로데슈바르즈와 폼팩터, 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스의 5G 및 6G를 위한 RF 스위치 프로젝트 지원

로데슈바르즈(Rohde & Schwarz)와 폼팩터(FormFactor)는 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스와 협력하여 배터리의 수명 성능을 개선하고, 더 높은 대역폭과 스위칭 속도를 지원하는 RF 스위치를 위해 새로운 기술을 특성화했다.

R&S ZNA와 R&S ZC170 Frequency Extender를 연동하여 D-대역의 S-파라미터를 측정할 수 있다.

텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스는 2020년에 hBN(Hexagonal Boron Nitrite)을 기반으로 새로운 RF 스위치 기술에 대한 획기적인 연구 결과를 발표한 바 있다. 이 기술은 에너지 효율이 뛰어나고, 더 높은 대역폭 및 속도를 지원하기 때문에 5G에 이상적이다. 최근 진행된 후속 프로젝트에서는 RF 부품 및 무선 산업을 위한 테스트 및 측정 솔루션 분야를 선도하는 로데슈바르즈(Rohde & Schwarz)와 반도체 테스트 및 측정 분야의 선도 공급업체인 폼팩터(FormFactor)가 오스틴 캠퍼스의 추가 연구를 지원했다. 이를 통해 Beyond 5G 및 향후 6G 애플리케이션을 위한 Sub-THz 주파수 대역, 특히 D-대역(110GHz ~ 170GHz)에서의 RF 스위치 기술 특성화가 진행되었다.

RF 스위치는 모든 형태의 트랜시버에서 사용된다. 예를 들어, 현재의 4G 및 5G 스마트폰은 전송 및 수신 모드 또는 서로 다른 주파수 대역과 네트워크 및 기술 간에 스위칭이 이뤄진다. 오늘날의 스위치는 이러한 다양한 상태 변화에 따라 지속적으로 동작해야 하기 때문에 많은 전력을 소모하여 기기의 배터리 수명에 영향을 미친다. 오스틴 캠퍼스에서 개발한 새로운 기술은 다른 상태로 스위칭이 필요할 때까지 전원을 차단함으로써 최대 50배까지 에너지 효율을 향상시킬 수 있다.

이번 연구의 책임자인 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스 코크렐 공대(Cockrell School of Engineering) 전기, 컴퓨터 공학과의 Deji Akinwande 교수는 "우리는 5G, Beyond 5G 기술의 잠재력을 크게 발전시킬 수 있는 RF 스위치를 개발했습니다. 로데슈바르즈와 폼팩터의 테스트 및 측정 솔루션을 이용하여 우리 팀은 향후 6G 애플리케이션을 위해 전세계적으로 관심을 받고 있는 D-대역 주파수에서 이 새로운 기술을 특성화할 수 있었습니다. 이 솔루션은 사용이 편리한 구성과 설정으로 신뢰할 수 있는 측정 결과를 제공했습니다."라고 밝혔다.

테스트 설정은 로데슈바르즈의 4-포트 벡터 네트워크 분석기인 R&S ZNA43과 110GHz ~ 170GHz 사이에서 S-파라미터와 IMD(Intermodulation Distortion) 측정이 가능한 R&S ZC170 Frequency Extender를 연결하여 구성되었다. 후면에 2개의 컨버터 연결을 위한 High-power LO 신호는 물론, 레퍼런스 및 측정 신호를 위한 전용 IF 입력을 갖춘 R&S ZNA43 벡터 네트워크 분석기는 일반적으로 신호 측정을 위해 사용되는 전면 패널 입력을 통해 최대 43GHz에 이르는 측정 주파수 대역을 지원하며, 이 과정에서 재보정(Re-calibration)을 필요로 하지 않는 장점을 제공한다. 사용이 편리한 그래픽 사용자 인터페이스로 간단하게 설정할 수 있는 R&S ZNA는 연관된 RF 파라미터를 Frequency Extender로 라우팅할 수 있다. Frequency Extender는 mm-Wave/THz 포지셔닝 시스템에 장착된 폼팩터의 Cascade Summit 12000 프로브 스테이션에 사용되었다. 폼팩터의 WinCal XE 소프트웨어 툴을 사용하여 전체 테스트 설정을 쉽게 보정하고, 신뢰할 수 있고 반복 가능한 측정 결과를 얻을 수 있었다.

로데슈바르즈의 Spectrum & Network Analyzers, EMC & Antenna Test 사업부 부사장인 Christina Gessner는 “폼팩터 및 Deji Akinwande 교수 팀과의 이번 협력은 로데슈바르즈의 확장 가능한 테스트 솔루션이 현재의 아이디어를 미래의 현실로 변화시키는 기초 연구의 테스트 요구사항을 어떻게 충족시킬 수 있는지 보여주는 또 다른 사례입니다. 우리는 5G mmWave와 향후 6G Sub-THz 주파수 대역을 에너지 효율적으로 사용할 수 있도록 하는 텍사스 대학교 오스틴 캠퍼스의 새로운 RF 스위치 기술 연구를 지원하게 되어 기쁘게 생각합니다.”라고 말했다.

로데슈바르즈는 대학 및 연구기관들과 협력하여 6G, THz 애플리케이션 및 퀀텀 기술과 같은 미래 솔루션을 주도하고 있다. RF 및 마이크로파 컴포넌트 테스트 솔루션에 대한 자세한 정보는 https://www.rohde-schwarz.com/_231842.html에서 확인할 수 있다.

6G에 대비한 테스트 솔루션에 대한 자세한 정보는 https://www.rohde-schwarz.com/6g에서 확인할 수 있다.

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