KR100877648B1 - 전기적 특성 측정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기적 특성 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 전기전자 부품의 전기적 특성을 동시에 측정할 수 있는 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전기적 특성 측정 장치는, 복수의 측정용 시료 각각에 측정 신호를 전송하고, 각 측정용 시료로부터 회송되는 신호를 수신하여 각 측정용 시료의 전기적 특성을 측정하는 계측수단; 복수의 측정용 시료 각각의 양단에 연결되며, 각 측정용 시료에 대응되는 마이크로스트립 라인을 구비한 측정 신호 입력 측 마이크로스트립 기판과 측정 신호 회송 측 마이크로 스트립 기판; 상기 각 마이크로 스트립 기판과 계측수단 사이에 개재되고, 계측수단과 연결되는 입력 단자와 마이크로 스트립 라인의 수에 대응되는 출력단자를 구비한 측정 신호 입력 측 분배기와 측정 신호 회송 측 분배기; 및 상기 분배기의 출력단자와 상기 마이크로스트립 라인을 연결하는 연결수단을 포함한다.

임피던스, RF, 네트워크 분석기, 마이크로스트립

Description

전기적 특성 측정 장치{Apparatus for measuring electrical characteristic}

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기적 특성 측정 장치의 구성을 대략적으로 도시하는 개략도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로스트립 기판의 구조를 도시하는 평면도이다.

도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ`의 단면을 도시하는 단면도이다.

도 4 및 도5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 계측장치에 도시되는 측정용 시료의 전기적 특성을 측정한 결과를 예시하는 도면이다.

<도면의 주요 참조부호에 대한 설명>

10...측정용 시료 20...마이크로스트립 기판

21...접지판 22...베이스판

23...마이크로스트립 라인 24...접속단자

25...접속 커넥터 30...분배기

31...입력단자 32...출력단자

40...연결수단 41...연결 케이블

42...연결 커넥터 50...계측수단

51...네트워크 분석기 52...데이터 변환수단

본 발명은 전기적 특성 측정 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 복수의 전기전자 부품의 전기적 특성을 동시에 측정할 수 있는 장치에 관한 것이다.

RF 전자기기는 높은 주파수를 이용하여 동작하는 기기로써, 높은 주파수 환경에서도 안정적으로 동작할 수 있는 전기전자 부품의 사용이 필수적이다. 이에 따라, RF 전자기기에 사용되는 전기전자 부품은 주파수 변화에 따른 임피던스 정합을 구현해야 한다.

이와 같이 전기전자 부품의 임피던스를 구현하기 위해서는 전기전자 부품의 특성을 측정하는 것을 필수적이다. 이를 위하여 종래에는 LCR 측정기를 사용하여 특정 주파수 대역에서의 전기전자 부품의 레지스턴스(Resistance), 리액턴스(Reactance), 양호도(Quality Factor) 등을 측정하여, 전기전자 부품의 임피던스를 계산하였다.

그러나, 전기전자 부품의 인덕턴스 및 커패시턴스의 측정용도로만 사용되는 전용 LCR 측정기를 구입하여야 하므로 비용이 많이 든다는 문제점이 있었다. 또한, LCR 측정기는 전기전자 부품의 중요한 특성인 감쇄특성(atteunate)을 측정할 수 없다는 문제가 발생한다.

나아가, 다수의 전기전자 부품의 특성을 측정할 경우, 복수의 전기전자 부품의 특성을 각각 측정해야 하므로 측정에 많은 시간이 소요된다는 문제가 발생한다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 복수의 전기전자 부품의 특성을 동시에 측정할 수 있는 전기적 특성 측정 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 전기전자 부품의 임피던스를 측정하기 위한 별도의 장치를 구입하지 않고, 통상적으로 사용하는 네트워크 분석기를 이용하여 복수의 전기전자 부품의 특성을 동시에 측정할 수 있는 전기적 특성 측정 장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 전기전자 부품의 임피던스를 측정하는 과정에서 발생하는 전송선의 손실을 최소화하고, 외부의 노이즈로부터 안정적으로 전기전자 부품의 특성을 측정할 수 있는 전기적 특성 측정 장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전기적 특성 측정 장치는, 복수의 측정용 시료 각각에 측정 신호를 전송하고, 각 측정용 시료로부터 회송되는 신호를 수신하여 각 측정용 시료의 전기적 특성을 측정하는 계측수단; 복수의 측정용 시료 각각의 양단에 연결되며, 각 측정용 시료에 대응되는 마이크로스트립 라인을 구비한 측정 신호 입력 측 마이크로스트립 기판과 측정 신호 회송 측 마이크로 스트립 기판; 상기 각 마이크로 스트립 기판과 계측수단 사이에 개재되고, 계측수단과 연결되는 입력 단자와 마이크로 스트립 라인의 수에 대응되는 출력단자를 구비한 측정 신호 입력 측 분배기와 측정 신호 회송 측 분배기; 및 상기 분배기의 출력단자와 상기 마이크로스트립 라인을 연결하는 연결수단을 포함한다.
상기 마이크로스트립 기판은 상기 각 마이크로스트립 라인의 일 단부가 나열된 접속단자; 및 복수의 측정용 시료와 전기적으로 접속되며 상기 접속단자에 결합되는 접속 커넥터를 포함한다.

삭제

상기 계측수단은 네트워크 분석기일 수 있으며, 나아가, 상기 네트워크 분석기를 통해 측정된 데이터를 시간 영역의 데이터로 변환하는 데이터 변환기;를 더 포함할 수 있다.

상기 연결수단은 상기 분배기의 출력단자와 상기 마이크로스트립 라인을 연결하는 연결케이블; 및 상기 연결케이블 및 마이크로스트립 라인에 장착된 커넥터;를 포함하며, 상기 연결케이블은 동축 케이블이고, 상기 커넥터는 상기 동축케이블을 상기 마이크로스트립 라인과 접속하는 동축케이블 커넥터일 수 있다.

바람직하게, 각 마이크로스트립 라인의 전기적 길이는 모두 동일하게 설정된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거 나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전기적 특성 측정 장치의 구성을 대략적으로 도시하는 개략도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 마이크로스트립 기판의 구조를 도시하는 평면도이고, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ`의 단면을 도시하는 단면도이다.

본 발명의 실시예에 따른 전기적 특성 측정 장치은 측정용 시료(10,25), 마이크로스트립 기판(20), 분배기(30), 연결수단(40), 및 계측수단(50)을 구비한다.

측정용 시료(10,25)는 케이블, 커넥터, 커넥터가 연결된 케이블 등과 같은 전자 부품이다.

마이크로스트립 기판(20)은 도전성 금속으로 형성된 접지판(21), 상기 접지판(21) 상에 높이와 유전율이 기판 전체적으로 일정하게 유지된 베이스판(22), 상기 베이스판(22)의 상에 전기적 특성을 고려하여 형성된 대략 40개의 마이크로스트립 라인(23)을 포함한다. 여기서, 상기 베이스판(22)의 높이(H), 베이스판(22)의 비 유전율, 마이크로스트립 라인(23)의 위상 길이, 마이크로스트립 라인(23)의 폭(W), 마이크로스트립 라인(23)을 통해 전송되는 전송신호의 주파수 등에 따라, 마이크로스트립 라인(23)에 유기되는 임피던스 값이 변화한다. 따라서, 마이크로스트립 기판(20)은 본 발명의 전기적 특성 측정 장치을 이용하여 측정용 시료(10,25)에 인가할 주파수 범위를 고려하여, 상기 베이스판(22)의 높이, 베이스판(22)의 비 유전율, 마이크로스트립 라인(23)의 위상 길이, 마이크로스트립 라인(23)의 폭 등을 설계하는 것이 바람직하다. 특히, 계측수단(50)으로부터 전송된 신호가 복수의 측정용 시료(10,25)를 통과하여 동일한 시간대에 계측수단(50)으로 수신될 수 있도록, 복수의 마이크로스트립 라인(23)의 전기적 길이는 모두 동일하게 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 마이크로스트립 라인(23)의 물리적 길이는 선로의 임피던스와 선로의 위상 길이 등을 고려하여 설정된다.

나아가, 마이크로스트립 기판(20)은 측정용 시료(10,25)와의 접속을 용이하게 하기 위하여, 상기 복수의 상기 마이크로스트립 라인(23)이 모여있는 접속단자(24) 및 상기 접속단자(24)에 결합되는 접속 커넥터(25)를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기적 특성 측정 장치은 측정용 시료(10,25)의 전기적 특성을 측정함에 있어서, 커넥터의 전기적 특성을 측정할 경우 단일의 마이크로스트립 기판(20)을 구비하며, 상기 커넥터의 양단에 각각 마이크로스트립 기판(20)과 분배기(30)를 연결하고, 케이블 또는 커넥터가 연결된 케이블의 전기적 특성을 측정할 경우 두 개의 마이크로스트립 기판(20)을 구비하여 케이블 또는 커넥터가 연결된 케이블을 중심으로 양 단에 마이크로스트립 기판(20)을 각각 연결할 수 있다.

분배기(30)는 하나의 입력단자(31)와 복수의 출력단자(32)로 이루어지며, 상기 입력단자(31)는 계측수단(50)과 연결되고, 복수의 상기 출력단자(32)는 마이크로스트립 기판(20)에 마련된 마이크로스트립 라인(23)에 연결된다. 이에 따라, 분배기(30)는 계측수단(50)으로부터 송신되는 전력을 균일하게 나누어 복수의 마이크로스트립 라인(23)에 전달한다. 나아가, 본 발명의 실시예에 따른 전기적 특성 측정 장치이 두 개의 마이크로스트립 기판(20)을 구비할 경우, 분배기(30)는 마이크로스트립 기판(20)과 계측수단(50) 사이에 각각 구비된다. 그리고, 하나의 분배기(30)는 상기와 같이 계측수단(50)으로부터 송신되는 전력을 균일하게 나누어 복수의 마이크로스트립 라인(23)에 전달하고, 나머지 하나의 분배기(30)는 복수의 마이크로스트립 라인(23)으로부터 입력되는 전력을 계측수단(50)으로 전달한다.

연결수단(40)은 상기 분배기(30)와 마이크로스트립 라인(23)을 서로 연결하는 부재로써, 분배기에 구비된 복수의 출력단자(32)와 상기 마이크로스트립 라인(23)을 연결하는 연결케이블(41) 및 마이크로스트립 기판(20)에 장착된 커넥터(42)를 포함한다. 바람직하게, 연결케이블(41)로서, 신호의 전송 손실이 적고, 외부의 노이즈로부터 전송 신호를 보호할 수 있도록 동축케이블이 채택될 수 있다. 또한, 상기 커넥터(42)로는 신호의 손실이나 노이즈의 유입이 발생하지 않도록 구현된 동축케이블 커넥터가 채택되는 것이 바람직하다.

비록, 본 발명의 실시예에서 연결수단(40)으로서, 동축케이블 및 동축케이블 커넥터를 구비하는 것을 예시하였으나 본 발명이 이를 한정하는 것은 아니며, 연결수단(40)은 분배기에 구비된 복수의 출력단자(32)와 마이크로스트립 기판(20)을 연 결하면서, 전송 신호의 손실이 적고, 외부의 노이즈를 차단할 수 있는 매체이면 충분하다.

계측수단(50)은 마이크로스트립 기판(20), 분배기(30) 및 연결수단(40)에 연결된 측정용 시료(10,25)의 전기적 특성을 측정하는 수단으로서, 바람직하게 네트워크 분석기(Network Analyzer)(51)와, 네트워크 분석기(51)에 의해 측정된 데이터를 시간 영역의 데이터로 변환하는 데이터 변환기(52)를 포함한다.

계측수단(50)은 측정용 시료(10,25)의 사용 주파수 대역을 고려하여 특정 대역의 주파수 신호 및 밴드를 지속적으로 전송하고, 측정용 시료(10,25)를 통과하여 수신되는 신호 및 측정용 시료(10,25)에 의해 반사되는 신호를 이용하여 측정용 시료(10,25)의 전기적 특성을 측정한다.

계측수단(50)은 분배기(30)에 연결되도록 설치된다. 따라서 사용자는 복수의 측정용 시료(10,25)의 시간 변화에 따른 전기적 특성변화를 확인할 수 있다.

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기적 특성 측정 장치은 동시에 복수의 측정용 시료(10,25)의 임피던스와 감쇄특성(attenuate)을 측정할 수 있다.

이하 전술한 구성요소를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 전기적 특성 측정 장치의 동작을 설명한다.

우선, 사용자는 측정용 시료(10,25)로서 구비된 복수의 케이블의 양단을 2개의 마이크로스트립 기판(20)에 각각 연결한다.

다음으로, 계측수단(50)으로서 구비된 네트워크 분석기(51) 및 데이터 변환기(52)를 동작시킨다. 그러면, 네트워크 분석기(51)는 설정된 주파수 대역의 신호 (반송파 및 전송파)를 발생시켜 전송한다. 발생된 신호는 분배기(30), 연결수단(40), 및 마이크로스트립 기판(20)을 차례로 통과하여 측정용 시료(10,25)로서 구비된 케이블에 인가된다. 그리고, 상기 신호는 측정용 시료(10,25)로서 구비된 상기 케이블을 통과하여 다시 마이크로스트립 기판(20), 연결수단(40), 분배기(30)를 차례로 통과하여 상기 네트워크 분석기(51)로 입력된다.

이에 따라, 네트워크 분석기(51)는 전송된 신호의 임피던스 및 감쇄 특성을 연산하고, 연산된 신호를 다시 데이터 변환기(52)로 전달한다, 데이터 변환기(52)는 네트워크 분석기(51)로부터 수신한 데이터를 이용하여 시간을 기준으로 한 데이터로 변환하고, 변환한 데이터를 디스플레이 등을 통해 표시한다. 나아가, 변환된 데이터가 최종적으로 디스플레이에 표시됨에 있어서, 마이크로스트립 라인(23)의 전기적 길이가 모두 동일하게 설정될 경우, 도 4와 같이 표시되며, 마이크로스트립 라인(23)의 전기적 길이를 일정한 단위별로 다르게 설정할 경우, 도 5와 같이 표시될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 전기적 특성 측정 장치를 이용하여 사용자는 복수의 측정용 시료(10,25)를 마이크로스트립 기판(20) 연결하여 동시에 많은 측정용 시료(10,25)의 임피던스와 감쇄특성(attenuate)을 측정할 수 있다.

이상에서 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

본 발명의 전기적 특성 측정 장치에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 많은 전기전자 부품의 특성을 동시에 측정할 수 있다.

둘째, 전기전자 부품의 임피던스를 측정하기 위한 별도의 장치를 구입하지 않고, 통상적으로 사용하는 네트워크 분석기를 이용하여 복수의 전기전자 부품의 특성을 측정할 수 있다.

셋째, 전기전자 부품의 임피던스를 측정하는 과정에서 발생하는 전송선의 손실을 최소화하고, 외부의 노이즈로부터 안정적으로 전기전자 부품의 특성을 측정할 수 있다.

넷째, 측정용 시료로서 채택된 전기전자 부품에 안정적으로 결합할 수 있어 손실없이 안정적으로 전기전자 부품의 특성을 측정할 수 있다.

Claims (8)

1. 복수의 측정용 시료 각각에 측정 신호를 전송하고, 각 측정용 시료로부터 회송되는 신호를 수신하여 각 측정용 시료의 전기적 특성을 측정하는 계측수단;

   복수의 측정용 시료 각각의 양단에 연결되며, 각 측정용 시료에 대응되는 마이크로스트립 라인을 구비한 측정 신호 입력 측 마이크로스트립 기판과 측정 신호 회송 측 마이크로 스트립 기판;

   상기 각 마이크로 스트립 기판과 계측수단 사이에 개재되고, 계측수단과 연결되는 입력 단자와 마이크로 스트립 라인의 수에 대응되는 출력단자를 구비한 측정 신호 입력 측 분배기와 측정 신호 회송 측 분배기; 및

   상기 분배기의 출력단자와 상기 마이크로스트립 라인을 연결하는 연결수단;을 포함하는 전기적 특성 측정 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 마이크로스트립 기판은

   상기 각 마이크로스트립 라인의 일 단부가 나열된 접속단자; 및

   복수의 측정용 시료와 전기적으로 접속되며 상기 접속단자에 결합되는 접속 커넥터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 특성 측정 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 계측수단은 네트워크 분석기인 것을 특징으로 하는 전기적 특성 측정 장치.
4. 제3항에 있어서,

   상기 계측수단은 상기 네트워크 분석기를 통해 측정된 데이터를 시간 영역의 데이터로 변환하는 데이터 변환기;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 특성 측정 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 연결수단은,

   상기 분배기의 출력단자와 상기 마이크로스트립 라인을 연결하는 연결케이블; 및

   상기 연결케이블 및 마이크로스트립 라인에 장착된 커넥터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기적 특성 측정 장치.
6. 제5항에 있어서,

   상기 연결케이블은 동축 케이블인 것을 특징으로 하는 전기적 특성 측정 장치.
7. 제6항에 있어서,

   상기 커넥터는 상기 동축케이블을 상기 마이크로스트립 라인과 접속하는 동축케이블 커넥터인 것을 특징으로 하는 전기적 특성 측정 장치.
8. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 마이크로스트립 라인의 전기적 길이는 모두 동일하게 설정된 것을 특징으로 하는 전기적 특성 측정 장치.

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