전자공학/RF

1. 개요 (Overview) PA란?낮은 전력의 RF 신호를 고전력으로 증폭하여,송신 안테나 또는 외부 부하(Load)에 전달하기 위한 능동 증폭 회로다.일반적으로 수 mW 단위의 신호를 수 W 이상으로 증폭RF 통신, 레이다, 위성, TV 송신기 등 거의 모든 송신 시스템에서 필수2. 왜 PA가 필요한가?신호 세기 문제: 변조기나 DAC에서 나온 신호는 출력 전력이 수 mW 이하 수준전파 거리 문제: 이 정도 파워로는 안테나를 통해 유의미한 거리 송신 불가효율/선형성 트레이드오프 해결: 강한 전력으로 쏘면서도 왜곡은 줄여야 함→ PA는 송신 범위를 확보하기 위한 필수 요소이자, 시스템 전체 통신 성능을 결정짓는 핵심3. PA의 주요 역할출력 전력 증폭전송 신호의 전력을 안테나 송신 가능한 수준까지 증..

1. LNA란? (Low Noise Amplifier)LNA는 수신기(RX) 초입단에 위치하는 저잡음 증폭기로서,아주 약한 신호를 가능한 한 노이즈 없이 증폭하는 역할을 한다."Low Noise"라는 말 그대로 노이즈 피겨(Noise Figure, NF)가 낮아야 하며,RF 시스템의 수신 감도(Sensitivity)와 전체 SNR(Signal to Noise Ratio)를 결정짓는 핵심 요소이다.  2. 왜 LNA가 필요한가?무선 수신 환경에서는 수신 신호가 매우 약하다.→ 바로 디지털 변환을 하면 신호 손실 or 노이즈 덮임따라서, 첫 번째 증폭기에서 최대한 깨끗하게 증폭해야 후단 성능이 유지된다.관련 이론: Friis 공식시스템 전체 노이즈 피겨는 첫 번째 블록(LNA)의 성능에 가장 크게 좌우됨그래..

개요변조(變調)는 정보를 효과적으로 저장하거나 전송하기 위해 전기적 신호를 변환하는 과정입니다.이는 정보 신호를 고주파수의 반송파(carrier wave)에 실어 보내는 것으로, 반송파의 진폭, 주파수, 위상 등을 변화시켜 정보를 전달합니다.변조를 수행하는 장치를 변조기(modulator), 반대로 변조된 신호에서 원래 정보를 추출하는 과정을 복조(demodulation)라 하며, 이를 수행하는 장치를 복조기(demodulator)라고 합니다.변조기와 복조기의 기능을 모두 수행하는 장치는 모뎀(modem)이라고 불립니다. 변조의 필요성변조가 필요한 이유는 다음과 같습니다:장거리 전송: 낮은 주파수의 신호는 에너지가 적어 장거리 전송 시 감쇠가 크지만, 높은 주파수의 반송파에 실어 전송하면 에너지가 증가하..

1. Noise Figure, NF의 개념Noise Figure (NF)는 전자 장치나 시스템이 신호를 처리하는 과정에서 SNR(Signal-to-Noise Ratio)이 얼마나 물리적 성질이 나빠졌는지를 나타내는 지표입니다. 즉, 장치나 시스템이 신호를 증폭하거나 처리할 때 얼마나 추가적인 잡음에 노출되는지를 알아보는 지표로 사용됩니다. Noise Figure가 낮을수록 성능이 우수한 것으로 간주합니다.1.1 Noise Factor, F와 NF의 관계Noise Factor (F): 시스템의 입력 SNR과 출력 SNR의 비율로 정의됩니다.F = SNR_in / SNR_outNoise Figure (NF): Noise Factor F 를 데시벨(dB)로 변환한 값입니다.NF(dB) = 10 log10(F)..

1. SRF란 무엇인가?1) 기본 정의SRF(Self-Resonant Frequency, 자기 공진 주파수)란, 인덕터・커패시터 등 수동소자 내부에 존재하는 기생 요소(기생 커패시턴스, 기생 인덕턴스 등)가 본래의 L(C) 성분과 상호작용하여 공진을 일으키는 특정 주파수를 의미합니다.예를 들어 인덕터(L)에는 권선 간 겹침, 패드/단자 구조, 재질 등에 의해 기생 커패시턴스(C_parasitic)가 발생합니다. 이 기생 C와 인덕턴스 L이 특정 주파수에서 LC 공진을 이루며, 그때의 주파수가 바로 Self-Resonant Frequency입니다.2) 왜 중요한가?인덕터가 '더 이상 인덕터가 아닌 지점'인덕터는 SRF 전후로 동작 특성이 크게 달라집니다. SRF보다 높은 영역에서는 오히려 커패시터처럼 거동..

1. 삽입 손실이란?‘삽입 손실(Insertion Loss)’은 전송로(케이블, 커넥터 등)에 신호가 통과할 때 발생하는 손실의 정도를 의미합니다. 이는 신호가 입력 포트에서 출력 포트로 전달되는 과정에서 얼마나 감쇠되는지를 데시벨(dB) 단위로 나타낸 것으로, 전송 경로에 케이블이나 커넥터, 필터 같은 부품을 “삽입”했을 때 생기는 추가적인 손실값이라고 볼 수 있습니다.정의 참고: “RF 또는 광 신호가 전송 경로를 지나는 과정에서 그 경로 내 삽입된 요소에 의해 발생하는 신호 강도 감소”라고 할 수 있습니다.중요성: 삽입 손실이 커질수록 실제 송수신되는 신호 세기가 약해지므로, 무선 기지국이나 광통신, 혹은 이더넷 케이블에서 원하는 성능을 확보하기 어려워질 수 있습니다.2. 삽입 손실이 중요한 이유네..

1. 수동 소자의 꽃 Filter역할: 입력된 여러 주파수 중 원하는 주파수만 통과시키고 나머지는 감쇄시키는 역할.핵심 키워드:Inductance (L): 주파수가 올라갈수록 통과가 어렵다.Capacitance (C): 주파수가 올라갈수록 통과가 잘된다.Resonance (공진): L과 C의 조합을 통해 특정 주파수를 통과/저지시킴.2. S-Parameter를 통한 필터 이해S21: 통과대역에서 높고 (0dB 근방), 저지대역에서 낮음.S11: 반사 정도로서 통과대역에서 낮고, 저지대역에서 높음.통과대역: 신호가 잘 통과됨 (S21↑, S11↓).저지대역: 신호가 반사되어 차단됨 (S21↓, S11↑).3. 필터의 종류 (대역특성에 따른 분류)LPF (Low Pass Filter, 저역통과)저주파 신호만..

1. 대표적인 RF 능동회로인 Ampilifer(amp, 증폭기)에 대하여송신단: 신호를 강한 전력으로 증폭하여 안테나를 통해 원하는 곳까지 도달시키는 Power Amplification이 중요함.수신단: 수신된 신호는 매우 작고 잡음이 포함되므로, 잡음을 최소화하며 증폭하는 Low Noise Amplification이 필요함.핵심 요소: LNA (Low Noise Amplifier)와 PA (Power Amplifier)가 RF 증폭기의 핵심.2. Amplifier의 원리증폭 원리: 입력신호의 변화를 확대 복사.입력 신호는 그대로 통과하지 않고, DC 전원(Bias) 에너지를 이용해 출력단에 큰 전류로 재현됨.Transistor의 증폭작용을 통해 입력 신호의 형태를 유지하면서 출력 전류를 키움.BJT는..

dB 단위를 쓰는 이유로그 스케일(Log Scale)의 편리성:dB(Decibel)는 어떤 값의 크기(전압, 전력, 음압 등)를 로그 스케일로 표현한 값입니다. 원래의 값이 매우 크거나 작을 때, 이를 로그로 변환하면 값의 범위를 압축하여 다루기 쉬워집니다.큰 수치 범위의 간략화:예를 들어, 전력을 1mW에서 1W로 늘리려면 1000배 증가시켜야 하는데, dB 스케일로는 단순히 30dB 증가라고 표현할 수 있습니다. 이렇게 복잡한 곱셈·나눗셈 연산을 덧셈·뺄셈으로 바꾸어 편리하게 계산할 수 있습니다.인간 청각 특성과의 유사성:인간의 귀는 소리를 로그적으로 인식합니다. 10배 큰 음압(전압)을 가해야 ‘두 배 더 큰 소리’로 느끼는 등, 우리의 감각 체계가 로그 스케일에 가깝습니다. dB는 이런 감각적 특..