KR20160005727A

KR20160005727A - 벡터 네트워크 파워 미터

Info

Publication number: KR20160005727A
Application number: KR1020157034005A
Authority: KR
Inventors: 크리스토퍼 지오멕; 스테판 자힘
Original assignee: 라이트포인트 코포레이션
Priority date: 2013-05-06
Filing date: 2014-05-06
Publication date: 2016-01-15
Also published as: US9720023B2; TW201518736A; CN105190324A; TWI627417B; US20140327429A1; WO2014182669A1

Abstract

파워 미터의 기능과 벡터 네트워크 분석기(VNA)의 기능을 조합한 반사계에 기초하여 새로운 토폴로지를 이용하는 새로운 클래스의 전자 테스트 기기로서 벡터 네트워크 파워 미터(VNPM)를 구현하는 시스템 및 방법. VNPM은 병렬 및 동시 측정 기능, 인서킷(in-circuit) 연산, 및 상호 연결 배선의 교정을 제거함으로써 정확도와 반복성을 개선하는 것을 포함하는 2개의 기존 클래스의 테스트 설비의 애플리케이션 제한을 극복한다. 또한, 제한없이 자신의 주파수 범위를 확장시키면서 상관기의 크기 및 복잡도를 감소시키는 반사계 용 상관기의 대안의 구현이 제공된다.

Description

벡터 네트워크 파워 미터{VECTOR NETWORK POWER METER}

<관련 출원>

본 출원은 2014년 5월 6일 출원된 "벡터 네트워크 파워 미터"라는 제하의 미국특허출원 번호 제14/270,672호, 및 2013년 5월 6일 출원된 "벡터 네트워크 파워 미터"라는 제하의 미국특허가출원 번호 제 61/820,085, 및 2013년 7월 20일 출원된 "주파수 변환 아키텍처"라는 제하의 미국특허가출원 번호 제 61/856,659에 대한 우선권과 그 효익을 주장하며, 이들은 참조에 의해 본원에 통합된다.

본 발명은 전자 테스트 장비에 관한 것으로, 특히, 벡터 네트워크 분석기(VNA)의 기능과 벡터 네트워크 파워 미터의 기능을 결합하고 특히 무선 주파수(RF) 테스트 애플리케이션에 유용한 새로운 클래스의 전자 테스트 장비로서의 벡터 네트워크 파워 미터(VNPM)에 관한 것이다. 본 발명은 또한 주파수 변환 아키텍처에 관한 것으로, 특히, 넓은 주파수 범위의 신호 상관 네트워크에 대해 제공된 주파수 변환 아키텍처에 관한 것이다..

파워 미터는 신호 수신기로서 동작하며, 피시험장치(DUT)의 하나 이상의 출력 포트에 부착된 파워 미터 장비(들)을 가지고 전력 레벨 측정을 수행한다. 종래 파워 미터는 DUT와 파워 미터 사이의 연결에서의 미스매치 또는 신호 반사에 기인한 측정 부정확도를 가져온다. 또한, 종래 파워 미터는 측정 신호에 대한 엔드포인트 또는 로드로서 기능하고 결과적으로 DUT 출력 신호에 대해 동시 또는 병렬 측정을 허용하지 않는다.

VNA는 산란계수(scattering parameter)(S-파라미터)라고도 하는 투과(transmission) 또는 반사의 크기 및 위상 측정을 수행하는 신호 소스 및 신호 수신기로서 동작한다. S-파라미터의 측정은 현재 DUT의 하나 이상의 입력 또는 출력 포트에 부착된 VNA 장비를 가지고 수행된다. 기존 VNA는 VNA가 교정되고 외부 배선으로 DUT에 연결되는 제어 테스트 설정에서의 S-파라미터를 연산한다. 그 외부 배선의 효과는 개별 단계로서 교정되어야만 한다. 이러한 전기 배선의 길이의 온도관련 변화와 같은 관련 드리프트 현상은 VNA 측정 정확도에 영향을 미칠 수 있다. 또한, VNA는 DUT 신호에 대한 다른 동시 측정을 허용하지 않는 제어 테스트 설정에서의 S 파라미터 측정을 수행한다.

또한, 상관기(correlator) 네트워크는 두 개의 신호들의 상대적인 진폭, 상대적인 위상, 또는 복소 비(complex ratio)를 측정하는 마이크로웨이브 신호 처리에 사용된다. 특히, 6 포트, 또는 n-포트, 반사계는 자신의 신호 처리의 일부로서 이러한 상관기를 포함한다. 상관기 네트워크의 일반적인 구현은 기본적인 마이크로파 측정 주파수에서 필요한 신호 처리를 수행하기 위해, 직교 커플러와 같은 튜닝된 마이크로파 엘리먼트를 이용한다. 이러한 튜닝된 마이크로파 엘리먼트는 주파수 범위에 고유하게 한정되지 않고, 처리되고 있는 마이크로파 신호의 파장과 크기에 있어서 상응한다.

본 발명에 따르면, 파워 미터의 기능을 벡터 네트워크 분석기(VNA)의 기능과 결합한 반사계에 기초하여 신규 토폴로지(novel topology)를 이용하는 새로운 클래스의 전자 테스트 장비로서 벡터 네트워크 파워 미터(VNPM)를 구현하는 시스템 및 방법이 제공된다. VNPM은 병렬 및 동시 측정 기능, 인서킷(in-circuit) 연산, 및 상호 연결 배선의 교정을 제거함으로써 정확도와 반복성을 개선하는 것을 포함하는 2개의 기존 클래스의 테스트 장비의 애플리케이션 제한을 극복한다. 또한 제한없이 자신의 주파수 범위를 확장하면서 상관기의 크기 및 복잡성을 감소시키는 반사계용 상관기의 대안의 실시예가 제공된다.

본 발명의 하나의 실시예에 따르면, 무선 주파수(RF) 벡터(vectorial) 신호 측정 시스템은:

소스 신호를 수신하고, 로드로 상기 소스 신호에 연관된 입사 신호를 전달하고 상기 로드로부터 반사 신호를 수신하고, 및 상기 입사 신호, 상기 반사 신호, 및 상기 입사 신호와 상기 반사 신호의 하나 이상의 조합에 연관된 복수의 측정 신호를 제공하는 복수의 신호 포트를 구비하는 반사계 회로; 및

상기 반사계 회로에 결합되고 상기 복수의 측정 신호의 각각의 크기를 나타내는 복수의 변환 신호를 제공함으로써 상기 복수의 측정 신호의 적어도 일부에 응답하는 변환 회로;

를 포함한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 무선 주파수(RF) 벡터 신호 측정을 수행하는 방법은:

반사계 회로의 복수의 신호 포트 중 하나의 신호 포트를 통해 소스 신호를 수신하는 단계;

상기 반사계 회로의 상기 복수의 신호 포트 중 또다른 신호 포트를 통해 상기 소스 신호에 연관된 입사 신호를 로드로 제공하는 단계;

상기 반사계 회로의 상기 복수의 신호 포트 중 상기 또다른 신호 포트를 통해 상기 로드로부터 반사 신호를 수신하는 단계;

상기 반사계 회로의 상기 복수의 신호 포트 중 추가적인 신호 포트를 통해 상기 입사 신호, 상기 반사 신호, 및 상기 입사 신호와 상기 반사 신호의 하나 이상의 조합에 연관된 복수의 측정 신호를 제공하는 단계; 및

상기 복수의 측정 신호의 각각의 크기를 나타내는 복수의 변환 신호로 상기 복수의 측정 신호 중 적어도 일부를 변환시키는 단계;

를 포함한다.

본 발명의 또다른 실시예에 따르면, 무선 주파수(RF) 벡터 신호 측정 시스템은:

소스 신호를 수신하고, 상기 소스 신호에 연관된 입사 신호를 로드로 제공하고, 상기 로드로부터 반사 신호를 수신하고, 및 상기 입사 신호, 상기 반사 신호, 및 상기 입사 신호와 상기 반사 신호의 하나 이상의 조합에 연관된 복수의 측정 신호를 제공하는 반사계 수단; 및

상기 복수의 측정 신호의 각각의 크기를 나타내는 복수의 변환 신호를 제공함으로써 상기 복수의 측정 신호 중 적어도 일부에 응답하는 변환 수단;

을 포함한다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 VNPM의 토폴로지를 도시한다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 VNPM의 구현을 도시한다.
도 3은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 파워 미터로서 사용된 VNPM를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 멀티 포트 VNA로서 사용된 VNPM를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 결합 파워 미터 및 VNA로서 VNPM 사용 인서킷을 도시한다.
도 6은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 실수 값 IF 신호를 이용하는 7개 포트의 반사계 시스템의 개략도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 복소수 값 IF 신호를 이용하는 7개 포트의 반사계 시스템의 개략도를 도시한다.

하기의 상세한 설명은 첨부도면을 참조한 본 발명의 예시적인 실시예이다. 이러한 설명은 본 발명의 범위에 대하여 예시하는 것을 의도하며 한정을 의도하지 않는다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 충분히 상세히 설명되며, 본 발명의 취지 또는 범위를 벗어나지 않고서 일부 변형을 하여 다른 실시예가 실시될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

문맥으로부터 명시적으로 반대로 지시하지 않는다면 본 명세서 전체에서, 기술된 바와 같은 개별 회로 엘리먼트는 단수이거나 복수일 수 있다는 것이 이해될 것이다. 예를 들면, "circuit" 및 "circuitry"와 같은 용어들은 단일한 컴포넌트 또는 복수의 컴포넌트 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 이는 능동 및/또는 수동이고, 연결되거나 또는 그렇지 않으면 함께 결합되어(예를 들면 하나 이상의 집적회로 칩으로서) 기술된 기능을 제공한다. 추가로, "신호"라는 용어는 하나 이상의 전류, 하나 이상의 전압 또는 데이터 신호를 가리킨다. 도면 내에서, 유사하거나 연관된 엘리먼트들은 유사하거나 연관된 문자, 숫자 또는 문자숫자 지시어를 가질 것이다. 추가로, 본 발명은 이산 전자 회로(바람직하게는 하나 이상의 집적회로 칩의 형태로 된)를 이용하는 실시의 측면에서 개시되었지만, 신호 주파수 또는 처리될 데이터 속도에 따라 이러한 회로의 임의의 부분의 기능은 대안적으로 하나 이상의 적절하게 프로그래밍된 프로세서를 이용하여 구현될 수 있다. 추가로, 도면이 다양한 실시예의 기능 블록도의 다이어그램을 예시하는 정도로, 기능 블록은 필수적으로 하드웨어 회로 사이의 분할을 지시하지는 않는다.

도 1을 참조하면, 예시적인 실시예에 따라, VNPM 중 하나의 기본 블록 다이어그램 토폴로지는: 외부 테스트 신호 및 신호 처리에 이용되는 하나 이상의 내부 신호에 연결하기 위한 입출력 포트를 구비하는 반사계; 상기 내부 반사계 신호를 측정하기 위한 하나 이상의 파워 검출기; 출력 교정 또는 테스트 신호를 생성하는 데에 이용되는 RF 소스; 측정, 오류 보정 및 스케일링과 같은 연산을 수행하는 데에 이용되는 신호 처리 블록; 및 외부 컴퓨터 또는 휴먼 인터페이스 장치로의/외부 컴퓨터 또는 휴먼 인터페이스 장치로부터의 명령 및 데이터 정보를 송신하는 데에 이용되는 인터페이스 블록;을 포함한다.

도 2를 참조하면, 예시적인 실시예에 따라, 도 1의 기본 토폴로지에 기초하여 VNPM의 보다 구체적인 구현은 로그 크기(logarithmic magnitude) 검출기에서 처리되고, 그런다음 아날로그-투-디지털 컨버터(ADC)에서 디지털 데이터로 변환되는 4개의 출력 신호(a, b, a+b, a+jb)를 생성하기 위한 6포트 반사계를 이용한다. 6포트 반사계 네트워크에 의해 생성된 4개의 신호는 교정, 오류 보정 및 기타 공지된 신호 처리 기술을 이용하여 반사계를 통해 전파하는 입사 및 반사 파의 크기와 위상의 연산을 가능하게 한다. 본 구현에서, 이들 신호 처리 기능은 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 내에서의 디지털 신호 처리 기능에 의해 수행된다. 제어 및 데이터 인터페이스는 USB(Universal Serial Bus) 인터페이스를 이용하여 제공된다. 신디사이저 블록은 원하는 주파수와 테스트 또는 교정을 위한 파워 레벨을 가진 로컬 신호를 생성하는 RF 신호 소스를 제공한다.

성능 최적화를 위해, VNPM은 또한 펄싱된 신호를 위한 인벨로프 트리거, 온도 모니터링 및 보상, 주파수 종속 교정 테이블(예를 들면, 휘발성 또는 비휘발성 메모리 내의), 외부 트리거 입력 및/또는 출력 연결, 또는 다중-VNPM S-파라미터 위상 측정을 위한 위상 또는 시간 참조 신호 연결과 같은 추가 기능을 포함한다.

도 3-5를 참조하면, VNPM을 위한 예시적인 애플리케이션(무엇보다도)은 파워 미터(도 3)로서의 사용, 다중-포트 VNA로서의 사용(도 4), 및 인서킷 조합 파워 미터 및 VNA(도 5)로서의 사용을 포함한다는 것을 상기의 논의로부터 용이하게 이해할 것이다.

도 3을 참조하면, 파워 미터 애플리케이션에서, VNPM은 DUT로부터의 출력 신호의 파워 레벨을 모니터링 및 측정한다. 로드는 VNPM의 제2 포트 상에 위치되어 RF 신호를 흡수한다. 6포트 반사계 네트워크 교정과 호환하는 오류 보정 기술은 로드에서의 커플러 방향성과 신호 반사(예를 들면, 임피던스 미스매치에 기인한)에 대해 보정하도록 사용될 수 있다.

도 4를 참조하면, 다중 포트 VNA 애플리케이션에서, 하나 이상의 VNPM은 DUT 상의 하나 이상의 테스트 포트(예를 들면 2개의 이러한 포트 연결)에 연결된다. 각각의 VNPM 상에서, 기기 상(on-instrument) 신호 소스는 테스트 신호 소스로서 VNPM의 제1 포트로 루프백된다. VNPM 토폴로지는 제2 포트 커넥터에서의 VNA S-파라미터 측정을 위한 교정 평면을 가능하게 하여, 상호연결 배선을 제거하고 공장전수 교정(factory calibration)이 대부분의 애플리케이션에서 사용되도록 한다. 풀 벡터 반사 측정(크기 및 위상)이 각각의 포트에서 수행될 수 있다. 임의의 하나의 포트로부터 다른 포트로의 스칼라 전송 측정(크기만)가 수행될 수 있다. 임의의 하나의 포트로부터 다른 포트로의 풀 벡터 전송 측정(크기 및 위상)이 위상 참조 신호를 각각의 VNPM으로 분배함으로써 수행될 수 있다.

도 5를 참조하면, 인서킷 애플리케이션에서, VNPM은 파워 미터 및 VNA 모두로서 기능한다. 본 애플리케이션에서, VNPM은 자신의 기기 상(예를 들면, 내부) 신호 소스를 이용하지 않지만, 대신에 병렬로 다른 측정 또는 테스트를 수행하는 기타 테스트 설비에 의해 적용되는 테스트 신호를 수동적으로 모니터링한다. 파워 측정은 연속파(CW) 신호, 펄스 신호, 단일 주파수 신호, 변조 신호 또는 멀티 톤 신호와 같은 임의의 유형의 신호에 대해 이루어질 수 있다. 풀 벡터 VNA S-파라미터 측정(크기 및 위상)이 멀티 포트 VNA 측정에 대해 앞서 기술된 동일한 기술들을 이용하여 CW 단일 주파수 신호에 대해 이루어질 수 있다. VNPM이 테스트 신호를 생성하지 않는 본 상황에서, 오류 보정에 사용되는 신호 주파수는 명령 인터페이스를 통해 입력될 수 있다.

상술한 논의에 기초하여, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 VNPM은 이롭게도 다수의 특징과 기능을 가능하게 한다. 예를 들면, 반사계에 기초한 단일 기기로 파워 미터와 벡터 네트워크 분석기 측정 기능을 결합시킨 전자 테스트 기기가 제공된다. 이러한 결합 기기의 기능은 2개의 상이한 클래스의 측정을 병렬로 수행함으로써 테스트 시간을 감소시키고, 2개 클래스의 기기를 하나로 결합시킴으로써 테스트 설비 비용을 절감한다. 새로운 반사계 토폴로지는 교정이 필요하고 측정 불확실성을 가져오는 테스트 포인트 또는 외부 배선 없이 실제 회로, 시스템 또는 장치 내에서의 인서킷 벡터 네트워크 측정을 가능하게 한다. 이러한 인서킷 측정 기능은 DUT 내에 기기가 위치될 수 있도록 하여, 테스트 설정 및 조정 요구조건을 간력화시키고, 보다 정확한 측정을 제공한다. 이러한 인서킷 측정 기능은 또한 기기를 로드 보드 또는 프로브 카드와 같은 테스트 픽스처 상으로 배치함으로써 자동 테스트 애플리케이션 동안 파워 미터 및 VNA 측정을 위해 DUT에 기기가 위치될 수 있도록 할 뿐만 아니라, 회로 내에서 전파하는 반사 신호 대 입사 신호에 대해서 분리 및 보정을 함으로써 보다 정확한 파워 측정을 제공한다.

추가로, 이러한 기기에 대해 미스매치 오류 보정을 적용함으로써 종래 파워 미터로 경험하는 것 이외의 것으로, 로드로부터의 신호 반사에 의해 야기되는 오류를 무효화시키는 더 높은 정확도의 파워 측정을 가능하게 한다. 또한, 원격 VNA 측정 기능은 종래 VAN로 요구되는 것 이외의 것으로, 교정된 케이블의 끝단에서 있는 것 대신에 기기 연결에서의 S-파라미터 측정을 위한 조정 평면을 제공하도록 기기가 DUT에 위치될 수 있도록 한다. 원격 VNA 측정 기능은, 공장잔수 교정이 상호연결 케이블의 제거에 기인하여 대부분의 애플리케이션에 사용될 수 있고 또한 케이블의 전기 길이에서의 온도 변화와 같은 상호연결 배선에 의해 유도되는 불확실성을 제거할 수 있기 때문에, 기기를 위한 교정 프로세스가 삭제되거나 또는 매우 간소화될 수 있다.

VNA S-파라미터 측정을 위한 CW 및 펄스 신호 모드 모두에서 동작하는 기기의 기능이 더 가능하다. 펄스 모드 동작에 연관된 성능 변화를 가질 수 있는 DUT에 대해, 실제 펄싱된 사용의 경우에 VNA S-파라미터 측정을 하기 위한 이러한 기능은 DUT S-파라미터의 보다 실질적이고 정확한 측정을 제공할 수 있다. 또한, 개별 외부 테스트 신호 소스를 이용함으로써 수동적인 모니터링 기기로서 S-파라미터 측정을 하는 기기의 기능이 더 가능해진다.

도 6을 참조하면, 예시적인 실시예에 따라, 7포트 반사계 시스템이 신호 소스와 DUT 사이에서 흐르는 전후방 이동 파를 샘플링하는 커플러(2)를 통해 신호 소스(1)와 DUT(3)에 연결된다. 웨이브 샘플(a, b)은 신호 처리를 위해 상관기 네트워크(4)에 적용된다.(용이하게 이해되는 바와 같이, 본 논의는 7포트 반사계에 한정되는 것이 아니고, 임의의 마이크로파 상관기 기능에 적용가능하다.)

본 상관기(4)의 이러한 예시적인 구현은 일관적으로 기본 웨이브 샘플(a, b)을 종래 중간 주파수(IF)에서 로컬 오실레이터(6)를 이용하여 실수값 신호로 변환 시킨다. 코히런트 변환은 로컬 오실레이터(6)의 동위상(I) 및 직각 위상(Q) 버전으로 수행되어, 신호 소스(1)와 로컬 오실레이터(6) 주파수의 합 및 차이에서 샘플링된 파의 동위상(I) 및 직각 위상 모두의 버전을 산출한다. 이미지 필터(7)는 IF 신호의 원하지 않는 차이 또는 합의 주파수 컴포넌트를 억제하고, 원하는 IF에서의 샘플링된 파의 신호(a', b',ja',jb')의 주파수 및 위상 전이 복제물을 가져온다.

신호 결합기(8)는 상관기 프로세스에 의해 요구되는 샘플링된 파 복제의 벡터 추가를 수행한다, 상관기 출력 신호의 진폭은 파워 검출기(9)에 의해 진폭에서 측정되고, 파 샘플(a, b)의 원하는 함수를 연산하도록 이용될 수 있다.

도 7을 참조하면, 예시적인 실시예에 따라, 7포트 반사계 시스템이 신호 소스와 DUT 사이를 흐르는 전방 및 후방 이동 파를 샘플링하는 커플러(2)를 통해 신호 소스(1)와 DUT(3)에 연결된다. 파 샘플(a, b)은 신호 처리를 위해 상관기 네트워크(4)에 적용된다.(용이하게 이해되는 바와 같이, 본 논의는 7포트 반사계에 한정되지 않고, 임의의 마이크로파 상관기 기능에 적용가능하다.)

본 상관기(4)의 이러한 예시적인 구현은 기본파 샘플(a, b)을 로컬 오실레이터(6)를 이용하여 편리한 중간 주파수(IF)에서의 복소수값 신호로 일관적으로 변환한다(5). 코히런트 변환은 로컬 오실레이터(6)에 의해 구동되는 허상 제거(image rejecting) 믹서로 수행되어, 신호 소스(1) 및 로컬 오실레이터(6) 주파수의 합 또는 차이 중 어느 하나에서의 샘플링된 파(a', b')의 복소수값 버전을 산출한다.

이러한 접근 방식은 IF 신호의 원하지 않는 차이 또는 합의 주파수 컴포넌트를 억제하여, 원하는 IF에서의 웨이브 샘플의 단측파대 복제물을 가져온다.

복소수 위상 시프터(7)와 신호 결합기(8)는 상관기 프로세스에 의해 요구되는 샘플링된 웨이브 복제물의 벡터 추가를 수행한다. 상관기 출력 신호의 진폭은 파워 검출기(9)에 의해 진폭에서 측정되고, 웨이브 샘플(a, b)의 원하는 함수를 연산하기 위해 사용될 수 있다.

본 발명의 동작의 구조 및 방법에서의 다양한 기타 변형 및 변경은 본 발명의 범위 및 취지를 벗어나지 않고 당업자에게 명확할 것이다. 본 발명이 특정한 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 본 발명은 이러한 특정한 실시예에 과도하게 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 하기의 청구 범위는 본 발명의 범위를 정의하고, 하기의 특허 청구범위 및 그 등가물의 범위 내에서의 구조 및 방법이 그에 의해 커버되는 것으로 의도된다.

Claims

무선 주파수(RF) 벡터(vectorial) 신호 측정 시스템으로서:
소스 신호를 수신하고, 로드로 상기 소스 신호에 연관된 입사 신호를 전달하고 상기 로드로부터 반사 신호를 수신하고, 및 상기 입사 신호, 상기 반사 신호, 및 상기 입사 신호와 상기 반사 신호의 하나 이상의 조합에 연관된 복수의 측정 신호를 제공하는 복수의 신호 포트를 구비하는 반사계 회로; 및
상기 반사계 회로에 결합되고, 상기 복수의 측정 신호의 각각의 크기를 나타내는 복수의 변환 신호를 제공함으로써 상기 복수의 측정 신호의 적어도 일부에 응답하는 변환 회로;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터(vectorial) 신호 측정 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 신호 포트는
상기 소스 신호를 수신하는 소스 신호 포트,
상기 입사 신호를 상기 로드로 전달하고 상기 로드로부터 상기 반사 신호를 수신하는 로드 신호 포트,
상기 입사 신호에 연관된 제1 측정 신호를 제공하는 제1 신호 포트,
상기 반사 신호에 연관된 제2 측정 신호를 제공하는 제2 신호 포트,
상기 입사 신호와 상기 반사 신호의 합에 연관된 제3 측정 신호를 제공하는 제3 신호 포트, 및
상기 입사 신호와 상기 반사 신호의 또다른 합에 연관된 제4 측정 신호를 제공하는 제4 신호 포트,
를 포함하고,
상기 변환 회로는 각각 상기 제1 측정 신호, 제2 측정 신호, 제3 측정 신호, 및 제4 측정 신호의 제1 크기, 제2 크기, 제3 크기, 및 제4 크기를 나타내는 적어도 제1 변환 신호, 제2 변환 신호, 제3 변환 신호 및 제4 변환 신호를 제공함으로써 적어도 상기 제1 측정 신호, 제2 측정 신호, 제3 측정 신호 및 제4 측정 신호에 응답하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터(vectorial) 신호 측정 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 제3 측정 신호는 상기 입사 신호와 상기 반사 신호의 합을 포함하고; 및
상기 제4 측정 신호는 상기 반사 신호에 대응하고 직교하는 신호와 상기 입사 신호의 합을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터(vectorial) 신호 측정 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 제3 측정 신호는 상기 입사 신호와 상기 반사 신호의 합을 포함하고; 및
상기 제4 측정 신호는 상기 입사 신호에 대응하고 직교하는 신호와 상기 반사 신호의 합을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터(vectorial) 신호 측정 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 제3 측정 신호는 상기 제1 측정 신호와 상기 제2 측정 신호의 합을 포함하고; 및
상기 제4 측정 신호는 상기 제2 측정 신호에 대응하고 직교하는 신호와 상기 제1 측정 신호의 합을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터(vectorial) 신호 측정 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 제3 측정 신호는 상기 제1 측정 신호와 상기 제2 측정 신호의 합을 포함하고; 및
상기 제4 측정 신호는 상기 제1 측정 신호에 대응하고 직교하는 신호와 상기 제2 측정 신호의 합을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터(vectorial) 신호 측정 시스템.
제2 항에 있어서, 상기 반사계 회로는:
상기 입사 신호보다 더 낮은 주파수를 갖고 상기 입사 신호에 대응하는 적어도 상기 제1 측정 신호를 제공함으로써 로컬 RF 신호와 상기 입사 신호에 응답하는 제1 주파수 변환 회로; 및
상기 반사 신호보다 더 낮은 주파수를 갖고 상기 반사 신호에 대응하는 적어도 상기 제2 측정 신호를 제공함으로써 상기 로컬 RF 신호와 상기 반사 신호에 응답하는 제2 주파수 변환 회로;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터(vectorial) 신호 측정 시스템.
제7 항에 있어서, 상기 반사계 회로는:
상기 제1 주파수 변환 회로와 상기 제2 주파수 변환 회로에 결합되고, 상기 제3 측정 신호를 제공함으로써 상기 제1 측정 신호와 상기 제2 측정 신호에 응답하는 제1 신호 결합 회로; 및
상기 제1 주파수 변환 회로와 상기 제2 주파수 변환 회로에 결합되고, 상기 제4 측정 신호를 제공함으로써 상기 적어도 제1 측정 신호의 일부와 상기 적어도 제2 측정 신호의 일부에 응답하는 제2 신호 결합 회로;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터(vectorial) 신호 측정 시스템.
제8 항에 있어서, 상기 반사계 회로는:
상기 입사 신호와 상기 반사 신호의 또다른 합에 여전히 연관되는 제5 측정 신호를 제공하는 제5 신호 포트; 및
상기 제1 주파수 변환 회로와 상기 제2 주파수 변환 회로에 결합되는 제3 신호 결합 회로로서, 상기 제5 측정 신호를 제공함으로써
상기 적어도 제1 측정 신호의 상기 일부 및 상기 적어도 제2 측정 신호의 또다른 일부, 또는
상기 적어도 제1 측정 신호의 또다른 일부 및 상기 적어도 제2 측정 신호의 상기 일부,
에 응답하는 상기 제3 신호 결합 회로;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터(vectorial) 신호 측정 시스템.
제2 항에 있어서, 상기 반사계 회로는:
상기 입사 신호에 대응하고 상기 입사 신호보다 더 낮은 상호 공통 주파수를 가진 대응하는 제1 직교 신호와 상기 제1 측정 신호를 제공함으로써 로컬 RF 신호와 상기 입사 신호에 응답하는 제1 주파수 변환 회로; 및
상기 반사 신호에 대응하고 상기 반사 신호보다 더 낮은 상호 공통 주파수를 가진 대응하는 제2 직교 신호와 상기 제2 측정 신호를 제공함으로써 상기 로컬 RF 신호와 상기 반사 신호에 응답하는 제2 주파수 변환 회로;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터(vectorial) 신호 측정 시스템.
제10 항에 있어서, 상기 반사계 회로는:
상기 제1 주파수 변환 회로와 상기 제2 주파수 변환 회로에 결합되고, 상기 제3 측정 신호를 제공함으로써 상기 제1 측정 신호와 상기 제2 측정 신호에 응답하는 제1 신호 결합 회로; 및
상기 제1 주파수 변환 회로와 상기 제2 주파수 변환 회로에 결합되고, 상기 제4 측정 신호를 제공함으로써 상기 제1 측정 신호와 상기 제2 측정 신호에 응답하는 제2 신호 결합 회로;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터(vectorial) 신호 측정 시스템.
제11 항에 있어서, 상기 반사계 회로는:
상기 입사 신호와 상기 반사 신호의 또다른 합에 여전히 연관되는 제5 측정 신호를 제공하는 제5 신호 포트; 및
상기 제1 주파수 변환 회로와 상기 제2 주파수 변환 회로에 결합되는 제3 신호 결합 회로로서, 상기 제5 측정 신호를 제공함으로써
상기 제1 측정 신호 및 상기 제2 직교 신호, 또는
상기 제1 직교 신호 및 상기 제2 측정 신호,
에 응답하는 상기 제3 신호 결합 회로;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터(vectorial) 신호 측정 시스템.
제2 항에 있어서, 상기 변환 회로는 RF 신호 파워 검출 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터(vectorial) 신호 측정 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 입사 신호의 크기;
상기 입사 신호의 위상;
상기 반사 신호의 크기; 또는
상기 반사 신호의 위상;
중 하나 이상을 나타내는 하나 이상의 데이터 신호를 제공함으로써 상기 제1 변환 신호, 제2 변환 신호, 제3 변환 신호, 및 제4 변환 신호에 응답하고 상기 변환 회로에 결합되는 처리 회로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터(vectorial) 신호 측정 시스템.
제14 항에 있어서, 상기 처리 회로는 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA)를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터(vectorial) 신호 측정 시스템.
제2 항에 있어서,
로컬 RF 신호를 제공하는 RF 신호 소스; 및
처리 회로로서,
상기 입사 신호의 크기,
상기 입사 신호의 위상,
상기 반사 신호의 크기, 또는
상기 반사 신호의 위상,
중 하나 이상을 나타내는 하나 이상의 데이터 신호를 제공함으로써 상기 제1 변환 신호, 제2 변환 신호, 제3 변환 신호, 및 제4 변환 신호에 응답하고, 상기 변환 회로와 상기 RF 신호 소스에 결합되는 상기 처리 회로;
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터(vectorial) 신호 측정 시스템.
제2 항에 있어서, 상기 반사계 회로는 상기 입사 신호와 상기 반사 신호의 또다른 합에 여전히 연관되는 제5 측정 신호를 제공하는 제5 신호 포트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터(vectorial) 신호 측정 시스템.
제17 항에 있어서,
상기 제3 측정 신호는 상기 입사 신호와 상기 반사 신호의 합을 포함하고,
상기 제4 측정 신호는 상기 반사 신호에 대응하고 직교하는 신호와 상기 입사 신호의 합을 포함하고, 및
상기 제5 측정 신호는 상기 입사 신호에 대응하고 직교하는 신호와 상기 반사 신호의 합을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터(vectorial) 신호 측정 시스템.
제17 항에 있어서,
상기 제3 측정 신호는 상기 제1 측정 신호와 상기 제2 측정 신호의 합을 포함하고,
상기 제4 측정 신호는 상기 제2 측정 신호에 대응하고 직교하는 신호와 상기 제1 측정 신호의 합을 포함하고, 및
상기 제5 측정 신호는 상기 제1 측정 신호에 대응하고 직교하는 신호와 상기 제2 측정 신호의 합을 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터(vectorial) 신호 측정 시스템.
무선 주파수 (RF) 벡터 신호 측정을 수행하는 방법으로서:
반사계 회로의 복수의 신호 포트 중 하나의 신호 포트를 통해 소스 신호를 수신하는 단계;
상기 반사계 회로의 상기 복수의 신호 포트 중 또다른 신호 포트를 통해 상기 소스 신호에 연관된 입사 신호를 로드로 제공하는 단계;
상기 반사계 회로의 상기 복수의 신호 포트 중 상기 또다른 신호 포트를 통해 상기 로드로부터 반사 신호를 수신하는 단계;
상기 반사계 회로의 상기 복수의 신호 포트 중 추가적인 신호 포트를 통해 상기 입사 신호, 상기 반사 신호, 및 상기 입사 신호와 상기 반사 신호의 하나 이상의 조합에 연관된 복수의 측정 신호를 제공하는 단계; 및
상기 복수의 측정 신호의 각각의 크기를 나타내는 복수의 변환 신호로 상기 복수의 측정 신호 중 적어도 일부를 변환시키는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 (RF) 벡터 신호 측정을 수행하는 방법.
제20 항에 있어서,
상기 반사계 회로의 상기 복수의 신호 포트는 중 추가적인 신호 포트를 통해, 상기 입사 신호, 상기 반사 신호, 및 상기 입사 신호와 상기 반사 신호의 하나 이상의 조합을 제공하는 상기 단계는:
상기 반사계 회로의 제1 신호 포트를 통해 상기 입사 신호에 연관된 제1 측정 신호를 제공하는 단계;
상기 반사계 회로의 제2 신호 포트를 통해 상기 반사 신호에 연관된 제2 측정 신호를 제공하는 단계;
상기 반사계 회로의 제3 신호 포트를 통해 상기 입사 신호와 상기 반사 신호의 합에 연관된 제3 측정 신호를 제공하는 단계; 및
상기 반사계 회로의 제4 신호 포트를 통해 상기 입사 신호와 상기 반사 신호의 또 다른 합에 연관된 제4 측정 신호를 제공하는 단계;
를 포함하고,
상기 복수의 측정 신호의 각각의 크기를 나타내는 복수의 변환 신호로 상기 복수의 측정 신호 중 적어도 일부를 변환시키는 상기 단계는 각각 상기 제1 측정 신호, 제2 측정 신호, 제3 측정 신호, 및 제4 측정 신호의 제1 크기, 제2 크기, 제3 크기, 및 제4 크기를 나타내는 적어도 제1 변환 신호, 제2 변환 신호, 제3 변환 신호, 및 제4 변환 신호로 적어도 상기 제1 측정 신호, 제2 측정 신호, 제3 측정 신호, 및 제4 측정 신호를 변환시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 (RF) 벡터 신호 측정을 수행하는 방법.
제21 항에 있어서,
상기 제3 측정 신호를 제공하는 단계는 상기 입사 신호와 상기 반사 신호를 조합하는 단계를 포함하고; 및
상기 제4 측정 신호를 제공하는 단계는 상기 반사 신호에 대응하고 직교하는 신호와 상기 입사 신호를 조합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 (RF) 벡터 신호 측정을 수행하는 방법.
제21 항에 있어서,
상기 제3 측정 신호를 제공하는 단계는 상기 입사 신호와 상기 반사 신호를 조합하는 단계를 포함하고; 및
상기 제4 측정 신호를 제공하는 단계는 상기 입사 신호에 대응하고 직교하는 신호와 상기 반사 신호를 조합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 (RF) 벡터 신호 측정을 수행하는 방법.
제21 항에 있어서,
상기 제3 측정 신호를 제공하는 단계는 상기 제1 측정 신호와 상기 제2 측정 신호를 조합하는 단계를 포함하고; 및
상기 제4 측정 신호를 제공하는 단계는 상기 제2 측정 신호에 대응하고 직교하는 신호와 상기 제1 측정 신호를 조합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 (RF) 벡터 신호 측정을 수행하는 방법.
제21 항에 있어서,
상기 제3 측정 신호를 제공하는 단계는 상기 제1 측정 신호와 상기 제2 측정 신호를 조합하는 단계를 포함하고; 및
상기 제4 측정 신호를 제공하는 단계는 상기 제1 측정 신호에 대응하고 직교하는 신호와 상기 제2 측정 신호를 조합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수 (RF) 벡터 신호 측정을 수행하는 방법.
반사계 수단으로서,
소스 신호를 수신하고,
상기 소스 신호에 연관된 입력 신호를 로드로 제공하고,
상기 로드로부터 반사 신호를 수신하고, 및
상기 입사 신호, 상기 반사 신호, 및 상기 입사 신호와 상기 반사 신호의 하나 이상의 조합에 연관된 복수의 측정 신호를 제공하는,
상기 반사계 수단; 및
상기 복수의 측정 신호의 각각의 크기를 나타내는 복수의 변환 신호를 제공함으로써 상기 복수의 측정 신호 중 적어도 일부에 응답하는 변환 수단;
을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터 신호 측정 시스템을 포함하는 장치.
제26 항에 있어서,
상기 반사계 수단은,
상기 입사 신호에 연관된 제1 측정 신호를 제공하고,
상기 반사 신호에 연관된 제2 측정 신호를 제공하고,
상기 입사 신호와 상기 반사 신호의 합에 연관된 제3 측정 신호를 제공하고, 및
상기 입사 신호와 상기 반사 신호의 또다른 합에 연관된 제4 측정 신호를 제공,
함으로써 상기 복수의 측정 신호를 제공하고,
상기 변환 수단은 각각 상기 제1 측정 신호, 제2 측정 신호, 제3 측정 신호, 및 제4 측정 신호의 제1 크기, 제2 크기, 제3 크기, 및 제4 크기를 나타내는 적어도 제1 변환 신호, 제2 변환 신호, 제3 변환 신호, 및 제4 변환 신호를 제공함으로써 적어도 상기 제1 측정 신호, 제2 측정 신호, 제3 측정 신호, 및 제4 측정 신호에 응답하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터 신호 측정 시스템을 포함하는 장치.
제27 항에 있어서,
상기 제3 측정 신호를 제공하는 것은 상기 입사 신호와 상기 반사 신호를 조합하는 것을 포함하고;
상기 제4 측정 신호를 제공하는 것은 상기 반사 신호에 대응하고 직교하는 신호와 상기 입사 신호를 조합하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터 신호 측정 시스템을 포함하는 장치.
제27 항에 있어서,
상기 제3 측정 신호를 제공하는 것은 상기 입사 신호와 상기 반사 신호를 조합하는 것을 포함하고;
상기 제4 측정 신호를 제공하는 것은 상기 입사 신호에 대응하고 직교하는 신호와 상기 반사 신호를 조합하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터 신호 측정 시스템을 포함하는 장치.
제27 항에 있어서,
상기 제3 측정 신호를 제공하는 것은 상기 제1 측정 신호와 상기 제2 측정 신호를 조합하는 것을 포함하고;
상기 제4 측정 신호를 제공하는 것은 상기 제2 측정 신호에 대응하고 직교하는 신호와 상기 제1 측정 신호를 조합하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터 신호 측정 시스템을 포함하는 장치.
제27 항에 있어서,
상기 제3 측정 신호를 제공하는 것은 상기 제1 측정 신호와 상기 제2 측정 신호를 조합하는 것을 포함하고;
상기 제4 측정 신호를 제공하는 것은 상기 제1 측정 신호에 대응하고 직교하는 신호와 상기 제2 신호를 조합하는 것을 구비하는 것을 특징으로 하는 무선 주파수(RF) 벡터 신호 측정 시스템을 포함하는 장치.