속도를 알 수 없는 자동차가 있습니다.
독일에서 만들었고 빨리 달릴 수 있으니 좋은 차라고 합니다.
너도 나도 그 차를 삽니다.
제가 묻습니다.
얼마나 빨리 달릴 수 있습니까?
그냥 독일에서 만들었고 속도가 잘 나오니 좋은 차라고 합니다.
얼마나 빨리 달리는지 아무도 모르는데
좋은 차 인지 나쁜 차 인지 알 수가 있습니까?
그 차가 시속 얼마로 달릴 수 있는지 알아야
다른 차보다 빠른지 느린지 알 수 있고
그 차보다 더 빠른 차도 만들 수 있습니다.
------------------------------------------------------------------------------------
설명 편의상 존칭은 생략합니다.
전술한 64:1 바룬의 글에서 back to back 의 개념을 알았다면 얼마든지 다른 응용이 가능하다는 것도 알았을 것이다
이런 복잡한 방식을 동원할 수 밖에 없는 이유는 아래와 같다.
1. 임의 저항을 가진 부하를 쉽게 구성하기 어려움(ex 200, 450, 3200, 혹은 리액턴스를 포함한(R+X) 부하)
2. 대부분의 측정기가 50옴 기준으로 만들어져 있기 때문에 통과된 전력을 측정하려고 하면 제대로 되지 않는다.
※ 만약 대전력 RF 저항을 구했다면 대안으로써 부하 저항 양단의 전압을 올바른 방식 (AC 전압은 RMS, 평균, 피크 등 측정 방식에 따라 값이 달라진다는 것을 상기한다) 으로 측정하면 저항값과 전압을 알고 있으므로 옴의 법칙을 이용하여 전력을 역산 할 수 있다.
수동튜너의 측정 예를 아래 보인다.
손실 측정을 목표로 하는 부하저항 값을 구성하고 튜너를 통해 50ohm 으로 부하 매칭을 한다.
주파수에 따라 다른 값으로 매칭되므로 목표하는 단일 주파수에서만 측정 할 수 있다.
튜너는 복잡해 보이지만 하려는 일은 임의의 저항값(임피던스)을 50ohm 으로 만들어 주는 것 외엔 없다.
이제 이렇게 조정된 두개의 튜너를 back to back 으로 연결하여 아래와 같이 측정 할 수 있다.
VNA 의 dB 수치는 대수적 표현이므로 손실은 최종수치의 1/2 로 간단히 계산된다.
방향성 결합기 같은 특별한 경우를 제외하고 거의 모든 수동 RF 회로는 양방향으로 작동한다.
따라서 임피던스를 올렸다는 얘기는 역으로 임피던스를 낮춘다는 얘기이기도 하다. (만약 반대 방향으로 임피던스가 변환되지 않으면 우리는 송신만 할 수 있고 수신은 안되거나, 그 반대 현상이 일어날 것이다. )
이 때
손실은 1/2 로 나누면 안되고 아래 공식으로 계산 가능하다.(64:1 바룬 글 참조)
이론적으로는 완벽하지만 이렇게 측정 할 수 있는 환경을 가진 사람은 극소수에 불과할 것이다.
그러나 측정을 알면 작동방식에 대한 원리가 보이고, 원리를 알면 응용이 가능하므로 가치가 없는 것은 아니다.
좀 더 편한 방법은 리그의 내장 튜너를 이용하는 방법으로 아래와 같다.
상기에 설명된 대로 내장 튜너를 켜고 더미로드를 연결하여 측정하려는 출력을 설정한다. (예, 50W)
특별한 문제가 없는 경우 손실은 대략 10~20% 사이이다.
튜너의 삽입 손실은 부하 임피던스가 극단적으로 낮거나 극단적으로 높으면 증가할 것이지만 여기서는 일반적으로 사용되는 임피던스 범위에서 그 손실이 크게 변하지 않는다고 가정한다.
이제 리그에 수동튜너를 "역으로" 연결하고(리그의 ANT <-> 수동튜너의 ANT) 더미로드로 전력을 측정하면 대략적인 손실을 알 수 있다.
1:N (1:4, 1:9 같은) 바룬의 경우 아래와 같이 측정 가능하다. (바룬의 입-출력 방향이 거꾸로 연결됨에 주의)
단, 64:1 엔드피드(제프바룬)의 3200ohm 같은 경우에는 너무 높은 값이므로 내장 튜너의 임피던스 매칭 가능 범위에 따라 될 수도 안될 수도 있을 것이다. 운이 없으면 튜너의 파손을 감수해야 할 수도 있다. (64:1 을 이 방식으로 측정하는 것은 부적당하다고 생각한다.)
정 리
리그 내장 튜너의 삽입손실로 인해 절대 값은 오차가 발생할 것이지만 상대 값은 신뢰할 수 있으므로 아래와 같은 비교 측정에 이 방식을 사용 할 수 있다.
1. 코어의 종류에 따른 손실 증감율
2. 권선 방식(형태, 종류)에 의한 손실 증감율
3. 주파수 범위에 따른 손실 증감율
4. 기타 A/B 비교 성능 측정
전술한 바와 같이 우리는 RF를 다루고 있으므로 이런 측정을 하기 위해서는 상당히 까다로운 문제가 뒤따른다는 것을 알 수 있다.
측정이 어렵다고 최소한의 데이터도 없이 성능이 좋다고 말하는 것은 일방적인 주장일 뿐이다.