새로운 주파수 대역을 상용화할 때에는 교정된 RF 전력계가 필요합니다. 2023년 출시된 R&S NRP170TWG는 D band를 교정에 사용 가능하며, 유일하게 상용화된 기기입니다. 이제 로데슈바르즈는 국가계측기관이 RF 전력 측정을 추적 및 전송할 수 있도록 D band에 대한 전송 표준도 제공하고 있습니다.
D band는 110 GHz ~ 170 GHz 주파수 대역에 대응합니다. 현재 모바일 기기 제조업체 및 자동차 업계에 소속된 R&D 부서는 이 대역에 많은 관심을 갖고 있습니다. D band를 이용하는 레이더 센서는 이전에 가능했던 것보다 큰 공간 분해능을 구현할 수 있습니다. 모바일 통신 부문의 경우 D band는 6G에 유망한 후보 대역입니다.
추적 가능성이 중요한 이유
D band용 제품이 상용화되려면 아직 시간이 걸릴 것으로 예상되지만 출시 전 규제 관련 승인은 조기 사전 준비가 필요합니다. 송신 전력이 법적 한도 내에 있는지 확인하려면 교정된 RF 전력계가 필요합니다. 전력계의 측정 스케일을 교정하고 국가 참조 표준에 따라 추적하는 데 적용할 표준을 수립하여 테스트 장비 제조업체에 제공할 필요가 있습니다. D band 표준화 작업은 많은 어려움과 비용을 수반하여 2023년도에 완료되었습니다.
그림 1: 서멀 RF 전력계 R&S NRP170TWG
R&S NRP170TWG는 손바닥 만한 크기로 몇 백 그램에 불과한 기기입니다.
로데슈바르즈는 유럽 공동 프로젝트의 파트너로 참가했었습니다. 당시 독일의 국가계측기관인 PTB 및 기타 여러 국가의 계측 기관과 협력하였습니다. R&S NRP170TWG 전력계는 D band에 대해서도 교정을 마쳤습니다. 이 전력계는 110 GHz 이상 주파수의 교정 측정 범위를 지원하면서 유일하게 상용화된 RF 전력계입니다.
교정 계층 구조 내 로데슈바르즈의 역할
그림 2에 교정의 국제적 체계를 보여주는 계층 구조와 교정 체인이 나와 있습니다.
독일의 국가계측기관인 PTB는 주요 측정량을 높은 정확도로 검증합니다. PTB는 매우 정교한 테스트 기기와 측정 조건을 모니터링하는 장비를 관리합니다. 이러한 고정밀 기기와 측정 조건 모니터링 장비가 국가 표준을 구성합니다. RF 전력의 경우, 국가 표준은 RF 전력계와 마이크로칼로리미터로 구성됩니다. 자세한 내용과 함께 로데슈바르즈가 RF 전력 측정을 추적하는 방법을 알아보려면 [1] 및 [2]를 참조하십시오.
그림 2: 기본 교정 계층 및 교정 체인
정부당국은 정의된 기본량(SI 단위)에서 파생된 주요 측정량에 대해 극도로 정밀한 국가 표준을 수립하기 위해 막대한 비용을 투자합니다. 이와 같이 국가가 보장하는 측정 정확도는 공인된 교정 연구소를 통해 제조기업에 적용됩니다.
다음 레벨에는 공인된 교정 연구소가 있습니다. 독일의 경우 DAkkS(Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH)가 이러한 공인을 담당합니다. 이 회사는 600개 이상의 연구소로 구성된 네트워크를 구축하고 있습니다. 이러한 연구소는 참조 표준(국가 표준에 따른 측정 정확도를 적용하고 측정 불확도가 문서화되어 있는 RF 전력계)을 유지합니다.
핵심 원리는 교정 계층 또는 교정 체인의 최상위에 있는 측정 정확도가 아래 단계로 전달된다는 것입니다. 체인 내 단계가 내려갈수록 측정 불확도는 약간씩 증가합니다.
로데슈바르즈는 교정 계층 구조에서 PTB 바로 아래에 위치합니다. 로데슈바르즈는 멤밍겐, 뮌헨, 쾰른에서 국가 1차 표준에 대한 추적성을 보장하는 공인된 교정 연구소를 운영하고 있습니다. 이러한 연구소는 로데슈바르즈의 교정 인프라와 산업 품질 보증의 핵심 요소입니다.
특별 참조 표준 기능
공인된 교정 연구소의 참조 표준은 국가계측기관에서 사용하는 교정 체계와 호환되어야 합니다. 서미스터 또는 유사 기술을 기반으로 하는 수동형 전력계만 참조 표준으로 사용할 수 있습니다. 업계에서는 한동안 RF 전력 측정에 이 센서 유형을 사용하지 않았습니다. 서미스터는 우수한 장기 안정성으로 인해 여전히 국가계측기관에서 사용하고 있습니다.
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로데슈바르즈는 RF 전력 측정량 추적에 적합한 열전 RF 전력계를 생산하는 전 세계적으로 몇 안 되는 제조업체 중 하나입니다. 이러한 전송 표준은 공인된 교정 연구소에서 참조 표준으로 사용할 수 있습니다. 이제 로데슈바르즈는 D band에 대응하는 전송 표준을 제공합니다. 로데슈바르즈는 이동통신과 같은 애플리케이션을 위한 새로운 주파수 대역의 품질 보증 및 상용화에 크게 기여하고 있습니다.
RF 측정량의 추적성에 대한 추가 자료
[1] Traceability of RF measurands. Judaschke, R., NEWS 199 (2009), pp. 28-33. 독일 국가계측기관(PTB)
[2] 로데슈바르즈의 RF 전력 측정량 교정. Rösel, G., NEWS 199 (2009), pp. 34-37.
