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[전자파]회로망 분석기란?

부관리자
2020-07-14
조회수 37

안녕하세요, KOLAS 인정 국가교정기관 한국캘랩입니다 :)

저희 홈페이지를 방문해주신 고객님들께 감사인사를 드립니다.


오늘은 전기 분야  회로망 분석기에 대해 알아보도록 하겠습니다.



  • [회로망 분석기의 용어/기능]



 일반적으로 회로망 분석기는, NA(Network analyzer)라는 약자로 많이 사용되며, RF engineering의 필수 장비중의 하나입니다.



<KEYSIGHT E5071C ENA 네트워크 분석기>   

출처: KEYSIGHT MANUAL



 Oscilloscope가 시간영역의 과도응답을 표시하고, Spectrum analyzer가 주파수 영역의 신호분포를 확인한다면 Network analyzer는 주파수 소스와 Spectrum analyzer가 들어 있어서  입력과 출력의 주파수 신호 분포결과를 나눔으로써 S 파라미터를 측정하는 장비입니다.




회로망 분석기와 관련된 몇가지 용어 및 기능에 대해 설명하겠습니다.


- S 파라미터(S – Parameter)

 S 파라미터는 RF에서 가장 널리 사용되는 회로 결과값입니다. S 파라미터의 정의는 매우 간단한데, 주파수분포상에서 입력전압 대 출력전압의 비를 의미합니다. 예를 들어 S21이면 1번 포트에서 입력한 전압과 2번포트에서 출력된 전압의 비율을 의미합니다. 즉 1번포트로 입력된 전력이 2번포트로는 얼마나 출력되는가를 나타내는 수치입니다.


-정재파 비 (Standing Wave ratio)

전송 선로상에 발생하고 있는 정재파의 크기를 나타내는 것으로, 정재파의 최대값과 최소값의 비로 구하여 집니다. 전압 정재파비와 전류 정재파비가 있으며, 각각 약자로 VSWR, CSWR이라 합니다. 전압 정재파비를 Sv, 전류 정재파비를 Sc로 하면 반사계수가 m일 때



 으로 되어, Sv Sc는 1 ~ ∞ 의 범위값이 되지만 1에 가까울수록 정합 상태가 좋다고 보시면 됩니다.



-스미스 도표(Smith Chart)

전송선로의 임피던스 도표를 구할 때, 사용되는 것으로 극좌표상에 복소 반사계수를 취하고 그 위에 정규화 임피던스 또는 정규화 어드미턴스를 파라미터로 표시한 것입니다. 이 도표에 의해 특성 임피던스와 선로의 길이에서 부하를 알고 있을 때의 송단 임피던스 등을 간단히 구할 수 있습니다. 





[회로망 분석기 측정 방법]


 이제부터 회로망 분석기의 측정 방법에 대해 알아보겠습니다. 회로망 분석기는 크게 Frequency 측정, Output Level 측정, Dynamic Accuracy 측정 3가지로 나누어 집니다. 순서대로 측정 해 보도록 하겠습니다. 


먼저 Frequency측정에 대해 알아보도록 하겠습니다. 주파수는 1 Hz 부터 46 GHz 까지의 범위를 측정합니다. Frequency Counter를 이용하여 측정하며, 낮은주파수에서 높은주파수 순서대로 측정합니다. 


<Frequency 측정 결선도>  

출처: KEYSIGHT MANUAL



 두번째로 Level 측정에 대해 알아보겠습니다.  단위는 dBm 으로 측정하며 power meter, power sensor를 결합하여 Zero Cal 진행한 후 측정합니다. 장비 스펙에 맞추어 측정하며, 한 Level에서 낮은주파수부터 높은주파수까지 가변하여 측정합니다. 



<Output Level 측정 결선도> 

출처: KEYSIGHT MANUAL



 세번째로 Dynamic Accuracy측정해 대해 알아보겠습니다. Dynamic Range 측정은 회로망 분석기의  Level 감쇠에 따른 눈금 충실도를 측정하는 것으로 가변 감쇠기를 사용하여 1STEP씩 내려가며  측정합니다. 




<Dynamic Accuracy 측정 결선도> 

출처: KEYSIGHT MANUAL



또한 당사는 회로망 분석기의 많은 채널 다수의 포인트 측정 시, 정확한 측정 결과 및 안정된 데이터를 얻어내고 혹시 생길 수 있는 오류를 최소화 하기 위해 Lab view 프로그램을 통한 자동화 측정 방식을 도입하여 측정하고 있습니다.  


<당사 회로망 분석기 자동화 프로그램>



 

자동화 측정은 GPIB통신을 이용하여 각 장비에 맞는 명령어를 프로그램화하여 직접 데이터를 추출합니다. 같은 포인트를 반복하여 측정하고 분석하여 신뢰할 수 있는 값을 얻어냅니다. 한국캘랩은 많은 경험과 노하우를 기반으로 회로망 분석기의 각 모델별로 많은 자동화 프로그램을 생성 및 보유중이며, 고객 여러분들께서 정확한 데이터를 쉽고 신속하게 받아보실 수 있도로 항상 준비되어 있습니다.



신속 정확한 회로망 분석기의 교정을 원하시면 주저하지 마시고 한국캘랩과 함께하시기 바랍니다.