liminfo

S-Parameter Reference

S-파라미터/스미스차트/임피던스매칭 RF 레퍼런스

24개 결과

S-Parameter Reference 소개

S-파라미터 레퍼런스는 RF 및 마이크로파 산란 파라미터를 체계적으로 정리한 검색 가능한 종합 가이드입니다. 2포트 S-파라미터 행렬(S11, S21, S12, S22), dB 변환, 반사손실, VSWR, 삽입손실, 부정합손실 계산을 다루며, 각 파라미터의 측정 조건(예: S11은 a2=0)과 S11 < -10 dB = 양호(VSWR < 2.0) 같은 실무 판정 기준을 제공합니다.

기본 개념, 변환/계산, 스미스 차트, 임피던스 매칭, Touchstone, 실무 참고의 6개 카테고리로 구성되어 RF 회로 설계에 필요한 공식과 시각적 개념을 제공합니다. 스미스 차트 섹션에서는 정규화 임피던스/어드미턴스 판독, 등VSWR원, 직렬/병렬 소자 이동을 설명하고, 매칭 섹션에서는 L-네트워크, Pi/T-네트워크, 4분파장 변환기 설계를 단계별 공식으로 안내합니다.

이론 외에도 RF 커넥터 종류별 주파수 범위(SMA 18GHz, 2.4mm 50GHz, 1.0mm 110GHz), Rollett 안정성 계수(K > 1)와 mu-factor 판정, Friis 캐스케이드 잡음 지수 공식, 차동 신호 분석용 혼합 모드 S-파라미터(USB, HDMI, PCIe), Touchstone v1/v2 파일 형식(MA/dB/RI 옵션), 픽스처 영향 제거를 위한 디임베딩 기법 등 실무 엔지니어링 데이터를 포함하고 있습니다.

주요 기능

  • S-파라미터 완전 정의: S11(입력 반사), S21(순방향 전달/이득), S12(역방향 격리), S22(출력 반사)의 측정 조건과 해석 방법
  • dB, 반사손실, VSWR, 삽입손실, 부정합손실의 변환 공식 및 테이블과 실무 판정 기준값
  • 정규화 임피던스/어드미턴스 판독, 차트 위치(중앙=정합, 좌=단락, 우=개방), 등VSWR원을 다루는 스미스 차트 가이드
  • Q 기반 공식의 L-네트워크, 대역폭 제어용 Pi/T-네트워크, 4분파장 변환기(Z_T = sqrt(Z_in x Z_L))의 3가지 임피던스 매칭 토폴로지
  • v1(.s2p)과 v2(.ts) Touchstone 파일 형식의 옵션 라인 문법, MA/dB/RI 데이터 형식, 다중 포트 지원 설명
  • BNC, SMA, 3.5mm, 2.92mm(K), 2.4mm, 1.85mm(V), 1.0mm(W), N-Type RF 커넥터의 임피던스 및 주파수 한계
  • Rollett K-factor, mu-factor(단일 파라미터 판정), Friis 공식을 이용한 캐스케이드 잡음 지수 계산
  • 차동 신호 분석용 혼합 모드 S-파라미터(Sdd/Scc/Sdc/Scd)와 픽스처 영향 제거를 위한 디임베딩 기법

자주 묻는 질문

S11과 S21은 무엇을 의미하나요?

S11은 입력 반사계수(포트 2 정합 종단 시 측정)로 임피던스 매칭 품질을 나타냅니다. S21은 순방향 전달계수로 증폭기에서는 이득(예: 15 dB), 패시브 소자에서는 삽입손실(예: -0.5 dB)을 의미합니다. 둘 다 보통 dB로 표현합니다.

S11과 VSWR은 어떻게 변환하나요?

VSWR = (1 + |S11|) / (1 - |S11|)입니다. 예를 들어 S11 = -10 dB이면 |S11| = 0.316이므로 VSWR = 1.316/0.684 = 1.92가 됩니다. VSWR 1.0(완전 정합)부터 무한대(전반사)까지의 변환 테이블이 포함되어 있습니다.

스미스 차트에서 임피던스를 어떻게 읽나요?

중앙(0,0)은 z=1+j0으로 완전한 50옴 정합입니다. 좌측 끝은 단락(z=0), 우측 끝은 개방(z=무한대)입니다. 상반부는 유도성 리액턴스(+jX), 하반부는 용량성 리액턴스(-jX)를 나타냅니다. 임피던스를 Z0(보통 50옴)으로 나누어 정규화합니다.

L-매칭과 Pi/T-매칭은 언제 사용하나요?

L-매칭(직렬+병렬 소자)은 가장 단순하지만 Q값이 임피던스 비율에 의해 고정됩니다. Pi-네트워크(병렬-직렬-병렬)와 T-네트워크(직렬-병렬-직렬)는 Q값을 독립적으로 설정할 수 있어 대역폭 제어가 가능합니다. L-매칭으로 원하는 대역폭을 얻을 수 없을 때 Pi/T를 사용합니다.

Touchstone 파일 형식이란?

Touchstone(.s1p, .s2p, .snp)는 S-파라미터 데이터의 표준 파일 형식입니다. 옵션 라인에서 주파수 단위(Hz/kHz/MHz/GHz), 파라미터 유형(S/Y/Z), 데이터 형식(MA=크기-각도, dB=dB-각도, RI=실수-허수), 기준 임피던스(보통 50옴)를 지정합니다. v2.0은 다중 포트와 혼합 모드를 지원합니다.

RF 증폭기의 무조건 안정성은 어떻게 판별하나요?

Rollett 안정성 계수 K와 행렬식 Delta를 계산합니다. K > 1이고 |Delta| < 1이면 무조건 안정입니다. 또는 단일 파라미터인 mu > 1로 판정할 수도 있습니다. 레퍼런스에 두 공식과 S-파라미터와의 관계가 모두 수록되어 있습니다.

Friis 캐스케이드 잡음 지수 공식이란?

F_total = F1 + (F2-1)/G1 + (F3-1)/(G1*G2) + ...입니다. 첫 번째 단(보통 LNA)이 전체 잡음 지수를 지배합니다. 예를 들어 NF=1dB, G=20dB인 LNA와 NF=8dB인 믹서를 연결하면 전체 NF는 1.18 dB에 불과합니다.

혼합 모드 S-파라미터는 어디에 사용하나요?

혼합 모드 S-파라미터는 4포트 측정을 차동(Sdd), 공통 모드(Scc), 모드 변환(Sdc/Scd) 성분으로 분해합니다. USB, HDMI, PCIe 같은 차동 신호 인터페이스를 특성화하는 데 필수적이며, Sdd21이 원하는 차동 전달, Sdc/Scd가 원치 않는 모드 변환을 나타냅니다.