신호 처리 방법 및 시스템 document_id A220623112073

안테나의 특성이나 EMC(Electromagnetic Compatibility), ERP(Effective Radiated Power), EIRP(Effective Isotropic Radiated Power)를 분석하기 위해 무선 신호를 측정할 때, 수신 안테나에 연결된 RF(Radio Frequency) 케이블이 전자기파에 영향을 미치기 때문에 정확한 측정이 어려운 문제점이 있다. RF 케이블이 전자기파에 영향을 미치는 이유는 RF 케이블의 차폐 외각표면에 형성되는 전류로 인해 RF 케이블이 2차 방사체로서 작용하기 때문이다. 일반적으로 안테나의 특성을 측정할 때에는 안테나를 회전시키게 된다. 그러나, 안테나가 회전하면 안테나에 연결된 케이블도 함께 함께 움직이게 되며, 케이블의 움직임에 따라 측정 결과에 오차가 발생하게 된다. 특히 수직 편파 안테나에서 수직으로 연결된 케이블의 움직이는 경우 이로 인한 측정 결과의 오차가 상당히 크고, 이러한 오차는 7dB 내지 10dB 까지 될 수 있다는 연구 결과가 있다. 무선 신호 측정에서 RF 케이블의 영향을 최소화하기 위한 여러 기술이 알려져 있다. 그 중 가장 많이 사용되는 방법 중 하나는 페라이트 비드(Ferrite Bead)를 사용하는 방법이다. 페라이트 비드를 이용하면 RF 케이블에 형성되는 전류가 최소화되기 때문에 이 방법은 RF 케이블로 인한 측정 결과의 오차를 줄이는데 효율적이다. 그러나 페라이트 비드는 일반적으로 수 MHz 내지 수백 MHz의 주파수 대역에서 효과적이지만, GHz 이상의 주파수 대역에서는 잘 동작하지 않는 문제가 있다. RF 케이블의 영향을 줄이기 위한 또 다른 기술로서, RF 케이블에 1/4 파장의 슬리브형 발룬(balun)을 장착하는 방법이 있다. 그러나 발룬은 구조적으로 한정된 대역폭을 갖게 되기 때문에, 이 방법 역시 한정된 주파수 대역에서만 효과가 있다는 문제점이 있다. 또한 페라이트 비드나 발룬 등에서 사용되는 동축 선은 전체적인 시스템의 무게 및 시스템 구성의 복잡도를 증가시킨다는 단점도 있다. 한편, 무향실(FAC : Fully Anechoic Chamber), 반무향실(SAC : Semi-Anechoic Chamber), 오픈 사이트(OS : Open Site)와 같은 실내에서의 무선 신호 측정에 비해, 외부 현장에서의 무선 신호 측정은 여러가지 환경적인 요소들을 고려해야 한다. 예를 들어, 측정하고자 하는 신호원 외의 여러가지 간섭 신호원들(예 : 나무, 건물 등) 때문에 무선 신호의 정확한 측정이 어려워지므로 이러한 간섭 신호원들로부터 독립적인 측정이 가능해야 한다. 이러한 문제는 신호 측정 시스템의 구조를 더욱 복잡하게 만드는 결과로 이어진다. 또한 측정하고자 하는 신호원과 신호 측정 시스템 간의 거리도 중요한데, 이 거리에 따라서 전자기장의 분포나 안테나의 이득, 기타 안테나 및 무선 기기의 출력을 나타내는 여러 요소들이 달라질 수 있기 때문이다. 또한 외부 건물이나 지면으로부터의 반사, 회절로 인한 측정 오차를 줄이기 위해서는 신호 측정 시스템의 지면으로부터의 높이도 고려되어야 한다.