EN
전자 통신 모듈이 고주파 대역 및 소형 폼 팩터로 전환됨에 따라, 전자기 간섭(EMI)은 이제 시스템 성능을 위협하는 중대한 문제로 부각되고 있습니다. 5G 밀리미터파(mmWave) 시스템, 항공우주용 항법·통신 장치(아비오닉스), 첨단 레이더에서 발생하는 원치 않는 EMI는 신호 무결성에 악영향을 미쳐 크로스토크를 유발하고, 궁극적으로는 시스템 전체의 오작동을 초래할 수 있습니다. 따라서 규제 준수 및 정상 작동을 보장하기 위해 차폐가 필수적입니다. 링크월드는 20년 이상의 RF 경험을 보유하고 있으며, 현대의 차폐 기술은 다층 구조임을 잘 알고 있습니다. 본 가이드에서는 마이크로파 통신 모듈에서 EMI를 저감하기 위한 4가지 기본 전략에 대해 설명합니다.
고급 커넥터 차폐 및 필터링 인터페이스
커넥터 인터페이스는 전자기 에너지의 매우 중요한 진입 포트입니다. 360도 완전 접지 구조를 통한 접지 연결의 연속성은 원치 않는 안테나를 방지하기 위한 완전 차폐 설계를 제공합니다. I-PEX MHF® 7S 시리즈는 ZenShield® 아키텍처를 채택하여, 수신기의 접지 접점에 신호 핀을 스트립라인 방식으로 종단 처리함으로써 5G 밀리미터파 장치의 전자기 간섭(EMI)을 최대 15 GHz 주파수 대역까지 저감시킵니다. 또한 이 시리즈는 전자기장을 제어된 공극 내부의 5G 밀리미터파 임피던스 환경에서 제한할 수 있도록 설계되어 있습니다. 더불어, 필터링된 RF 커넥터는 내장형 EMI 억제 기능을 포함합니다. 암페놀(Amphenol)사의 BNC 필터링 커넥터에서는 차폐체와 장착 패널 사이에 응력 분산형 칩 커패시터를 장착하여 EMI를 접지시키므로, 신호 손실 없이 원하는 신호만 전달할 수 있습니다. 링크월드(Linkworld)사는 자사 포트폴리오 내에서 특정 EMI 문제에 대한 맞춤형 변형 제품을 제공합니다.
모듈 레벨 차폐를 위한 갭 웨이브가이드 패키징
기존의 차폐 기법은 공동 모드(cavity mode) 및 평행판 전파(parallel-plate propagation)로 인해 회로 간에 결합(coupling)이 발생할 수 있다. 갭 웨이브가이드(gap waveguide) 기술은 이러한 문제를 근본적으로 해결하는 방안이다. 이 기술은 ‘손톱 침대(bed of nails)’ 형태 또는 ‘핀 뚜껑(lid of pins)’ 형태의 주기적 구조를 적용하여, 모든 조립체(과대 설계된 경우 포함)에 대해 전반적으로 평행판 모드의 차단 조건(cutoff condition)을 부여하는 것이다. 이 구조는 성능 저하를 유발할 수 있는 불필요한 공동 모드, 기판 모드 및 EMI 피드백을 이러한 스톱밴드(stop-band) 영역에서 억제하는 데 사용된다. 갭 웨이브가이드 패키징에 대한 연구 결과에 따르면, 고주파 모듈 내 마이크로스트립 회로 소자의 격리도(isolation)를 향상시키기 위해 갭 웨이브가이드 패키징을 적용할 수 있다. 이러한 주기적 구조는 모듈 하우징 또는 뚜껑 위에 직접 구현되며, 복잡한 내부 정밀 튜닝을 필요로 하지 않으므로 공간이 제한된 응용 분야에 훨씬 우수한 전자기 호환성(EMC)을 제공한다. 링크월드(Linkworld)의 엔지니어링 팀은 이러한 첨단 패키징 기법을 도입하여 최적의 차폐 성능을 실현한다.
기판 수준 차폐 및 흡수 재료
기판 수준에서 전도성 차폐재는 전자기 흡수재와 결합되어 PCB 수준의 전자기 간섭(EMI) 억제에 매우 효과적입니다. 기판 수준 차폐재는 방출되는 전자기 에너지 및 원치 않는 전자기 에너지를 차단하는 전도성 장벽 형태로 제공되며, 이러한 불필요한 전자기 에너지는 흡수재에 의해 열로 전환됩니다. 새로운 솔루션은 주파수 대역 측면에서 여러 기술을 융합한 것으로, 반사 없는 장벽은 전도성 가스켓과 사전 성형된 차폐재로 구성되며, 다른 위치에서 반사될 수 있는 에너지는 금속과 폴리머를 혼합한 하이브리드 흡수재에 의해 흡수됩니다. 이 이중 전략은 특히 두꺼운 기판에서 뛰어난 효과를 발휘합니다. 차폐 감쇄량은 사용된 재료 선택에 크게 의존하며, 경량 은/폴리아마이드 메시는 50 dB에서 70 dB의 감쇄량을, 구리/니켈/폴리에스터 복합재는 70 dB에서 100 dB의 감쇄량을 달성하며, 특수 구리/폴리에스터 재료는 더욱 높은 성능을 제공합니다. 기존 기법으로는 필요한 여유 마진을 확보하기 어려운 경우, 흡수재 강화 차폐 기술이 마이크로웨이브 모듈에 필요한 여유 마진을 제공합니다. 이러한 신기술 소재들은 링크월드(Linkworld)에서 EMI에 민감한 응용 분야를 위한 맞춤형 조립체에 적용되고 있습니다.
목표 간섭 제어를 위한 주파수 선택적 표면
주파수 선택적 표면(FSS)은 특정 주파수 대역에 의한 간섭이 발생할 경우 적용될 수 있으며, 원하는 주파수는 통과시키고 불필요한 주파수는 차단할 수 있다. 이러한 주기적 구조는 공간 필터(spatial filters)라고도 불리며, 특정 주파수의 에너지를 필터링한다. 최근 연구를 통해 FSS 구조가 항공기 라디오 고도계(4.2–4.4 GHz)가 5G sub-6 GHz(3.7–3.98 GHz) 간섭에 대해 견딜 수 있도록 하는 등 치명적인 EMI 문제를 해결하는 만능 솔루션임이 밝혀졌다. 본 제안은 4.3 GHz에서 0.5 dB 삽입 손실을 갖는 좁은 허용대역(passband)과 간섭 주파수에서의 차단대역(stopband)을 형성하는 이중 대역 FSS 단위 셀(unit cell)을 활용하는 방안을 채택한다. 이러한 구조는 안테나 하부에 배치할 수 있으며, 기존 장비에 어떠한 변경도 요구하지 않는다. 주파수 혼잡 상황에서 작동하는 모듈의 라도ーム(radome), 하우징(housing) 또는 접지면(ground plane)에는 원하는 신호 주파수를 고려하여 광대역 감쇠 없이 주파수 선택적 보호 기능을 제공하기 위해 FSS가 적용된다. 링크월드(Linkworld)는 특정 EMI 문제에 대한 FSS 솔루션을 평가한다.
모든 잠재적 간섭 경로를 해결하는 다층 기술이 EMI 저감을 위한 유일한 효과적인 방법이다. 신호 무결성 유지에는 필터링 기능을 갖춘 정밀 커넥터, 웨이브가이드로 구성된 갭 패키징, 흡수재 기반 보드 레벨 실드, 주파수 선택 표면(FSS) 등이 포함된다. 주파수 대역 및 밀도가 증가함에 따라 완전한 차폐 계획의 중요성은 더욱 커진다. 링크월드(Linkworld)는 RF 및 광범위한 EMI 제어 분야에서 20년 이상의 경험을 바탕으로, 부품 공급, 맞춤형 어셈블리 제공, 그리고 엔지니어링 자문 서비스를 통해 고객에게 도전적인 응용 분야에서 요구되는 고신뢰성 솔루션을 제공한다. 마이크로웨이브 모듈 차폐에 대한 귀사의 요구 사항을 논의하고자 하시면 언제든지 문의해 주십시오.