필터 튜닝의 완벽한 두 가지 솔루션: CST Studio Suite® 및 R&S®ZNB

Dassault Systèmes의 CST Studio Suite® Simulation Software의 CST® Filter Designer 3D는 필터와 디플렉서를 위한 완전한 합성 툴입니다. 이 툴은 결합 공진기 필터와 그 이상의 VNA 기반 튜닝 기능의 전반적 디자인 프로세스에서 다양한 솔루션을 제공합니다. CST Filter Designer 3D는 튜닝 필터 하드웨어의 성능을 높임으로써 기기가 정상 성능을 충족하기 위해 최적화하는 시간을 크게 줄일 수 있습니다. 실시간 필터 튜닝을 위해 데이터를 빠르게 판독하는 최적의 기기는 로데슈바르즈의 R&S®ZNB Vector Network Analyzer입니다.

CST Filter Designer 3D 및 R&S®ZNB를 이용한 VNA 튜닝 셋업
그림 1: CST Filter Designer 3D 및 R&S®ZNB를 이용한 VNA 튜닝 셋업

목표

4G/5G 기지국 필터/디플렉서는 일반적으로 까다로운 DUT입니다. 이러한 기기는 높은 Out-of-band Rejection 성능이 필요합니다. Null이라고도 불리는 Transmission notch는 80dB 이상이 될 수 있습니다. 높은 Dynamic Range와 빠른 측정 속도를 제공하는 R&S®ZNB Vector Network Analyzer와 Dassault Systèmes의 CST Studio Suite®는 이러한 시나리오에 완벽한 성능을 제공합니다.

R&S®ZNB 다이내믹 레인지(10Hz IF 대역폭에서).
그림 2: R&S®ZNB 다이내믹 레인지(10Hz IF 대역폭에서).

로데슈바르즈 솔루션

실제 튜닝에서 CST Studio Suite®는 로데슈바르즈의 광범위한 벡터 네트워크 분석기에 대해 USB, 소켓, 이더넷 연결을 지원합니다. R&S®ZNB는 뛰어난 속도, 다이내믹 레인지, 간편한 조작법으로 생산 환경에서 가장 많이 사용되고 있는 벡터 네트워크 분석기입니다. 이 분석기는 높은 측정 정확도와 포인트당 5 μs 이상의 뛰어난 속도를 함께 제공합니다. 따라서 401포인트당 4ms 정도의 짧은 스윕 시간이 가능합니다. 뿐만 아니라, R&S®ZNB Vector Network Analyzer는 높은 파워 처리 성능과 고감도, 낮은 트레이스 노이즈를 함께 제공합니다. R&S®ZNB 본체는 일반적으로 140 dB 다이내믹 레인지(10Hz IF 대역폭에서)를 제공해 타사 동급 제품에 비해 뛰어난 성능을 제공합니다. 옵션으로 다이내믹 레인지를 강화할 경우, 최고 150dB의 다이내믹 레인지를 제공할 수 있습니다(낮은 전송 계수에서 수신기 Compression이 없는 실제 다이내믹 레인지).

완벽한 통합과 간편한 사용법
필터 튜닝은 네 단계로 실행됩니다.

  • R&S®ZNB Vector Network Analyzer를 교정하고 DUT에서 S-파라미터 측정을 수행합니다
  • PC에서 실행되는 CST Filter Designer 3D와 R&S®ZNB Vector Network Analyzer를 원격 연결합니다. 소프트웨어가 측정된 데이터를 실시간으로 자동 판독합니다
  • 소프트웨어가 선택된 필터 토폴로지를 기반으로 측정된 S-파라미터에서 커플링 매트릭스를 추출합니다
  • 에러 바는 커플링과 자체 공진을 어느 정도까지 디튜닝하는가를 나타냅니다. 여기에서 스크류, 가변 커패시터, 버랙터 다이오드와 같은 튜닝 메커니즘을 통해 필터 하드웨어를 최적화하는 데 필요한 정보를 파악할 수 있습니다.

필터 모델은 CST Filter Designer 3D로 설계되고 CST Studio Suite®로 시뮬레이션되었습니다. 정확한 제조 프로세스가 실행된 경우 하드웨어를 시뮬레이션된 커플링 매트릭스에 맞게 튜닝하면 R&S®ZNB로 측정한 실제 값에서 동일한 결과를 얻게 됩니다.

아래 스크린샷에 CST Filter Designer 3D 환경과 R&S®ZNB로 측정한 S-파라미터 판독값이 함께 나와 있습니다. 에러 바는 각 매트릭스 요소가 최적의 튜닝과 어느 정도 차이가 나는가를 나타냅니다.

번호별 공진기를 이용한 필터
그림 3: 번호별 공진기를 이용한 필터

애플리케이션

동축 공진기 필터 결합
이 필터에는 통과대역 바로 위의 두 전송 영점이 적용된 6차 응답이 있습니다. 필터 토폴로지는 두 개의 계단식 트리플렛 섹션으로 구성되어 있습니다. 그림 3은 빨간색 숫자가 표기된 공진기 튜닝 스크류가 포함된 장치를 나타냅니다.

커플링 매트릭스를 보여주는 CST Filter Designer 3D 사용자 인터페이스
그림 4: 커플링 매트릭스를 보여주는 CST Filter Designer 3D 사용자 인터페이스
라이트박스 열기

상표 공지/저작권
SIMULIA 및 CST Studio Suite는 미국 및/또는 기타 국가에서 프랑스 “société européenne” (베르사유 사업자번호 # B 322 306 440) 또는 자회사인 Dassault Systèmes의 상표 또는 등록 상표입니다. 기타 상표는 해당 소유자가 소유합니다. Dassault Systèmes 또는 자회사 상표는 서면에 의한 명시적 승인 하에 사용할 수 있습니다. 제품 및 서비스 명칭은 Dassault Systèmes 또는 자회사의 상표 또는 서비스 마크입니다.

이미지 저작권 © 2019 Dassault Systèmes Simulia Corp.

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