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고 전력 RF-Filter의 수동혼변조 저감방안에 대한 연구
Study on Passive Intermodulation Reduction for High Power RF-Filter 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.3 no.4, 2008년, pp.282 - 288  

박종철 ((주) 웨이브텍) ,  이강훈 (경남대학교 정보통신공학과) ,  이영철 (경남대학교 정보통신공학과)

초록
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본 연구에서는 고출력 RF 필터의 도금상태에 따른 수동혼변조왜곡(PIMD)을 측정하였으며 RF-filter의 PIMD를 저감시키기 위한 방안을 제시하였다. PIMD의 표준측정방안에 따라 Wibro 중계기용 고출력 RF-필터의 PIMD 특성를 측정하였다. Wibro용 고 전력-RF 필터의 설계에서 통과대역의 에지(edge)에서 삽입손실 및 지연 특성의 평탄도가 저하될 경우, PIMD의 발생되므로 본 연구에서는 고 전력 필터의 PIM을 감소시키기 위하여 필터의 내부 도금 재료의 종류와 방안을 제시하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, the Passive Intermodulation Distortion(PIMD) of high power RF Filter is measured with filter inner coating materials and we suggest how to reduced the PIMD of RF filter coating methods. According to the standard measurement regulation by IEC, the Passive Intermodulation Distortion of ...

주제어

#Passive Intermodulation Distortion(PIMD)   #High Power RF Filter   #Coating Materialsn and Methods  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 특히 PIMD의 경우, 기존의 송수신단의 구성에서 필터의 문제가 크게 작용되고 있다. Wibro용 고전력 필터의 경우, 고 전력 스위치 및 증폭기 등과 개별적으로 접속되어 고 전력 부품간의 임피던스 정합이 완전하게 이루어지지 않는 경우 또는 필터의 대역폭이 넓은 경우, 통과 대역의 에지(edge) 부근에서 삽입손실 및 지연 특성의 평탄도가 급격히 나빠지며 특히 여러 가지 상황으로 불완전 임피던스매칭으로 효율저하와 필터의 전이 접속(transition)을 위한 동축케이블의 사용에 의한 PIM(passive intermodulation)의 발생되므로 본 연구에서는 고전력 필터의 PIM을 감소시키기 위하여 도파관 필터에 대하여 도파관 내에서의 도금현상에 의한 PIMD의 개선 관계를 연구하고자 한다.
  • RF 부품의 도금에 사용된 기존 재료로 대표적인 것은 은을 많이 사용하나 은의 경우 경제적인 문제와은 자체의 부식저항성 때문에 니켈을 대신 사용한다. 니켈이 경우, 낮은 가격과 높은 부식저항성을 가지지만 PIMD 값은 상대적으로 크게 나타나므로 은과 니켈의 단점을 보완하고 PIMD 저감시키는 방안에서 여러 가지 금속 물질의 도금방안이 제안되고 있으므로 본 연구에서는 표2와 같이 다양한 도금재질과 필터의 외형 및 공진기에 대한 재질의 도금과 무도금에서의 삽입손실과 PIMD를 측정하였다.
  • 고출력 RF-FEM에서의 PIMD는 고 전력, 좁은 주파수 간격의 추세에 따라서 이동통신 중계기 등에서 점차 중요한 문제로 대두되고 있으며 향후 RF 부품의 수출에 많은 지장을 초래할 수 있는 기술 항목이다. 본 논문에서는 고출력 RF-필터의 PIMD를 저감시키기 위한 방안으로 필터의 설계, 제작시에 적용되는 도금재질에 따른 PIMD의 측정으로 저감재질의 관계를 제시하였다. 국제 표준화 및 동향에 따라 RF_FEM 의 설계할 때 PIMD의 저감기술을 적용하여 RF-FEM의 고품질화를 추진할 수 있다.
  • 고전력에 이용되는 RF-필터의 경우, 하우징을 하기 위해 기존에는 필터의 뚜껑를 결합하기 위해 용접이나 땜납을 이용할 경우, 조립이나 분해의 어려움이 발생하고 접합 점에는 균열이 일어나기 쉬워 이로 인하여 필터의 조립과정이 비정렬되었을 때에 PIMD가 발생되기도 한다. 본 연구에서는 이러한 고전력 필터의 외적인 요인에 의하여 빌생되는 PIMD보다는 고 전력 필터의 설계 및 제작상에서 나타나는 PIMD를 저감시키는 방안을 모색하기 위하여 본 연구에서는 고 전력 RF-필터의 도금상태에 따른 PIMD를 측정하였다. 본 시스템에서 적용된 사양을 다음 표1과 같다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
RF전단부에서 생기는 물리적인 현상은 어떤 결과를 초래하는가? 국내에서 개발한 Wibro 중계기에 사용되는 RF전단부(RF-Front End Module)에서 RF 전력증폭기의 PAPR 및 위상잡음, 고속스위칭 및 필터 등에 의한 왜곡현상에 의하여 많은 물리적인 현상이 발생되고 있으며 이러한 결과는 고속이동 중에 seam 현상의 유발로 전송을 중단시키는 결과를 초래하기도 한다. 전송특성을 극대화시키기 위하여 RF-FEM(Front End Module)의 성능을 개선하는데 많은 연구가 진행되고 있다[1][2].
혼변조란 무엇인가? 혼변조란 두 개 이상의 신호 주파수들이 서로 간섭 현상을 일으켜 원치 않는 기생 신호를 발생시키는 것으로 수동소자(Passive device)에서 나타날 때 PIMD 이라한다. PIMD는 인접 기지국간의 간섭이 증가하고 그에 따른 IMD 문제도 증가하고 있으며 근래까지 통신 시스템 구축에 있어 고려되지 않은 요소라 더욱더 큰 문제를 야기 시키고 있다.
고출력을 나타내는 RF-FEM에서의 비선형 특성을 나타내는 주요 요인은? 3GHz 대역신호로 송신/수신하여 기저대역신호로 변환시켜주는 기능을 수행하기 위하여 제어신호에 의하여 송수신 모드 전환기능으로 상향변환과 하양변환기능을 포함하여 전력증폭단(PA), 고전력 RF-SW(High power RF-Switch), LNA, RF 믹서와 LPF/BPF의 필터류, I/Q 변복조기 및 AGC로 구성되며 고 안정 국부발진모듈(Stable Local Oscillator)로 구성되어 있다. 고출력을 나타내는 RF- FEM에서의 비선형 특성을 나타내는 주요 요인은 RF 증폭기의 비선형성에 의하여 능동 혼변조왜곡(Active Intermodulation distortion) 특성이 발생[3]하거나 필터 및 고전력 스위치의 연결하는 상태, 수동소자의 임피던스의 불일치 등으로 수동 혼변조 왜곡(Passive Intermodulation distortion)이 일어나 기저대역 신호의 BER/SER(signal error rate)을 저하시킨다[4][5]. 특히 PIMD의 경우, 기존의 송수신단의 구성에서 필터의 문제가 크게 작용되고 있다.
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