KR0164353B1 - 무선통신장치의 송신회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선통신장치의 송신회로에서 변조된 신호를 자유공간에 방사할 시, 간단한 송신증폭회로의 구성으로 송신신호를 증폭한다. 이를 위하여 송신증폭회로는 송신변조신호를 수신하여 미약한 신호의 이득을 크게 제1증폭하는 마이크로웨이브반도체증폭기와, 마이크로웨이브증폭기의 출력단에 연결되어 제1증폭된 송신신호를 원하는 이득으로 제2증폭하는 트랜지스터와, 트랜지스터와 다이플렉서 사이에 연결되어 이득 증폭된 송신신호를 고전력의 송신레벨로 증폭하여 상기 다이플렉서로 출력하는 전력증폭기로 구성된다.

Description

무선통신장치의 송신회로

제1도는 종래의 무선통신장치의 구성도.

제2도는 본 발명에 따른 무선통신장치의 구성도.

제3도는 제2도 중 출력증폭회로의 구성도.

제4도는 제3도에 대한 구체적 실시예도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 송신처리부 22 : 이득증폭기

23 : 전력증폭기 24 : 다이플렉서

25 : 수신증폭기 26 : 수신처리부

본 발명은 무선통신장치의 송신회로에 관한 것으로, 특히 간단한 회로로서 송신신호를 증폭할 수 있는 회로에 관한 것이다.

일반적으로 무선통신장치는 제1도에 도시된 바와 같이 안테나와 연결되어 송수신 신호를 분리하는 다이플렉서(diplexer) (14)와, 송신신호를 수신하며 상기 송신신호를 전송형태에 맞도록 처리하는 송신처리부(11)과, 상기 송신처리부(11)과 연결되며 상기 송신처리부(11)을 출력하는 송신신호의 이득을 증폭하여 출력하는 이득증폭기(12)와, 상기 이득증폭기(12)와 다이플렉서(14) 사이에 연결되며 상기 이득증폭기(12)를 출력하는 송신신호를 고전력으로 증폭하여 상기 다이플렉서(14)로 출력하는 전력증폭기(13)과, 상기 다이플렉서(14)와 연결되며 상기 다이플렉서(14)로부터 수신되는 신호를 저잡음으로 증폭하여 출력하는 수신증폭기(low noise amplifier) (15)와, 상기 수신증폭기(15)와 연결되며 상기 수신증폭기(15)를 출력하는 수신신호를 본래의 신호 형태로 복원하는 수신처리부(16)으로 구성된다.

상기와 같은 무선통신장치에서 송신부의 구성을 살펴보면, 상기 송신처리부(11)은 송신신호를 부호화한 후 전송형태에 맞도록 변조하여 출력한다. 이때 상기 송신신호는 저이득의 저출력파워를 갖는 미약한 신호의 레벨을 갖고 있다. 따라서 상기와 같이 미약한 신호를 공중에 전파하기 위해서는 고이득의 고출력을 갖는 신호로 증폭을 하여야 한다. 이를 위하여 종래에는 다수개의 파워트랜지스터(power transistor) AP1-APN으로 구성되는 이득증폭기(12)와 전력증폭기(power amplifier) (13)를 사용한다. 이때 상기 이득증폭기(12)는 제1도에 도시된 바와 같이 다수개의 파워트랜지스터 AP1-APN으로 구성되는데, 이는 상기 파워트랜지스터가 규격상 출력파워 및 이득의 증폭레벨이 규정되어 있으므로 원하는 레벨의 증폭신호를 발생할 수 없기 때문이다. 따라서 상기와 같이 원하는 레벨의 증폭신호를 얻기 위해서는 다수개의 파워트랜지스터를 원하는 증폭레벨을 얻을 수 있는 수로 직렬연결하여 이득증폭기(12)를 구현하였다. 그러므로 상기와 같이 종래의 무선통신장치에 송신부를 구성할 시 증폭기의 수를 다단으로 구성하여 원하는 증폭신호를 얻게 되므로서 송신부의 구성이 복잡해지는 동시에 부피가 커지는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명의 목적은 무선통신장치의 송신부에서 송신증폭기의 구성을 간단하게 구성할 수 있는 회로를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 무선통신장치에서 미약한 레벨의 송신신호를 고이득의 고전력을 갖는 신호를 증폭할 수 있는 회로를 제공함에 있다.

이하 본 발명을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명에 따른 무선통신장치의 구성도로서, 안테나와 연결되어 송수신 신호를 분리하는 다이플렉서(diplexer) (24)와, 송신신호를 수신하며 상기 송신신호를 전송형태에 맞도록 처리하는 송신처리부(21)과, 상기 송신처리부(21)과 연결되며 상기 송신처리부(21)을 출력하는 송신신호의 이득을 증폭하여 출력하는 이득증폭기(22)와, 상기 이득증폭기(22)와 다이플렉서(24) 사이에 연결되며 상기 이득증폭기(22)를 출력하는 송신신호를 고전력으로 증폭하여 상기 다이플렉서(24)로 출력하는 전력증폭기(23)과, 상기 다이플렉서(24)와 연결되며 상기 다이플렉서(24)로부터 수신되는 신호를 저잡음으로 증폭하여 출력하는 수신증폭기(low noise amplifier) (25)와, 상기 수신증폭기(25)와 연결되며 상기 수신증폭기(25)를 출력하는 수신신호를 본래의 신호 형태로 복원하는 수신처리부(26)으로 구성된다.

제3도는 제2도 중 이득증폭기(12)의 구성도로서, 송신처리부(11)의 출력단과 연결되며 상기 송신처리부(11)을 출력하는 송신신호를 고이득으로 증폭하는 반도체마이크로웨이브증폭기(monolithic microwave IC) (33)과, 상기 마이크로웨이브반도체증폭기(33)에 연결되며 상기 1차 증폭된 신호를 2단 증폭하는 파워트랜지스터인 실리콘트랜지스터(silicon transitor) (34)로 구성되며, 바이어스(31,32)는 상기 증폭소자들의 바이어스를 조정한다.

여기서 상기 마이크로웨이브반도체증폭기(33)은 INA 10386을 사용할 수 있으며, 실리콘트랜지스터(34)는 AT-42035를 사용할 수 있다. 또한 상기 구성에서 마이크로웨이브반도체증폭기(33)은 제1증폭기가 되며 실리콘트랜지스터(34)는 제2증폭기가 되므로, 상기 이득증폭기(12)는 2단의 증폭기 구성을 갖는다.

상술한 제2도 및 제3도의 구성에 의거 본 발명을 설명하면, 먼저 상기 송신처리부(11)을 출력하는 송신신호는 송신 형태에 맞도록 부호화된 후 변조된다. 이때 상기 송신처리부(11)을 출력하는 송신신호는 송신형태에 맞도록 변조된 고주파신호가 되며, 이때 송신신호는 미약한 신호의 레벨을 갖게된다. 그러면 상기 이득증폭기(12) 및 전력증폭기(13)은 미약한 상기 송신신호의 레벨을 증폭하는 기능을 수행한다.

여기서 상기 마이크로웨이브반도체증폭기(33)의 특성은 위성통신장치의 사용 주파수 대역인 1.626GHz-1.647GHz에서 전력이득(power gain)이 25dB이상이고 1dB 이득압축(1 dB gain compression)에서의 출력전력은 바이어스전류(bias current)가 50mA일 때 +13dBm 이상이다. 또한 상기 실리콘크랜지스터(34)의 특성은 상기 마이크로웨이브반도체증폭기(33)의 주파수대역에서 전력이득이 17dB 이상으로 설계될 수 있으며, 1dB 이득 압축에서의 출력 전력은 바이어스전류가 35mA일 때 +21dBm 이상이다. 상기와 같이 마이크로웨이브반도체증폭기(33)과 실리콘트랜지스터(34)를 제3도와 같이 구성하면 1dB 이득 압축에서의 출력 전력이 +21dBm 이상이면서도 전력이득이 40dB이상인 고성능 증폭기를 구현할 수 있다.

상기와 같이 전력이득이 40dB이상 증폭된 송신신호는 전력증폭기(13)으로 인가되어 송신하고자 하는 출력파워로 증폭된후 안테나를 통해 공중에 방사된다. 따라서 상기 이득증폭기(12) 및 전력증폭기(13)은 송신처리부(11)을 출력하는 미약한 송신RF신호의 전력을 크게 증폭하여 출력하게 된다.

제4도는 상기 제3도와 같은 구성을 갖는 이득증폭기(12)를 구현한 구체적인 회로의 구성도로서, 각 소자의 동작은 하기와 같다.

Cb1 : DC 블록킹 캐패시터(DC blocking capacitor)

Cbp : 바이패스 캐패시터(by-pass capacitor)

RFC : RF초오크 인덕터 (RF choke inductor)

Rbs : MMIC에 공급되는 DC전류 조절용 저항

R1-R3 : STR의 바이어스 안정용 저항

MMIC : 25dB 전력이득 및 +13dBm의 출력 전력을 갖는 마이크로웨이브 반도체증폭기로서, 본 발명에서는 +4dBm정도의 출력전력레벨에서 동작함

STR : 17dB 전력이득 및 +21dBm 출력전력을 갖는 실리콘트랜지스터

IMC : STR의 입력 정합회로

OMC : STR의 출력 정합회로

상기 제4도와 같은 구성을 갖는 증폭기는 통신위성장비 중의 하나인 INMARSAT 스탠다드-C형의 SES(Ship-Earth-Station: 해상지구국)의 RF증폭부에 사용하여 미약한 RF신호의 전력을 증폭하는 기능을 수행한다. 상기와 같은 증폭기의 동작을 살펴보면, 먼저 입력단자로는 상기 송신처리부(11)을 출력하는 변조된 송신신호가 수신되는데, 상기 송신신호는 주파수가

1.626GHz-1.647GHz이며 -20dBm 정도의 이득을 갖고 있다. 그러면 상기 이득증폭기(12)는 +21dBm의 전력으로 증폭하여 뒷단의 전력증폭기(13)으로 출력한다. 그러면 상기 전력증폭기(13)은 상기 수신되는 신호를 약 20W의 고전력 레벨로 증폭하여 안테나를 통하여 공중으로 방사한다.

상술한 바와 같이 무선통신장치의 송신부 증폭기 구성에서 전력증폭기의 전단에 연결되는 이득증폭기의 구성을 단지 2단의 증폭기로 구현할 수 있으며, 증폭도도 1.6GHz의 주파수 대역에서 40dB의 전력이득과 +21dBm의 고출력전력을 얻을 수 있는 이점이 있다.

Claims (1)

1. 무선통신장치의 송신회로에 있어서, 송신변조신호를 수신하며, 미약한 신호의 이득을 크게 제1증폭하는 마이크로웨이브반도체증폭기와, 상기 마이크로웨이브증폭기의 출력단에 연결되며, 상기 제1증폭된 송신신호를 원하는 이득으로 제2증폭하는 트랜지스터와, 상기 트랜지스터와 다이플렉서 사이에 연결되며, 상기 이득 증폭된 송신신호를 고전력의 송신레벨로 증폭하여 상기 다이플렉서로 출력하는 전력 증폭기로 구성된 것을 특징으로 하는 무선통신장치의 송신증폭회로.