원박스 장비의 접근방법은 펄스 특성 및 타이밍 측정을 설정하고 수행하는 프로세스를 단순화한다. 일반적으로 다중 계측기 구성에서는 불가능한 동시 측정을 가능케 하여 시간을 절약한다. 또한 시스템 구성 및 소프트웨어 통합의 숨겨진 비용 및 자본 지출을 감축하여 비용을 절약한다.

레이더 애플리케이션에서 펄스 신호는 감지 범위를 확장하고 공간 해상도를 향상시킬 수 있으므로 광범위하게 사용돼 왔다. 따라서, 정확한 펄스 측정은 레이더 시스템 개발, 테스트, 유효성 검증의 필수 부분이다.
펄스 특성 및 펄스 타이밍과 같은 두 가지 유형의 측정이 일반적으로 사용된다. 특성 측정에는 상승 시간, 하강 시간, 펄스 폭, 최대 출력 및 평균 출력이 포함된다. 타이밍 측정에는 펄스 반복 간격(Pulse Repetition Interval, PRI), 지연, 복구 시간 및 다중 펄스 간격이 포함된다.
일반적으로 이러한 측정은 수동 또는 프로그램적인 제어 하에 운영 중인 보통의 개별 계측기를 배열하여 수행된다. 그러나 최근 PPA(Peak Power Analyzer)라는 새로운 계측기가 도입되어 원박스 장비에 대한 대안이 제공되고 있다. 이 글은 두 가지 접근방법을 비교하고 PPA 사용의 장점에 대해 개략적으로 설명한다.

두 가지 접근방법
전체 범위의 펄스 특성 및 타이밍 측정을 다루기 위해 일반 테스트 설정에 디지털 오실로스코프, 파워미터 및 피크 파워 센서(그림 1) 등 최대 3개의 디바이스가 포함될 수 있다. 이 구성에는 최소한 두 가지 주목할 만한 단점이 있다.
첫 번째는 두 개의 계측기와 한 개의 센서에 대한 잠재적 크기, 무게 및 비용이다. 두 번째는 소프트웨어 통합과 측정 조정이 긴밀히 연관된 도전 과제이다. 예를 들어, 파워미터 및 오실로스코프는 독립적으로 작동하므로 일반적으로 단일 신호에서 특성 및 타이밍 측정을 동시에 수행할 수 없다.
애질런트 8990B PPA와 같은 계측기는 원박스(One-Box) 대안을 제공한다(그림 2). 필요한 모든 기능을 단일 계측기로 구성하여 테스트 설정을 단순화하고 펄스 특성 및 타이밍을 동시에 측정할 수 있도록 한다. PPA는 이를 수행하는 동시에 레이더 시스템 개발, 테스트 및 유효성 검증에 필요한 속도, 정확도 및 성능 레벨을 충족하는 사양을 제공한다.

원박스 솔루션의 장점
다중 계측기 접근법과 비교하여 원박스 솔루션은 레이더 애플리케이션에서 다음과 같이 몇 가지 장점이 있다.
- 완벽하게 통합된 펄스 특정
- 보다 빨라진 상승 시간/하강
시간 측정
- 기본 펄스 드룹(droop) 측정 및 모든 측정을 한 번에 볼 수 있는 단일 대형 화면

몇 가지 예제를 통해 이러한 기능으로 제공되는 편의성에 대해 설명한다.
긴 펄스 열을 측정할 때, 단일 대형 화면(그림 3)에서 보다 쉽게 오류 및 예외를 감지할 수 있다. 기본 마커 쌍을 사용하면, 펄스 폭의 측정을 단순화할 수 있고 RF 전력 측정 중에 보다 나은 정확도가 제공된다.
여러 측정 사항이 동시에 표시될 때 그 장점을 보다 명확히 알 수 있다. 예를 들어, 이중 화면 디스플레이에서 펄스 열의 상단/하단을 보고 신호 세부사항을 확대/축소할 수 있다(그림 4의 맨 위 및 맨 아래 추적). 확대/축소된 디스플레이를 사용하면, 보다 쉽게 특정 펄스를 분석하고 펄스 지연 및 펄스 획득과 같은 특성을 측정할 수 있다.

상승/하강 시간 측정 향상
레이더 개발에서는 전력 증폭기, 송신기 모듈, 수신기 모듈, 트랜시버 모듈 등 다양한 서브시스템의 테스트가 수행된다. 일반적으로 특정되는 매개변수에는 PRI, 펄스 베이스, 펄스 최댓값, 펄스 폭 및 초과량이 포함된다.
특히, 다른 측정 쌍에는 설계 내부의 문제점에 대한 실마리를 제공하는 상승 시간 및 하강 시간에 대한 정보가 포함돼 있을 수 있다. 불행히도, 테스트 중인 서브시스템과 계측기 입력사항(커패시턴스, 인덕턴스 및 저항) 간의 전기적 불일치로 인해 상승 및 하강 시간에 오류가 발생할 수 있다. 신호 품질을 개선하고 레이더 성능을 향상시키고자 하는 송신기 설계자에게 빠르고 정확한 상승 및 하강 시간 측정을 제공하는 잘 설계된 입력 섹션이 강력한 도구가 될 것이다.
벤치마크로서, 8990B PPA는 5 ns의 상승 및 하강 시간을 측정할 수 있다. 최대 전력 측정을 수행하는 동안에도 이것을 수행할 수 있다.

 

파워 드리프트 특징
파워 드리프트는 레이더 트랜시버, 전력 증폭기 및 기타 서브시스템 또는 구성요소의 긴 펄스 열을 테스트할 때 관심사가 된다. 이 문제점은 개별 펄스(그림 5)로 추측할 수 있고 시간이 경과함에 따라 펄스 문자열 전체에서 전력이 감소되는 특징이 있다.
펄스 드룹은 짧은 기간에 펄스 최댓값이 감소하는 특징이 있는 성능 지수이다. 수동 측정은 불편하고 시간 낭비일 수 있으며 일관되지 않고 반복 불가능한 결과를 생성할 수 있다.
다행히도, IEEE 표준에 따라 측정을 계산하고 자동화할 수 있다. 8990B PPA가 이에 해당한다. 결과가 백분율로 표시되며 진폭 시간, 진폭 전력, 에지 시간 및 에지 전력과 같은 매개변수를 동시에 볼 수 있다.

www.agilent.com/find/peakpoweranalyzer