RF System Design Kit

1. RF System Design Kit 1

2. RF H/W 인력의 시장 수요 RF H/W 교육 필요성/목적 Ⅰ Ⅱ RF System 교육 RF System Design Kit 구성 Ⅲ Ⅳ 실험 실습 내용 및 구성 Ⅴ Ⅵ Contents 교과 과정 운용 2

3. 이동통신 산업 비약적 확대 디지털 방송 및 무선 융복합 산업 확대 장난감, 무선검침 RFID등 유선 대처 산업 확대 Ⅰ. RF HW 인력의 시장 수요 • CDMA, WCDMA등 2G, 3G 이동통신 산업 확대 • BTS, Mobile등의 R&D, 시스템 관리, 생산 인력 증가 • 중계기 및 각종 소자, 모듈의 개발, 생산 인력 증가 • 이동통신 시스템 운용 인력 증가 • DTV, DMB 도입 및 전환으로 관련 Set 인력 증가 • 이동방송/통신 융복합 도입으로 개발, 생산인력 확대 • 중계기 및 각종 모듈의 개발, 생산 인력 증가 RF HW 인력 수요 비약적 증가 • Toy, 무선 검침 등 유선 영역이 무선 영역으로 전환 • RFID등 신규 RF 시업 확대 및 인력 수요 증가 • WiBro, WiMax등 유선 인터넷  무선 인터넷 • 환경으로 변경 RF 인력 수요 증가 3

4. Ⅱ. RF HW 교육 필요성/목적 • 대학 및 대학원 • 전문적 장비 및 교육 역량 부족으로 실질적 교육 없음. • 기본 이론교과를 제외하고는 실질적/실무적 교육 없음. • 고가의 장비 구매 부담으로 측정 장비 부재. • 실질교육에 필요한 교재 및 실험 장비 부재. • 정상적인 RF H/W 인력 배출 시스템 없음. 인력 공급환경 RF System 교육 • 산업현장에서 적용 가능한 최신 기술 이론 / 실무 교육 • 기본 장비 사용에서부터 미니 시스템 구성 • 산업현장 맞춤식 교육 시스템 • 산업 현장 경력사원 수준의 실무 적용 • 학생 개개인의 경쟁력 강화 및 학교 경쟁력 강화 • 기업 및 연구소, 운용 사업체 • 초대졸/대졸/대학원졸 대부분 신입 인력이 경험 부재 • 신입 인력 채용 후 약 2~3년 업무 교육 후 업무 수행. • 신입 사원보다 업무 수행 가능한 경력사원 선호함. • 신입의 경우 장비사용도 정상적으로 못한다는 불만. • RF H/W 엔지니어의 급여 수준은 가장 높은 그룹임. 인력 수요환경 산업현장 핵심 기술 이론 및 실험,프로젝트 수행 산업 현장에서 바로 적용 가능 실무 능력 보유한 H/W 엔지니어 완성 4

5. 교육 전 현황 교육 후 예상 Ⅲ. RF System 교육 우리는 이미 프로엔지니어! RF System은 어려운 분야! 이론 과목 1, 2개 이론 및 실험 실습 프로젝트/계측기 사용 Passive, Active 모듈 이해/설계 System 단위 설계 어떠한 실험을 하나? 고 연봉 취업보장 H/W 이해력 증대, 자신감 확립 취업걱정, 학업만족도? 벤치마킹 대상! 미진한 외부 평가 교육 전 후의 상황 5

6. “고성능 초 저가격 실험 LAB 구성” RF System Design Kit Tracking Generator + +  1 억원 + + + 기타 Ⅲ. RF System 교육 실험 장비 측정 장비 • Module 및 System • 산업현장 수준 각종 Active, • Passive Module, RFIC Module • 중형/소형 System 실험 및 설계 • CDMA, WCDMA등 이동통신 실험 • SA, NA, SG  SA+TRK • 신호 측정용 SA, 소자 및 응답 • 측정용 NA를 SA+TRK로 구성 • SG 기능의 Local OSC를 실험 및 • 설계, 실험 장비 에서 직접 생성 실험 교보재 강사 • 저자 직강, 강사 교육 • 탄탄한 교보재가 강사역할 수행 • 필요 시 저자 직강 가능 • 강사 양성, 교육 훈련 프로그램 • 제공 • 기본 이론 + 설계 + 실험 • 정확하고 간결한 이론 설명 • 설계 용도 및 설계 방법 구성 • 실험 방법 및 성능 데이터 확인 • SA+TRK 사용 및 알기 쉬운 구성 6

7. Ⅳ. RF System Design Kit 구성 • PSA-3000 Spectrum Analyzer + Tracking Generator • Module / System 성능 테스트에 사용. • Tracking Generator를 포함하여 Scalar Network Analyzer 기능 포함 • 성능규격  고성능 디지털 신디사이저 방식 설계 (별첨참조) Frequency Range ; 9 kHz ~ 3 GHz Amplitude Range ; -130dBm ~ 20dBm • Test Module / System Module Kit • Module / System 성능 테스트에 사용. • 산업 현장에서 사용되는 Module / System으로 구성 • Signal Generator 기능의 Local OSC 포함 • Active / Passive Module로 System 구현 • 이동통신 Transmitter/Receiver 구현 • 시험용 PCB / 교재 / 설계 Software • 프로젝트용 / Test용 공PCB • 이론 및 정확한 시험/설계 안내를 위한 교재 • H/W Simulation Software Tool(평가판 및 Free Ware) 7

8. Spectrum Analyzer + Tracking Generator (Option)  Scalar Network Analyzer 구현 <175 MHz BPF VSWR 측정> <1.5 GHz LPF Frequency Response 측정> 8

9. Ⅴ. 실험 실습 내용 및 구성 신호의 정의 / RF의 정의 • 정보 신호와 RF 신호에 대하여 정의를 내리고 각각의 특성에 대한 기본적인 의미를 이해함 PCB의 이해 및 RF PCB 설계 • FR4 PCB, Tefron PCB, Multi-Layer PCB에 대하여 이해하고 주파수 특성을 이해함 • RF 전송 선로를 PCB에 설계 시 설계 Tool을 이용하여 Parameter를 추출하고 이해함. • 각종 RF 선로에 대하여 이해하고 PCB 연관 특징을 이해함. Spectrum Analyzer/Scalar Network 사용법 교육 • RF 측정에 가장 기본이 되는 Spectrum Analyzer/Scalar Network 사용법 Calibration 방법 교육 • RBW, Sensitivity, Phase Noise등 Spectrum Analyzer 각종 측정 Parameter 교육 9

10. Passive 모듈(소자)의 이해, 실험, 설계, 검증 • Attenuator, Monolithic Filter (LPF, HPF, BPF) U - Strip Filter (BPF, LPF), SAW Filter (RF, IF), Duplexer, Combiner / Divider, Antenna, Coupler, Detector( Log Amp, Short key Diode) 실험 • 위의 모듈(소자) 각각의 특성을 이해하고, RF system에서 어떠한 용도와 규격으로 사용되며 설계되어지는지 이해 한다. • 모듈(소자)의 측정을 통하여 주파수 응답을 확인하며 SW Tool을 사용하여 각각의 모듈 (소자)를 직접 설계하고 제작하여 성능을 확인 한다. RF MMIC 모듈(소자)의 이해, 실험, 응용 설계 • RF Switch, Relay switch, RF Digital Step Attenuator, Voltage variable Attenuator 실험 • 위의 모듈(소자) 각각의 특성, 규격을 이해하고, RF system에서 어떠한 용도와 규격으로 사용되며 설계되어지는지 이해 한다. • 모듈(소자)의 측정을 통하여 주파수 응답을 확인하며 세부 규격에 대한 이해를 통하여 소형 모듈로서의 성능이해, 응용 설계를 수행 한다. 10

11. 주파수 변환의 이해, 실험, 응용 설계 • Mixer, MMIC Mixer 실험을 통한 주파수 변환의 이해, 수학적 주파수 변환과 Mixer 소자를 통하여 실제로 수행되는 주파수 변환의 차이를 실험함. • 위의 모듈(소자) 각각의 특성, 규격을 이해하고, RF system에서 어떠한 용도와 규격으로 사용되며 설계되어지는지 이해 한다. • 다이오드를 통하여 Mixer를 직접 설계하고 상용 제품과의 특성을 비교하며 SA를 통하여 성능을 측정 한다. Local OSC(국부 발진기)의 이해, 실험, 응용 설계 • OSC, VCO, Reference (VCXO, TCXO, VCTCXO, OCXO)에 대하여 정확히 이해하고, 규격을 이해함. • 위의 모듈(소자) 각각의 특성, 규격을 이해하고, RF system에서 어떠한 용도로 사용되며 설계되어지는지 이해 한다. • SW Tool을 사용하여 PLL의 Loop Filter와 성능 규격에 대하여 실험하고 실 제작을 수행 • 안정된 Local OSC인 PLL System에 대하여 이해하고 설계된 VCO와 상용 VCO, TCXO등을 이용하여 PLL System을 설계하고 실험에서 SG 대용의 Local OSC로 사용 한다. 11

12. Amplifier의 이해, 실험, 응용 설계 • Gain Block Amp, Low noise Amp, Power Amp의 규격 및 특성을 이해하고 실험을 통하여 성능을 검증 한다. • Amp의 주파수 특성과 Matching 특성, 협대역 광대역 특성을 이해하고 실험 및 응용 설계를 수행 한다. • 스위칭 소자로서의 Transistor를 이해하고 실험을 통하여 검증 한다. • LNA, Gain Block, Power Amp각각의 모듈 특성 및 설계 특성을 구분하여 이해하고 실험을 통하여 검증 한다. Direct Digital Synthesizer (DDS)의 이해, 실험, 응용 설계 • 정밀 Digital 소자인 DDS를 이해하고 다양한 응용에 대하여 실험 한다. • DDS를 이용하여 FM, AM, FSK, PSK, ASK 모듈레이션을 수행하고 SA를 이용하여 성능을 검증 한다. 소형 FM/AM 방송국을 구현 하고 시험 한다. • DDS를 이용하여 Function Generator를 설계하고 제작 실험 한다. • 정밀 주파수 신호 원으로서의 DDS를 이해하고 Frequency Resolution에 대하여 이해 한다. 12

13. Frequency Doubler / Divider의 이해, 실험, 응용 설계 • RF System 및 Local OSC 확장을 위한 Frequency Doubler / Divider의 특성을 이해하고 실험을 통하여 검증 한다. • Frequency Doubler를 설계하고 응용 설계하며, 사용 MMIC Frequency Doubler와 비교 하며 SA로 성능을 분석 한다. AGC (Automatic Gain Control), ALC (Automatic Level Control) 이해, 실험, 응용 설계 • RF System Transmitter 후단에 적용되는 ALC (Automatic Level Control) System에 대하여 실험하고 System을 이해 한다. 정확하고 일정한 신호를 전송하기 위한 방법을 실험하고 SA로 성능을 검증 한다. • RF System Receiver 후단에 적용되는 AGC (Automatic Gain Control) System에 대하여 실험하고 System을 이해 한다. 안정적인 신호를 수신 하는 방법을 실험하고 SA로 성능을 검증 한다. • 온도 변화에 대하여 RF System이 대응하고 적절히 운용되는 원리를 알아보고 실험을 수행 한다. 13

14. TX DAC, Base band LPF, I Q Modulator, I Q Demodulator 이해, 실험, 응용 설계 • 디지털 이동통신의 디지털 Base band에서 아나로그 Base band 변환, Base band에서 IF or RF 변환, Modulator를 이용한 QPSK 구현을 통하여 디지털 이동통신의 RF Transmitter 특성을 이해하고 SA를 통하여 성능을 검증 한다. • 디지털 이동통신의 RF에서 아나로그 Base band 변환까지의 System을 이해하고, • Demodulator를 이용한 DQPSK 구현을 통하여 디지털 이동통신의 RF Receiver 특성을 이해 • 하고 SA를 통하여 성능을 검증 한다. • 실험 장치에 내장된 디지털 Base band 신호원(CDMA, WCDMA)를 이용하여 실험하고 디지털 Base band에 대한 이해와 실험을 통하여 응용 설계를 수행 . Up/Down Converter, 소형 중계기, RFID, 신호 발생기 이해 및 실험, 응용 설계 • 위에서 현재 까지 수행된 기본 원리 및 설계 능력을 기반으로 Up/Down Converter, 소형 중계기, RFID System, 신호 발생기 등의 System Block을 이해하고 응용 설계 능력을 향상 시킴. • 설계 시스템 규격을 정하고 실험에 적용 함으로서 초기 설계 규격 및 최종 설계 규격을 비교 함으로서 설계 능력을 향상시킴. 14

15. DC/DC 컨버터 이해 및 실험, 응용 설계 • System 설계 중 사용하게 될 DC 전원인 소규모 DC / DC 컨버터를 Regulator를 이용하여 실험하고 설계하여 전원 노이즈가 System에 주는 영향을 확인하고 전원 노이즈를 최소화 하는 응용 설계 법을 확인 한다. • Low Drop, Switching, Fixed, Variable Regulator를 시험하고, Low Drop과 Switching의 의미를 실험을 통하여 확인 한다. • DC/DC 컨버터의 발생 열과, 노이즈의 상관 관계를 분석 한다. RF System Parameter의 이해 및 실험, 응용 설계 능력 향상 • Noise Figure, Noise Floor, Harmonic, Inter modulation, P1dB, IP3, Insertion Loss, Isolation, VSWR, S-Parameter, Frequency Accuracy, Amplitude Accuracy, Linear Scale _ dB Scale, Phase Noise, Phase Linearity등의 정확 한 이해 및 시스템 성능 향상 및 저하 여부를 시스템 시험으로 확인 및 실험. 15

16. 개별 프로젝트 수행 • 지금까지의 실험 수행 능력을 바탕으로 개별 프로젝트 수행 16

17. Ⅵ. 교과 과정 운용 실험 실습실 구성  전체 15주 (60 시간 운용),기본 8주 (32 시간 운용) “당사 인력 출강 가능” • 신호의 정의 / RF의 정의  (2시간) • PCB의 이해 및 RF PCB 설계  (2시간) • Spectrum Analyzer/Scalar Network 사용법 교육  (4시간) • Passive 모듈(소자)의 이해, 실험, 설계, 검증  (8시간, 6시간) • RF MMIC 모듈(소자)의 이해, 실험, 응용 설계  (4 시간) • 주파수 변환의 이해, 실험, 응용 설계  (4시간) • Local OSC(국부 발진기)의 이해, 실험, 응용 설계  (6시간) • Amplifier의 이해, 실험, 응용 설계  (4시간) • Direct Digital Synthesizer (DDS)의 이해, 실험, 응용 설계  (4시간) • Frequency Doubler / Divider의 이해, 실험, 응용 설계  (2시간) • AGC, ALC 이해, 실험, 응용 설계  (2 시간) • TX DAC, Base band LPF, I Q Modulator, I Q Demodulator 이해, 실험, 응용 설계  (4 시간) • Up/Down Converter, 소형 중계기, RFID, 신호 발생기 이해 및 실험, 응용 설계  (8 시간) • DC/DC 컨버터 이해 및 실험, 응용 설계  (2 시간) • RF System Parameter의 이해 및 실험, 응용 설계 능력 향상  (4시간) 17

18. 특별 강좌당 1일 (8 시간 운용) • 실험실 개방으로 자율적 실험 환경 구성 • 특별 핵심 강좌를 운영 1일 진행  당사 엔지니어 출강 가능 • 주말 이용 당사 엔지니어 특강 가능 Internet을 통한 기술 지원 및 질의 응답 수행 • 당사 Web Site : WWW.ed.co.kr을 통한 온라인 질의 접수 및 응답 수행 • 실험에 필요한 정보 및 기본 여건 온라인 질의 접수 및 응답 수행 18