무선 주파수 간섭(RFI)의 이해

무선 주파수 간섭(RFI - Radio Frequency interference)은 무선 주파수 에너지의 전도 또는 방사입니다. 무선 주파수 에너지는 전기 또는 전자 장치와 결합되어 노이즈를 생성합니다.

 

RF 통신을 시작하는 송신기는 초기 디지털 데이터를 가져와서 변조 기술(예: QPSK, QAM 등)을 사용하여 데이터를 수정하여 데이터를 인코딩하고 DAC(디지털-아날로그 변환기)를 사용하여 아날로그 신호로 변환합니다.

이 아날로그 신호는 송신기 체인에 공급되어 신호를 더 높은 전력 수준으로 증폭한 다음 신호가 안테나에 공급됩니다.

안테나는 공기 중의 전자기파 형태로 해당 신호를 전송합니다.
다른 쪽에서 수신기 장치는 공기로부터 신호를 수신합니다. 공기 중에는 많은 종류의 전자기파가 있기 때문에 수신기 장치 안테나는 신호를 수신하고 원하는 신호를 필터링합니다.

 

그런 다음 해당 신호가 증폭되어 ADC(아날로그-디지털 변환기)에 공급되어 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환합니다. 그런 다음 이 디지털 신호가 복조되고 정보가 디코딩됩니다.

 

 

 

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1. RFI란

간섭은 무선 통신 시스템에서 수신 시 방출, 방사선, 유도 중 하나 또는 이의 조합으로 인한 원치 않는 에너지의 영향입니다.

따라서 무선 주파수 간섭은 전자 또는 전기 장치가 일반적으로 인접 장치의 기능을 방해하는 소음을 생성하도록 하는 무선 주파수 에너지의 전도 또는 방사입니다.

 

또한 전파 천문학의 간섭으로 인해 위성의 정상적인 기능이 중단되는 것을 의미합니다. 무선 주파수 간섭은 전자 및 전기 장치의 정상적인 기능을 방해하고 방해할 수 있으므로 가능한 경우 제한하는 것이 중요합니다.

 

 

 

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2. 무선주파수 간섭을 일으키는 장비

모든 전기 구동 장비는 전자기장(전파)을 생성합니다. 대부분의 장비에서 필수 표준을 준수하도록 설계에 의해 제한됩니다.

다른 장비(송신기)의 경우 방사선은 의도적이며 통신 또는 물질 처리에 필요합니다.

 

간섭 장비의 몇 가지 예는 다음과 같습니다.

• 스위치 모드 전원 공급 장치, TV, 스테레오, DVD 플레이어, 위성 수신기, 비디오, 컴퓨터, 12볼트 조명, 에너지 절약 전구 및 기타 조명 장비
• 가변 속도 드라이브, 워터 펌프, 에어컨, 리프트.
• 동력 장비, 드릴, 푸드 프로세서, 모형 기차, 진공 청소기, 워터 블라스터.
• 마이크로 프로세서 제어 장비, 컴퓨터, 재봉틀, 알람, TV, DVD 플레이어, 히트 펌프.
• 불안정한 마스트헤드 또는 분배 증폭기, 잘못 설치된 분배 하드웨어 및 잘못된 수신 장비.

 

 

 

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3. RFI 예

RFI의 가장 좋은 예 중 하나는 휴대 전화를 비행기 모드로 전환해야 할 때 비행기에서 일어나는 일입니다. 

 

 

 

조종사는 활성 휴대폰이 항행 장비를 방해할 수 있다고 주장하지만 휴대전화 신호가 항공기의 항행 성능을 방해한다는 것은 입증된 적이 없지만 그런 일이 발생하지 않았다고 해서 절대 발생하지 않을 것이라는 의미는 아닙니다.

 

미국 항공사들이 휴대전화를 "비행기 모드"로 전환하도록 하는 진짜 이유는 연방통신위원회(Federal Communications Commission) 때문입니다. FCC 규정은 "지상의 휴대 전화 네트워크에 대한 무선 간섭으로부터 보호"하기 위해 비행기에서 휴대 전화 사용을 금지합니다. 즉, 40,000피트 상공에서 활성 휴대폰은 지상의 여러 기지국에서 서비스를 받을 수 있습니다. 이로 인해 지상의 네트워크가 혼잡해지고 서비스가 중단될 수 있습니다.

 

 

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4. RFI 개선방법

다음은 RFI를 제어하기 위한 두 가지 기본 전략입니다.

첫 번째는 소스에서 필터 또는 아크 스너버를 사용하거나, 장비를 재배치하거나 케이블을 재배치하거나, 신호 경로 접지 아이솔레이터를 사용하거나, 케이블에 차폐 또는 페라이트 초크를 추가하여 애초에 커플링을 방지하는 것입니다.

두 번째는 RF가 결합된 후 가능한 경우 장비의 민감한 활성 장치에 도달하기 전에 RF를 필터링합니다.

 

다음 권장 사항은 대부분의 RFI 문제를 예방하거나 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.

• 케이블을 가능한 한 짧게 유지하고 배선에 주의하십시오. 긴 케이블은 전력선 공통 임피던스 커플링(언밸런스 케이블용)을 증가시킬 뿐만 아니라 케이블을 더 나은 안테나로 만듭니다. 금속 랙이나 콘크리트 바닥과 같은 접지면에 가깝게 케이블을 배선하면 안테나 효과를 줄일 수 있습니다. 과도한 케이블 길이를 감지 마십시오.

• 게이지 실드가 두꺼운 케이블을 사용하십시오. 호일 및 드레인 와이어 실드가 있는 케이블은 편조 구리 실드가 있는 케이블보다 공통 임피던스 커플링이 훨씬 높아 전력선 노이즈 커플링이 증가합니다. 여러 개의 쉴드는 양쪽 끝에 연결되지 않는 한 개선되지 않습니다.

• 좋은 연결을 유지하십시오. 커넥터를 장기간 방해하지 않고 방치하면 높은 접촉 저항이 발생하거나 RF용 금속 산화물 감지기가 될 수 있습니다. 유머 커넥터를 흔들 때 변경되는 다른 간섭은 접촉 불량을 나타냅니다. 양호한 상업용 접점 유체 및/또는 금도금 커넥터를 사용하십시오.

• 신호 경로에 RFI 필터를 설치합니다. 문제가 되는 RF 간섭이 약 20MHz 이상인 경우 케이블 외부에 쉽게 설치할 수 있는 페라이트 클램쉘이 효과적일 수 있습니다. 대부분의 경우 수신 끝 또는 그 근처에 케이블에 배치할 때 가장 잘 작동합니다. 이것이 부적절하거나 주파수가 더 낮은 경우(예: AM 라디오) 신호 라인에 RFI 필터를 추가할 수 있습니다. 마이크 라인 애플리케이션의 경우 L은 가능한 자기 험 픽업을 방지하기 위해 소형 토로이드여야 합니다. FM, TV 또는 휴대폰이 유일한 간섭인 경우 L에는 작은 페라이트 비드로 충분할 수 있습니다. 어쨌든 C는 리드가 짧은 NP0/C0G 유형 세라믹 디스크여야 합니다. 심한 AM 무선 간섭의 경우 C는 최대 약 1,000pF까지 증가할 수 있습니다.

• 불필요한 접지를 추가하지 마십시오. 일반적으로 순환 접지 노이즈를 줄이는 대신 증가시킵니다. 무거운 접지선으로 RFI를 단락시키려는 시도는 일반적으로 비효율적입니다. RF에서 와이어의 임피던스는 길이에 비례하지만 게이지의 영향을 거의 받지 않습니다. 예를 들어, 8피트(2.4m)의 AWG #10 와이어는 1MHz(AM 방송 대역)에서 22V의 임피던스를 갖습니다. AWG #0000 와이어(약 1/2인치 또는 13mm 직경)를 사용하면 18V로 줄어듭니다. 문제를 해결하기 위해 안전 접지 또는 낙뢰 보호 접지를 분리하지 마십시오.