빠르고 정확한 PIM(Passive Intermodulation) 측정

목표

전력 레벨이 매우 높으면 케이블, 커넥터 및 (이중화) 필터와 같은 장치에서 Passive Intermodulation(PIM)가 발생할 수 있습니다. 예를 들어 최신 무선 통신 시스템에서는 이중화 필터의 수신기 경로 주파수와 일치하는 PIM 신호 주파수가 수신기의 감도를 낮출 수 있으므로, 기지국 트랜시버에서 PIM이 발생하지 않는지 확인해야 합니다. 따라서 생산 과정에서 이중화 필터 PIM을 테스트하는 것이 매우 중요합니다. PIM 측정을 하려면 테스트 중인 기기(DUT)에 2개의 톤을 적용해야 하며, 주파수 및 전력 스윕을 사용하는 것이 가장 좋습니다. 신호 발생기 및 스펙트럼 분석기를 기반으로 하는 기존의 다중 장비 테스트 설정에서는 제한적인 기능이 제공되며, 장비를 제어하고 정렬하려면 프로그래밍 작업이 필요합니다. 단일 소스 네트워크 분석기를 기반으로 하는 솔루션도 외부 신호 발생기가 필요하며, 매우 제한된 측정 구성을 제공합니다.

또한 높은 파워 레벨에서 안정적인 신호를 제공해야 하는 문제도 있습니다. 전력 증폭기의 열 안정 효과로 인해 출력 파워가 변동하게 되는데, 교정된 안정적 전력을 DUT에 공급하려면 이 문제를 해결해야하기 때문입니다. 테스트 장비와 DUT의 손상을 방지하려면 DUT를 연결하거나 분리할 때 증폭기의 전력을 껐다가 켜십시오. 증폭기를 켠 후에는 일정 시간이 지나야 안정적인 작동 상태를 회복합니다. 안정적인 작동을 위해 필요한 시간을 예측하기 어렵고 생산 환경에서 속도가 중요하다는 점을 고려하면, 전력 증폭기가 안정적인 상태에 도달할 때까지 기다리는 것은 바람직하지 않습니다.

T&M 솔루션

내부 소스 2개가 포함된 R&S^®ZVAFour-port Vector Network Analyzer를 사용하면 단일 기기로 빠르게 스윕할 수 있는 주파수 오프셋 톤 2개를 생성할 수 있습니다. 로데슈바르즈의 R&S^®ZVA-K4Frequency Conversion Software 옵션에는 주파수 또는 전력 스윕 측정을 위한 테스트 설정을 효율적으로 구성할 수 있는 혼변조 측정 메뉴가 포함되어 있습니다.

필요한 고출력 레벨을 발생하기 위해 R&S^®BBA150Broadband Amplifier에 2개 톤을 적용합니다. 이러한 증폭기는 최대 6 GHz주파수와 15 W~ 200 W의 출력을 제공하여 PIM 측정에 적합합니다.

DUT로 안정적이고 정확한 테스트 신호를 제공하는 작업은 기본적으로 R&S^®ZVA의 ALC(Automatic Level Control) 기능을 통해 이루어집니다. ALC는 연결된 포트의 참조 수신기에서 측정된 전력 레벨을 사용하여 포트 1과 포트 3에서 2개 톤의 소스 출력 전력을 정확하게 독립적으로 제어합니다. 이를 통해 짧은 ALC 안정 시간 내에 참조면(DUT)에서 출력 파워를 매우 빠르게 조정할 수 있습니다. ALC는 열 및 전력 안정 시간뿐 아니라 증폭기 출력 전력의 변동 문제를 해결할 수 있게 해줍니다. 측정은 DUT를 연결한 직후에 시작할 수 있으며, 일반적으로 테스트 시간은 스윕당 수분에서 1초 미만으로 단축됩니다. 따라서 생산량이 대폭 증가합니다. 대부분의 경우 ALC 기능의 기본값은 안정 허용오차의 최소 범위인 0.1 dB를 충족합니다. 필요하면 구체적인 테스트 요건을 충족할 수 있도록 ALC 매개변수를 개별적으로 설정할 수 있습니다.

초기 파워 교정 중에 내부 소스에 의해 발생한 전력은 연결된 참조 수신기에서 측정된 전력 레벨, 그리고 참조 평면에서 제공된 희망 전력과 상호관련이 있습니다. 예를 들어 기지국 트랜시버용 이중화 필터의 PIM 측정의 경우, 이러한 솔루션을 구성하여 DUT에 최대 + 47dBm의 필요한 파워 레벨을 제공할 수 있습니다. 본 애플리케이션 카드에서 설명된 테스트 매개변수 및 구성요소를 이용하면 업계 최고 수준인 최대 –168 dBc의 다이내믹 레인지( 43.5dBm(1 Hz IF)에서, 약 2 GHz에서)를 활용할 수 있습니다. 이 값은 다이렉트 수신기 액세스를 통해 10 dB 추가 개선이 가능합니다.

요약

기본적으로 PIM 테스트 성능은 전력 증폭기의 (열) 안정 시간에 따라 달라지며, 이 시간에 따라 레벨 정확도, 안정성 및 테스트 시간이 달라집니다. 내부 소스 2개와 ALC(Automatic Level Control)가 탑재된 4포트 R&S^®ZVA 와 R&S^®BBA150Broadband Amplifier를 함께 사용하면 매우 빠르고 정확하며 재현 가능한 PIM 측정이 가능한 고유한 솔루션을 구성할 수 있습니다.