KR101301460B1 - Ｒｆ 신호의 스펙트럼 분석과 전력 측정 기능을 동시에 수행하는 통합 계측 장치 - Google Patents

Abstract

RF 신호의 스펙트럼 분석 및 전력 측정을 위한 통합 계측 장치가 개시된다. 상기 통합 계측 장치는 입력단으로부터 공급된 제1 RF 신호를 제2 RF 신호 및 제3 RF 신호로 분배하여 출력하는 분배기와 상기 분배기로부터 출력된 제2 RF 신호의 주파수 스펙트럼을 분석하고 상기 분석된 결과를 출력하는 스펙트럼 분석 모듈과 상기 분배기로부터 출력된 제3 RF 신호의 전력 레벨을 측정하고 상기 측정된 결과를 출력하는 전력 측정 모듈 및 상기 스펙트럼 분석 모듈 및 상기 전력 측정 모듈로 구동 DC 전원을 공급하고, 상기 스펙트럼 분석 모듈과 상기 전력 측정 모듈에서 각각 출력된 결과를 수집하여 분석 데이터로 출력하는 제어반 모듈을 포함한다.

Description

ＲＦ 신호의 스펙트럼 분석과 전력 측정 기능을 동시에 수행하는 통합 계측 장치{INTERGRATION MEASUREMENT DEVICE HAVING THE FUNCTION OF SPECTRUM ANALYSIS AND POWER METERING FOR RF SIGNAL}

본 발명의 개념에 따른 실시 예는 RF 신호 분석 기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력된 RF신호를 스펙트럼 분석 모듈과 전력 측정 모듈에 동시에 전달하여 RF 신호의 스펙트럼 분석과 전력 측정 기능을 동시에 수행할 수 있는 계측 장치에 대한 것이다.

종래의 기술은 RF 신호의 스펙트럼 분석을 위해서 스펙트럼분석기(Spectrum analyzer)를 사용하고, 전력측정을 위해서 전력 측정기(Power meter)를 각각 별도로 사용하여 측정을 한다. 일반적인 스펙트럼분석기는 RF 신호의 스펙트럼 분석을 위하여, 주파수 하향변환, 레벨조정, 전력측정 기능을 수행하는 RF 모듈과 FFT(Fast Fourier Transform), A/D 변환, DSP(Digital Signal Processing) 등의 기능을 수행하는 제어반 모듈로 크게 구성된다. 그리고 전력 측정기는 RF 검출기를 통해 RF 전력을 측정하여 전력 레벨에 따라 DC 전압을 출력해 주는 전력 센서(Power Sensor)와 출력된 DC 전압을 A/D 변환하여 전력 레벨을 표시해 주는 전력 측정기로 구성된다. 그러나 종래 기술은 RF 신호의 스펙트럼 분석을 위해서는 스펙트럼분석기를 사용해야 하고, 전력 측정을 위해서는 전력 측정기를 각각 별도로 사용해야 하므로, RF 계측시스템을 구축하기 위해서 고가의 스펙트럼분석기와 전력 측정기를 사용해야 한다. 따라서 스펙트럼분석기와 전력 측정기를 별도로 사용해야 하기 때문에 스펙트럼 분석 및 전력 측정을 동시에 할 수 없으며, 소형/경량화 계측 시스템 구축이 불가능하기 때문에 운용자의 이동성 및 휴대성이 제한이 되어 운용자 편의성 측면에서 제약을 받는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 입력된 RF신호를 스펙트럼 분석 모듈과 전력 측정 모듈에 동시에 전달하여 RF 신호의 스펙트럼 분석과 전력 측정기능을 동시에 수행할 수 있는 통합 계측장비를 제공하는 것이다.

본 발명의 실시 예에 따른 RF 신호의 스펙트럼 분석 및 전력 측정을 위한 통합 계측 장치는 입력단으로부터 공급된 제1 RF 신호를 제2 RF 신호 및 제3 RF 신호로 분배하여 출력하는 분배기와 상기 분배기로부터 출력된 제2 RF 신호의 주파수 스펙트럼을 분석하고 상기 분석된 결과를 출력하는 스펙트럼 분석 모듈과 상기 분배기로부터 출력된 제3 RF 신호의 전력 레벨을 측정하고 상기 측정된 결과를 출력하는 전력 측정 모듈 및 상기 스펙트럼 분석 모듈 및 상기 전력 측정 모듈로 구동 DC 전원을 공급하고, 상기 스펙트럼 분석 모듈과 상기 전력 측정 모듈에서 각각 출력된 결과를 수집하여 분석 데이터로 출력하는 제어반 모듈을 포함한다.

상기 제1 RF 신호, 제2 RF 신호 및 제3 RF 신호는 서로 동일한 주파수 스펙트럼 특성 및 동일한 전력 레벨을 갖는다.

상기 RF 신호 스펙트럼 분석 및 전력 측정을 위한 통합 계측 장치는 상기 제어반으로부터 출력된 분석 데이터를 외부 디바이스로 전달하기 위한 인터페이스 모듈을 더 포함한다.

상기 인터페이스 모듈은 상기 외부 디바이스로부터 공급되는 DC 구동 전원을 상기 제어반 모듈로 공급한다.

상기 인터페이스 모듈은 USB인터페이스를 포함하며, 상기 외부 디바이스는 노트북, 태블릿 컴퓨터, PDA, PMP 또는 스마트 폰 중 어느 하나이다.

본 발명의 실시 예에 따른 RF 신호의 스펙트럼 분석과 전력 측정 기능을 동시에 수행하는 통합 계측 장치는 스펙트럼 분석기와 전력 측정기를 통합형으로 구현하여 장비 구현 및 제작 비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한 RF 신호의 스펙트럼분석 기능과 전력측정 기능을 동시에 수행하여 정확한 측정 및 측정시간을 최소화할 수 있으며, 외부 노트북 PC와 인터페이스를 통해서 소형화, 경량화 구현이 가능하며 운용자의 운용 편의성 극대화할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 RF 신호의 스펙트럼 분석 및 전력 측정을 위한 통합 계측 장치의 내부 블럭도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 스펙트럼 분석모듈의 내부 블럭도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 전력 측정모듈의 내부 블럭도를 나타낸다.

본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.

본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 RF 신호의 스펙트럼 분석 및 전력 측정을 위한 통합 계측 장치의 내부 블럭도를 나타내고, 도 2는 도 1에 도시된 스펙트럼 분석모듈의 내부 블럭도를 나타내고, 도 3은 도 1에 도시된 전력 측정모듈의 내부 블럭도를 나타낸다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 통합 계측 장치(10)는 입력단(110), 분배기(130), 스펙트럼 분석모듈(150), 제어반 모듈(170), 전력 측정모듈(190) 및 인터페이스 모듈(210)을 포함한다.

입력단(110)은 스펙트럼 분석 및 전력을 측정하고자 하는 RF 신호(RF1)가 입력되는 포트로서, 입력단(110)을 통해 입력된 RF 신호(RF1)는 분배기(130)로 전송된다.

분배기(130)는 상기 전송된 RF 신호(RF1)를 스펙트럼 분석모듈(150)과 전력 측정모듈(190)에 각각 분배하여 공급하는 역할을 수행한다.

실시 예에 따라 분배기(130)는 하이브리드 커플러(Hybrid Coupler)나 윌킨슨 전력 분배기(Wilkinson Power Divider) 또는 랭 커플러(Lange Coupler) 등으로 구현될 수 있다.

이때 입력단(110)을 통해 입력된 RF 신호(RF1)와 분배기(130)로부터 분배되어 출력되는 RF 신호들(RF2, RF3)은 서로 동일한 주파수 스펙트럼 특성 및 동일한 전력 레벨을 갖는다.

스펙트럼 분석모듈(150)은 분배기(130)로부터 분배되어 공급된 RF 신호(RF2)의 주파수 스펙트럼을 분석하는 기능을 수행한다.

상기 RF 신호(RF2)의 주파수 스펙트럼을 분석하기 위해, 스펙트럼 분석모듈(150)은 RF 부(151) 및 프로세싱부(152)를 포함할 수 있다.

RF부(151)는 주파수 하향변환을 위한 다운 컨버터(Down Converter, 153)와 국부 발진기(Local Oscillator, 155) 및 주파수 레벨을 조정하기 위한 레벨 조정기(Level Controller, 157)를 포함할 수 있다.

프로세싱부(152)는 FFT(Fast Fourier Transform) 알고리즘, 즉 시간 영역 입력신호를 샘플링한 이산 입력신호에 대하여 수학적 변환 과정을 통해 주파수 스텍트럼의 분석을 수행하며, 이를 위한 A/D 컨버터(159) 및 DSP(Digital Signal Processor, 161)를 포함할 수 있다.

즉, 스펙트럼 분석모듈(150)은 주파수 하향 변환, 레벨 조정 등의 과정을 통하여 상기 분배기(130)로부터 전송된 RF 신호(RF2)의 주파수 스펙트럼을 분석하고, 상기 분석된 데이터(D1)를 제어반 모듈(170)로 전송한다.

한편, 전력 측정모듈(190)은 분배기(130)로부터 분배되어 공급된 RF 신호(RF3)의 전력을 측정하는 기능을 수행한다.

실시 예에 따라 전력 측정모듈(190)은 상기 분배기(130)로부터 전송된 RF 신호(RF2)의 전력을 측정하기 위한 RF 전력 검출기(RF Power Detector, 193) 및 상기 RF 전력 검출기(193)로부터 측정한 전력 레벨에 상응하는 DC 전압을 출력하는 전력 센서(Power Sensor, 195)를 포함할 수 있다.

전력 측정모듈(190)은 측정된 상기 RF 신호(RF3)의 전력 값에 대한 데이터(D2)를 제어반 모듈(170)로 전송한다.

제어반 모듈(170)은 스펙트럼 분석모듈(150)과 전력 측정모듈(190)로부터 각각 전송된 측정 데이터들(D1, D2)을 수집하여 저장하고, 외부 디바이스(300)를 통해 스펙트럼 분석모듈 (150) 및 전력 측정모듈(190)을 제어한다.

또한 제어반 모듈(170)은 스펙트럼 분석모듈(150)과 전력 측정모듈(190)로 DC 구동 전원을 공급하고, 상기 분석된 분석 데이터(D3)를 인터페이스 모듈(210)로 전송한다.

인터페이스 모듈(210)은 제어반 모듈(170)에서 전송된 분석 데이터(D3)를 외부 디바이스(300)로 전달하는 역할을 수행하며, 외부 디바이스(300)은 인터페이스 모듈(210)로부터 전송된 분석 데이터(D3)에 기초하여 입력된 RF 신호(RF1)에 대한 주파수 스펙트럼 및 전력 레벨을 디스플레이한다.

실시 예에 따라 인터페이스 모듈(210)은 USB인터페이스를 구비할 수 있다.

또한 실시 예에 따라 상기 외부 디바이스(300)는 노트북(Laptop Computer), 태블릿 컴퓨터(Tablet Computer), PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player) 또는 스마트 폰(Smart Phone) 과 같은 디바이스로 구현될 수 있다.

한편, 인터페이스 모듈(210)은 외부 디바이스(300)로부터 DC 구동 전원을 공급받고 상기 공급된 DC 구동전원을 다시 제어반 모듈(170)로 전달할 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이 제어반 모듈(170)은 스펙트럼 분석모듈(150)과 전력 측정모듈(190)로 DC 구동 전원을 공급한다.

그리고 인터페이스 모듈(210)은 외부 디바이스(300)로부터 DC 구동 전원을 공급받아 이를 제어반 모듈(170)로 공급할 수 있으므로, 전체적으로 보았을 때 통합 계측 장치(10)는 외부 디바이스(300)로부터 공급된 DC 전원에 의하여 구동될 수 있는 구성을 갖는다.

결국 본 발명의 실시 예에 따르는 통합 계측 장치(10)는 RF 신호(RF1)를 분배기(130)를 통해 스펙트럼 분석모듈(150)과 전력 측정모듈(190)에 각각 공급하고, 스펙트럼 분석모듈(150)은 RF 신호(RF2)의 주파수 스펙트럼을 분석(D1)하고 전력 측정모듈(190)은 RF 신호(RF3)의 전력 레벨을 측정(D2)한다. 상기 측정된 데이터(D1, D2)는 제어반 모듈(170)에서 신호처리(D3)되어 인터페이스 모듈(210)을 통해 외부 디바이스(300)에 디스플레이 된다.

따라서 본 발명은 RF 신호의 스펙트럼분석 기능과 전력측정 기능을 동시에 수행하여 정확한 측정 및 측정시간을 최소화할 수 있고, 또한 외부 노트북 PC와 인터페이스를 통해서 소형화, 경량화 구현이 가능하여 운용자의 운용 편의성을 극대화할 수 있으며, 스펙트럼 분석기와 전력 측정기를 통합형으로 구현하여 장비 구현 및 제작 비용을 크게 절감할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10 : 통합 계측 장치
110: 입력단
130: 분배기
150: 스펙트럼 분석모듈
151: RF 부
152: 프로세싱부
153: 다운 컨버터
155: 국부 발진기
157: 레벨 조정기
159: A/D 컨버터
161: DSP
170: 제어반 모듈
190: 전력 측정모듈
193: RF 전력 검출기
195: 전력 센서
210: 인터페이스 모듈
300: 외부 디바이스

Claims (5)

1. 입력단으로부터 공급된 제1 RF 신호를 제2 RF 신호 및 제3 RF 신호로 분배하여 출력하는 분배기;
   상기 분배기로부터 출력된 제2 RF 신호의 주파수 스펙트럼을 분석하고 상기 분석된 결과를 출력하는 스펙트럼 분석 모듈;
   상기 분배기로부터 출력된 제3 RF 신호의 전력 레벨을 측정하고 상기 측정된 결과를 출력하는 전력 측정 모듈; 및
   상기 스펙트럼 분석 모듈 및 상기 전력 측정 모듈로 구동 DC 전원을 공급하고, 상기 스펙트럼 분석 모듈과 상기 전력 측정 모듈에서 각각 출력된 결과를 수집하여 분석 데이터로 출력하는 제어반 모듈;을 포함하는 RF 신호 스펙트럼 분석 및 전력 측정을 위한 통합 계측 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 제1 RF 신호, 제2 RF 신호 및 제3 RF 신호는 서로 동일한 주파수 스펙트럼 특성 및 동일한 전력 레벨을 갖는 RF 신호 스펙트럼 분석 및 전력 측정을 위한 통합 계측 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 RF 신호 스펙트럼 분석 및 전력 측정을 위한 통합 계측 장치는,
   상기 제어반 모듈으로부터 출력된 분석 데이터를 외부 디바이스로 전달하기 위한 인터페이스 모듈을 더 포함하는 RF 신호 스펙트럼 분석 및 전력 측정을 위한 통합 계측 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 인터페이스 모듈은,
   상기 외부 디바이스로부터 공급되는 DC 구동 전원을 상기 제어반 모듈로 공급하는 RF 신호 스펙트럼 분석 및 전력 측정을 위한 통합 계측 장치.
5. 제3항에 있어서, 상기 인터페이스 모듈은 USB인터페이스를 포함하며,
   상기 외부 디바이스는 노트북, 태블릿 컴퓨터, PDA, PMP 또는 스마트 폰 중 어느 하나인 RF 신호 스펙트럼 분석 및 전력 측정을 위한 통합 계측 장치.

Images