The accuracies of the conventional electric field measurements utilizing open-ended rectangular waveguide type of probe and coaxial type of probe are affected by a feeding cable and near-by conducting objects, which are causing distortion of the measured fields. In order to minimize the perturbation of microwave fields and improve the accuracies, the scattering technique have been popularly used for the rapid microwave fields measurement. The modulated component includes the amplitude and phase information that characterizes microwave fields at the location of the scatterer.
Firstly, the new architecture of the automatic measurement system is proposed for the simultaneous measurement of the amplitude and phase of microwave fields with optically modulated scatterer. The conventional system for measurement of the modulated scattering fields has an unstable measurement ability and a measurement limitation in terms of a wide band frequency range due to the imperfection of in-phase and quadrature phase operation of the coupler. The measurement results of the proposed system are compared with those of the conventional system to demonstrate the superior performance with the phase prediction result in the near and far-field range and to validate performance of the proposed system.
Secondly, the new technique for simultaneous measurement of co and cross-polarized components of microwave fields is presented. This technique is based on using dual-polarized scattering probes modulated at different frequencies and aligning two linearly polarized antennas orthogonally.
Finally, microwave characteristics of indium bump for flip-chip bonding are investigated for the package of the photodiode to utilize the modulated scattering technique in microwave and millimeter wave regions. Because of several advantages compared to wire bonding, flip-chip bonding technique is increasingly used instead of wire bonding.
Waveguide나 동축선 방식의 프루브를 이용한 전통적 방식의 측정에서는 Feeding Cable이나 주위의 금속성 물질이 측정하고자 하는 필드에 영향을 주어 정확한 측정을 방해하게 된다. 이 런 이유로 발생되는 Perturbation을 줄여 초고주파 측정 정밀도를 향상시키고 고속 측정이 가능한 시스템 구성하기 위해 광신호를 이용한 Modulated scattering 기술이 널리 사용되고 있다. 측정하고자 하는 필드의 크기와 위상 정보가 Modulation 된 성분에 포함되게 된다.
Modulated Scattering 신호의 크기와 위상을 측정하는 전통적인 방법에서는 커플러의 사용이 측정 가능한 주파수 대역을 축소시키는 결과를 가져왔다. 또한 광대역 신호의 quadrature성분을 일정하고 정밀하게 만드는 것이 어려우므로 이런 상황에서의 측정은 정밀도를 보장할 수 없게 된다. 이런 단점들을 극복하기 위해 커플러가 사용되지 않는 새로운 측정 시스템을 제안하였고 우수한 성능을 얻을 수 있었다.
실험을 통해 얻어진 기술을 기초로, 두 종류의 Modulation 주파수를 이용하여 co-polarization과 cross-polarization 요소를 동시에 측정할 수 있는 시스템의 실험 모델을 제안하였다.
본 논문을 통해 제안된 기술들을 초고주파 및 안테나 특성의 측정에 적용할 경우, 정밀도의 향상이 예상되며 간단한 구조로 고속 측정이 가능한 시스템을 구성할 수 잇을 것이라 생각된다. 또한 플립칩 기술을 이용하여 초고주파 영역 뿐만아니라 밀리미터 대역에서도 Modulated Scattering 기법의 구현이 가능해질 것이라 판단된다.
