Harmonic이란 무엇인가?

Harmonic이란 무엇인가?

 

 

 

 

여러분. 선형성(Linearity)과 비선형성(non-Linearity)이라는 말 들어보셨나요?

선형성은 RF를 이해함에 있어서 매우 중요합니다.

그 이유는 RF시스템이 모두 비선형성을 띄기 때문입니다.

비선형성으로 인해 발생하는 잡다한 성분 중 하나가 바로 Harmonic입니다

 따라서 RF 설계에서 한정된 주파수대역 내에서 Harmonic과 같은 성분들을 발생시키지 않는

선형시스템처럼 동작하게 만드는 것이 통화품질 등에 지대한 영향을 끼치기에 매우 중요하다고 할 수 있습니다.

 

 

 

 

그럼 지금부터 Harmonic을 설명하기에 앞서 선형성에 대해 먼저 짚고 넘어가도록 하겠습니다.

LTI System(Linear Time-Invariant System)은 선형시스템으로 값이 1차함수적으로 변하고

여러 변수들 간에 간섭을 일으키지 않고 독립적으로 출력이 되는 특징이 있습니다.

위 사진을 보시면 이해하는데 도움이 될 것입니다.

 

 

 

그렇다면 비선형시스템은 어떻게 될까?

비선형시스템은 하나의 입력을 집어넣으면 제곱식의 조합으로 출력이 됩니다.

 

예를 들어, Acos(wt)라는 입력이 비선형시스템으로 들어갔다고 가정하겠습니다.

a+bx+cx^2+dx^3+...에다가 Acos(wt)를 대입하여 식을 정리해보면,

 

 

 

다음과 같이 정리됨을 알 수 있습니다. 여기서 cos(2wt), cos(3wt)가 Harmonic성분입니다.

 

 

 

 

즉, Harmonic이란 Fundamental Frequency의 배수 성분이라고 보면 되겠습니다.

즉, 입력에는 없는 주파수 성분이 새로 추가가 된 것입니다.

위 사진처럼 w 주파수를 가진 신호가 비선형시스템으로 들어가면

2배(2nd), 3배(3rd), 그 이상의 주파수 성분(Harmonic)이 발생하는 것을 확인할 수 있습니다.

 

 

 

다음 시간에는 두 신호가 비선형시스템의 입력으로 들어왔을 때 발생하는

Intermodulation(상호변조) 현상에 관하여 알아보도록 하겠습니다.

 

2019/12/22 - [전공지식/RF] - Intermodulation(상호변조)란 무엇인가?

 

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