밀리미터파 테스트 솔루션

통신 및 센싱 평가를 위한 최적의 계측기

밀리미터파(30~300 GHz)는 통신 및 센싱과 같은 다양한 애플리케이션에 사용됩니다. 밀리미터파는 비교적 넓은 대역폭을 제공하여 통신 성능을 향상시키며, 짧은 파장 특성으로 인해 센싱 애플리케이션에서는 물체 및 위치를 정밀하게 검출할 수 있다는 장점이 있습니다.

비지상 네트워크(NTN)는 위성과 지상 간 통신에 밀리미터파를 활용하며, 레이더 기술 또한 밀리미터파를 이용합니다. 자동차 산업에서는 정확한 거리 측정, 장애물 검출, 차내 아동 감지(CPD)를 포함한 안전 시스템에서 밀리미터파가 핵심적인 역할을 합니다. 또한, 여러 의료 기기에서 호흡수 및 심박수와 같은 생체 정보를 모니터링하기 위해 밀리미터파 기술을 채택하고 있습니다. 이처럼 밀리미터파는 우리의 일상생활에서 중요한 요소로 자리 잡고 있습니다.

비지상 네트워크

자동차 밀리미터파 레이더

차내 아동 감지(CPD)

무선 전력 전송

생체 신호 센서

전파망원경

밀리미터파 활용을 위한 테스트 과제

과제 1: 밀리미터파 디바이스에서의 광대역 신호를 정확하게 평가

밀리미터파 광대역 신호를 사용하는 통신 디바이스, 이동체 검지 센서, 자동차 레이더에서 출력되는 무선 신호의 주파수 특성을 간단하고 정확하게 평가할 수 있는 솔루션이 요구됩니다.

이를 위해 신호 분석기와 외부 믹서를 조합하여 측정 대상 신호의 주파수를 변환하고, 측정 가능한 주파수 범위를 확대하는 방법이 사용됩니다. 그러나 일부 외부 믹서는 원래 신호와 다른 주파수의 신호도 수신하기 때문에 이미지 응답이 발생하며, 이로 인해 원 신호의 주파수 특성을 정확히 평가하기가 어렵습니다. 따라서 엔지니어는 이미지 응답(image response)이 측정 대상 주파수 대역에 영향을 미치지 않도록 주의해야 합니다.

과제 2: 밀리미터파 재료의 동작 주파수 및 최적의 측정 시스템 선정

전파는 대기를 전파하면서 손실이 발생하며, 이 현상은 밀리미터파 영역에서 더욱 두드러집니다. 또한 밀리미터파 디바이스에 사용되는 부품과 인쇄회로기판(PCB) 재료는 유전율과 유전 손실이 크기 때문에, 신호가 통과하면서 감쇠 및 특성 열화가 발생할 수 있습니다. 더 나아가 재료 간 특성 편차로 인해 시장이 요구하는 성능을 달성하지 못하는 경우도 발생합니다. 따라서 낮은 유전율과 낮은 유전 손실을 갖는 재료 개발이 필요하며, 그중에서도 가장 적합한 재료를 선택해야 합니다. 이를 위해서는 동작 주파수 대역과 재료 형상에 적합한 유전율·유전 손실 측정 시스템을 사용하여 정확하게 평가하는 것이 필수적입니다.

Ensuring signal quality of millimeter wave devices

과제 3: 밀리미터파 디바이스의 신호 품질 확보

밀리미터파는 마이크로파에 비해 파장이 짧기 때문에 디바이스 소형화가 가능합니다. 반면, 소형화된 디바이스는 주변 부품 및 회로로부터의 간섭이나 열의 영향을 받기 쉬워 신호 품질이 저하될 가능성이 커집니다. 이로 인해 PCB 설계와 부품 집적은 마이크로파 디바이스보다 더욱 어려워집니다. 따라서 손실, 전송 및 반사 특성 등 디바이스를 통과하는 신호의 주파수 특성을 검증하기 위해, 디바이스의 신호 품질을 확보하는 것이 매우 중요합니다.

과제 4: 현장에서의 재밍 및 간섭으로 인한 통신 장애

밀리미터파 대역은 NTN 위성-지상 통신 및 천문 관측 등 여러 애플리케이션에 할당되어 있어, 상호 간섭의 영향을 받기 쉽습니다. 이러한 간섭파나 재밍파는 밀리미터파 통신 속도를 저하시킬 뿐만 아니라 통신 오류를 유발하고, 최악의 경우 통신을 완전히 중단시킬 수도 있습니다. 이러한 문제를 방지하기 위해서는 재밍 및 간섭 전파의 존재 여부를 확인하는 것이 중요하며, 원치 않는 전파가 감지될 경우 그 발생원을 특정하고 제거하는 조치가 필요합니다.

밀리미터파 테스트 솔루션

솔루션 1: 스펙트럼 주파수 범위를 50–90 GHz로 확장 / 이미지 응답 억제

안리쓰의 스펙트럼 분석기 / 신호 분석기 MS2830A / MS2840A / MS2850A를 VDI 또는 Eravant의 외부 믹서와 조합함으로써, 스펙트럼 및 위상 잡음 측정의 주파수 범위를 50–90 GHz까지 확장할 수 있습니다. 또한, 안리쓰 고유의 Polarity Swap(PS) 기능을 통해 불필요한 이미지 응답의 영향을 억제하면서 신호 스펙트럼을 평가할 수 있습니다.

제품의 소개:

Extended Frequency Measurement Solution - External Mixer Connection Function MX284090A

동영상:

Measurement Method Using a Signal Analyzer and External Mixer

어플리케이션 노트（PDF）:
Measuring mmWave Spectrum using External Waveguide Mixers

신호 분석기 측정 주파수 확장 기능인 테스트 솔루션를 소개합니다.

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솔루션 2: 밀리미터파 재료의 유전율 및 유전 손실 측정

안리쓰는 다양한 유전율 측정 요구에 대응할 수 있는 폭넓은 벡터 네트워크 분석기(VNA) 라인업을 제공하고 있습니다. VNA를 서드파티 유전율 측정 도구와 조합함으로써, 재료의 형상 및 동작 주파수 대역에 따른 유전율과 유전 손실을 정확하게 평가할 수 있습니다.

자세한 내용은 아래 문서를 참조해 주십시오.

어플리케이션 노트:

Dielectric Measurement Solutions for Materials Utilized in Millimeter Wave

동영상:

Dielectric Constant Measurement of Fluorine Materials in 5G/5G-Advanced Applications

솔루션 3: 밀리미터파 디바이스의 주파수 특성 평가

안리쓰의 벡터 네트워크 분석기(VNA)는 밀리미터파 디바이스의 인쇄회로기판(PCB) 및 구성 부품에 대해, 전송·반사 특성과 S-파라미터 등 전송 품질을 보장하는 데 필수적인 주파수 특성을 평가할 수 있습니다.

또한 Anritsu VNA는 초광대역 주파수 특성 평가를 지원하며, VectorStar 광대역 VNA ME7838 시리즈는 70 kHz부터 220 GHz까지의 주파수 범위를 커버합니다. 220 GHz 밀리미터파 모듈 MA25400A와 MPI 프로브 팁을 사용하면, 싱글 스윕(으로 초광대역 주파수 특성 측정이 가능합니다.더 나아가, 밀리미터파 도파관 외부 모듈을 사용하면 최대 1.1 THz까지의 밀리미터파 주파수 측정이 가능합니다.

제품의 소개:

Vector Network Analysis Product Portfolio

솔루션 4: 재밍 및 간섭 신호 검출

안리쓰의 광대역 실시간 스펙트럼 분석기 Field Master Pro MS2090A는 변동하는 재밍 및 간섭 신호를 순간적으로 포착할 수 있습니다. 9 kHz부터 54 GHz까지 연속적인 주파수 커버리지를 제공하여, 5G, LTE, 무선 백홀, 항공우주/방위, 위성 시스템, 레이더 등 다양한 무선 기술과 관련된 테스트 과제를 지원합니다. 또한 휴대형 설계와 견고한 구조로 야외 환경에서의 사용에 적합합니다.

보다 넓은 주파수 특성 평가는 초경량 스펙트럼 분석기 Spectrum Master MS2760A/2762A를 통해 가능하며, 최대 170 GHz까지 연속적인 주파수 범위를 커버합니다. 본 장비는 현장 테스트뿐만 아니라 자동차 레이더, 안테나 빔 패턴 측정, 전파천문학 등 밀리미터파 애플리케이션과 관련된 연구·개발 용도로도 활용할 수 있습니다.

리플렛:

Non-Terrestrial Networks (NTNs) Test Solutions Use Case

어플리케이션 노트:

Resolving Interference Issues at Satellite Ground Stations

백서:

Understanding Key Real-Time Spectrum Analyzer Specifications