Sensor에 RF를 연결하기 전에 어떤 power를 계산해야 할까?

측정 범위의 상단과 damage level이 겹친다

U2061XA의 average mode 측정 범위는 −70~+26 dBm이다. 같은 공식 데이터시트의 average damage level도 +26 dBm이다. 따라서 +26 dBm까지 읽는다를 +26 dBm에서 반복 운용해도 안전하다로 바꾸면 안 된다.

Peak damage level +29 dBm에는 더 강한 조건이 붙는다. Pulse duration이 10 µs보다 짧을 때만 적용된다. 10 µs 이상인 peak를 +29 dBm까지 허용하는 근거가 아니며, 안전 계산에서는 average damage level을 사용한다.

Average, peak와 DC를 한 숫자로 합치지 않는다

• Average input은 열적·지속적 stress를 나타낸다.
• Peak input은 짧은 순간 diode stress를 나타내며 pulse width 조건이 필요하다.
• DC input은 RF dBm과 별개다. U2061XA 데이터시트의 DC damage 조건은 10 V다.
• Connector stress는 전력 계산과 별개다. Type-N 권장 coupling torque는 135 N·cm다.

고 PAPR OFDM 신호를 average만 보고 연결하면 peak를 놓친다. 반대로 peak만 보고 burst duty cycle과 thermal average를 생략해도 안 된다.

연결 전 순서

1. SG RF output과 DUT bias를 safe state로 둔다.
2. PA의 예상 최대 average output과 waveform PAPR를 적는다.
3. Coupler의 coupled port, through port와 isolated port 방향을 확인한다.
4. Coupling factor, attenuator loss, cable loss를 같은 주파수에서 합한다.
5. Sensor connector의 average와 peak를 계산한다.
6. Peak duration이 <10 µs인지 확인한다. 모르면 +29 dBm 조건을 사용하지 않는다.
7. DC가 존재할 수 있으면 DC block의 frequency·voltage·power rating을 확인한다.
8. Damage level보다 낮은 운영 guard와 attenuator pulse/average rating을 확인한다.
9. Type-N connector를 규정 torque로 체결하고 cable 무게를 지지한다.
10. 낮은 DUT 출력에서 시작해 sensor와 SA가 예상 방향으로 움직이는지 확인한다.

예시: 40 dBm PA 출력

PA가 40 dBm average, waveform PAPR가 8 dB, output coupling과 attenuation의 합이 40 dB라면:

Sensor 입력은 충분히 낮아 보이지만 coupled path의 attenuator가 PA peak와 average를 실제로 견디는지, coupler directivity와 coupling uncertainty가 budget에 들어갔는지는 별도 확인한다.

실무에서 자주 놓치는 조건

• Coupler를 반대로 연결해 isolated port가 아니라 through power가 sensor로 향함
• 30 dB pad의 nominal loss만 쓰고 주파수별 실제 loss와 power rating을 생략함
• PA output의 DC bias 또는 switching transient가 sensor로 들어옴
• +29 dBm peak의 <10 µs 조건을 burst 전체 길이와 혼동함
• Software에서 guard를 더해 실제 입력을 부풀리는 대신, 허용 한계를 낮춰야 하는데 반대로 구현함
• Sensor reading에 correction을 적용한 DUT-plane 값과 sensor connector의 damage 판단값을 혼동함

Damage 판단은 correction 전 물리 sensor connector power로 한다. DUT-plane correction을 더해 표시한 값으로 sensor 자체 안전을 판단하지 않는다.

P_sensor,avg(dBm) = P_DUT,avg(dBm) − L_path(dB)

P_sensor,peak(dBm) = P_DUT,avg + PAPR − L_path

P_avg,permit = 26 dBm − G;  P_peak,permit = P_peak,damage − G

완료 전 자기 설명

1. U2061XA가 +26 dBm을 표시할 수 있어도 그 값을 시험 목표로 쓰면 안 되는 이유는 무엇인가?
2. PA average, PAPR와 path loss에서 sensor average·peak를 각각 어떻게 구하는가?
3. Frequency correction으로 DUT-plane 값을 크게 표시해도 sensor damage 판단이 바뀌지 않는 이유는 무엇인가?
4. Software warning 외에 실제 bench에 필요한 물리 보호는 무엇인가?

이 교육 모델은 U2061XA의 실제 calibration, connector 상태, attenuator rating 또는 hardware interlock를 대신하지 않는다.