KR100762308B1

KR100762308B1 - 이중대역 상호변조왜곡 측정장치

Info

Publication number: KR100762308B1
Application number: KR1020060102788A
Authority: KR
Inventors: 문원규
Original assignee: 에이스웨이브텍(주)
Priority date: 2006-10-23
Filing date: 2006-10-23
Publication date: 2007-10-01
Also published as: KR20060116185A

Abstract

본 발명에 의한 이중대역 상호변조왜곡 측정장치는 고주파발생부(10)를 통해 서로 다른 대역의 주파수를 발생시켜 수동소자로 이루어진 피실험장치(DUT)(70)에 전달하고, 대역결합부(40)에서 상기 피실험장치(70)에서 발생된 상호변호왜곡신호를 추출하여 신호분석부(50)의 디지털신호프로세서(54)에서 신호분석함으로써 서로 다른 2개 대역(Wibro+WCDMA) 또는 동일 대역(WCDMA+WCDMA)의 상호 변조 왜곡을 1개의 장비로 측정할 수 있으므로, 측정비용의 절감 및 측정의 편의성을 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 3개의 출력 포트(71∼73)를 지원함으로써, 피실험장치(DUT)(70)가 단일 포트(예:Antenna등) 또는 이중 포트(예:Power Divider, Filter 등)에 무관하게 상호변조 왜곡을 측정할 수 있으므로 제품의 활용도가 향상되는 다른 효과가 있다.

그리고, 본 발명의 신호분석부(50)에서는 디지털신호프로세서(DSP)(54)를 사용하여 고속 데이터를 안정되고 정확하게 측정하고, 수신레벨이 -180dBc(43dBm 2 Tone 동시입력시)까지 신호를 처리할 수 있으므로 우수한 수신감도를 가지고 있다.

PIMD, IMD, 측정장비, 상호변조왜곡, Wibro, WCDMA

Description

이중대역 상호변조왜곡 측정장치{Dual Passive Intermodulation Distortion PIMD Measurement Equipment}

도 1 은 본 발명에 의한 이중대역 상호변조왜곡 측정장치를 개략적으로 나타낸 구성도,

도 2a 내지 2d 는 본 발명에 의한 이중대역 상호변조왜곡 측정장치가 와이브로와 WCDMA 주파수 대역에 따라 동작하는 방식을 개략적으로 나타낸 신호흐름도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 고주파 발생부 11 : 기준 클럭 발생기
12, 13 : 오실레이터1,2 14 : 믹서로컬 오실레이터
15 : DSP 클럭 발생기 16 : 프로그래머블 감쇄기

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20 : 고주파 고출력증폭부 21∼23 : 고출력증폭기1∼3

삭제

30 : 대역 선택부 31, 32 : 송신대역선택 동축스위치1,2

삭제

40 : 대역 결합부 41, 42 : 트리플렉서1, 2

삭제

50 : 신호 분석부 51 : 수신대역선택 동축스위치
52 : 저잡음 증폭기(LNA) 53 : 믹서
54 : 디지털신호프로세서(DSP) 60 : 컴퓨터(PC)
70 : 피실험장치(Device Under Test; DUT)
71∼73 : 포트1∼3

삭제

본 발명은 PIMD((Passive Intermodulation Distortion)를 측정하는 장치에 관한 것으로서, 특히 고주파발생부를 통해 서로 다른 대역의 주파수를 발생시킨 후, 이를 복수의 포트를 통해 수동소자로 이루어진 피실험장치에 전달하고, 대역결합부에서 상기 피실험장치에서 발생된 상호변호왜곡신호를 추출하여 신호분석부의 디지털신호프로세서에서 신호분석함으로써 서로 다른 대역의 주파수에 대하여 수동소자의 상호변호왜곡신호를 측정할 수 있는 이중대역 상호변조왜곡 측정장치에 관한 것이다.

최근에 대두되고 있는 무선 통신 시스템의 수동소자에 의한 수동 상호변조왜곡(Passive Intermodulation Distortion: PIMD)은 정보를 수신하는 수신부의 주파수영역에 심각한 신호간섭 문제를 야기시키고 있어 이를 미연에 방지하거나 발생 자체를 통제하려고 노력하고 있다.
대용량, 초고속화의 무선 통신 시스템은 수많은 사용자들이 동시에 음성정보, 문자정보, 영상정보를 주고 받음으로써 이들 신호의 상호 간섭 가능성이 증가하고 있고, 이로 인한 수동 부품(Filter, Duplexer, Antenna, Cable Assembly 등의 RF부품) 상호변조왜곡 신호의 특성을 측정하는 장비의 수요가 급증하고 있다.
상기 상호변조왜곡(Intermodulation Distortion:IMD)이란, 두 개 이상의 주파수를 동시에 인가시 원하지 않는 기생 신호를 의미하며, 두 개 신호의 출력세기와 원하지 않는 IMD신호의 차를 측정하는 장비를 PIMD 측정장치라고 한다.
그러나, 종래의 PIMD 측정장치는 고가의 외국사 제품에 의존하고 있는 실정으로서 A/S 및 사후관리로 인해 설계/생산의 국산화가 요청되었으며, 외국 제품의 경우에도 신호 수준이 매우 낮으므로 고정밀 측정 계측 기술을 필요로 하는 문제점이 있었다.
또한, 서로 다른 대역의 주파수에 대해서는 각각 분리해서 측정해야 하는 문제점이 있으므로, 측정비용이 과다하게 소요되는 문제점이 있다.

삭제

본 발명은 고주파발생부를 통해 서로 다른 대역의 주파수를 발생시켜 수동소자로 이루어진 피실험장치(DUT)에 전달하고, 대역결합부는 상기 피실험장치에서 발생된 상호변호왜곡신호를 추출하며, 신호분석부의 디지털신호프로세서(DSP)에서 신호분석함으로써 서로 다른 2개 대역(Wibro+WCDMA) 또는 동일 대역(WCDMA+WCDMA)의 상호 변조 왜곡을 1개의 장비로 측정할 수 있는 이중대역 상호변조왜곡 측정장치를 제공함에 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 피실험장치(DUT)가 단일 포트(예:Antenna등) 또는 이중 포트(예:Power Divider, Filter 등)에 무관하게 상호변조 왜곡을 측정할 수 있도록 복수의 출력 포트를 지원하는 이중대역 상호변조왜곡 측정장치를 제공함에 다른 목적이 있다.

본 발명은 고주파발생부를 통해 서로 다른 대역의 주파수를 발생시킨 후, 이를 복수의 포트를 통해 수동소자로 이루어진 피실험장치에 전달하고, 대역결합부는 상기 피실험장치에서 발생된 상호변호왜곡신호를 추출하며, 신호분석부의 디지털신호프로세서에서 신호분석함으로써 서로 다른 대역의 주파수에 대하여 수동소자의 상호변호왜곡신호를 측정할 수 있도록 구성됨에 그 기술적 특징이 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 통해 상세히 설명한다.
도 1 은 본 발명에 의한 이중대역 상호변조왜곡 측정장치를 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 2a 내지 2d 는 본 발명에 의한 이중대역 상호변조왜곡 측정장치가 와이브로와 WCDMA 주파수 대역에 따라 동작하는 방식을 개략적으로 나타낸 신호흐름도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 이중대역 상호변조왜곡 측정장치는 대별하여 고주파 발생부(10)와, 고주파 고출력증폭부(20)와, 대역선택부(30)와, 대역결합부(40) 및 신호분석부(50)로 구분하여 구성된다.

먼저, 고주파 발생부(10)는 각 신호원의 동기화 신호를 발생하는 기준클럭발생기(Ref)(11)와, 와이브로(Wibro; Wireless Broadband) 대역의 주파수를 발생하는 오실레이터1(12)과, WCDMA(Wide Code Devision Multiple Access) 대역의 주파수를 발생하는 2개의 오실레이터2(13)와, 믹서에서 주파수를 다운(down)시키기 위한 믹서로컬 오실레이터(14)와, 디지털신호프로세서(54)의 동기화신호를 발생하는 DSP클럭발생기(15)를 포함한다.
이때, 와이브로 대역이란 2300 ~ 2390 ㎒을 의미하고, WCDA 대역이란 2110~2170㎒을 의미한다.
상기 오실레이터(12∼14)와 DSP클럭발생기(15)의 후단에는 출력값을 조절하는 복수의 프로그래머블(programable) 감쇄기(16)가 부가되는데, 상기 프로그래머블 감쇄기(16)는 디지털신호프로세서(54)에 의해 감쇄 비율이 제어된다.

또한, 상기 고주파 고출력증폭부(20)는 와이브로 대역의 주파수를 증폭하는 고출력증폭기1(21)과, WCDMA 대역의 주파수를 증폭하는 고출력증폭기2(22) 및 고출력증폭기3(23)를 포함한다. 본 발명에서는 일 실시례로서, 각 주파수에 대해 고출력 증폭기 (60W ~ 100W적용) 3개로 구성되어 있다.

상기 대역선택부(30)는 고출력증폭기들(22)(23)의 신호를 스위칭하여 같은 주파수가 혼합되지 않도록 주파수를 선택하게 되며, 이를 위해 고출력증폭기2(22)의 신호를 스위칭하여 트리플렉서1 (41)또는 트리플렉서2(42)로 선택적으로 전달하는 송신대역선택 동축스위치1(31)과, 고출력증폭기3(23)의 신호를 스위칭하여 트리플렉서2(42) 또는 포트3(73)으로 선택적으로 전달하는 송신대역선택 동축스위치2(32)로 구분하여 구성된다.

한편, 대역결합부(40)는 상기 고출력증폭기1(21)의 신호를 입력받는 트리플렉서1(Triplexer1)(41)와, 상기 대역선택부(30)에서 스위칭된 고출력증폭기2(22)의 신호를 입력받는 트리플렉서2(Triplexer2)(42)로 구분하여 구성되며, 포트1 내지 포트3(71∼73)에 연결된 피실험장치(Device Under Test; DUT)(70)의 상호변조왜곡신호를 추출하게 된다.
이때, 트리플렉서1, 2(41)(42)는 2개의 Tx단자와 1개의 Rx를 단자로 이루어져 있으며, 트리플렉서1(41) Tx의 주파수 대역은 2300 ~ 2390 ㎒ 및 2110 ~ 2170 ㎒, Rx의 주파수 대역은 1910 ~ 1990 ㎒ 이고, 트리플렉서2(42) Tx의 주파수 대역은 2110 ~ 2130 ㎒ 및 2150 ~ 2170 ㎒, Rx의 주파수 대역은 1930 ~ 2050 ㎒가 된다.

따라서, 상기 트리플렉서1(41)은 포트1(71)과 연결되고, 트리플렉서2(42)는 포트2(72)와 연결되어, 대역선택부(30)의 스위칭동작에 따라 피실험장치(70)가 하나의 포트에 연결되는 단일포트입력모드 또는 피실험장치(70)가 두개 이상의 포트에 연결되는 이중포트입력모드로 구분하여 동작 가능하게 되는데, 이는 후술하는 신호흐름도(도 2a 내지 2d)에서 상세하게 살펴본다.
또한, 상기 신호분석부(50)는 상기 대역결합부(40)에서 전달된 피실험장치(70)의 상호변조 왜곡신호를 스위칭하는 수신대역선택 동축스위치(51)와, 상기 수신대역선택 동축스위치(51)에서 전달된 신호를 증폭하는 저잡음증폭기(LNA)(52)와, 상기 증폭된 신호를 믹서로컬 오실레이터(14)의 신호에 의해 다운 컨버팅(Down Converting) 변환을 수행하는 믹서(Mixer)(53)와, 상기 다운 컨버팅된 신호를 전달받아 분석을 위한 신호처리과정을 수행하는 디지털신호프로세서(DSP; Digital Signal Processor)(54)를 포함한다.
상기 디지털신호프로세서(54)는 Analog/Digital 데이타를 처리 및 분석하는 신호분석장치로서, 수신레벨이 -180dBc(43dBm 2 Tone 동시입력시)까지 신호를 처리할 수 있다. 이때, 상기 디지털신호프로세서(54)는 종래의 기술을 본 발명에 응용한 것이므로 그 세부적인 구성 및 신호처리과정의 설명은 생략한다.
한편, 상기 디지털신호프로세서(54)의 신호는 RS232C 케이블을 통해 시리얼통신으로 개인용 컴퓨터(PC)(60)에 전달이 되므로, 사용자는 컴퓨터를 통해 PIMD 측정장치의 통합관리가 가능하게 된다.
상기와 같은 본 발명의 이중대역 상호변조왜곡 측정장치는 와이브로와 WCDMA 대역의 상호 변조왜곡을 측정하기 위해 다음과 같이 도 2a 의 와이브로 단일포트 입력모드, 도 2b의 와이브로 이중포트 입력모드, 도 2c의 WCDMA 단일포트 입력모드, 2d의 WCDMA 이중포트 입력모드 등으로 구분하여 동작한다.

1) 와이브로 단일포트 입력모드 (Port1)
고출력증폭기1(21)을 통해 와이브로 신호가 증폭되어 트리플렉서1(41)의 첫번째 Tx단자로 입력되고, 고출력증폭기2(22)를 통해 WCDMA 신호가 증폭된 후 송신대역선택 동축스위치1(31)의 스위칭을 거쳐 트리플렉서1(41)의 두번째 Tx단자로 입력되며, 포트1(71)에 연결된 피실험장치(70)에서 발생된 왜곡신호(IM signal; Intermodulation signal)은 다시 트리플렉서1(41)의 Rx단자를 통해 수신대역선택 동축스위치(51)로 전달된다.
2) 와이브로 이중포트 입력모드 (Port1- Port3)
고출력증폭기1(21)을 통해 와이브로 신호가 증폭되어 트리플렉서1(41)의 첫번째 Tx단자로 입력되고, 고출력증폭기3(23)를 통해 WCDMA 신호가 증폭된 후 송신대역선택 동축스위치2(32)의 스위칭을 거쳐 포트3(73)으로 직접 입력되며, 포트1(71)과 포트2(72)에 연결된 피실험장치(70)에서 발생된 왜곡신호는 다시 트리플렉서1(41)의 Rx단자를 통해 수신대역선택 동축스위치(51)로 전달된다.
3) WCDMA 단일포트 입력모드 (Port2)
고출력증폭기2(22)을 통해 WCDMA 신호가 증폭된 후 송신대역선택 동축스위치1(31)의 스위칭을 거쳐 트리플렉서2(42)의 첫번째 Tx단자로 입력되고, 고출력증폭기3(23)를 통해 WCDMA 신호가 증폭된 후 송신대역선택 동축스위치2(32)의 스위칭을 거쳐 트리플렉서2(42)의 두번째 Tx단자로 입력되며, 포트2(72)에 연결된 피실험장치(70)에서 발생된 왜곡신호는 다시 트리플렉서2(42)의 Rx단자를 통해 수신대역선택 동축스위치(51)로 전달된다.
4) WCDMA 이중포트 입력모드 (Port1 - Port3)
고출력증폭기2(22)을 통해 WCDMA 신호가 증폭된 후 송신대역선택 동축스위치1(31)의 스위칭을 거쳐 트리플렉서1(41)의 두번째 Tx단자로 입력되고, 고출력증폭기3(23)를 통해 WCDMA 신호가 증폭된 후 송신대역선택 동축스위치2(32)의 스위칭을 거쳐 포트3(73)으로 직접 입력되며, 포트1 내지 포트3(71∼73)에 연결된 피실험장치(70)에서 발생된 왜곡신호는 다시 트리플렉서2(42)의 Rx단자를 통해 수신대역선택 동축스위치(51)로 전달된다.
상기와 같은 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능할 것이다.

삭제

Claims

각 신호원의 동기화 신호를 발생하는 기준클럭발생기(Ref)(11)와, 와이브로(Wibro; Wireless Broadband) 대역의 주파수를 발생하는 오실레이터1(12)과, WCDMA(Wide Code Devision Multiple Access) 대역의 주파수를 발생하는 2개의 오실레이터2(13)와, 믹서(53)에서 주파수를 다운시키기 위한 믹서로컬 오실레이터(14)와, 디지털신호프로세서(54)의 동기화신호를 발생하는 DSP클럭발생기(15)를 포함하는 고주파 발생부(10)와;

와이브로 대역의 주파수를 증폭하는 고출력증폭기1(21)과, WCDMA 대역의 주파수를 증폭하는 고출력증폭기2(22) 및 고출력증폭기3(23)를 포함하는 고주파 고출력증폭부(20)와;

상기 고출력증폭기들(22)(23)의 신호를 스위칭하는 대역선택부(30)와;

상기 고출력증폭기1(21)의 신호 또는 대역선택부(30)에서 스위칭된 고출력증폭기2(22)의 신호를 입력받으며, 포트1 내지 포트3(71∼73)에 연결된 피실험장치(Device Under Test; DUT)(70)의 상호변조왜곡신호를 추출하는 대역결합부(40)와;

상기 대역결합부(40)에서 전달된 피실험장치(70)의 상호변조왜곡신호를 스위칭하는 수신대역선택 동축스위치(51)와, 상기 수신대역선택 동축스위치(51)에서 전달된 신호를 증폭하는 저잡음증폭기(LNA)(52)와, 상기 증폭된 신호를 믹서로컬 오실레이터(14)의 신호에 의해 다운 컨버팅(Down Converting) 변환을 수행하는 믹서(Mixer)(53)와, 상기 다운 컨버팅된 신호를 전달받아 분석을 위한 신호처리과정을 수행하는 디지털신호프로세서(DSP; Digital Signal Processor)(54)를 포함하는 신호분석부(50);

로 구성되는 것을 특징으로 하는 이중대역 상호변조왜곡 측정장치.
제 1항에 있어서,

상기 오실레이터(12∼14)와 DSP클럭발생기(15)의 후단에는 출력값을 조절하는 복수의 프로그래머블(programable) 감쇄기(16)가 부가되는 것을 특징으로 하는 이중대역 상호변조왜곡 측정장치.
제 1항에 있어서,

상기 대역선택부(30)는 고출력증폭기2(22)의 신호를 스위칭하여 트리플렉서1(Triplexer 1)(41)또는 트리플렉서2(Triplexer 2)(42)로 선택적으로 전달하는 송신대역선택 동축스위치1(31)과, 고출력증폭기3(23)의 신호를 스위칭하여 트리플렉서2(42) 또는 포트3(73)으로 선택적으로 전달하는 송신대역선택 동축스위치2(32)로 구분하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이중대역 상호변조왜곡 측정장치.
제 1항에 있어서,

상기 대역결합부(40)는 고출력증폭기1(21)의 신호를 입력받는 트리플렉서1(41)와, 상기 대역선택부(30)에서 스위칭된 고출력증폭기2(22)의 신호를 입력받는 트리플렉서2(42)로 구분하여 구성되는 것을 특징으로 하는 이중대역 상호변조왜곡 측정장치.
제 4항에 있어서,

상기 트리플렉서1(41)은 포트1(71)과 연결되고, 트리플렉서2(42)는 포트2(72)와 연결되어,

대역선택부(30)의 스위칭동작에 따라 피실험장치(70)가 하나의 포트에 연결되는 단일포트입력모드 또는 피실험장치(70)가 두개 이상의 포트에 연결되는 이중포트입력모드로 구분하여 동작하는 것을 특징으로 하는 이중대역 상호변조왜곡 측정장치.
제 1항에 있어서,

상기 디지털신호프로세서(54)의 신호는 RS232C 케이블을 통해 시리얼통신으로 개인용 컴퓨터(PC)(60)에 전달되는 것을 특징으로 하는 이중대역 상호변조왜곡 측정장치.
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