이 문서에서는 RF 어플리케이션이나 RF 모듈을 구입할 때 사용되는 일반적인 RF 용어를 간략하게 정의합니다. 이러한 용어는 많은 NI RF 제품과 사용되는 산업 및 어플리케이션에 적용됩니다.
진폭 강하는 dB 단위로 측정되며, 신호 파워가 지정된 측정 윈도우의 시작점 (di)에서 끝점 (df)까지 얼마나 감소하는지를 나타냅니다(단위: dB).
진폭 변조(AM)는 메시지 신호로 캐리어 신호 진폭이 변경되는 아날로그 변조 기술입니다. AM은 효과적으로 두 개의 대칭 사이드 대역을 생성하고, 캐리어를 억제합니다.
사인파 진폭 변조의 기본 식은 다음과 같습니다:
ASK (Amplitude-Shift Keying)는 비트 값(하이/로우)을 아날로그 웨이브의 이산 진폭 레벨에 할당하는 디지털 변조 타입을 말합니다. ASK는 디지털 비트 스트림으로 캐리어 사인파를 변조하여 얻어지며, 이는 진폭의 변동을 통해 디지털 데이터를 전송할 수 있는 변조된 캐리어를 생성합니다. ASK는 캐리어 웨이브의 주파수나 위상에 영향을 미치지 않습니다.
진폭-시프트 키는 여러 디지털 변조 방법 중 하나이며, 각 방법은 여러 개의 오프샷을 갖습니다. 다른 일반적인 방법으로는 주파수-시프트 키, 위상-시프트 키 및 오프샷 최소-시프트 키가 있습니다. 모든 디지털 변조 방법은 미디어를 통해 디지털 데이터를 효율적으로 전송하는 방법을 다룹니다.
각 변조는 변조 기저대역 신호(정보 신호)의 진폭에 따라 캐리어 웨이브의 각을 변경하는 것을 포함하는 아날로그 변조 클래스입니다. 캐리어의 진폭은 항상 일정하게 유지됩니다. 각 변조 방법은 진폭 변조보다 채널 노이즈에 대한 보호 기능을 제공하며 비선형 왜곡 및 전력 손실에 덜 민감합니다. 그러나 이는 대역폭 요구사항이 증가하는 비용으로 인해 발생합니다. 위상 변조와 주파수 변조는 각 변조의 두 가지 주요 타입입니다. 디지털 키는 각각 Phase-Shift Keying (PSK) 및 Frequency-Shift Keying (FSK)이라고 부릅니다. 각 변조는 다음 식을 사용하여 표현할 수 있습니다:
여기서, Ac은 캐리어 진폭
fc는 캐리어 주파수
Kf는 Hz/V 단위의 주파수 편차 상수입니다.
fm은 정보 신호의 주파수
Am은 정보 신호의 진폭
안테나는 포인트간 통신 또는 브로드캐스트를 위해 무선파를 전송하거나 수신하는 디바이스입니다. 보다 정확하게 말하면, 안테나는 전자파를 전기적 신호로 변환하는 트랜스듀서이며 그 반대도 마찬가지입니다. 안테나가 전자파를 전기 신호로 변환하는 것은 수신으로 간주되며, 반대의 과정은 전송으로 간주됩니다. 안테나는 전송, 수신, 또는 양쪽 모두로 설계될 수 있습니다. 신호를 전송하고 수신하는 안테나를 트랜시버라고 부릅니다. 다양한 강점, 약점, 어플리케이션을 갖는 안테나 타입이 있습니다. 안테나의 특성과 성능을 설명하는 데 가장 일반적으로 사용되는 파라미터는 공진 주파수, 대역폭, 방향성, 게인, 효율성입니다. 공명 주파수는 안테나가 작동하도록 튜닝된 특정 주파수이며, 대역폭은 이 주파수 주위에 중심이 됩니다. 안테나의 대역폭은 안테나가 전송 및 수신할 수 있는 주파수의 범위입니다. 모든 안테나는 하나의 공명 주파수만을 가지지 않으며, 여러 번 안테나는 최저 공명 주파수의 배수로 공명되어 노이즈나 간섭을 일으킵니다. 이득과 방향성은 서로 연관된 파라미터이며, 둘 다 안테나의 방사선 패턴과 관련되어 있습니다. 그러나 이득은 안테나의 효율성을 고려합니다. 안테나 게인은 특정 방향에서 안테나의 강도를 모든 방향으로 균일하게 방사하는 이상적인 등방성 안테나와 비교하는 무차원 측정값입니다. 방향성은 기본적으로 안테나가 대부분의 에너지를 방출하는 방향을 측정하는 것입니다. 완벽한 안테나는 게인과 방향성이 동일한 값을 가집니다. 안테나의 효율은 저항 및 기타 손실로 인해 방전되는 안테나의 입력 전력의 양을 측정한 것입니다.
방향적인 수신 또는 전송 패턴을 생성하기 위해 기하적으로 배치된 안테나의 개수. 배열은 단일 안테나가 이득 또는 방사선 요구사항을 충족할 수 없을 때 자주 사용됩니다.
음성 캐리어는 오디오 정보를 전달하는 텔레비전 채널의 대역폭의 특정 주파수입니다.
볼로미터는 주파수에 상관없이 발생하는 전자파 방사선의 에너지를 측정하는데 사용되는 디바이스입니다. 이는 같은 온도의 히트싱크에 열로 연결된 얇은 층의 흡수 재질을 사용합니다. 흡수 물질이 전자파 에너지를 흡수하면, 써미스터 또는 RTD가 차이를 감지할 수 있는 열 싱크의 일정한 온도보다 높아집니다. 이 온도 변화를 사용하여 볼로미터가 흡수하는 전자파 에너지의 양을 알 수 있습니다.
볼로미터는 원래 금속을 흡수 물질로 사용했지만, 현대 볼로미터는 대부분 반 또는 초전도 물질을 사용합니다. 이러한 재질은 최대 절대 영점에 가까운 곳에서 냉각되면 방사선에 더욱 민감해집니다.
브리지가 있는 증폭기는 두 개의 브리지가 가능한 증폭기를 사용하여 두 개의 채널(각 채널에서 하나씩)을 사용하여 공통 로드를 구동하는 결과입니다. 기본적으로 브리지가 있는 증폭기는 채널의 전체 개수를 반으로 줄이지만, 각 채널의 파워를 두 배로 줄일 수 있습니다. 이렇게 하면 두 개의 증폭기가 하나로 작동하여 각각의 출력 전력을 두 배로 늘립니다.
증폭기는 병렬 또는 직렬의 두 가지 방법으로 연결할 수 있습니다. 병렬 브리핑은 채널의 전류를 두 배로 증가시키지만, 직렬 브리핑은 전압을 두 배로 증가시킵니다.
브리지 증폭기는 오디오 어플리케이션에서 가장 일반적으로 사용됩니다.
전송하려는 신호가 변조되는 사인파 신호인 캐리어 신호의 주파수. 이 경우, 사인파 캐리어 신호는 원하는 신호를 "전달"합니다. 수신 시, 캐리어 웨이브는 원하는 신호를 추출하기 위해 복조됩니다. 캐리어 웨이브의 주파수가 전송하려는 신호보다 높습니다. 주파수가 높을수록 전송이 더 효율적이며 안테나가 더 작아지기 때문입니다. 단위: Hz
인코딩되거나 변조된 정보를 전달하는 신호. 일반적으로 캐리어는 진폭, 위상 또는 주파수가 변조된 고정 주파수 사인파입니다. 고급 통신 시스템의 경우, 캐리어는 분산 스펙트럼이라고 불리는 이동 신호일 수 있습니다. 캐리어 신호의 특성이 타이밍 결정성이 높고 수신자가 알고 있는 한, 거의 모든 타입의 캐리어 신호를 사용할 수 있습니다.
위상 변조에서 사용하여 RF 신호에서 전달되는 정보를 결정합니다. 이는 신호의 위상을 180도 증가 또는 감소하여 1 또는 0을 전달함으로써 이루어집니다. 위상을 측정하려면 진폭 측정보다 더 많은 과정을 거쳐야 하며, 벡터 신호 분석기와 같은 장비를 사용하여 측정할 수 있습니다. 이는 신호가 +180도 또는 -180도 이동했는지 결정하기 어려운 이유 때문입니다. 단위: rad, deg
캐리어 대 노이즈 비(C/N 또는 CNR)는 복조된 정보 신호에서 발견된 노이즈의 파워와 비교하여 변조된 신호의 파워의 비율입니다. 높은 CNR은 수신된 신호가 좋은 품질임을 의미합니다. 캐리어 대 노이즈 비는 신호 대 노이즈 비와 같은 방법으로 측정되며, 두 측정 모두 신호의 품질을 보여줍니다. 단위: dB
C 대역은 전자레인지 스펙트럼의 작은 부분이며 위성 및 RADAR 회사가 장거리 통신에 가장 일반적으로 사용합니다. 주파수 범위는 IEEE에 의해 4 - 8GHz로 정의되며, 3.7-4.2GHz는 다운링크에 일반적으로 사용되고 5.925 - 6.425GHz는 업링크에 사용됩니다. C 대역은 세 국제 통신 연합 지역 중 어느 지역에 시스템이 위치하는지에 따라 다릅니다. 전세계의 C 대역 변동에 대한 더 자세한 정보는 아래의 추가 리소스를 참조하십시오.
CISPR-11은 CISPR (International Special Committee on Radio Interference)에 의해 구현된 가장 잘 알려진 표준 중 하나입니다. 이는 산업, 과학 및 의료 기기(ISM)에서 발생하는 전자파 방출의 측정 및 제어를 표준화하기 위해 만들어졌습니다. 1975년에 처음 도입되었으며 이후 5번 개정되었으며, 현재는 복잡하고 철저한 표준입니다. CISPR-11 표준 및 그 개정에 대한 더 자세한 정보는 추가 정보를 참조하십시오.
CATV 신호에서, 시각적 캐리어의 2차 왜곡 곱의 측정은 시각적 캐리어 주파수보다 1.25 MHz 높습니다. 캐리어의 피크 값과 왜곡 곱의 평균값의 피크의 비율로 측정. 단위: dB
CATV 신호에서, 시각적 캐리어의 3차 왜곡 곱 측정은 시각적 캐리어 주파수 주위에 중심이 됩니다. 캐리어의 피크 값과 왜곡 곱의 평균값의 피크의 비율로 측정. 단위: dB 또는 비율.
한 중심 주파수 주위에 있는 신호를 새 중심 주파수로 변환하는 디바이스. 신호는 다운컨버터에 의해 주파수에서 아래로 이동하고, 업컨버터에 의해 주파수에서 위로 이동합니다.
평균 노이즈 레벨을 디스플레이합니다. 주파수 스펙트럼의 RMS 평균값 연산에 대응하며, 종종 스펙트럼 분석기가 측정한 값입니다. 단위: dBm
헤르츠당 캐리어에 상대적인 데시벨은 측정 대역폭 1 Hz에 대해 계산된 캐리어 레벨에 상대적인 신호의 파워의 비율입니다. (스펙트럼 및 네트워크 분석.)
직접 디지털 통합. DDS는 디지털 컨트롤을 사용하여 단일 참조 클럭 주파수에서 아날로그 주파수 소스를 유도합니다. 함수 생성기는 DDS를 사용하여 웨이브폼의 모든 샘플을 생성하는 대신 메모리에서 샘플을 선택하여 정확한 주파수에서 주기적인 신호를 생성합니다. 반면, 임의의 웨이브폼 생성기(AWG)는 메모리에 저장된 웨이브폼의 각 샘플을 생성합니다. AWG를 사용하면 생성되는 웨이브폼을 정확하게 정의할 수 있지만, 특히 높은 주파수에서 구현할 수 있는 주파수 정밀도에는 제한이 있습니다. 요약적으로, 이 구조는 높은 주파수 분해능, 위상 연속 스위칭, 광대역 튜닝 및 온도 안정성을 제공합니다.
dBc는 신호와 캐리어 사이의 파워의 비율입니다. 양의 dBc는 신호가 캐리어보다 더 많은 파워를 가지고 있음을 나타내고, 음의 dBc는 캐리어가 신호보다 더 많은 파워를 가지고 있음을 나타냅니다.
정보를 캐리어 웨이브에 변조하여 다른 안테나로 전송하는 경우, 원래 정보를 가져오려면 반대로 진행해야 합니다. 이 변조를 반대로 변조하여 정보를 추출하는 과정을 복조라고 합니다. 변조는 통신의 전송 측에서 수행되므로 복조는 수신 측에서 수행됩니다.
M-ary FSK 시스템의 경우, 평균 FSK 에러는 이상적인 기호(주파수) 위치 주위에 분포된 FSK 복조 기호 웨이브폼의 평균 제곱 (rms) 분포로 정의됩니다. 수학적으로 FSK 에러는 다음과 같이 정의됩니다:
여기서,
M은 FSK 변조 포맷, ƒ 이상적, i는 위치 i에 대응하는 FSK 주파수에서 이상적인 기호 위치, <ƒ실수,i>는 위치 i에서 복조된 기호의 값을 나타냅니다.
위의 그림에서 수평 라인은 실제 FSK 복조 기호 위치를 나타내고, 수직 라인은 4 FSK 포맷에 이상적인 기호 위치를 나타냅니다.
일반적으로 전체 스케일의 10% ~ 90% 사이로 지정된 신호의 DC 레벨의 변화로 인한 비디오 신호의 크로미넌스 부분 캐리어 진폭의 원하지 않는 변동. 퍼센트 또는 퍼센트의 소수점으로 표시.
디지털 오디오 브로드캐스팅(DAB)은 1980년대에 유럽 연구 프로젝트로 시작된 디지털 브로드캐스팅 표준입니다. 이는 일반적으로 디지털 라디오라고 불리는 것으로 진화하였으며, 현재 유럽에서 주로 사용되고 있습니다. DAB은 아날로그 신호를 가져오고, 이를 디지털화하여 MP2와 같은 오디오 코덱을 사용하여 압축할 수 있도록 하고, 브로드캐스트를 전송하기 전에 디지털 변조를 수행합니다. DAB은 오래된 FM 및 AM 라디오 방송의 주요 한계를 해결하기 위해 개발되었습니다. 특히 DAB은 스펙트럼당 더 많은 스테이션을 허용하므로 고객에게 더 많은 리슨 옵션이 제공됩니다. 또한 노이즈, 누화, 기타 간섭에 대한 더 높은 방지성을 제공하므로 모바일 어플리케이션에 이상적입니다. 또한 DAB은 신호가 특정 전원 임계점보다 낮아질 때까지 감쇠를 시작하지 않는 수신 무결성 덕분에 FM 라디오와 동등하거나 더 좋은 오디오 품질을 제공합니다. 이는 수신 신호의 전력과 선형적인 관계에서 수신 품질이 떨어지는 FM 라디오와는 다릅니다. 2007년에 DAB의 업그레이드된 버전(DAB+라는 이름)이 출시되었습니다. DAB+는 AAC+ 오디오 코덱을 사용하고 Reed-Solomon 에러 수정을 구현하여 오디오 품질을 향상시킵니다.
에러 벡터 크기 (EVM)는 장애가 있을 때 복조기의 성능을 측정한 것입니다. 복조기 출력에서 복구된 웨이브폼을 데시메이트한 후 얻은 측정된 기호 위치는 이상적인 기호 위치와 비교됩니다. 그런 다음 RMS(루트 평균 제곱) EVM과 위상 에러를 사용하여 N개의 복조 기호 윈도우에서 EVM 측정값을 결정합니다.
전송된 신호의 필드 강도를 측정하는 주파수 선택계. 신호 레벨 미터라고도 불립니다.
전기장 또는 자기장의 원장 측정. 단위: V/m, A/m 또는 W/m
주파수 편이는 발진기 주파수가 공칭 주파수에서 얼마나 벗어나는지 측정할 때와 같이, 주파수가 지정된 값과 얼마나 차이가 나는지를 정량화합니다. 주파수 변조에서 주파수 편차는 지정된 주기 동안 변조된 웨이브의 순간 주파수와 캐리어 주파수 사이의 최대 절대적인 차이를 의미합니다.
QM 변조 시스템에서 주파수 에러는 지정된 캐리어 주파수와 실제 측정된 캐리어 주파수 사이의 차이를 의미합니다. QM 시스템의 기본 대역에서 주파수 에러는 I/Q 평면에 대한 기호 좌표의 로커스 회전으로 나타나는 복잡한 신호 저하입니다. 고정된 주파수 오프셋은 일정한 각속도로 회전하는 것처럼 보입니다. 주파수 에러는 양 또는 음의 부호가 될 수 있으며, 이는 회전 방향을 나타냅니다.
QM 시스템의 주파수 에러
주파수 변조(FM)는 사인파의 주파수가 메시지 신호의 순간적 값에 비례하는 정도의 중심 주파수로부터 편차하는 각 변조 타입입니다. FM에서 중심 주파수는 캐리어 주파수입니다. 주파수 변조는 각 변조의 일반 식을 사용하여 표현할 수 있습니다.
Ac은 캐리어 진폭
fc는 캐리어 주파수
kf는 Hz/V 단위의 주파수 편차 상수입니다.
fm은 메시지 신호의 주파수
변조에 대한 자세한 내용은 NI RF 도움말을 참조하십시오. 변조
주파수 이동키(FSK)는 비트 값을 이산 주파수 레벨에 할당하는 주파수 변조 타입을 말합니다. FSK의 비연속적인 형태에서, 순간 주파수는 "마크"와 "스페이스" 주파수라는 두 개의 이산 값 사이에서 이동합니다. 출력 신호에 위상 불연속이 없는 FSK의 일관적인 형태가 있습니다. FSK 변조 포맷은 엄격하게 실수값인 변조된 웨이브폼을 생성하므로, QM 방식과 공통적인 기능을 공유하지 않는 경향이 있습니다.
일반적으로 소비자 어플리케이션(TV 및 VCR)에서 사용되는 스레드된 중형 동축 신호 커넥터. 이 커넥터는 일반적으로 1 GHz까지 사용할 수 있습니다. 커넥터의 핀이 실제로 중심 도체이기 때문에 비용이 저렴합니다.
I/Q는 현대 통신 시스템에서 일반적으로 메시지 신호를 나타내는 방법입니다. 변조 토픽에서 설명한 바와 같이, 캐리어 웨이브로부터 변조된 웨이브를 생성하는 데에는 두 가지 기본적인 방법(독립도)이 있습니다. 진폭 또는 위상을 방해할 수 있습니다. I/Q 신호를 사용하면 진폭과 위상을 동시에 변경할 수 있습니다. 캐리어를 변조할 때 양쪽 자유도를 사용하면 채널 대역폭의 헤르츠당 비트(초 전송 속도당 주어진 비트)를 기준으로 하나의 자유도를 사용하는 경우보다 더 높은 스펙트럼 효율을 얻을 수 있습니다.
I/Q 변조에 대한 자세한 내용은 NI RF 도움말을 참조하십시오. I/Q 변조
변조 에러 비율(MER)은 디지털 변조된 신호의 신호 대 노이즈비(SNR)를 측정한 것입니다. SNR과 같이, MER은 일반적으로 데시벨(dB)로 표시됩니다. 기호 개수 N 이상의 MER은 다음과 같이 정의됩니다:
노이즈 숫자(NF)는 디시벨(dB) 단위의 실제 출력 노이즈와 인스트루먼트가 자체 열 노이즈를 공급하지 않는 경우 남아있는 노이즈의 비율입니다. 테스트 중인 유닛(UUT) 입력을 일치하는 저항 로드(일반적으로 50 &ohm)로 종단하고 출력(No)에서 노이즈 파워 밀도를 측정하는 경우, NF는 다음 식으로 나타납니다:
이 때 G는 UUT의 파워 게인(선형 단위), k ≈ 1.38 ×10-23은 볼츠만 상수, T ≈ 290° K는 주위 온도입니다. 이기종 시스템에서, 출력 노이즈 파워는 이미지-주파수 변환의 가상 값을 포함하지만, 입력 종단의 열 노이즈에 따른 부분은 시스템의 주요 주파수 변환을 통해 출력에 나타나는 것만 포함하고, 이미지 주파수 변환을 통해 나타나는 것을 제외합니다.
변조는 메시지 신호의 정보(m(t))에 따라 캐리어 웨이브의 특성을 변경하여 변조된 웨이브를 생성하고 전송하는 과정입니다. 변조에는 여러 가지 타입이 있습니다.
위상 변조된 캐리어 신호는 다음 식으로 나타납니다:
이 때 m(t) 는 시간에 따라 변하는 메시지 신호, Ac 는 캐리어 웨이브의 진폭, fc 는 캐리어 웨이브의 주파수입니다.
QM 변조된 시스템에서 구적 스큐라고도 불리는 구적 에러는 I와 Q 성분이 완전히 직교적이지 않도록 복잡한 신호 저하를 나타냅니다. 구적 에러는 양 또는 음의 값이 될 수 있으며, 이때 부호는 에러의 방향을 나타냅니다.
구적조 스큐
여러 RF 채널 중 하나를 선택할 수 있는 스위치.
ρ는 변조 품질을 평가하는 측정입니다. ρ를 계산하려면 복조된 비트로부터 재구성된 이상적인 웨이브폼과 복구된 웨이브폼 사이의 상관 관계를 찾습니다. 즉, 수신된 복조된 웨이브폼을 NI Modulation Toolkit 디지털 복조 VI의 출력 비트 스트림을 다시 변조하여 얻은 이상적인 웨이브폼과 비교합니다. ρ 측정은 에러 벡터 크기(EVM)와 관련되어 있습니다: EVM은 측정된 신호와 이상적인 신호 사이의 벡터 차이를 측정하는 반면, ρ은 두 신호 사이의 상관을 측정합니다. ρ의 값은 0.0에서 1.0까지 범위가 될 수 있습니다.
표 1. ρ 값
| 값 | 의미 |
| ρ = 0.0 | 상관없음 |
| 0.0 < ρ < 1.0 | 부분적으로 상관 |
| ρ = 1.0 | 완벽하게 상관 |
스미스 차트를 사용하여 전송 라인 동작을 연구합니다. 트랜스미션 라인은 에너지나 신호를 전송하는 매개체입니다. 전송 라인은 와이어일 수도 있고, 신호가 전송되는 대기일 수도 있습니다. 이러한 각 전송 라인은 전송되는 신호에 영향을 미칩니다. 트랜스미션 라인의 임피던스라고 불리는 이 현상은 AC 신호의 크기를 감소시키거나 위상 차를 만듭니다. 트랜스미션 라인에는 임피던스, 저항의 측정값, 라인의 리액턴스가 관련되어 있습니다. 임피던스는 일반적으로 z = r + jx 형식의 복소수로 나열됩니다. 이 방정식에서 z는 임피던스를 나타내는 복소수이며, 저항(r)과 재활성(x) 성분을 모두 포함합니다. 스미스 플롯을 사용하여 전송 라인의 임피던스를 플롯할 수 있습니다. 플롯은 저항 상수와 리액턴스 상수의 원으로 구성됩니다. r원과 x원의 교차점이 그려짐에 따라, 주어진 임피던스, 즉 r + jx를 플롯할 수 있습니다. 플롯된 후, 스미스 플롯을 시각적 도움말로 사용하여 임피던스를 일치시키고, 전송 라인의 반사 계수를 계산할 수 있습니다.
이트림-아이론-그래넷. 공명 주파수가 노출되는 DC 자기장에 선형적으로 비례하는 크리스탈. 이 튜닝 가능한 발진기는 일반적으로 전자레인지 주파수 범위에서 사용됩니다.
제로 인덱스는 위치를 결정하는데 사용되는 대부분의 구적 엔코더의 참조 위치입니다. 엔코더가 회전 중 이 인덱스 위치를 전달하면, 디바이스의 Z 터미널을 펄스합니다. 이 회전당 단일 펄스를 사용하면 엔코더의 위치를 결정할 수 있지만, 엔코더의 A 및 B 채널은 회전 방향을 결정하는데 사용됩니다. 단위: rad