특성을 이용하여 정합을 시킴


<참조>

http://www.rfdh.com/invite/mwlab/1waveguide.htm

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1. 개요

2. 커플러의 용도

3. 방향성 결합기 구조 및 용도

  가. 방향성 결합기 구조

  나. 방향성 결합기 특성




1. 개요

  - 커플링이란 독립된 공간 또는 선로간에서 전/자계적으로 교류신호에너지가 상호 전달되는 현상

  - 공간적으로 떨어진 경우에도 선로간의 Capacitance 성분에 의해 고주파 RF 신호가 조금씩 전달되는 경우를 Cupling이라고 함

  - 커플링 현상을 이용하여 원하는 만큼의 전력을 추출해서 따올 수 있음

  - 이러한 커플러들은 많은 경우 4포트 대칭구조로서, 입력포트 위치에 따라 나머지 포트들의 용도와 특성들이 결정되기 때문에 directional coupler(방향성 결합기)라고도 불리워짐

http://www.rfdh.com/

2. 커플러의 용도

 1) Power sampling(전력 추출)

   - 원래 신호보다 아주 작은 신호를 추출, 신호의 특성 체크

http://www.rfdh.com/

 2) Power Dividing

   - 커플링되는 양을 반으로 전력 배분용으로 사용 가능

http://www.rfdh.com/

3. 방향성 결합기 구조 및 용도

 1) 방향성 결합기 구조

    - port 1에 입력된 대부분의 신호는 port 2 로 그대로 흘러감

    - 이때, 입력신호의 일부는 도파관 사이에 뚤린 2개의 구멍을 통해 건너편 도파관으로 빠져나오려고 함

    - 여기서 port 4 방향으로 흘러가는 신호를 관찰해보면, 구멍 1을 통과한 신호(①)와 구멍 2를 통과한 신호(②)의 경로길이가 똑같습니다. 고로 구멍을 통과해서 건너간 두 신호 ①과 ②의 위상이 같기 때문에 합산되어 port 4로 출력됩니다. 한편 port 3방향으로 흘러가는 신호를 관찰해보면, 구멍 1을 통과한 신호(③)와 구멍 2를 통과한 신호(④) 의 경로길이는  λ/4 + λ/4 = λ/2 의 차이가 있습니다. 따라서 ③과 ④는 역상이되어 서로 상쇄시키므로, port 3에는 출력신호가 전혀 검출되지 않게 됩니다.

http://www.rfdh.com/

 

 2) 방향성 결합기 특성

http://www.rfdh.com/

     가) 삽입손실 (Insertion Loss) : port 1 에서 port 2 로 전달된 전력
          - 주요 신호 경로에서의 신호 손실양
          - 일반적으로 손실은 적을수록 좋지만, 커플링 되는 양이 크면 삽입손실은 그만큼 늘어날 수밖에 없다.

IL = 10 log (P2/P1)  dB           

     나) 결합도 (Coupling) : port 1 에서 port 4 로 전달된 전력
         - 커플링 포트에서의 커플링된 양
         - 어느정도 양의 커플링 신호레벨이 필요한지에 따라 사용자가 결정하는 값이다.

C = 10 log (P4/P1)  dB             

     다) 격리도 (Isolation) : port 1 과 port 3 간의 전력차
         - port 3 으로 누설된 신호량
         - 원래 아무 신호도 전달되지 않아야 하는 포트이기 때문에, 양이 적을수록 좋다.

I = 10 log (P3/P1)  dB             

     라) 방향성 (Directivity) : port 3 과 port 4 간의전력차
         - 격리도에 대비한 커플링 레벨의 비율.
         - 커플링 레벨에 비해 격리도가 낮아야 좋은 품질의 방향성 결합이 이루어진다.

                                                                          D = 10 log (P3/P4)  dB             
                                                                          D = I - C                                 

 

 

<참조>

http://www.rfdh.com/

http://www.rfdh.com/invite/ilab/k4_3c.htm

http://www.srt.kr/kr/products2/products_total.php?category1=1&mclass1_num=19&pcategory1=19

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