KR20200081063A - 무선 통신 시스템에서 rf 집적 회로를 테스트하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 개시(disclosure)는 LTE(Long Term Evolution)와 같은 4G(4th generation) 통신 시스템 이후 보다 높은 데이터 전송률을 지원하기 위한 5G(5th generation) 또는 pre-5G 통신 시스템에 관련된 것이다. 본 개시(disclosure)의 전자 장치의 동작 방법은, RFIC(radio frequency integrated circuit)의 복수의 RF 체인들과 컴바이너들로 동작 가능한 구성 요소들의 연결 상태를 확인하는 과정과, 상기 복수의 RF 체인들에서 RF 신호들을 출력하도록 제어하는 과정과, 상기 컴바이너들을 통하여, 상기 RF 신호들을 결합함으로써 통합 신호를 획득하는 과정과, 상기 통합 신호에 기반하여 상기 RFIC에 대한 품질 지표를 결정하는 과정을 포함할 수 있다.
Description
본 개시(disclosure)는 일반적으로 무선 통신 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로 무선 통신 시스템에서 RF(radio frequency) 집적 회로(integrated circuit, IC)(이하, RFIC)를 테스트하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
4G(4th generation) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔형성(analog beam-forming), 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
또한 시스템의 네트워크 개선을 위해, 5G 통신 시스템에서는 진화된 소형 셀, 개선된 소형 셀(advanced small cell), 클라우드 무선 액세스 네트워크(cloud radio access network, cloud RAN), 초고밀도 네트워크(ultra-dense network), 기기 간 통신(Device to Device communication, D2D), 무선 백홀(wireless backhaul), 이동 네트워크(moving network), 협력 통신(cooperative communication), CoMP(Coordinated Multi-Points), 및 수신 간섭제거(interference cancellation) 등의 기술 개발이 이루어지고 있다.
이 밖에도, 5G 시스템에서는 진보된 코딩 변조(Advanced Coding Modulation, ACM) 방식인 FQAM(Hybrid Frequency Shift Keying and Quadrature Amplitude Modulation) 및 SWSC(Sliding Window Superposition Coding)과, 진보된 접속 기술인 FBMC(Filter Bank Multi Carrier), NOMA(Non Orthogonal Multiple Access), 및 SCMA(Sparse Code Multiple Access) 등이 개발되고 있다.
전자 장치의 제조 단계에서, 전자 장치 내 RF(radio frequency) 집적 회로(integrated circuit, IC)(이하, RFIC)의 성능을 테스트할 필요가 있다. RFIC 및 안테나를 이용하여 방사되는 신호의 측정을 통해 성능을 확인하게 되면, 성능에 대한 문제 발생 시, 해당 문제의 원인이 RFIC 인지 안테나인지 정확히 알 수 없다.
상술한 바와 같은 논의를 바탕으로, 본 개시(disclosure)는, 무선 통신 시스템에서 RF(radio frequency) 집적 회로(integrated circuit, IC)(이하, RFIC)를 테스트하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 RFIC의 각 RF 체인에 안테나를 연결하지 않고, RFIC의 성능을 측정하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
또한, 본 개시는, 무선 통신 시스템에서 RFIC와 컴바이너(combiner)를 결합시켜, RFIC의 성능을 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공한다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 테스트 보드(test board)는 RFIC(radio frequency integrated circuit)와 연결될 수 있는 소켓(socket), 스펙트럼 분석 장치와 연결될 수 있는 연결부, RF(radio frequency) 신호들을 결합하도록 구성되는 컴바이너들을 포함하고, 상기 RFIC의 복수의 RF 체인들은, 상기 컴바이너들의 입력단들에 각각(respectively) 연결될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 RFIC(radio frequency integrated circuit)의 성능을 테스트하기 위한 방법은, 복수의 RF 체인들과 컴바이너들의 연결 상태를 확인하는 과정과, 상기 복수의 RF 체인들에서 RF 신호들을 출력하도록 제어하는 과정과, 상기 컴바이너들로 동작 가능한 구성 요소들을 통하여, 상기 RF 신호들을 결합함으로써 통합 신호를 획득하는 과정과, 상기 통합 신호에 기반하여 상기 RFIC에 대한 품질 지표를 결정하는 과정을 포함할 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따르면, 무선 통신 시스템에서 전자 장치는, 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 적어도 하나의 프로세서는, RFIC(radio frequency integrated circuit)의 복수의 RF 체인들과 컴바이너들로 동작 가능한 구성 요소들의 연결 상태를 확인하고, 상기 복수의 RF 체인들에서 RF 신호들을 출력하도록 제어하고, 상기 컴바이너들을 통하여, 상기 RF 신호들을 결합함으로써 통합 신호를 획득하고, 상기 통합 신호에 기반하여 상기 RFIC에 대한 품질 지표를 결정하도록 구성될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 장치 및 방법은, 측정을 위한 안테나를 구성하지 않고, RF(radio frequency) 집적 회로(integrated circuit, IC)(이하, RFIC)의 성능을 측정함으로써, 양산 단계에서, 측정 테스트 시 높은 효율을 달성할 수 있게 한다.
본 개시에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 테스트 환경을 도시한다.
도 2a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RF(radio frequency) 집적 회로(integrated circuit, IC)(이하, RFIC)의 품질 측정을 위한 테스트 보드의 기능적 구성을 도시한다.
도 2b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RFIC의 품질 측정을 위한 테스트 보드의 단면의 예를 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RFIC의 품질 측정의 예를 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RFIC의 품질 측정을 위한 컴바이너(combiner)의 예를 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RFIC의 품질 측정을 위한 전송 선로(transmission line)의 제어의 예를 도시한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 테스트 보드의 손실(insertion loss) 보상의 예를 도시한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 테스트 보드의 손실 보상의 다른 예를 도시한다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RFIC의 품질 측정을 위한 전자 장치의 동작 흐름을 도시한다.
도 9a 내지 도 9c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RFIC의 품질 측정을 위한 테스트 환경들을 도시한다.
도 2a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RF(radio frequency) 집적 회로(integrated circuit, IC)(이하, RFIC)의 품질 측정을 위한 테스트 보드의 기능적 구성을 도시한다.
도 2b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RFIC의 품질 측정을 위한 테스트 보드의 단면의 예를 도시한다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RFIC의 품질 측정의 예를 도시한다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RFIC의 품질 측정을 위한 컴바이너(combiner)의 예를 도시한다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RFIC의 품질 측정을 위한 전송 선로(transmission line)의 제어의 예를 도시한다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 테스트 보드의 손실(insertion loss) 보상의 예를 도시한다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 테스트 보드의 손실 보상의 다른 예를 도시한다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RFIC의 품질 측정을 위한 전자 장치의 동작 흐름을 도시한다.
도 9a 내지 도 9c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RFIC의 품질 측정을 위한 테스트 환경들을 도시한다.
본 개시에서 사용되는 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 개시에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 개시에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 개시에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 개시에서 정의된 용어일지라도 본 개시의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하에서 설명되는 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어적인 접근 방법을 예시로서 설명한다. 하지만, 본 개시의 다양한 실시 예들에서는 하드웨어와 소프트웨어를 모두 사용하는 기술을 포함하고 있으므로, 본 개시의 다양한 실시 예들이 소프트웨어 기반의 접근 방법을 제외하는 것은 아니다.
이하 본 개시는 무선 통신 시스템에서 RF(radio frequency) 집적 회로(integrated circuit, IC)(이하, RFIC)의 품질을 측정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 구체적으로, 본 개시는 무선 통신 시스템에서 안테나의 설계 없이 컴바이너(combiner)를 이용하여 RFIC의 품질을 측정하기 위한 기술을 설명한다.
이하 설명에서 사용되는 품질과 관련된 파라미터(예: 성능, 지표, 품질, 오류율, 성공률, 세기)를 지칭하는 용어, 장치의 구성 요소를 지칭하는 용어(예: ~기, ~부) 등은 설명의 편의를 위해 예시된 것이다. 따라서, 본 개시가 후술되는 용어들에 한정되는 것은 아니며, 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어가 사용될 수 있다. 또한, 성능을 측정하는 것은 품질을 측정하는 것, 품질 지표를 결정하는 것, 품질에 대한 파라미터 값을 획득하는 것 등 다양한 방식으로 표현될 수 있다.
도 1은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 테스트 환경을 도시한다. 테스트 환경 100 은 RFIC의 성능을 측정하고, 분석하기 위한 환경일 수 있다.
도 1을 참고하면, 테스트 환경 100은 신호 생성기(signal generator) 110, 테스트 보드(test board) 120, 스펙트럼 분석기(spectrum analyzer) 130, LO(local oscillator) 140, 제어부(control unit) 150을 포함할 수 있다. RFIC 125는 테스트 보드 120에 장착될 수 있다.
신호 생성기 110은 테스트 신호를 생성할 수 있다. 신호 생성기 110은, 테스트 보드 120 및 RFIC 125와 동작적으로 결합될 수 있다. RFIC 125의 송신 성능 측정을 위해, 신호 생성기 110은 생성된 테스트 신호를 RFIC 125 에게 제공할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 신호 생성기 110은 테스트 신호로써, IF 신호를 생성하고, 생성된 IF 신호는 RFIC 125에게 전달될 수 있다. IF 신호는 후술하는 LO 140 및 RFIC 125의 믹서를 통해 RF 신호로 변환되고 RFIC 125에서 출력될 수 있다. 테스트 신호(예: 출력된 RF 신호)는 테스트 보드 120을 거쳐, 측정 장치(예: 스펙트럼 분석기 130)에게 제공될 수 있다. RFIC 125의 수신 성능 측정을 위해, 신호 생성기 110은 생성된 테스트 신호를 테스트 보드 120에게 제공할 수 있다.
일 실시 예에 따라, 신호 생성기 110은 테스트 신호로써, RF 신호를 생성하고, 생성된 RF 신호는 테스트 보드 120에게 전달될 수 있다. RF 신호는 테스트 보드 120을 거쳐 RFIC 125에게 전달되고, RFIC 125는 전달받은 RF 신호를 IF 신호로 하향변환할 수 있다. RFIC 125에게 전달된 테스트 신호는 측정 장치(예: 스펙트럼 분석기 130)에게 제공될 수 있다.
테스트 보드 120은 RFIC 125의 성능을 측정하기 위한 환경을 제공할 수 있다. 테스트 보드 120은, RFIC 125로부터 획득되는 신호가 측정 장치(예: 스펙트럼 분석기 130)를 통해 제공되기 위한 회로 환경을 제공할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 테스트 보드 120은 RFIC 125와의 연결을 위한 소켓을 포함할 수 있다. RFIC 125는 테스트 보드 120의 소켓을 통해, 테스트 보드 120과 결합될 수 있다. RFIC 125는 테스트 보드 120에 장착될(mounted) 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 테스트 보드 120은 RFIC 125의 복수의 RF 체인들과 연결되기 위한 연결부를 포함할 수 있다. 상기 연결부는 적어도 하나의 컴바이너(combiner)를 포함할 수 있다.
RFIC 125는 RF신호의 송신 또는 RF 신호의 수신을 수행할 수 있다. RFIC 125는 상향 변환 믹서(up-conversion mixer), 하향 변환 믹서(down-conversion mixer), 파워 증폭기(power amplifier), 저잡음 증폭기(low noise amplifier, LNA)를 포함할 수 있다. RFIC 125는 기저대역 신호 또는 IF(intermediate frequency) 신호를 획득하고, 획득된 신호를 상향 변환함으로써, RF 신호를 송신을 수행할 수 있다. 또는 RFIC 125는 RF 신호를 수신하고, 획득된 RF 신호를 하향변환함으로써, 기저대역 신호 또는 IF(intermediate frequency) 신호를 획득할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른, RFIC 125는 밀리미터파(mmWave)를 지원할 수 있다. RFIC 125는 복수의 RF 체인들(예: N개의 RF 체인들)을 포함할 수 있다. RFIC 125의 복수의 RF 체인들 각각이 어레이 안테나의 안테나 요소들(antenna elements)과 연결되는 경우, 각 RF 체인은 빔을 형성할 수 있다.
스펙트럼 분석기 130은, 테스트보드 120 또는 RFIC 125로부터 전달받은 신호를 측정할 수 있다. 스펙트럼 분석기 130은, 상기 신호의 품질을 측정할 수 있다. 상기 품질은 EVM(error vector magnitude), 이득(gain), 노이즈 특성(noise figure), 2-tone 테스트에 따른 하모닉(harmonic) 성능, 선형성(linearity), BER(bit error rate), BLER(block error rate), RSRP(reference signal received power), RSRQ(reference signal received quality), RSRI(received signal strength indicator), SINR(signal to interference and noise ratio), CINR(carrier to interference and noise ratio), 또는 SNR(signal to noise ratio) 중 적어도 하나일 수 있다. 이하 본 개시는 통신 품질로서 EVM을 예로 실시 예들을 서술한다. 그러나, 상술한 예 외에도, 이와 동등한 기술적 의미를 가지는 다른 용어들 혹은 채널 품질을 나타내는 다른 지표(metric)들이 사용될 수 있음은 물론이다.
다양한 실시 예들에 따라, 스펙트럼 분석기는 RF 계측기, 통신 품질 측정기, RF 신호 분석기, 네트워크 분석기, 네트워크 스펙트럼 분석기, 측정 장치, 측정 장비, 또는 측정 기기 등으로 지칭될 수 있다.
LO 140은 주파수 변환을 수행할 수 있다. LO 140은, 테스트 보드 120 및 RFIC 125와 동작적으로 결합될 수 있다. LO 140은, RFIC에 포함되는 믹서(mixer)에 기준 주파수원을 공급하는 소스원일 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, LO 140은 중간 주파수(intermediate frequency, IF)를 RF로 변환하거나 RF를 IF로 변환하기 위해 기준 값을 제공할 수 있다
제어부 150은, 신호 생성기 110, 테스트 보드 120, 스펙트럼 분석기 130, LO 140이 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 측정 동작을 수행하도록 제어할 수 있다. 다양한 시리 예들에 따를 때, 제어부 150은 RFIC 125가 테스트 보드 120에 연결됨을 확인할 수 있다. 구체적으로, 제어부 150은 RFIC 125의 복수의 RF 체인들이, 테스트 보드 120의 컴바이너들(combiners)과 연결되었는지를 확인할 수 있다. 제어부 150은, 신호 생성기 110의 신호에 기반하여 각 RF 체인에서 개별 테스트 신호를 전송하도록 제어할 수 있다. 이후, 각 개별 테스트 신호는 컴바이너를 통과하여, 통합 신호를 형성할 수 있다. 제어부 150은, 통합 신호를 획득할 수 있다. 제어부 150은, 통합 신호를 측정함으로써, RFIC에 대한 품질 지표를 결정할 수 있다. 제어부 150은 상술한 동작들을 제어하기 위해, 적어도 하나의 프로세서 또는 마이크로(micro) 프로세서를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 제어부 150은, PC(personal computer)에 포함되거나 PC와 연결된 별도의 하드웨어에 의해 구현될 수 있다.
본 발명의 다양한 실시 예들을 설명하기 위해, 도 1에서는 테스트 환경 100을 예시하였으나, 본 개시는 이에 한정되지 않는다. 도 1에 도시된 바와 달리, 각 장치는 별도의 독립된 장치로 구현된 것이 아니라 하나의 장치에 동일한 기능을 수행하는 두 개의 기능적 구성들이 포함될 수도 있다. 예를 들어, 신호 생성기 110과 스펙트럼 분석기 130이 하나의 장치에 구현될 수 있다. 또한, 예를 들어, 테스트 보드 120과 스펙트럼 분석기 130이 하나의 장치에 구현될 수도 있다. 또한, 다른 예를 들어, 테스트 환경 100을 구성하는 기기들 중 적어도 하나는. 전자 장치의 메모리에 저장된 명령어 집합 또는 코드로서, 적어도 일시적으로 제어부 150에 상주된(resided) 명령어/코드 또는 명령어/코드를 저장한 저장 공간이거나, 제어부 150를 구성하는 회로(circuitry)의 일부, 또는 제어부 150의 기능을 수행하기 위한 모듈일 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 제어부 150은 전자 장치가 후술하는 다양한 실시 예들에 따른 동작들을 수행하도록 제어할 수 있다.
도 1에 도시된 테스트 환경은 일 실시 예일 뿐, 도 1의 구성들이, 본 개시의 다양한 실시 예들을 한정하지는 않는다. 예를 들어, LO 140 없이 RFIC의 성능이 측정될 수도 있다.
5G 통신 시스템의 도입에 따라, 밀리미터파의 활용 가능성이 높아지고 있다. RFIC는 안테나 어레이와 결합되어 밀리미터파를 제공할 수 있다. 이 때, 종래의 RFIC의 성능을 측정하기 위한 테스트 시스템에서는, RFIC 및 안테나 어레이를 통해 테스트 신호가 방사되고, 상기 테스트 신호는 무선 채널을 통해 측정 장비에게 전송될 수 있다. 이러한 경우, RFIC와 안테나 모두를 이용하므로, 테스트를 통해 성능에 문제가 발생한 것으로 확인되면 이러한 문제의 요인이 RFIC인지 안테나인지 정확히 알 수 있는 방법이 없다. RFIC와 같은 제품을 양산하는 과정은, 요구되는 품질을 만족하는지 여부를 측정하는 테스트 시스템은 보다 효율적일 것이 요구된다. 따라서, 테스트 시스템은, 안테나와 분리하여 RFIC의 품질을 측정할 필요가 있다.
이하, 본 개시의 다양한 실시 예들은, 방사(over the air, OTA) 측정용 안테나 없이 RFIC의 성능을 측정하기 위한 방안을 서술한다. 본 개시의 다양한 실시 예들은, RFIC의 성능을 독립적으로(independently) 측정함으로써, 전체 테스트 시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전체 세트 수율의 향상을 제공할 수 있다. 구체적으로, 본 개시의 다양한 실시 예들은 RFIC의 품질 지표를 결정하기 위한 테스트 방법, 테스트 보드, 테스트 시스템을 제안한다. 예를 들어, RFIC의 품질 측정을 위해 신호 생성기 110, 테스트 보드 120, 스펙트럼 분석기 130, LO 140을 제어하는 장치(예: 제어부 150)는 본 개시의 실시 예로써 이해될 수 있다. 또한, 예를 들어, 별도의 안테나 설계 없이 RFIC의 성능 측정을 가능하게 하는 테스트 보드 120 또한, 본 개시의 실시 예일 수 있다.
도 2a는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RFIC의 품질 지표를 결정하기 위한 테스트 보드의 기능적 구성을 도시한다. 테스트 보드는 도 1의 테스트 보드 120을 예시한다.
도 2a를 참고하면, 테스트 보드 120은 컴바이너 셋 210을 포함할 수 있다. 컴바이너 셋 210은 적어도 하나의 RF 컴바이너를 포함할 수 있다. RF 컴바이너는 RF 신호들을 결합할 수 있다. RF 컴바이너는 각 RF 신호의 전력을 합칠 수 있다. RF 컴바이너는 합쳐진 전력의 신호를 출력할 수 있다
다양한 실시 예들에 따른 RFIC는 복수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. mmWave 대역에서 RF 신호를 전송하기 위하여, RFIC는, 안테나 어레이와 연결 시 각 안테나에게 RF 신호 처리를 위한 RF 체인을 포함할 수 있다. RF 체인은 RF 요소들(예: 믹서, 증폭기(예: PA(power amplifier), LNA(low noise amplifier)), 필터(filter), 드라이버) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 테스트 보드 120에 장착되는 RFIC 125는 복수의 RF 체인들을 포함할 수 있다. 복수의 RF 체인들은, 컴바이너 셋 210에 포함된 각 컴바이너의 종단(end)에 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 컴바이너는 2-in-1 컴바이너일 수 있다. 일 예로, 복수의 RF 체인들이 16개인 경우, 테스트 보드 120은 15개의 컴바이너들을 포함하는 컴바이너 셋 210을 포함할 수 있다.
다양한 실시 예들에 따라, 테스트 보드 120은 송신 경로와 수신 경로를 각각 포함할 수 있다. 송신 경로는 RFIC로부터 전송되는 테스트 신호의 전송 경로일 수 있다. 수신 경로는 RFIC에게 전송되는 테스트 신호의 수신 경로일 수 있다. 즉, 테스트 보드 120은, 송신 경로를 구성하는 컴바이너들과 수신 경로를 구성하는 컴바이너들(분배기들)을 각각 별도로 구비할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 테스트 보드 120은 하나의 송신 경로를 포함하거나 하나의 수신 경로를 포함할 수 있음은 물론이다.
다양한 실시 예들에 따른 테스트 보드 120은, RFIC 125의 장착되는 경우, RFIC 125의 복수의 RF 체인들 각각과 연결되도록 배치되는(disposed) 컴바이너들을 포함하는 컴바이너 셋 210을 포함할 수 있다. 각 컴바이너는 각 RF 체인으로부터 전송되는 RF 신호들을 결합할 수 있다. RF 신호들은 컴바이너를 통과함으로써, 하나의 신호로 합쳐질 수 있다. 계층적인 구조의 반복을 통해, RF 신호들은 최종적으로 하나의 통합 신호로 형성될 수 있다. 계층적인 구조의 각 단계는 레이어(layer)로 지칭될 수 있다. 예를 들어, RFIC가 16개의 RF 체인들을 포함하는 경우, 제1 레이어는 8개의 컴바이너들, 제2 레이어는 4개의 컴바이너들, 제3 레이어는 2개의 컴바이너들, 제4 레이어는 1개의 컴바이너를 포함할 수 있다. 마지막 레이어의 컴바이너(이하, 최종 컴바이너)에서 출력되는 신호는 통합 신호일 수 있다. 통합 신호는 케이블 240을 통해 측정 장치 230에게 전달된다. 안테나 어레이의 각 안테나 요소의 방사 신호의 전력(power)이 합쳐지는 것과 같이, 각 컴바이너의 RF 신호들에 대한 전력이 합쳐짐으로써 하나의 통합 RF 신호가 획득될 수 있다.
테스트 보드 120은, 케이블 240을 통해 측정 장치 230과 연결될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른 케이블 240은 유선일 수 있다. 케이블 240은 RF 신호를 운반할 수 있다. 케이블 240을 통해, RF 신호가 전도된다(conducted). RF 신호는 테스트 신호일 수 있다. 측정 장치 230은, 케이블 240을 통해 전도되는 RF 신호를 측정함으로써, RFIC 125의 품질 지표를 결정할 수 있다. 이와 같이, 케이블 240을 통해 RFIC 125의 품질을 측정하는 동작은, RFIC 전도 시험(RFIC conduction test)으로 지칭될 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들은, 방사 안테나를 구비하지 않는 대신, 컴바이너들로 구성된 테스트 보드와 케이블을 통해 RF 신호를 전도시킴으로써, 짧은 길이의 테스트 환경을 조성함과 동시에 안테나 설계에 대한 제약을 해소할 수 있다.
도 2b는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RFIC의 품질 측정을 위한 테스트 보드의 단면의 예를 도시한다. 테스트 보드는 도 1의 테스트 보드 120을 예시한다. 도 2b에 도시된 테스트 보드는, 다양한 실시 예들에 따른 테스트 보드를 구현하기 위한 일 실시 예로서, 본 개시는 이에 한정되지 않는다.
도 2b를 참고하면, 제1 면 201은 테스트 보드 120의 윗면을 나타낸다. 제2 면 202는 테스트 보드 120의 밑면을 나타낸다. 테스트 보드 120의 제1 면 201 및 제2 면 202는 각각, IF 신호를 입력하거나 출력하는 IF 단자 251, 주파수 변환을 위해 기준 주파수를 제공하는 소스인 LO 단자 253, RF 신호를 출력하기 위한 송신(transmit, TX) 단자 261, RF 신호가 입력되는 수신(receive, RX) 단자 263을 포함할 수 있다. 각 단자는 서로 마주보는 면들(예: 윗면과 밑면) 사이에서 전송 선로로 연결될 수 있다. 제2 면 202는 RFIC와 연결되기 위한 복수의 컴바이너들을 포함할 수 있다. 송신을 위한 컴바이너 셋과 수신을 위한 컴바이너 셋은 각각 독립적으로 테스트 보드 120의 제2 면 202에 임베디드(embedded)될 수 있다.
IF 단자 251을 통해 입력되는 IF 신호와 LO 단자 253을 통해 입력되는 기준 주파수를 통해, RF 신호가 생성될 수 있다. RF 신호는 각 컴바이너를 통과하여 TX 단자 261을 통해 출력될 수 있다. 또한, RX 단자 263을 통해 수신되는 RF 신호는 각 컴바이너(즉, 분배기로 기능)를 통과하고, 통과된 신호는 LO 단자 253을 통해 입력되는 기준 주파수를 통해, IF 신호로 하향 변환된다.
도 3은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RFIC의 품질 측정의 예를 도시한다. 테스트 보드는 도 1의 테스트 보드 120을 예시한다.
도 3을 참고하면, 테스트 보드 120은 소켓(socket)을 포함할 수 있다. 소켓을 통해, RFIC 125는 테스트 보드 120에 장착될 수 있다. 테스트 보드 120은 복수의 컴바이너들 210-1 내지 210-N을 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 복수의 컴바이너들 210-1 내지 210-N은 테스트 보드 120에 내장될 수 있다. 각 컴바이너는, 장착될 RFIC의 RF 체인과 연결될 수 있다. 일 예로, 2-in-1 컴바이너는 2개의 RF 체인들과 연결될 수 있다.
RFIC 125를 통해 RF 신호가 테스트 보드 120으로 전달될 수 있다. RF 신호는 각 RF 체인을 통해, 테스트 보드 120으로 전달될 수 있다. 테스트 보드 120의 컴바이너는 각 RF 신호를 결합하여 하나의 통합 신호를 형성할 수 있다. 구체적으로, 테스트 보드 120의 컴바이너들을 통해, 복수의 RF 신호들이 단계적으로 결합되고, 최종적으로 하나의 통합 신호가 생성될 수 있다. 구체적으로, 안테나 어레이의 각 안테나 요소의 방사 신호의 전력(power)이 합쳐지는 것과 같이, 각 컴바이너의 RF 신호들에 대한 전력이 합쳐질 수 있다.
테스트 보드 120은, 측정 장치 230과 커넥터(connector) 및 케이블 240을 통해 유선으로 연결될 수 있다. 상기 생성된 통합 신호는 케이블 240을 통해 전도된다. 측정 장치 230은 통합 신호에 대한 품질을 측정할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른, 테스트 보드 120 상에 설계된 각 컴바이너는 RFIC의 복수의 RF 체인들, 즉 멀티-체인(multi-chain)의 전력들(power)을 결합할 수 있다. 측정 장치 230은, 결합된 전력을 측정할 수 있다. 도 3의 케이블 240을 이용함으로써, 측정 시 안테나가 요구되지 않을 뿐만 아니라, 무선 환경이 아니므로 테스트 시스템은 방사 거리를 요구되지 않는다. 즉, 원거리-장(Far-field)을 위한 일정 거리의 확보가 불필요하므로, 측정을 위한 환경이 보다 단순화될 수 있다. 또한, 동시에 복수의 칩들에 대한 성능을 측정하고자 하는 경우, Far-field 거리의 배수만큼 필요 공간이 증가하는 것이 아니라, 테스트 보드의 크기만큼의 공간만 확보되면 측정이 가능하므로, 효율적인 테스트 시스템 환경이 구축될 수 있다.
도 4는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RFIC의 품질 측정을 위한 컴바이너의 예를 도시한다.
도 4를 참고하면, 테스트 보드 120은 IF 단자 411, TX 단자 412, LO 단자 413, 수신 단자 414를 포함할 수 있다. 테스트 보드 120은, 컴바이너 셋을 포함할 수 있다. 예를 들어, 테스트 보드 120은, 30개의 컴바이너들을 포함할 수 있다. 30개의 컴바이너들은, 테스트 보드 120 상에 구현될 수 있다. 30개의 컴바이너들은 15개의 송신 컴바이너들과 15개의 수신 컴바이너들을 포함할 수 있다. 송신 컴바이너들 및 수신 컴바이너들 각각은 4-단계로 구성된 계층적인 구조일 수 있다. 송신 컴바이너들을 예로 설명하면. 제1 레이어는 8개의 송신 컴바이너들을 포함하고, 제2 레이어는 4개의 송신 컴바이너들을 포함하고, 제3 레이어는 2개의 송신 컴바이너들을 포함하고, 제4 레이어는 1개의 송신 컴바이너를 포함할 수 있다.
제1 레이어에 포함된 컴바이너는 2-in-1 구조인 컴바이너 420일 수 있다. 컴바이너 420은 제1 RF 신호 421과 제2 RF 신호 422를 결합하여 하나의 RF 결합 신호 423을 생성 및 출력할 수 있다. 컴바이너는 제1 RF 신호 421의 전력과 제2 RF 신호 422의 전력을 합침으로써, RF 결합 신호 423을 생성 및 출력할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 컴바이너 420은 수동 소자로 구성될 수 있다. 제1 RF 신호 421과 제2 RF 신호 422는 각각의 전송 선로를 통과하여, 컴바이너 420으로 입력될 수 있다. 컴바이너 420은, 일 예로, 신호들이 하나의 신호로 합쳐지는 전송 선로들(예: microstrip lines) 를 포함할 수 있다. 컴바이너 420은, 전송 선로들을 통해, RF 결합 신호 423을 출력할 수 있다.
도 5는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RFIC의 품질 측정을 위한 전송 선로(transmission line)의 제어의 예를 도시한다. 테스트 보드의 컴바이너와 RFIC는 전송 선로로 연결될 수 있다. 일 실시 예에 따라, 전송 선로는 구리(copper)로 구현될 수 있다.
도 5를 참고하면, RFIC 525부터 컴바이너 520까지의 전송 선로는, 제1 선로 501(Z1), 제2 선로 502(Z2), 내층 전송 선로 541(Za), 제3 선로 503(Z3), 제4 선로 504(Z4), 및 외층 전송 선로 543(Z0)을 포함할 수 있다.
PCB 내층에서는, 전송 선로의 길이 또는 굵기를 조절함으로써 RF 매칭(RF matching), IF 매칭, 또는 LO 매칭이 수행될 수 있다, 여기서, 매칭은 임피던스 매칭(impedence matching)으로, 상기 매칭 동작을 통해 연결 단의 임피던스 차에 의한 반사로 인한 영향이 감소한다. 예를 들어, 단면 560에서 전송 선로의 굵기가 달라짐에 따라, RFIC에 대한 RF 매칭이 수행될 수 있다. 단말 560에서 전송 선로의 굵기가 달라지는 부분은, 제1 선로 501(Z1) 및 제2 선로 502(Z2)에 대응한다. 제1 선로 501(Z1) 또는 제2 선로 502(Z2) 중 적어도 하나의 길이 또는 굵기 중 적어도 하나를 조절함으로써, 각 체인 별로 RF 매칭을 수행할 수 있다. 마찬가지와 같은 방식으로, 단면 570에서와 같이 전송 선로의 굵기 또는 길이를 조절함으로써, IF 매칭 또는 LO 매칭이 수행된다.
PCB 외층에서는, 전송 선로의 길이 또는 굵기를 조절함으로써, 위상 보상(phase compensation)이 수행될 수 있다. 외층의 전송 선로의 길이는 위상을 의미할 수 있다. 즉, 외층 전송 선로 543(Z0)의 길이는 위상에 비례한다. 따라서, 각 RF 체인 간의 위상이 다른 경우, 서로 다른 길이의 전송 선로를 설계함으로써, 위상 차이가 보상된다. 단면 580을 참고하면, 두 RF 신호들 간 위상 차이가 보상된 상태에서, 컴바이너는 RF 신호들을 결합할 수 있다. 각 컴바이너에 연결되는 전송 선로의 길이 및 굵기가 다름이 확인될 수 있다. 각 전송 경로가 서로 다른 길이를 가짐에 따라, 각 체인 간 위상(phase)의 불일치가 보상될 수 있다.
도 6은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 테스트 보드의 손실 보상의 예를 도시한다. 여기서, 손실은 삽입 손실(insertion loss, IL)로 지칭될 수 있다. 도 6에서는, 볼 그리드 배열(ball grid array, BGA)에 따른 패키지 기판(package substrate)에 프로빙 동작이 수행되는 상황이 서술된다.
도 6을 참고하면, 프로빙(probing) 610이 수행될 수 있다. 테스트 보드 120은, 10개의 레이어들을 포함할 수 있다. 마지막 레이어인 10번째 레이어에 프로빙 610이 적용될 수 있다. 테스트 보드 610 은 볼 그리드 배열 630으로 패키지 기판 640과 연결될 수 있다. 패키지 기판 640은, 집적회로, 저항기, 또는 스위치 등의 전기적 부품들이 납땜되는 얇은 판을 의미할 수 있다. 패키지 기판 640은, 장착될 RFIC와 테스트 보드를 전기적으로 연결할 수 있다. 패키지 기판 640에 프로빙 650 또한 적용될 수 있다. 구체적으로, 측정 장치 670은, 케이블 660 및 케이블 665를 통해, 패키지 625 및 테스트 보드120과 연결될 수 있다. 패키지 625는, 패키지 기판 640에 대응할 수 있다. 측정 장치 670은, 프로빙을 통해 각 체인 별 삽입 손실을 획득할 수 있다. 측정 장치 670은, 모든 RF 체인들에 대한 평균 삽입 손실을 획득할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따를 대, 측정 장치 670에 의한 삽입 손실과 관련된 정보는, 추후 RFIC에 대한 품질 측정 후 보상을 위해 이용될 수 있다.
도 7은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 테스트 보드의 손실 보상의 다른 예를 도시한다.
도 7을 참고하면, 테스트 보드 720은 복수의 컴바이너들 710을 포함할 수 있다. 복수의 컴바이너들 710은, 도 2a의 컴바이너 셋 210의 컴바이너들보다 2배 많은 수의 컴바이너들을 포함할 수 있다. 테스트 보드 720의 양단에 케이블이 연결될 수 있다. 테스트 보드 720은 양 쪽 각각의 케이블을 통해, 측정 장치 730이 연결될 수 있다. 측정 장치 730을 통해, 테스트 보드 720에 대한 성능이 측정될 수 있다. 측정 장치 730을 통해, 백-투-백 패턴(back-to-back pattern)이 측정될 수 있다.
테스트 보드 720은, 백-투-백 패턴을 측정하기 위한 테스트 보드일 수 있다. 테스트 보드 720은, 도 2a의 테스트 보드 120과 달리, 기존 컴바이너 셋 210과 대칭적인 컴바이너 셋을 추가적으로 포함할 수 있다. 테스트 보드 720은, 테스트 보드 120의 컴바이너 셋 210과 동일한 공정에서 나온 컴바이너 셋을 포함할 수 있다. 테스트 보드 720은, 테스트 보드 120의 테스트 보드 120의 컴바이너 셋 210과 동일한 공정에서 나온 컴바이너 셋을 두 번 결합하여, 생성될 수 있다. 도 7에 도시된 봐와 같이, 선대칭적으로 컴바이너 셋들이 배치될 수 있다. RFIC의 각 RF 체인 단자 대신, 컴바이너 셋들 상호간 연결됨으로써, 백-투-백 패턴이 측정될 수 있다. 여기서, 백-투-백 패턴이란, 동일한 제품을 반대로 연결함으로써 수행되는 백-투-백 테스트를 통해 측정되는, 제품의 패턴을 의미할 수 있다. 단면 750을 참고하면, 컴바이너들 각각의 종단은 서로 연결될 수 있다. 또한, 각 테스트 보드의 연결부 751, 752는 케이블로 측정 장치 730과 연결될 수 있다.
테스트 보드 720을 통해, 멀티-체인 컴바이너에 대한 손실에 대한 정보(이하, 손실 정보)가 획득될 수 있다. 예를 들어, 테스트 보드 720에 연결된 측정 장치 730을 통해 측정되는 파라미터를 절반으로 나눔으로써, 손실 정보가 획득될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른 손실 정보는 테스트 시스템을 구성하는 장치의 메모리에 저장될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 측정 장치(예: 도1 의 측정 장치 130)는 해당 테스트 보드를 통해 획득되는 손실 정보를 저장하는 메모리를 포함할 수 있다.
테스트를 수행하는 기기(예: 도 1의 측정 장치 130 또는 제어부 150)는, 기 획득된 손실 정보를 통해, RFIC에 대한 품질 지표를 보상할 수 있다. 손실 정보를 보상함으로써, 보다 정교한 RFIC의 품질 측정이 가능하다. 즉, 테스트 보드 120을 통해 RFIC에 대한 품질 지표를 결정한 뒤, 상기 획득된 손실 정보를 후처리(post-processing)함으로써, 손실이 보상될 수 있다. 이러한 손실은 온도 별로 달라질 수 있다. 온도를 달리하여 테스트 보드 720을 통해 백-투-백 패턴을 측정함으로써, 온도 별로 보상해야 할 정보를 획득할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 테스트 보드 120을 통해 RFIC에 대한 품질 지표를 결정한 뒤, 현재 온도에 대응하는 손실 정보 정보를 후처리함으로써, 테스트 보드 120에 대한 손실이 보상될 수 있다. 추가적으로, 방사 거리의 확보가 불필요하여 소형 크기의 챔버(chamber)로도 온도 별 성능 측정 등의 테스트가 가능할 수 있다.
도 8은 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RFIC의 품질 측정을 위한 전자 장치의 동작 흐름을 도시한다. 전자 장치는 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 일부 실시 예들에서, 전자 장치는 도 1의 테스트 환경 100을 구현하도록 각 구성 요소인 신호 생성기 110, 테스트 보드 120, 스펙트럼 분석기 130, LO 140을 포함하는 장치일 수 있다. 다른 일부 실시 예들에서, 전자 장치는 도 1의 테스트 환경 100에 따라 각 장치를 제어하도록 소프트웨어로 구현된 제어부 150를 포함할 수 있다. 또 다른 일부 실시 예들에서, 전자 장치는 신호 생성기 110, 테스트 보드 120, 스펙트럼 분석기 130, LO 140, 또는 제어부 150 중 적어도 하나를 포함하는 장치일 수 있다. 전자 장치는 RFIC와의 연결을 통해, RFIC에 대한 성능을 테스트할 수 있다.
도 8을 참고하면, 801 단계에서, 전자 장치는 RFIC의 복수의 RF 체인들과 컴바이너들의 연결 상태를 확인할 수 있다. 전자 장치는 RFIC가 마운트됨으로써, 컴바이너들에 연결됨을 확인할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, RFIC가 테스트 보드에 마운트되는 경우, RFIC의 각 RF 체인이 컴바이너와 연결되도록, 각 컴바이너들이 테스트 보드에 배치될 수 있다.
803 단계에서, 전자 장치는 각 RF 체인에서 개별 테스트 신호를 출력하도록 제어할 수 있다. 전자 장치는 신호 발생기를 통해 테스트 신호를 생성할 수 있다. 생성된 테스트 신호는RFIC를 통해 상향 변환되어 출력될 수 있다.
805 단계에서, 전자 장치는 컴바이너들에 의해 결합된 통합 신호를 획득할 수 있다. 전자 장치는 각 RF 체인에서의 RF 신호들을 결합하여 결합 신호를 생성할 수 있다. 전자 장치는 복수의 레이어들로 구성된 계층적 구조의 컴바이너들을 통해, 단계적인 결합을 수행함으로써, 최종적으로 모든 RF 체인들 각각의 RF 신호가 결합된 통합 신호를 획득할 수 있다.
807 단계에서, 전자 장치는 RFIC에 대한 품질 지표를 결정할 수 있다. 전자 장치는 통합 신호에 기반하여 RFIC에 대한 품질 지표를 결정할 수 있다. 다양한 실시 예들에 따라, 전자 장치는 RFIC의 EVM을 측정할 수 있다. 또한, 다양한 실시 예들에 따라, 전자 장치는 RFIC에 대한 2-tone 테스트를 수행할 수 있다. 여기서, 2-tone 테스트를 통해 전자 장치는 하모닉(harmonic), 선형성(linearity)과 관련된 성능을 측정할 수 있다.
도 8에서는, RFIC의 송신 성능에 대한 측정을 도시하였으나, 본 개시의 실시 예들은 RFIC의 수신 성능에 대한 테스트 방법을 포함할 수 있다. 전자 장치는, 송신 성능에 대한 측정 방식과 유사하게, RFIC의 복수의 RF 체인들과 컴바이너들의 연결 상태를 확인하고, 컴바이너들을 통해 수신된 RF 신호를 RFIC로 전달하고, RFIC와 결합된 측정 장치에 기반하여 RFIC의 수신 성능을 결정할 수 있다. 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른, 테스트 방법, 테스트 시스템(예: 테스트 환경 100), 테스트 보드(예: 테스트 보드 120), 테스트 장치(예: 제어부 150)은 측정용 방사 안테나 없이 RFIC의 품질을 측정하고, 각 RF 체인 간 위상 불일치나 시스템 내 손실을 보상할 수 있다.
본 개시에서는, RF 신호를 송신하고 이에 대한 성능을 측정하는 상황을 기준으로 컴바이너를 예로 서술하였으나, 컴바이너는 신호의 결합을 위한 수동 소자로서 신호의 흐름에 따른 다른 기능을 수행할 수도 있다. 다양한 실시 예들에 따른 컴바이너 기능을 수행하는 수동 소자는, 커플러(coupler), 분배기(divider), 스플리터(splitter), 분기기, 합파기 등으로 지칭될 수 있다. 즉, RFIC의 송신 성능 측정을 위해 설명의 편의를 위하여 컴바이너로 서술되었으나, 이러한 설명은 테스트 보드를 구성하는 수동 소자가 컴바이너의 기능을 수행하는 것을 의미하는 것이고, 상기 수동 소자의 다른 기능(예: 분배기)으로서의 역할을 배제하지 않는다.
도 9a 내지 도 9c는 본 개시의 다양한 실시 예들에 따른 RFIC의 품질 측정을 위한 테스트 환경들을 도시한다.
도 9a는 방사 안테나를 이용한 RFIC의 성능 측정의 예를 도시한다. 도 9a는 RFIC와 안테나가 하나의 모듈로 구현되어 있는 바, 안테나의 방사 성능 측정 시 일정 거리를 유지할 것이 요구된다. 성능 측정을 위해 원거리 장 조건이 만족될 것이 요구된다. 원거리 장 조건이란, 원거리 장 형성을 위해 송신 장치와 수신 장치 간 거리가 일정 거리 이상 일 것을 요하는 것을 의미한다. 원거리 장은 방사 패턴이 일정하고 평면파로 근사되는 영역일 수 있다. 상기 일정 거리는 하기의 수학식과 같이 정의될 수 있다.
여기서, R ff는 일정 거리, D는 안테나의 크기, λ는 파장의 길이를 의미한다. 무선 채널 상에서 방사되는 경우, 일정 거리 조건이 요구되는 바, 테스트 환경에 있어 공간 제약이 발생한다. 또한, 방사 성능 측정 시, 테스트 신호의 품질이 요구 조건을 만족하지 못하는 경우, 안테나에 의한 문제인지 RFIC에 의한 문제인지 정확히 구별이 어려울 수 있다.
도 9b는 RFIC와 안테나가 분리된 상황에서, RFIC의 성능 측정의 예를 도시한다. RFIC가 장착되는 테스트 보드에 별도의 안테나가 구현될 수 있다. 다시 말해, 도 9a와 달리, RFIC와 안테나가 직접 연결되어 하나의 모듈로 구현되는 것이 아니라, RFIC는 테스트 보드에 탈부착되고, 테스트 보드 상에 안테나가 구현될 수 있다. 도 9b의 도시된 테스트 보드 또한, 본 개시의 실시 예로써 이해될 수 있다. 방사 성능 측정 시, 테스트 신호의 품질이 요구 조건을 만족하지 못하는 경우, 상기 테스트 보드를 통해, RFIC에 의한 문제인지 안테나에 의한 문제인지 보다 정확히 구별할 수 있다. 일 실시 예에 따라, 이미 검증된 안테나 어레이들을, 상기 테스트 보드 상에 구현함으로써, RFIC에 대한 성능이 측정될 수 있다. 다양한 실시 예들에 따른 테스트 보드는, RFIC와 연결되는 연결부에 RFIC의 복수의 RF 체인들이 테스트 보드에 구현된 각 안테나들과 연결되도록 배치되는 전송 선로 및 단자를 포함할 수 있다.
도 9c는 RFIC와 안테나가 분리된 상황에서, 전도구성을 통한 RFIC의 성능 측정의 예를 도시한다. 도 9a 및 도9b와 달리, 무선이 아닌 유선으로 RF 신호를 전도함으로써, 원거리 장 조건의 충족이 불필요하다. 방사 거리의 확보가 필요함에 따라 수십 cm 거리(예: 약 50cm) 확보가 요구되는 기존과 달리, 전도 구성을 통해 테스트를 수행함으로써, 수 cm (예: 약 5cm)의 테스트 장치가 구현될 수 있다. 또한, RFIC와 안테나가 분리됨에 따라, RFIC에 대해 보다 정교한 성능 측정이 가능하다. 케이블 및 컴바이너를 포함하는 테스트 보드를 통해, 전도 테스트가 가능하게 함으로써, 간소화된 테스트 환경을 제공함과 동시에 정확한 RFIC의 품질 지표가 결정될 수 있다.
본 개시의 다양한 실시 예들은, 안테나 방사를 통한 테스트 대신, 컴바이너가 구비된 테스트 보드와 케이블을 통해 전도 테스트(conduction test)를 수행함으로써, 측정용 어레이 안테나 없이, 5G 통신 시스템을 지원하는 RFIC의 성능을 독립적으로 테스트 하는 방안을 제공한다. RFIC는 5G phased 안테나 어레이와 결합되도록 복수의 RF 체인들을 포함함에도 불구하고, 성능 테스트 시에 안테나 대신, 컴바이너가 포함된 테스트 보드를 이용함으로써, 본 개시의 테스트 방법은 종래 측정 방식 대비 측정 환경을 구성하는 시간 비용 및 공간 비용의 절감을 제공한다. 뿐만 아니라, 본 개시의 테스트 방법은 전체적인 테스트 시스템의 단순화를 제공할 수 있다. 추가적으로, 본 개시의 다양한 실시 예들은, 전송 선로의 설계를 통해 체인 간의 위상 불일치(phase mismatch)를 해소함과 동시에, 프로빙 및 백-투-백 테스트를 통해 각 체인에서의 손실을 보다 정확히 보상함으로써, RFIC의 정확한 성능 측정을 제공할 수 있다.
본 개시에서, 특정 조건의 충족(fulfilled) 여부를 판단하거나 개수를 나타내기 위해, 이상 또는 이하의 표현이 사용되었으나, 이는 일 예를 표현하기 위한 기재일 뿐 초과 또는 미만의 기재를 배제하는 것이 아니다. '이상'으로 기재된 조건은 '초과', '이하'로 기재된 조건은 '미만', '이상 및 미만'으로 기재된 조건은 '초과 및 이하'로 대체될 수 있다.
본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
소프트웨어로 구현하는 경우, 하나 이상의 프로그램(소프트웨어 모듈)을 저장하는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체가 제공될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장되는 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치(device) 내의 하나 이상의 프로세서에 의해 실행 가능하도록 구성된다(configured for execution). 하나 이상의 프로그램은, 전자 장치로 하여금 본 개시의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들을 실행하게 하는 명령어(instructions)를 포함한다.
이러한 프로그램(소프트웨어 모듈, 소프트웨어)은 랜덤 액세스 메모리 (random access memory), 플래시(flash) 메모리를 포함하는 불휘발성(non-volatile) 메모리, 롬(read only memory, ROM), 전기적 삭제가능 프로그램가능 롬(electrically erasable programmable read only memory, EEPROM), 자기 디스크 저장 장치(magnetic disc storage device), 컴팩트 디스크 롬(compact disc-ROM, CD-ROM), 디지털 다목적 디스크(digital versatile discs, DVDs) 또는 다른 형태의 광학 저장 장치, 마그네틱 카세트(magnetic cassette)에 저장될 수 있다. 또는, 이들의 일부 또는 전부의 조합으로 구성된 메모리에 저장될 수 있다. 또한, 각각의 구성 메모리는 다수 개 포함될 수도 있다.
또한, 프로그램은 인터넷(Internet), 인트라넷(Intranet), LAN(local area network), WAN(wide area network), 또는 SAN(storage area network)과 같은 통신 네트워크, 또는 이들의 조합으로 구성된 통신 네트워크를 통하여 접근(access)할 수 있는 부착 가능한(attachable) 저장 장치(storage device)에 저장될 수 있다. 이러한 저장 장치는 외부 포트를 통하여 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수 있다. 또한, 통신 네트워크상의 별도의 저장장치가 본 개시의 실시 예를 수행하는 장치에 접속할 수도 있다.
상술한 본 개시의 구체적인 실시 예들에서, 개시에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다. 그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 본 개시가 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 본 개시의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 개시의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 개시의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
Claims (20)
- 무선 통신 시스템에서, 테스트 보드(test board)에 있어서,
RFIC(radio frequency integrated circuit)와 연결될 수 있는 소켓(socket);
스펙트럼 분석 장치와 연결될 수 있는 연결부; 및
RF(radio frequency) 신호들을 결합하도록 구성되는 컴바이너들을 포함하고,
상기 RFIC의 복수의 RF 체인들은, 상기 컴바이너들의 입력단들에 각각(respectively) 연결되는 테스트 보드.
- 청구항 1에 있어서,
상기 컴바이너들 각각은 적어도 2개 이상의 입력단과 하나의 출력단을 포함하고,
상기 복수의 RF 체인들의 개수는, 상기 입력단들의 개수와 같거나 작은 테스트 보드.
- 청구항 1에 있어서,
상기 연결부는, 상기 케이블을 통한 유선 연결을 제공하는 테스트 보드.
- 청구항 1에 있어서,
상기 RFIC가 상기 테스트 보드에 장착시(mounted), 상기 컴바이너들과 상기 복수의 RF 체인들을 연결하기 위한 전송 선로들을 더 포함하는 테스트 보드.
- 청구항 4에 있어서,
상기 컴바이너들 각각에 연결되는 전송 선로의 길이는 각 RF 체인의 위상 차이에 기반하여 결정되는 테스트 보드.
- 청구항 1에 있어서,
상기 컴바이너들 각각은 적어도 하나의 수동 소자로 구성되고,
상기 컴바이너들은 RF 수신 신호를 분배함으로써 상기 RFIC에게 전달 가능한 테스트 보드.
- 무선 통신 시스템에서, RFIC(radio frequency integrated circuit)의 성능을 테스트하기 위한 방법에 있어서,
상기 RFIC의 복수의 RF 체인들과 컴바이너들로 동작 가능한 구성 요소들의 연결 상태를 확인하는 과정과,
상기 복수의 RF 체인들에서 RF 신호들을 출력하도록 제어하는 과정과,
상기 컴바이너들을 통하여, 상기 RF 신호들을 결합함으로써 통합 신호를 획득하는 과정과,
상기 통합 신호에 기반하여 상기 RFIC에 대한 품질 지표를 결정하는 과정을 포함하는 방법.
- 청구항 7에 있어서,
상기 RFIC에 대한 품질 지표는 EVM(error vector magnitude), 이득(gain), 노이즈 특성(noise figure), 선형성(linearity) 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
- 청구항 7에 있어서, 상기 연결 상태를 확인하는 과정은,
상기 RFIC가 테스트 보드에 장착됨을 검출하는 과정을 포함하고,
상기 테스트 보드는 상기 컴바이너들을 포함하고,
상기 컴바이너들의 입력단들은, 상기 복수의 RF 체인들과 연결되는 방법.
- 청구항 7에 있어서, 상기 RF 신호들을 출력하도록 제어하는 과정은,
IF(intermediate frequency) 신호들을 생성하는 과정과,
상기 RFIC의 믹서들을 이용하여 상기 IF 신호들을 상향 변환하도록 제어하는 과정을 포함하는 방법.
- 청구항 7에 있어서,
프로빙(probing)을 통해 삽입 손실(insertion loss)에 대한 정보를 획득하는 과정과,
상기 획득된 정보에 기반하여, 상기 RFIC에 대한 품질 지표를 보상하는 과정을 더 포함하는 방법.
- 청구항 7에 있어서,
상기 컴바이너들과 동일한 제1 컴바이너들 및 상기 컴바이너들과 동일한 제2 컴바이너들을 포함하는, 백-투-백(back-to-back) 테스트 보드를 통해 손실을 측정하는 과정과,
상기 측정된 손실에 기반하여, 상기 RFIC에 대한 품질 지표를 보상하는 과정을 더 포함하고,
상기 백-투-백 테스트 보드에서, 상기 제1 컴바이너들의 입력단들과 상기 제2 컴바인너들의 입력단들은 서로 대칭적으로 연결되는 방법.
- 청구항 7에 있어서,
RF 수신 신호를 출력하도록 제어하는 과정과,
상기 구성 요소들을 통하여, 상기 RF 수신 신호를 수신하는 과정과,
상기 수신된 RF 신호에 기반하여 상기 RFIC에 대한 수신 품질 지표를 결정하는 과정을 더 포함하고,
상기 구성 요소들 각각은 적어도 하나의 수동 소자로 구성되고,
상기 구성 요소들은, 디바이더들(dividers)로 동작하는 방법.
- 무선 통신 시스템에서, 전자 장치에 있어서,
적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
상기 적어도 하나의 프로세서는,
RFIC(radio frequency integrated circuit)의 복수의 RF 체인들과 컴바이너들로 동작 가능한 구성 요소들의 연결 상태를 확인하고,
상기 복수의 RF 체인들에서 RF 신호들을 출력하도록 제어하고,
상기 컴바이너들을 통하여, 상기 RF 신호들을 결합함으로써 통합 신호를 획득하고,
상기 통합 신호에 기반하여 상기 RFIC에 대한 품질 지표를 결정하도록 구성되는 전자 장치.
- 청구항 14에 있어서,
상기 RFIC에 대한 품질 지표는 EVM(error vector magnitude), 이득(gain), 노이즈 특성(noise figure), 선형성(linearity) 중 적어도 하나를 포함하는 전자 장치.
- 청구항 14에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 연결 상태를 확인하기 위해,
상기 RFIC가 테스트 보드에 장착됨을 검출하도록 구성되고,
상기 테스트 보드는 상기 컴바이너들을 포함하고,
상기 컴바이너들의 입력단들은, 상기 복수의 RF 체인들과 연결되는 전자 장치.
- 청구항 14에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는, 상기 RF 신호들을 출력하도록 제어하기 위해,
IF(intermediate frequency) 신호들을 생성하고,
상기 RFIC의 믹서들을 이용하여 상기 IF 신호들을 상향 변환하도록 제어하도록 구성되는 전자 장치.
- 청구항 14에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
프로빙(probing)을 통해 삽입 손실(insertion loss)에 대한 정보를 획득하고,
상기 획득된 정보에 기반하여, 상기 RFIC에 대한 품질 지표를 보상하도록 추가적으로 구성되는 전자 장치.
- 청구항 14에 있어서,
상기 컴바이너들과 동일한 제1 컴바이너들 및 상기 컴바이너들과 동일한 제2 컴바이너들을 포함하는, 백-투-백(back-to-back) 테스트 보드를 통해 손실을 측정하고,
상기 측정된 손실에 기반하여, 상기 RFIC에 대한 품질 지표를 보상하도록 추가적으로 구성되고,
상기 백-투-백 테스트 보드에서, 상기 제1 컴바이너들의 입력단들과 상기 제2 컴바인너들의 입력단들은 서로 대칭적으로 연결되는 전자 장치.
- 청구항 14에 있어서, 상기 적어도 하나의 프로세서는,
RF 수신 신호를 출력하도록 제어하고,
상기 구성 요소들을 통하여, 상기 RF 수신 신호를 수신하고,
상기 수신된 RF 신호에 기반하여 상기 RFIC에 대한 수신 품질 지표를 결정하도록 추가적으로 구성되고,
상기 구성 요소들 각각은 적어도 하나의 수동 소자로 구성되고,
상기 구성 요소들은, 디바이더들(dividers)로 동작하는 전자 장치.
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2018
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2019
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