초록
본 논문에서는 4-포트 수평/수직 프로브 스테이션을 사용하여 수직 커넥터 핀의 특성 측정 시 사용되는 회로망 분석기의 교정용 키트(calibration kit)를 제안한다. 기존의 수평면에서 사용되는 교정키트를 사용하면, 교정 후 프로브 암의 변경 및 추가적인 장치가 필요하며, 이로 인한 시간 소요뿐 아니라, 주변 상황에 민감한 프로브 팁의 위치 변동에 기인한 정밀도 훼손의 위험이 있다. 본 논문에서는 이를 보완할 수 있는 4-포트 수평/수직 겸용 교정키트를 제시한다. 교정은 SOLT 방법을 이용하였으며, Short, Open, Load는 수평면에서 교정하며, Thru는 프로브의 위치에 따라서 교정기판의 같은 수평면에서 교정하거나 또는 교정기판의 위쪽, 아래쪽을 수직으로 연결하여 사용할 수 있도록 설계/제작하였다. 즉, 기판에 수직한 Thru를 교정할 때에는 교정키트를 수직으로 세워 키트 양면을 사용하여 교정할 수 있는 방법을 제안하였다. 제안한 교정키트에서의 SOLT 회로 반사/전달 특성을 기존 교정키트의 SOLT 회로의 반사/전달 특성과 비교 분석하였으며, 두 교정키트의 전달 특성은 길이 보정 후, 300 kHz부터 8.5 GHz까지 약 ${\pm}0.1$ dB의 차이가 있음을 확인할 수 있었다. 이와 같이 설계/제작된 4-포트 수평/수직 교정키트의 유용성을 입증하기 위하여 각각 수평 측정의 경우와 수직 측정의 경우의 두 가지 경우 사례 연구를 수행하였으며, 그 결과를 기존의 교정키트를 사용한 후 측정된 결과 데이터와 비교분석하였다.
In this paper, we propose a horizontal/vertical calibration kit for calibrating a vector network analyzer(VNA) to measure the vertical connector pin. If the conventional calibration kit is used, we should change the arm for a probe or need an assistant device and it takes a long time. In addition there is a risk of precision degradation caused by the position change of the probe tip sensitive to the surroundings. We suggest a 4-port vertical calibration kit to make up for the aforementioned shortcomings. The calibration kit was manufactured for the SOLT calibration method. 'Short', 'Open', and 'Load' are available in the horizontal plane, 'Thru' is available not only in the horizontal plane on the two planes of a PCB, but in the vertical plane between the two planes according to the positions of the probes. We complemented the conventional calibration kit to make a vertical calibration kit to be used for the vertical measurement method. We compared and analysed their reflection/transfer characteristics of the SOLT calibration standards of the proposed calibration kit and conventional one, we get a ${\pm}0.1$ dB differences of transfer characteristics in the range from 300 kHz to 8.5 GHz. In order to demonstrate usefulness, and we performed a case study for horizontal and vertical cases, and compared the results of the proposed calibration kit and conventional one.
