핵심 믹서 성능 매개변수를 측정하는 효과적인 방법

목표

믹서는 주파수 변환 성분입니다. 즉, 입력 신호의 주파수와 출력 신호의 주파수가 다릅니다. 믹서에는 세 가지 커넥터: RF(Radio Frequency), LO(Local Oscillator), IF(Intermediate Frequency)가 있습니다. 따라서 믹서의 특성을 분석하려면 일반적으로 4포트 벡터 네트워크 분석기가 필요합니다. 핵심적인 테스트 매개변수는 변환 손실, 격리, 반사입니다. 기타 매개변수는 하모닉, 1 dB 압축 포인트, 인터셉트 포인트가 있습니다. 이러한 개별 특성의 상대적 중요성은 믹서의 적용 요구사항에 따라 달라집니다.

낮은 전력 레벨에서 작동하는 리시버 시스템의 다운컨버전 믹서의 경우 하모닉 및 압축 포인트 측정은 비교적 중요하지 않습니다. 제작 환경에서는 테스트 비용이 중요하므로 기능 테스트 중 핵심 매개변수만 검사합니다.

로데슈바르즈 솔루션

일부 믹서는 내부 임베디드 LO가 없어 외부 LO가 필요하지 않습니다. 이러한 믹서는 RF와 IF의 두 커넥터만 있습니다. 이와 같이 임베디드 LO가 있는 RF 믹서는 일반적으로 위성과 군사 산업에서 사용됩니다. 2포트 믹서의 테스트 셋업은 더 간단합니다.

그림 1: R&S®FPC1500을 이용한 테스트 셋업

R&S®FPC1500을 사용하여 변환 손실, 격리, 반사(반환 손실)의 핵심 성능 테스트 매개변수를 측정할 수 있습니다.

애플리케이션

Conversion Loss(변환 손실)

변환 손실은 RF를 IF 주파수로 변환할 때 믹서의 효율성을 측정하는 기준입니다. 변환 손실은 입력의 RF 파워 레벨과 출력의 IF 파워 레벨 간 파워 차이를 측정합니다.

Tracking Generator 기능의 스펙트럼 분석기를 사용하면 스칼라 전송을 측정할 수 있습니다. R&S®FPC1500 Tracking Generator에는 주파수 변환 옵션이 포함되어 있어 믹서에서 측정하는 데 적합합니다.

그림 2는 측정 수행 방법을 보여주며, 그림 4의 왼쪽 스크린샷은 636.5 MHz 내부 LO가 포함된 믹서의 측정 결과입니다.

그림 2: 측정 실행

Tracking Source(RF)가 LO 주파수에서 스위핑을 시작하는 동안 분석기를 IF의 하단 측파대(파란색)를 측정합니다.

그림 3: 측정 결과

636.5 MHz 내부 LO가 포함된 믹서의 측정 결과

그림 4: R&S®FPC1500을 이용한 RF 믹서 측정

Isolation(격리)

격리란 믹서의 포트 간 신호 커플링을 측정하는 기준입니다. RF-IF 격리는 RF와 IF 간 감쇠 값으로, RF 입력 신호 중 얼마가 IF로 감쇠되는가를 나타냅니다. 이 값은 RF 주파수로 설정된 분석기로 IF 포트를 측정하여 쉽게 측정할 수 있습니다.

Reflection(반사)

반사 측정은 개별 포트에서 임피던스 매칭이 얼마나 양호한가를 나타냅니다. 기존에 S11 RF 입력 반사와 같은 S-매개변수 측정을 수행하려면 벡터 네트워크 분석기가 필요했습니다.

스펙트럼 분석기는 내부 VSWR 브릿지를 활용하는 R&S®FPC1500의 고유한 설계로 1포트 벡터 반사 측정을 수행할 수 있습니다. 그림 4의 가운데 스크린샷은 믹서 S11 반사 손실(dB 단위)을 나타내며, 그림 4의 오른쪽 스크린샷은 Smith 차트의 믹서 입력 임피던스를 나타냅니다.