KR102388351B1 - Semiconductor power amplifier with waveguide spatial coupling and direct feeding structure - Google Patents

Semiconductor power amplifier with waveguide spatial coupling and direct feeding structure Download PDF

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KR102388351B1
KR102388351B1 KR1020210157504A KR20210157504A KR102388351B1 KR 102388351 B1 KR102388351 B1 KR 102388351B1 KR 1020210157504 A KR1020210157504 A KR 1020210157504A KR 20210157504 A KR20210157504 A KR 20210157504A KR 102388351 B1 KR102388351 B1 KR 102388351B1
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KR1020210157504A
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박지안
양승식
김상훈
정준영
김지형
이건준
남경민
정한경
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한화시스템(주)
주식회사 알에프피티
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    • H01P5/00—Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/08—Coupling devices of the waveguide type for linking dissimilar lines or devices

Abstract

The present invention provides a semiconductor power amplifier, which can simplify the configuration of a space power divider and a space power combiner by removing a coaxial cable connecting the space power divider and the space power combiner with a power amplification module, can greatly reduce the overall thickness and at the same time make the assembly work very easy, can eliminate the hassle of designing the length of the coaxial cable differently according to the phase change by removing the coaxial cable, and can further improve amplification efficiency by preventing signal loss during signal transmission using the coaxial cable. The semiconductor power amplifier according to the present invention includes: a space power divider in which a circular distribution space is formed in the inner center and n waveguides communicating with each other are formed at the outer circumferential surface thereof; an input connector for inputting a signal to the distribution space of the space power divider; a space power combiner in which a circular coupling space is formed in the inner center and n waveguides communicating with each other are formed at the outer circumferential surface thereof; an output connector coupled in a coupling space of the space power combiner to output an amplified signal; and n power amplification modules installed on outer circumferential surfaces of the space power divider and the space power combiner, formed with first and second connection spaces communicating with the waveguides of the space power divider and space power combiner, respectively, and provided with an amplification circuit unit that amplifies a signal input through the first connection space to output the signal to the second connection space.

Description

도파관 공간 결합과 직접 급전 구조를 갖는 반도체 전력증폭기{Semiconductor power amplifier with waveguide spatial coupling and direct feeding structure}Semiconductor power amplifier with waveguide spatial coupling and direct feeding structure

본 발명은 반도체 전력증폭기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존의 반도체 증폭기가 잘 활용하지 않았던 고주파수 환경에서 여러 채널의 반도체 증폭기를 최적의 크기와 배치로 구현할 수 있는 도파관 공간 결합과 직접 급전 구조를 갖는 반도체 전력증폭기에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor power amplifier, and more particularly, having a waveguide spatial coupling and direct feeding structure that can implement a semiconductor amplifier of multiple channels with an optimal size and arrangement in a high-frequency environment that conventional semiconductor amplifiers have not utilized well. It relates to a semiconductor power amplifier.

통상적으로 군사용 레이다 및 통신 시스템에서 사용되는 전력증폭기는 송신기 내에 위치하며 송신하고자 하는 신호를 크게 증폭하여 출력시키는 기능을 수행한다. 송신 전력의 크기에 따라 사용하는 증폭방식이 다른 전력증폭기가 사용되는 것으로, 고전력에는 주로 진공관 혹은 진행파관을 이용한 전력증폭기가 사용되고, 저전력에는 주로 반도체를 이용한 전력증폭기가 사용된다.In general, a power amplifier used in military radar and communication systems is located in a transmitter and performs a function of greatly amplifying and outputting a signal to be transmitted. A power amplifier with a different amplification method is used depending on the size of the transmit power. For high power, a power amplifier using a vacuum tube or a traveling wave tube is mainly used, and for low power, a power amplifier using a semiconductor is mainly used.

반도체를 이용한 전력증폭기의 경우, 반도체의 단가가 다른 방식의 증폭기 소자보다 저렴하기 때문에 반도체 증폭기를 여러 채널로 설계하여 단일 소자가 갖는 한계를 늘리려는 방향으로 연구가 진행되고 있으며 반도체 기술의 발전으로 고주파수 및 고출력 전력에 대한 연구가 가속되고 있다.In the case of power amplifiers using semiconductors, since the unit cost of semiconductors is lower than that of other types of amplifier devices, research is being conducted in the direction of increasing the limit of a single device by designing semiconductor amplifiers with multiple channels. And research on high output power is accelerating.

이러한 반도체 전력증폭기의 종래예로서 국내 공개특허 10-2018-0084284호의 동축 도파관 공간결합기를 이용한 고출력 전력증폭기(이하, '선행기술'이라 함.)가 알려져 있다.As a conventional example of such a semiconductor power amplifier, a high-output power amplifier (hereinafter referred to as 'prior art') using a coaxial waveguide spatial coupler of Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2018-0084284 is known.

상기 선행기술의 전력증폭기는, 도 1에 도시된 바와 같이 공간전력분배기(110), n개의 증폭모듈(120-1, 120-2, 120-n) 및 공간전력결합기(130)를 포함하여 이루어진다. The power amplifier of the prior art comprises a space power divider 110, n amplification modules 120-1, 120-2, 120-n, and a space power combiner 130 as shown in FIG. .

공간전력분배기(110)는 입력되는 신호(이하, '입력신호'라 칭함)를 n개의 분배신호로 생성하여 대응되는 n개의 전력증폭모듈(120-1, 120-2, 120-n)로 각각 전달하고, n개의 전력증폭모듈(120-1, 120-2, 120-n) 각각은 공간전력분배기(110)와 공간전력결합기(130) 사이에 병렬로 연결되어, 공간전력분배기(110)로부터 분배신호를 입력받아 증폭시켜 공간전력결합기(130)로 출력하며, 공간전력결합기(130)은 n개의 전력증폭모듈(120-1, 120-2, 120-n) 각각으로부터 증폭된 분배신호를 입력받아 단일의 증폭신호로 결합하여 출력하도록 되어 있다.The spatial power divider 110 generates an input signal (hereinafter, referred to as an 'input signal') as n distribution signals and uses the corresponding n power amplification modules 120-1, 120-2, 120-n, respectively. Each of the n power amplification modules 120-1, 120-2, and 120-n is connected in parallel between the spatial power divider 110 and the spatial power combiner 130, and from the spatial power divider 110 It receives and amplifies the distribution signal and outputs it to the space power combiner 130, and the space power combiner 130 inputs the amplified distribution signal from each of the n power amplification modules 120-1, 120-2, and 120-n. Received and combined into a single amplified signal to output.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이 입력된 신호를 분배하는 공간전력기(110)와 분배신호를 결합하는 공간전력결합기(130)는 동일한 구성으로 이루어진 것으로, n개의 트레이(tray)(250) 및 내부도체(220)를 구비한 동축도파관(210), 외부컨덕터(230) 및 신호분배판(240)을 포함한다.In addition, as shown in FIG. 2, the space power unit 110 for distributing the input signal and the space power combiner 130 for combining the distribution signal have the same configuration, and include n trays 250 and It includes a coaxial waveguide 210 having an inner conductor 220 , an outer conductor 230 , and a signal distribution plate 240 .

그러나 상기와 같은 종래의 전력증폭기는, 전체적으로 두께가 두껍다는 단점이 있다. 즉, 공간전력분배기(110) 및 공간전력결합기(130)의 각 채널이 n개의 증폭모듈(120-1, 120-2, 120-n)과 컨넥터를 통해 동축케이블로 연결되기 때문에 동축케이블의 길이까지 두께에 포함되며, 공간전력분배기(110) 및 공간전력결합기(130) 역시 트레이(tray)(250) 및 내부도체(220)로 이루어지는 동축도파관(210)의 두께가 길어 전체적으로 전력증폭기의 두께를 두껍게 하는 요인이 되었다.However, the conventional power amplifier as described above has a disadvantage that the overall thickness is thick. That is, since each channel of the space power divider 110 and the space power combiner 130 is connected to the n amplification modules 120-1, 120-2, 120-n by a coaxial cable through a connector, the length of the coaxial cable The thickness of the coaxial waveguide 210 made up of the tray 250 and the inner conductor 220 is also included in the thickness of the space power divider 110 and the space power combiner 130, so the thickness of the power amplifier as a whole is long. It became a thickening factor.

또한 종래의 전력증폭기는, 분배신호 채널수가 많아지면 그에 비례하여 단면 지름이 커지고, 동축도파관(210)의 구조가 매우 복잡해져 조립이 용이하지 않은 단점이 있으며, 각 분배신호 채널의 신호들은 위상이 같아야 하므로 각 채널을 연결하는 동축케이블의 길이는 위상 변동에 따라 각각 상이해야 하므로 설계상의 번거로움이 있고, 공간전력분배기(110)에서 분배된 각 채널의 신호가 동축도파관(210)에서 컨넥터 및 동축케이블을 통해 전력증폭모듈(120-1, 120-2, 120-n)로 전송되고, 다시 전력증폭모듈(120-1, 120-2, 120-n)에서 컨넥터 및 동축케이블을 통해 공간전력결합기(130)의 동축도파관(210)으로 전송되는 과정에서 신호손실이 유발되어 전력 증폭 효율을 저하시키는 단점이 있었다.In addition, the conventional power amplifier has disadvantages in that the cross-sectional diameter increases in proportion to the increase in the number of distribution signal channels, and the structure of the coaxial waveguide 210 is very complicated, making it difficult to assemble, and the signals of each distribution signal channel must have the same phase Therefore, the length of the coaxial cable connecting each channel must be different depending on the phase change, so there is a design hassle, and the signal of each channel distributed from the spatial power divider 110 is transmitted from the coaxial waveguide 210 to the connector and the coaxial cable. is transmitted to the power amplification modules (120-1, 120-2, 120-n) through the 130), a signal loss is induced in the process of being transmitted to the coaxial waveguide 210, thereby reducing power amplification efficiency.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 공간전력분배기와 공간전력결합기를 전력증폭모듈과 연결하는 동축케이블을 제거하고 공간전력분배기 및 공간전력결합기의 구성을 단순화하여 전체 두께를 대폭 감소시킴과 동시에 조립이 매우 간편하게 이루어질 수 있게 하며, 또한 동축케이블의 제거로 동축케이블의 길이를 위상 변동에 따라 각각 상이하게 설계해야 하는 번거로움을 해소할 수 있고, 동축케이블을 이용한 신호 전송시 신호손실을 방지하여 증폭 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 도파관 공간 결합과 직접 급전 구조를 갖는 반도체 전력증폭기를 제공하는데 있다.The present invention is to solve the problems of the prior art as described above, and its object is to eliminate the coaxial cable connecting the spatial power divider and the spatial power combiner with the power amplification module and simplify the configuration of the spatial power divider and the spatial power combiner. It greatly reduces the thickness and makes assembly very easy. Also, by removing the coaxial cable, the inconvenience of designing the length of the coaxial cable differently according to the phase change can be eliminated, and the signal using the coaxial cable An object of the present invention is to provide a semiconductor power amplifier having a waveguide spatial coupling and direct feeding structure capable of further improving amplification efficiency by preventing signal loss during transmission.

원형의 판상으로 이루어져 내부 중앙에 원형의 분배공간부가 형성되고, 상기 분배공간부에서 바깥둘레면으로 연통하는 n개의 도파관이 내부에 방사상으로 형성된 공간전력분배기; 상기 공간전력분배기의 중앙에 설치되어 내부의 분배공간부에 신호를 입력하기 위한 입력컨넥터; 원형의 판상으로 이루어져 내부 중앙에 원형의 결합공간부가 형성되고, 상기 결합공간부에서 바깥둘레면으로 연통하는 n개의 도파관이 내부에 방사상으로 형성된 공간전력결합기; 상기 공간전력결합기의 중앙에 설치되어 내부의 결합공간부에서 결합되어 증폭된 신호를 출력하기 위한 출력컨넥터; 및 상기 공간전력분배기와 공간전력결합기의 바깥둘레면에 설치되고, 상기 공간전력분배기의 도파관과 공간전력결합기의 도파관에 각각 연통하는 제1 및 제2 연결공간부가 형성되며, 상기 제1 및 제2 연결공간부 사이에는 제1 연결공간부를 통해 입력된 신호를 증폭하여 제2 연결공간부로 출력하는 증폭회로부가 구비된 n개의 전력증폭모듈을 포함하여 이루어진 반도체 전력증폭기에 특징이 있다.a space power distributor made of a circular plate shape, a circular distribution space is formed in the inner center, and n waveguides communicating from the distribution space to an outer circumferential surface are radially formed therein; an input connector installed in the center of the space power distributor to input a signal to the internal distribution space; a space power coupler having a circular plate shape, a circular coupling space portion is formed in the inner center, and n waveguides communicating from the coupling space to an outer circumferential surface are radially formed therein; an output connector installed in the center of the space power coupler and coupled in the internal coupling space to output an amplified signal; and first and second connection spaces installed on the outer peripheral surfaces of the space power distributor and the space power combiner, respectively communicating with the waveguide of the space power distributor and the waveguide of the space power combiner, the first and second A semiconductor power amplifier comprising n power amplifier modules provided with an amplifying circuit unit for amplifying a signal input through the first connection space and outputting the signal to the second connection space is characterized between the connection spaces.

또한 본 발명에 있어서, 상기 공간전력분배기는 원형의 판상으로 이루어진 분배판과 분배커버를 결합하여 이루어지며, 상기 공간전력분배기의 분배공간부와 n개의 도파관은 상기 분배판의 일측면에 분배공간부와 n개의 도파관을 구성하기 위한 홈을 형성하고, 상기 분배커버를 분배판의 일측면에 결합하여 상기 홈의 개방부를 덮는 것에 의해 형성되는 반도체 전력증폭기에 특징이 있다.In addition, in the present invention, the spatial power distributor is made by combining a distribution plate and a distribution cover made of a circular plate shape, the distribution space portion and the n number of waveguides of the spatial power distributor is a distribution space portion on one side of the distribution plate The semiconductor power amplifier is characterized by forming grooves for constituting the n waveguides and coupling the distribution cover to one side of the distribution plate to cover the opening of the grooves.

또한 본 발명에 있어서, 상기 공간전력결합기는 원형의 판상으로 이루어진 결합판과 결합커버를 결합하여 이루어지며, 상기 공간전력결합기의 결합공간부와 n개의 도파관은 상기 결합판의 일측면에 결합공간부와 n개의 도파관을 구성하기 위한 홈을 형성하고, 상기 결합커버를 결합판의 일측면에 결합하여 상기 홈의 개방부를 덮는 것에 의해 형성되는 반도체 전력증폭기에 특징이 있다.In addition, in the present invention, the space power coupler is made by combining a coupling plate and a coupling cover made of a circular plate shape, the coupling space portion and the n number of waveguides of the space power coupler are coupled space portion on one side of the coupling plate The semiconductor power amplifier is characterized by forming grooves for constituting the and n waveguides, and coupling the coupling cover to one side of the coupling plate to cover the opening of the grooves.

또한 본 발명에 있어서, 상기 전력증폭모듈은, 제1 및 제2 연결공간부 사이에 제1 연결공간부를 통해 입력된 신호를 증폭하여 제2 연결공간부로 출력하는 증폭회로부가 구비되고, 상기 증폭회로부의 신호입력단자와 신호출력단자는 상기 제1 및 제2 연결공간부에 각각 노출하여 위치된 반도체 전력증폭기에 특징이 있다. In addition, in the present invention, the power amplification module is provided with an amplifying circuit unit for amplifying a signal input through the first connection space between the first and second connection spaces and outputting it to the second connection space, and the amplifying circuit unit The signal input terminal and signal output terminal of , respectively, are exposed to the first and second connection space portions, and are characterized in the semiconductor power amplifier.

상기의 특징적 구성을 가지는 본 발명의 반도체 전력증폭기에 의하면, 공간전력분배기와 공간전력결합기의 구성이 얇은 두께의 판형상 본체와 커버를 결합하여 이루어짐에 따라 구성이 매우 간소화되어 조립이 용이하고, 전력증폭기의 전체 두께를 큰 폭으로 줄일 수 있는 효과를 발휘한다.According to the semiconductor power amplifier of the present invention having the above characteristic configuration, as the configuration of the space power divider and the space power combiner is made by combining the thin plate-shaped body and the cover, the configuration is very simplified, so assembly is easy, and the power It has the effect of significantly reducing the overall thickness of the amplifier.

또한 본 발명의 반도체 전력증폭기는, 공간전력분배기와 공간전력결합기로부터 신호가 각각의 도파관을 통해 전력증폭모듈로 직접 송신되는 구성이므로 종래에 공간전력분배기 및 공간전력결합기를 전력증폭모듈과 연결하였던 동축케이블이 필요 없게 되고, 이로인해 동축케이블의 길이를 위상 변동에 따라 각각 상이하게 설정해야 하는 설계상의 번거로움을 해소함과 동시에, 동축케이블을 통한 신호 전송에 의한 신호손실을 방지할 수 있어 전력 증폭 효율을 향상시키는 효과가 있다.In addition, since the semiconductor power amplifier of the present invention has a configuration in which signals from the spatial power divider and the spatial power combiner are directly transmitted to the power amplifier module through each waveguide, conventionally the spatial power divider and the spatial power combiner are connected to the power amplifier module. It eliminates the need for a cable, which eliminates the design hassle of having to set the length of the coaxial cable differently depending on the phase change, and at the same time prevents signal loss due to signal transmission through the coaxial cable, resulting in power amplification efficiency has the effect of improving

도 1은 종래의 반도체 전력증폭기를 나타낸 블럭구성도.
도 2는 종래의 반도체 전력증폭기에서 공간전력분배기와 공간전력결합기의 구성을 나타낸 분해 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 반도체 전력증폭기를 나타낸 사시도.
도 4는 본 발명에 따른 반도체 전력증폭기를 나타낸 측면도.
도 5는 도 3에서 하나의 전력증폭모듈을 분해하여 나타낸 반도체 전력증폭기의 사시도.
도 6은 본 발명의 반도체 전력증폭기에서 공간전력분배기와 공간전력결합기를 나타낸 분해사시도.
도 7은 본 발명의 반도체 전력증폭기에서 주요 부분을 나타낸 확대 단면도.1 is a block diagram showing a conventional semiconductor power amplifier.
2 is an exploded perspective view showing the configuration of a space power divider and a space power combiner in a conventional semiconductor power amplifier.
3 is a perspective view showing a semiconductor power amplifier according to the present invention.
4 is a side view showing a semiconductor power amplifier according to the present invention.
5 is a perspective view of a semiconductor power amplifier shown by disassembling one power amplifier module in FIG. 3;
6 is an exploded perspective view showing a space power divider and a space power combiner in the semiconductor power amplifier of the present invention.
7 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of the semiconductor power amplifier of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 반도체 전력증폭기를 나타낸 것으로, 도시된 바와 같이 본 발명의 반도체 전력증폭기는, 입력되는 신호를 n개의 채널로 분배하는 공간전력분배기(10)와, 공간전력분배기(10)에서 n개의 채널로 분배된 신호를 각각 증폭시키는 n개의 전력증폭모듈(20)과, n개의 전력증폭모듈(20)에서 증폭된 n개 채널의 신호를 하나로 결합하여 출력하는 공간전력결합기(30)를 포함한다.Hereinafter, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail based on the accompanying drawings. 3 to 5 show a semiconductor power amplifier according to the present invention. As shown, the semiconductor power amplifier of the present invention includes a spatial power divider 10 that distributes an input signal to n channels, and a spatial power divider. A spatial power combiner for outputting n power amplification modules 20 amplifying the signals distributed to n channels in (10), respectively, and combining the signals of n channels amplified by the n power amplification modules 20 into one (30).

도 6에 도시된 바와 같이 공간전력분배기(10)는 원형의 판상으로 이루어져 내부 중앙에 원형의 분배공간부(10a)가 형성되고, 상기 분배공간부(10a)에서 바깥둘레면으로 연통하는 n개의 도파관(10b)이 공간전력분배기(10) 내부에 방사상으로 형성되어 있다.As shown in FIG. 6 , the space power distributor 10 is made of a circular plate shape, and a circular distribution space portion 10a is formed in the inner center, and n pieces communicating with the outer circumferential surface in the distribution space portion 10a are formed. The waveguide 10b is radially formed inside the spatial power distributor 10 .

공간전력분배기(10)는 두께가 얇은 원형의 판상으로 이루어진 분배판(11)과 분배커버(12)를 중첩시켜 결합함으로써 구성된다. 이로써 공간전력분배기(10)의 두께를 줄임과 동시에 구조를 간소화하여 조립을 용이하게 할 수 있다. The space power distributor 10 is configured by overlapping the distribution plate 11 and the distribution cover 12 made of a thin circular plate shape and combining them. Accordingly, it is possible to reduce the thickness of the space power distributor 10 and at the same time simplify the structure to facilitate assembly.

분배공간부(10a)와 n개의 도파관(10b)은 상기 분배판(11)의 일측면에 분배공간부(10a)와 n개의 도파관(10b)을 구성하기 위한 홈을 형성하고, 상기 분배커버(12)를 분배판(11)의 일측면에 결합하여 상기 홈의 개방부를 덮는 것에 의해 형성할 수 있다.The distribution space 10a and the n waveguides 10b form a groove for configuring the distribution space 10a and the n waveguides 10b on one side of the distribution plate 11, and the distribution cover ( 12) is coupled to one side of the distribution plate 11 to cover the opening of the groove.

또한 공간전력분배기(10)의 외측 중앙에는 내부의 분배공간부(10a)에 신호를 입력하기 위한 입력컨넥터(13)가 설치되고, 분배공간부(10a)로 입력된 신호는 n개의 도파관(10b)을 통해 방사상으로 분배된다.In addition, an input connector 13 for inputting a signal to the inner distribution space 10a is installed at the center of the outer side of the space power distributor 10, and the signal input to the distribution space 10a is transmitted through n waveguides 10b ) is distributed radially through

공간전력결합기(30)는 상기한 공간전력분배기(10)와 동일한 구성으로 되어 있다. 즉 공간전력결합기(30)는 원형의 판상으로 이루어져 내부 중앙에 원형의 결합공간부(30a)가 형성되고, 상기 결합공간부(30a)에서 바깥둘레면으로 연통하는 n개의 도파관(30b)이 공간전력결합기(30)의 내부에 방사상으로 형성되어 있다.The space power combiner 30 has the same configuration as the space power divider 10 described above. That is, the space power coupler 30 is formed in a circular plate shape so that a circular coupling space 30a is formed in the inner center, and n waveguides 30b communicating from the coupling space 30a to the outer circumferential surface are spaced. It is formed radially inside the power combiner 30 .

공간전력결합기(30)는 두께가 얇은 원형의 판상으로 이루어진 결합판(31)과 결합커버(32)를 중첩시켜 결합함으로써 구성된다. 이로써 공간전력결합기(30)의 두께를 줄임과 동시에 구조를 간소화하여 조립을 용이하게 할 수 있다.The space power coupler 30 is configured by overlapping the coupling plate 31 and the coupling cover 32 made of a thin circular plate shape. Accordingly, the thickness of the space power coupler 30 can be reduced and the structure can be simplified to facilitate assembly.

결합공간부(30a)와 n개의 도파관(30b)은 상기 결합판(31)의 일측면에 결합공간부(30a)와 n개의 도파관(30b)을 구성하기 위한 홈을 형성하고, 상기 결합커버(32)를 결합판(31)의 일측면에 결합하여 상기 홈의 개방부를 덮는 것에 의해 형성할 수 있다.The coupling space 30a and the n waveguides 30b form a groove for configuring the coupling space 30a and the n waveguides 30b on one side of the coupling plate 31, and the coupling cover ( 32) may be formed by coupling one side of the coupling plate 31 to cover the opening of the groove.

또한 n개의 전력증폭모듈(20)에서 각각 증폭된 n개의 채널 신호는 n개의 도파관(30b)을 통해 결합공간부(30a)에서 하나로 결합되고, 공간전력결합기(30)의 외측 중앙에는 내부의 결합공간부(30a)에서 결합된 증폭신호를 출력하기 위한 출력컨넥터(33)가 설치된다. In addition, the n channel signals each amplified in the n power amplification modules 20 are combined into one in the coupling space 30a through the n waveguides 30b, and the space power combiner 30 is coupled to the inside at the outer center. An output connector 33 for outputting the amplified signal combined in the space 30a is installed.

n개의 전력증폭모듈(20)은, 도 5 및 도 7에 도시된 바와 같이 공간전력분배기(10)와 공간전력결합기(30)의 바깥둘레면에 둘레방향을 따라 설치된다.The n power amplification modules 20 are installed along the circumferential direction on the outer peripheral surfaces of the space power divider 10 and the space power combiner 30 as shown in FIGS. 5 and 7 .

n개의 전력증폭모듈(20)은 상기 공간전력분배기(10)과 공간전력결합기(30)에 구비된 n개의 도파관(10b,30b)에 각각 대응하여 연통하는 제1 및 제2 연결공간부(20a,20b)가 형성되며, 상기 제1 및 제2 연결공간부(20a,20b) 사이에는 제1 연결공간부(20a)를 통해 입력된 신호를 증폭하여 제2 연결공간부(20b)로 출력하는 증폭회로부(21)가 구비되고, 증폭회로부(21)의 신호입력단자(21a)와 신호출력단자(21b)는 상기 제1 및 제2 연결공간부(20a,20b)에 각각 위치하여 노출되어 있다.The n power amplification modules 20 correspond to the n waveguides 10b and 30b provided in the spatial power divider 10 and the spatial power combiner 30, respectively, and communicate with first and second connection space portions 20a. , 20b) is formed, and between the first and second connection space parts 20a and 20b, the signal input through the first connection space part 20a is amplified and output to the second connection space part 20b The amplification circuit unit 21 is provided, and the signal input terminal 21a and the signal output terminal 21b of the amplification circuit unit 21 are respectively positioned and exposed in the first and second connection spaces 20a and 20b. .

본 실시예에서는 도면에 나타낸 바와 같이 n개의 신호 채널을 16개로 설정하여 공간전력분배기(10)와 공간전력결합기(30)에 각각 16개의 도파관(10b,30b)을 형성하고, 16개의 전력증폭모듈(20)을 구비한 것을 예시하고 있으나, 이에 한정하는 것은 아니고, 예를 들면 신호의 크기, 전력 증폭기의 중심 주파수, 전력 증폭기의 목표 출력 전력 또는 전력 증폭기에 할당된 물리적 크기의 한계 등을 감안하여 채널의 수는 변경될 수 있다. In this embodiment, 16 waveguides 10b and 30b are respectively formed in the spatial power divider 10 and the spatial power combiner 30 by setting n signal channels to 16 as shown in the figure, and 16 power amplification modules (20) is exemplified, but it is not limited thereto, and for example, in consideration of the size of the signal, the center frequency of the power amplifier, the target output power of the power amplifier, or the limit of the physical size allocated to the power amplifier, etc. The number of channels can be changed.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 반도체 전력증폭기에 대한 작용을 설명하면 다음과 같다. 도 7에 도시된 바와 같이 공간전력분배기(10)의 입력컨넥터(13)를 통해 신호가 공간전력분배기(10)의 분배공간부(10a)로 입력되면, 중앙의 분배공간부(10a)로부터 방사상으로 연결된 16개의 도파관(10b)을 통해 16개의 채널로 신호가 분배되고, 분배된 신호는 각각의 도파관(10b)과 연결된 전력증폭모듈(20)의 제1 연결공간부(20a)에 위치한 신호입력단자(21a)를 통해 전력증폭모듈(20)의 증폭회로부(21)로 입력된다.The operation of the semiconductor power amplifier of the present invention having such a configuration will be described as follows. As shown in FIG. 7 , when a signal is inputted to the distribution space 10a of the spatial power distributor 10 through the input connector 13 of the spatial power distributor 10, it radiates from the central distribution space 10a. A signal is distributed to 16 channels through 16 waveguides 10b connected by It is input to the amplification circuit unit 21 of the power amplification module 20 through the terminal 21a.

따라서 각각의 전력증폭모듈(20)의 증폭회로부(21)에서 신호가 증폭되어 제2 연결공간부(20b)에 위치한 신호출력단자(21b)로 출력되고, 출력된 증폭신호는 각각의 전력증폭모듈(20)의 제2 연결공간부(20b)와 연결된 공간전력결합기(30)의 각 도파관(10b)을 통해 중앙의 결합공간부(30a)에서 결합되며, 결합된 증폭신호는 출력컨넥터(33)를 통해 출력된다.Therefore, the signal is amplified in the amplification circuit unit 21 of each power amplification module 20 and output to the signal output terminal 21b located in the second connection space 20b, and the output amplified signal is applied to each power amplification module. It is coupled in the central coupling space 30a through each waveguide 10b of the space power combiner 30 connected to the second connection space 20b of (20), and the combined amplified signal is output connector 33 is output through

이와 같이 본 발명은 공간전력분배기(10)로 입력된 신호를 16개의 도파관(10b)을 통해 16개의 채널로 분배하여 전력증폭모듈(20)의 증폭회로부(21)에 직접 전달하고, 전력증폭모듈(20)의 증폭회로부(21)에서 증폭된 신호를 공간전력결합기(30)에 구비된 16개의 도파관(30b)으로 직접 출력하게 되므로, 종래에 컨넥터 및 동축케이블을 이용하여 전달하는 구조에 비하여 신호 전달 효율을 높일 수 있고, 동축케이블을 사용하지 않음에 따라 동축케이블의 설치 길이 만큼 전력증폭기의 전체 폭 길이를 대폭 단축시킬 수 있다.As described above, the present invention distributes the signal input to the spatial power divider 10 into 16 channels through 16 waveguides 10b and directly transmits it to the amplification circuit unit 21 of the power amplification module 20, and the power amplification module Since the signal amplified by the amplification circuit unit 21 of (20) is directly output to the 16 waveguides 30b provided in the space power combiner 30, the signal is compared to the conventional structure for transmitting using a connector and a coaxial cable. Transmission efficiency can be increased, and since the coaxial cable is not used, the overall width and length of the power amplifier can be significantly shortened by the installation length of the coaxial cable.

또한 본 발명은 공간전력분배기(10)가 얇은 원판 형상의 분배판(11)과 분배커버(12)를 결합하여 이루어지고, 분배공간부(10a)와 16개의 도파관(10b)은 분배판(11)에 홈을 형성하여 분배커버(12)로 홈의 개구부를 덮는 것에 의해 형성되며, 공간전력결합기(30)도 공간전력분배기(10)와 동일하게 구성됨에 따라 전력증폭기의 전체 두께 길이를 더욱 줄일 수 있고, 조립증폭기의 구성이 대폭 간소화되어 제조 및 조립이 매우 편리하게 이루어질 수 있다. In addition, the present invention is made by combining the distribution plate 11 and the distribution cover 12 in the shape of a thin disk of the space power distributor 10, the distribution space 10a and the 16 waveguides 10b are the distribution plate 11 ) is formed by forming a groove in the distribution cover 12 to cover the opening of the groove, and the space power combiner 30 is also configured the same as the space power divider 10, thereby further reducing the overall thickness and length of the power amplifier. and the configuration of the assembly amplifier is greatly simplified, so that manufacturing and assembly can be made very conveniently.

지금까지 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.The embodiments described so far have merely described preferred embodiments of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to the described embodiments, and those skilled in the art within the spirit and claims of the present invention It should be understood that various changes, modifications or substitutions will be possible, and such embodiments fall within the scope of the present invention.

10 : 공간전력분배기 10a : 분배공간부
10b,30b : 도파관 11 : 분배판
12 : 분배커버 13 : 입력컨넥터
20 : 전력증폭모듈 20a,20b : 제1 및 제2 연결공간부
21 : 증폭회로부 21a : 신호입력단자
21b : 신호출력단자 30 : 공간전력결합기
30a : 결합공간부 31 : 결합판
32 : 결합커버 33 : 출력컨넥터
10: space power distributor 10a: distribution space unit
10b, 30b: waveguide 11: distribution plate
12: distribution cover 13: input connector
20: power amplification module 20a, 20b: first and second connection space part
21: amplification circuit unit 21a: signal input terminal
21b: signal output terminal 30: space power combiner
30a: coupling space 31: coupling plate
32: combination cover 33: output connector

Claims (4)

원형의 판상으로 이루어져 내부 중앙에 원형의 분배공간부가 형성되고, 상기 분배공간부에서 바깥둘레면으로 연통하는 n개의 도파관이 내부에 방사상으로 형성된 공간전력분배기;
상기 공간전력분배기의 중앙에 설치되어 내부의 분배공간부에 신호를 입력하기 위한 입력컨넥터;
원형의 판상으로 이루어져 내부 중앙에 원형의 결합공간부가 형성되고, 상기 결합공간부에서 바깥둘레면으로 연통하는 n개의 도파관이 내부에 방사상으로 형성된 공간전력결합기;
상기 공간전력결합기의 중앙에 설치되어 내부의 결합공간부에서 결합되어 증폭된 신호를 출력하기 위한 출력컨넥터; 및
상기 공간전력분배기와 공간전력결합기의 바깥둘레면에 설치되고, 상기 공간전력분배기의 도파관과 공간전력결합기의 도파관에 각각 연통하는 제1 및 제2 연결공간부가 형성되며, 상기 제1 및 제2 연결공간부 사이에는 제1 연결공간부를 통해 입력된 신호를 증폭하여 제2 연결공간부로 출력하는 증폭회로부가 구비되고, 상기 증폭회로부에 구비되는 신호입력단자와 신호출력단자는 상기 제1 및 제2 연결공간부에 각각 노출하여 위치된 n개의 전력증폭모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 전력증폭기.a space power distributor made of a circular plate shape, a circular distribution space is formed in the inner center, and n waveguides communicating from the distribution space to an outer circumferential surface are radially formed therein;
an input connector installed in the center of the space power distributor to input a signal to the internal distribution space;
a space power coupler having a circular plate shape, a circular coupling space portion is formed in the inner center, and n waveguides communicating from the coupling space to an outer circumferential surface are radially formed therein;
an output connector installed in the center of the space power coupler and coupled in the internal coupling space to output an amplified signal; and
First and second connection spaces are formed on the outer peripheral surfaces of the space power divider and the space power combiner and communicate with the waveguide of the space power divider and the waveguide of the space power combiner, respectively, and the first and second connection An amplifying circuit part for amplifying a signal input through the first connection space part and outputting it to the second connection space part is provided between the space parts, and the signal input terminal and the signal output terminal provided in the amplification circuit part are provided in the first and second connection space parts. A semiconductor power amplifier, characterized in that it comprises n power amplifier modules respectively exposed to the position. 제 1 항에 있어서, 상기 공간전력분배기는, 원형의 판상으로 이루어진 분배판과 분배커버를 결합하여 이루어지며, 상기 공간전력분배기의 분배공간부와 n개의 도파관은 상기 분배판의 일측면에 분배공간부와 n개의 도파관을 구성하기 위한 홈을 형성하고, 상기 분배커버를 분배판의 일측면에 결합하여 상기 홈의 개방부를 덮는 것에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 전력증폭기.According to claim 1, wherein the spatial power divider is made by combining a distribution plate and a distribution cover made of a circular plate shape, the distribution space portion and the n number of waveguides of the spatial power distributor is a distribution space on one side of the distribution plate A semiconductor power amplifier, characterized in that it is formed by forming grooves for constituting the portion and n waveguides, and coupling the distribution cover to one side of the distribution plate to cover the open portions of the grooves. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 공간전력결합기는, 원형의 판상으로 이루어진 결합판과 결합커버를 결합하여 이루어지며, 상기 공간전력결합기의 결합공간부와 n개의 도파관은 상기 결합판의 일측면에 결합공간부와 n개의 도파관을 구성하기 위한 홈을 형성하고, 상기 결합커버를 결합판의 일측면에 결합하여 상기 홈의 개방부를 덮는 것에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 전력증폭기.
The space power coupler according to claim 1 or 2, wherein the space power coupler is formed by combining a coupling plate and a coupling cover made of a circular plate shape, and the coupling space portion of the space power coupler and the n waveguides are one of the coupling plate. A semiconductor power amplifier, characterized in that it is formed by forming a coupling space on a side surface and a groove for constituting n waveguides, and coupling the coupling cover to one side of the coupling plate to cover the opening of the groove.
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