본 연구에서는 대구경북과학기술원에서 보유하고 있는 네트워크 분석기 (Network analyzer)를 이용하여 안테나의 측정을 하였다. Agilent Technologies 사의 N5247A (모델명)을 사용하였다.
그림 11. 실험에 사용한 네트워크 분석기 모식도
(a) (b) (c)
그림 12. 네트워크 분석기에 연결하여 사용한 장비 (a) 전자교정모듈, (b) 범용테스트 비품 (c) 안테나를 장착한 범용테스트 비품
그림 11은 실험에 사용한 측정방법을 모식도로 표현한 것이다. 측정 순서로는 전자 교정모듈과 네트워크 분석기를 케이블로 연결하여 네트워크 분석기의 기준점을 잡아준 다. 기준점을 잡은 후 전자교정모듈을 분리하고 주파수의 측정범위를 설정한 후 안테 나를 장착한 범용테스트 비품 (Anritsu 36801K Universal Test Fixture Right Angle Launcher)을 네트워크 분석기와 케이블로 연결하면 S-Parameters 형태의 측정값이 나오게 된다. 이후 다른 안테나를 측정할 때에는 범용테스트 비품에 안테나만 교체 해 주면 된다.
그림 12는 네트워크 분석기에 연결하여 측정 시 사용한 장비를 보여주고 있다. 그 림 12(a)는 전자교정모듈 이며 KETSIGHT 사의 N4694A (모델명)을 사용하였으며 최 대 67 GHz 까지 교정이 가능하다. 통상적으로 Ecal (Electronic Calibration Module) 이라고 하며 Ecal 은 설정 주파수 범위에 있는 시스템상의 알려진 디바이스를 측정하 여 시스템적으로 발생할 수 있는 오류를 탐지하고 그러한 오류들을 교정해 주는 장치 이다. 네트워크 분석기를 사용하여 안테나를 측정하기 측정 범위를 지정하고 Ecal 을 연결하여 측정범위 내의 오류를 교정하며 교정이 완료되면 기준값은 0 으로 교정된다.
그림 12 (b)는 범용테스트 비품 이며 통상 UTF 라고 한다. UTF 는 제작한 안테나를 측정가능하게 고정시켜주는 역할과 네트워크 분석기에서 보낸 신호를 안테나와 연결해 주는 연결부 역할을 하는 장치이다. 측정가능한 주파수는 40 GHz 이며, 반사손실은 20 GHz 의 범위까지는 16 dB 이며, 20 GHz ~ 40 GHz 범위에서는 12 dB 의 특성을 가 지고 있다. 반사손실은 UTF에서 안테나를 접속시켜주는 접속부나 네트워크 분석기와 의 케이블 연결부에서 발생 할 수 있다. 그림 12(c)는 UTF 에 안테나를 장착한 모습 이다. 같은 대역대의 주파수를 가지는 다른 안테나를 측정 할 때 처음부터 기준점을 잡고 케이블을 연결할 필요가 없이 UTF 에 안테나만 교체장착 하면서 측정하면 된다.
제 품 명 N5247A (Aglient Technologies) 측정 주파수 10 Hz ~ 67 GHz
동 적 범 위 129 dB 출 력 전 력 13 dBm 고 조 파 -60 dBc 노이즈 플로어 -118 dBm
어플리케이션 s-파라미터, 노이즈 피겨, 이득 포화, Pulsed RF 컴 포 넌 트 안테나, 믹서/주파수 컨버터, 앰프
표 4. 실험에 사용한 네트워크 분석기 사양
표 4는 실험에 사용한 네트워크 분석기 사양을 보여주고 있다. 측정 가능한 주파수 대역은 10 Hz ~ 67 GHz, 동적범위 129 dB, 출력전력 13 dB 을 가지고 있다. 본 연구 에서는 주파수의 측정범위를 15 GHz ~ 25 GHz 로 설정하여 측정하였으며 그 이유는 23 GHz 의 안테나를 설계 제작 하였으나 실제 측정결과 22 GHz 대역이 나와 측정범 위를 줄여서 측정하였다. 설계대로 원하는 대역의 주파수를 얻지 못하는 이유는 주변 의 주파수의 간섭이나 에칭에서의 문제, 설계상의 오류 등 다양한 원인이 있을 수 있 다. 본 연구에서는 정확한 원인을 분석 중에 있으며 향후 추가 할 예정이다.
제 4장 실험결과
제 1절 펨토초 레이저 테이프 가공 방법을 이용한 24 GHz 안테나 제작 및 특성 연구