말 그대로 감쇠기입니다.감쇠기는 출력되는 신호의 파워가 너무 높을 때 그 신호의 파형과 데이터 을 왜곡시키지 않고그 파워만을 원하는 수준으로 낮추기 위해 주로 사용됩니다. 


파워를 낮춰주는 경우에는 다음과 같이 몇 가지가 있습니다.임피던스 매칭을 개선하거나 회로의 안정성을 확보하기 위해서 사용하기도 합니다.그리고 서로 다른 두 소자 혹은 회로 사이의 레벨을 맞춰주기 위한 이유도 있습니다.예를 들어 Power AMP의 출력전력이 +15dBm인데 최종 단에 사용되는 Duplexer 등의 입력 전력 범위가 0 ~ +5dBm 이라면 power AMP Duplexer 사이에 감쇠율이 -12dB 정도인 감쇠기를 사용하여Duplexer 에게 무리없이 입력전력을 인가하여 줍니다. 그 외에도 출력 파워를 모니터링하려 하는데 커플러가 없거나 커플러(coupler)를 통해 커플링되어 약해진 파워조차도 너무 높아서 계측기에 바로 연결할 수 없을 때 파워를 낮춰주는 용도로도 사용됩니다.예를 들어, +54.3dBm (300W)을 출력하는 power AMP의 출력 파형과 출력 파워를 측정하려고 할 때 바로 spectrum analyzer를 연결해서 사용할경우 Spectrum Analyzer의 입력 한계 파워보다 높을경우 장비가 입력되는 파워를 수용하지 못해서. 수천만원하는 장비가 바로 고장나는 사고가 일어날 수 있습니다.이때는 power AMP 뒤에 -30 ~ -40dB 커플러를 하나 추가하고 커플러의 커플링 포트에 spectrum analyzer를 연결하여 출력되는 신호의 파형과 파워를 측정합니다. 정상적인 경우라면 파형은 동일하게 나올 것이고 파워는 -30 ~ -40dB 떨어져 측정되겠죠. 그런데 -30 ~ -40dB 커플러가 없거나 있더라도 spectrum analyzer의 입력전력 범위가 낮다면 난감할 수 있습니다. 만약 -20dB 커플러만 있다면 커플러의 커플링 포트로 나오는 출력도 +34.3dBm으로 상당히 높은 수준입니다. 이때는 커플링 포트에 10W(40dBm) -20dB 이상의 감쇠기를 추가로 연결하여 전력을 낮춰서 측정할 수 있습니다. 마찬가지로 입력전력 범위가 낮은 spectrum analyzer의 입력쪽에 10W(40dBm) -20dB 감쇠기를 연결하여 측정 신호의 전력을 낮출 수도 있겠죠.


감쇠기를 보면 회로적으로는 저항 3개를 T-type이나 π-type으로 배치하여 입력 파워의 일부분을 열로 발산시켜서 파워를 낮추는 구조입니다.


 


감쇠기는 크게 고정 감쇠기(Fixed Attenuator)와 가변 감쇠기(Variable Attenuator)가 있습니다.위에 설명한 감쇠기는 고정 감쇠기이고 가변 감쇠기는 말 그대로 감쇠량을 사용자가 조절할 수 있어 가변감쇠기 하나로 여러 dB 등을 손쉽게 조정하며 사용할 수 있어서 단가는 고정감쇠기에 비해서 상대적으로 높지만 사용상에서 매우 편리한 장점을 가지고 있습니다. 대부분의 판매용 가변 감쇠기는 고정 감쇠기와 스위치의 조합으로 만들어집니다. 


감쇠기를 제조하거나 구입할 때  검토해야할 중요한 요소는, 사용하고자 하는 주파수 대역에서 삽입손실(S21)의 값과 삽입손실의 평탄도, 감쇠기 반사손실(S11), 그리고 감쇠기가 받아들일 수 있는 최대 입력 전력입니다. 


2GHz +50dBm을 출력하는 시스템의 출력단 뒤에 사용 할 감쇠기를 구해 보겠습니다.커플러가 있다면 커플러를 통해 +50dBm의 파워 중 일부를 뽑아서 측정하는 것이 가장 좋지만 지금은 없다고 가정합니다.Spectrum analyzer의 최대 입력 전력이 +30dBm이라면 그보다는 낮은 +20dBm 이하의 전력을 입력하는 것이 장비 보호를 위해 좋습니다. 여유(margin)를 두는 것이죠.+50dBm 전력은 Watt scale로 환산하면 100W입니다. dBm Watt 단위에 대해서는 본 책자 뒤편을 참조하시기 바랍니다. 따라서 감쇠기는 최소 100W급 이상을 구입해야 합니다. 전력이 순간적으로 튈 수도 있기 때문에 100W보다 마진을 높게 두는 것도 좋겠습니다. 이렇게 마진을 두고 구매를 하여 사용 하시더라도 실제 사용을 하시다가 over power를 입력하여 감쇠기를 무용지물로 만드는 경우가 자주 있습니다. 사용시 이점을 가장 주의 하셔서 항상 감쇠기가 견딜 수 있는 입력 power를 확인 하신 후 사용 하셔야 합니다. Over power를 입력하시어 감쇠기가 고장이 나면 A/S가 되질 않습니다. 비싸게 구매하시어 순간에 실수로 고철로 만드는 일은 없어야 겠지요. 또한 감쇠기가 Over power 로 인해 본연의 역할을 수행하지 못해서 감쇠기로 입력된 신호들이 반파되어서 출력한 장비로 되돌아 와서 장비를 추가로 손상 시킬 수도 있습니다.그리고 +50dBm +20dBm으로 낮춰야 하므로 삽입손실(S21) -30dB여야 합니다.통과대역이 정확하게 2GHz까지인 제품보다는 역시 약간의 마진을 두어 2.5GHz 혹은 3GHz 제품을 구입하는 것도 좋습니다. 예를들어, 2GHz 제품의 경우 일반적으로 2GHz이상 주파수 부터 삽입손실과 반사손실 특성이 나빠지기 시작하기 때문입니다.정리하면 150W -30dB 2.5GHz 이상급의 감쇠기를 구하면 되는 것입니다. 만약 삽입손실이 -30dB인 감쇠기가 없다면 -10dB 감쇠기와 -20dB 감쇠기를 이어서 사용해도 됩니다. 이때 한가지 알아둘 점은 앞쪽에 -20dB 150W 감쇠기를 연결하는 것입니다. 그러면 +50dBm의 전력이 -20dB 감쇠되어 +30dBm이 출력되기 때문에 뒤의 감쇠기에는 1W만 인가됩니다. 따라서 뒤에 연결하는 감쇠기는 마진을 고려한다고 해도 2W -10dB 감쇠기를 연결하면 되죠. 


그 다음으로 고려해야할 것은 S11 S21 S-parameter 특성 그래프를 보는 것입니다. S11대신 VSWR을 보아도 의미상으로는 똑같습니다. S-parameter VSWR에 대해서는 책자의 뒷 부분을 참조하시기 바랍니다.또한 S21은 원하는 감쇠율이 -30dB라면 가능한 ±1dB를 벗어나지 않는 -29 ~ -31dB 이내로 들어가는 것이 좋습니다. 감쇠율이 평탄하지 못하고 크게 요동친다는 것은 감쇠기를 통과하는 신호가 주파수에 따라서 파워가 달라진다는 것이므로 신뢰성에 적지 않은 영향을 미칠 수 있습니다. 


감쇠기를 실제 사용할 때에는 방향에 주의해야 합니다. 대전력 환경에서 감쇠기를 역방향으로 조립할 경우엔 감쇠기가 타버려서 정상동작을 못하게 되어 장비나 회로에 문제를 일으킬 수 있습니다. 감쇠기 제품 크기가 큰 경우에는 입출력 방향이 감쇠기에 표시되어 있습니다. 표시가 없으면 대부분 male (plug)쪽이 입력, female (jack)쪽이 출력인 경우가 많습니다.입력과 출력 방향에 상관없는 양방향 제품은 한뱡향 제품보다 일반적으로 단가가 높을수 있습니다.




  
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Attenuator N 2watt 20dB 3GHz
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Attenuator N 5watt 20dB 6GHz
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Attenuator N 10watt 20dB 3GHz
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Attenuator N 50watt 20dB 3GHz
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Attenuator N 100watt 30dB 3GHz
   
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