RF 분배기

RF 분배기

1. 링크
   1. 전자부품
      1. RF측정
         1. RF 분배기 - 이 페이지
   2. 참고
      1. 신호 분배기 - 동일신호를 각 채널별 독립적으로 증폭하여 분배함.
2. splitter 기술관련
   1. 정리
   2. 위키페디아 https://en.wikipedia.org/wiki/Power_dividers_and_directional_couplers
   3. 자료
      1. 충북대학교 응용전자파 연구실 자료
   4. 1. 엑셀 2007에서 수행시킬 것
3. 광대역, 손실 RF 분배기 (resistive power divider)
   1. Susumu SMD 분배기
      1. - 카탈로그 85p에서
         1. DC-20GHz, 삽입손실 6dB
         2. 칩 크기(mm): 1005(1/10W), 1608(1/10W), 2012(1/8W), 3216(1/4W), 5025(0.5W)
   2. Inmet 6005-01, 2.9mm 커넥터, DC~12.4GHz, 6dB loss
      1. 데이터시트 - 1p
      2. 사진
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           2022/01/23 촬영

   3. 제품1 - Delta 6dB 분배기(50오옴 3개를 사용한다. 1% 편차로 가장 가까운 제품은 49.9이다.)
      1. 구입품 3개
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      2. 샘플 3개에 대한, 포트3개 반사 특성. 1~3GHz에서 25dB 반사손실을 보인다.
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      3. 어느 것 하나에 대한 3가지 경로 1-2, 1-3, 2-3 통과 특성
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           6dB 손실을 보인다.

   4. 제품2 - Wye 6dB 분배기, 50오옴 종단이라면 각 저항기 저항값은 50/3=16.67 (가장 가까운 1% 제품으로 16.5)이어야 한다. 그런데 50오옴이 붙어 있다.
      1. 구입품 7개
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           포트1,2,3 정의

      2. 주파수 특성
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           포트1,2,3 각각 반사손실 특성, 6dB로 좋지 않다.

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           1-2, 1-3, 2-3 통과 특성. 12dB로 손실이 많고, 평탄하지 못하다.

   5. 제품3을 개조함
      1. 포트1의 51오옴을 제거하고 직접 연결함.
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      2. 주파수 특성
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           포트 1,2,3 반사 특성. 포트 1만 반사특성이 향상된다.

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           1-2, 1-3, 2-3 통과 특성. 1-2 1-3 통과 손실은 약 6~7dB를 보인다.

   6. 위 제품3과 같은, HP 54120T 오실로스코프 사용을 위한 트리거용 power splitter 제작 및 측정
      1. 50-50 power splitter, HP 11667B 가 사용되어야 하는데, 없기 때문에
         1. - 20p
         2. 매뉴얼에서
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      2. 제작함
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4. 무손실 RF 분배기(윌킨슨 Wilkinson power divider) - 협대역, 광대역이 있다.
   1. 위키페디아 https://en.wikipedia.org/wiki/Wilkinson_power_divider
      1. 분기 후 길이는 L/4, 임피던스(폭)은 root(2)Z0 로 설계한다.
      2. 분기 후 합쳐진 곳에는 2Z0 저항기를 설치한다.
   2. SMD 칩 - 적층 방식일 듯. 외부에서 저항을 사용해야 한다. 협대역이다.
      1. Xinger, Ultra Low Profile 0805 Power Divider
   3. SMD 코일
      1. Macom,
   4. Mini-Circuits
   5. Gigatech 제품, 타입N 커넥터 사용
      1. 2022/01/23 촬영
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           타입N 커넥터를 풀로 고정했다.

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           다른 제품과 PCB를 공용하기 위해(?)

      2. 마이크로스트립 필터인 single rectangular stub을 만들어 band stop filter를 만들어 S11 매칭 주파수를 이동시켜 특성을 향상시킴.
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           원래

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           S11 공진점은 870MHz이다.

      3. stub 길이를 길게 하니. (반대로 stub를 제거하면 더 고주파에서 매칭된다.)
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           stub 길이가 길면 저주파로 이동된다.

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           S11 공진점은 850MHz이다.

      4. 의견
         1. 포트1에 stub를 추가하여, 원하는 주파수에서 입력 매칭이 가장 잘 되도록 주파수를 이동시킨다.
         2. 밴드스탑 필터이므로, 입력 매칭은 되나, 통과 이득은 향상되지 않는 듯.
   6. 구입품 #1, AliExpress, diymore Alice1101983 Store에서 2022/01/05 7개 발주 @1.18$, 운송료포함 총 $12.15, 2022/01/19 도착
      1. 2022/01/19 도착
      2. 규격
         1. Frequency Range: 100-2700MHz
         2. Standing wave ratio VSWR: <=1.4
         3. Isolation: >=20dB
         4. Insertion Loss: <=1
         5. Maximum Input Power: 25W
      3. 7개 구입
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           100오옴

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      4. 주파수 특성
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           3포트별 반사 특성, 입력(S11)은 약 1GHz에서, 두 출력(S22,S33)은 약 950MHz에서 최적화되어 있다.

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           통과 특성. 손실 약 3.2dB(이론 3dB)나온다.

      5. 평면 전송라인을 조사
         1. 계산식
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              선폭 1.53mm는 70오옴으로 50오옴이 아니다.

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              선폭 0.72mm, 길이 46.5mm는 96오옴, 910MHz에 최적화되어 있다.

         2. 실측, 70, 96오옴인데 이는 70 x sqrt(2) = 100오옴과 비슷하다.
      6. TDR 측정 데이터
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           거의 같은 경로 길이를 갖는 semi-rigid 케이블과 비교

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           이번 분배기는 50오옴으로 매칭이 되어 있지 않다.

   7. 구입품 #2, AliExpress xinangogo Official Store, 2022/01/10 주문 US$18.9
      1. 2022/01/21 도착
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           0.38~2.5GHz, 그러면 중심주파수는 1.44GHz, 대역폭 2.12GHz

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           120, 240, 430오옴

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           커넥터 빈공간이 있어 매칭이 안되는 듯

      2. 치수
         1. 사진에 기록
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         2. 평면전송라인으로 해석
            1. 선폭 1.75, 1.31, 0.90, 0.63mm은 1.6t FR4에서 임피던스는 66 76 89 100오옴이다.
            2. 길이 32.9, 34.2, 32.7mm에 4배는 131.6, 136.8, 130.8mm(평균 133mm)는 1.2GHz에 해당된다.
      3. 네트워크분석기 측정 데이터
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           반사 손실이 10dB이다. 좋지 않다.

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           통과 손실은 6.4~9dB인다. 좋지 않다.

      4. TDR 측정 데이터
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           네트워크 분석기로, in-out4 사이의 지연시간은 약 1.5nsec이다.

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           1500psec까지가 이 회로 경로이다.

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           1.5nsec가 되려면 이론적으로 길이가 247mm 이어야 한다.

      5. 이 치구에 사용된 SMA 커넥터
         1. 사진
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              동축 직경

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              이렇게 동축으로 만들면(modify)

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              동축 임피던스 분석하면, 50오옴 맞다.

         2. TDR 측정 데이터
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              유전체에 금속관을 씌우면 특성이 좋아진다.

   8. 구입품 #3, AliExpress, TZT Trading
      1. 외관
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           100, 174, 330, 470오옴

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      2. 네트워크분석기 측정 데이터
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           화면 덤프

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           엑셀

5. 무손실, T접합 분배기(T-junction power divider)
6. 발견
   1. Wilkins Power Combiner(Divider)
      1. 한국인포콤 RSE200 ETCS RSE에서
         1. SAM58G-V10A 09.06.18
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              straddle-mounted(=edge-mounted) SMA 커넥터

         2. 내부
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              3개 포트 중 가운데 포트가 내장 안테나와 연결된다.

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              G4X, uPG2163T5N GaAs MMIC SPDT RF스위치IC

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              Wilkins RF 분배기

         3. 평면 전송라인에서 임피던스 해석
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              50오옴. 선폭 0.33mm

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              sqrt(2)x50오옴=70.7오옴. 선폭 0.18mm, 1/4L=7.72mm

   2. E5100A 네트워크분석기, 소스보드에서
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   3. R3753BH 네트워크분석기, 소스보드에서
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        direct 5 way Wye분배기이다. R=50x(5-1)/(5+1)=33.3오옴인데 31.6오옴 사용

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        입력이 단순하게 50-50오옴으로 나뉜다.