KR100244973B1 - Low noise amplifier for mobile communication base station - Google Patents

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Abstract

본 발명은 고 임피던스 정합회로를 이용한 스위칭 방식을 적용하여 증폭성능이 향상되도록 한 이동통신 기지국용 저잡음 증폭기에 관한 것이다.The present invention relates to a low noise amplifier for a mobile communication base station to improve amplification performance by applying a switching method using a high impedance matching circuit.

종래 하이브리드 소자를 이용한 이동통신 기지국용 저잡음 증폭기는 소비전류가 필요 이상으로 가중될 뿐만 아니라 과다한 소비 전류를 사용함으로써 저잡음 증폭기의 내부 온도가 상승되어 시간 경과시 증폭 특성이 저하되는 문제점이 있었 다.The conventional low noise amplifier for a mobile communication base station using a hybrid device not only increases the current consumption more than necessary, but also increases the internal temperature of the low noise amplifier due to the excessive current consumption, thereby degrading amplification characteristics over time.

이것을 해결하기 위해, 본 발명은 입력되는 신호를 증폭하는 독립된 제 1 및 제 2 증폭부(210,220)와, 상기 제 1 및 제 2 증폭부(210,220)의 동작 상태에 따라 선택적으로 상기 제 1 및 제 2 증폭부(210,220) 중 임의의 증폭부에 전원을 인가하 는 전원제어부(100)와, 상기 제 1 및 제 2 증폭부(210,220)의 입력측파 출력측에 각각 설치되어 상기 제 1 및 제 2 증폭부(210,220)의 전원 인가 여부에 따른 상기 전원제어부(100)의 제어신호에 따라 입력 임피던스가 고 임피던스나 정합 임퍼던스로 보이게 하는 제 1 내지 제 4 임피던스 정합회로(310∼340)로 구성된다.In order to solve this problem, the present invention selectively separates the first and second amplifiers 210 and 220 to amplify an input signal and the first and second amplifiers 210 and 220 according to operating states of the first and second amplifiers 210 and 220. 2 is provided at the power supply control unit 100 for supplying power to any of the amplification units 210 and 220, and the input side wave output sides of the first and second amplification units 210 and 220, respectively. The first to fourth impedance matching circuits 310 to 340 may be configured to make the input impedance appear as high impedance or matching impedance according to a control signal of the power controller 100 according to whether the power of the units 210 and 220 is applied.

Description

이동통신 기지국용 저잡음 증폭기Low Noise Amplifier for Mobile Base Station

본 발명은 이동통신 기지국용 저잡음 증폭기에 관한 것으로, 특히 고 임피던스 정합회로를 이용한 스위칭 방식을 적용하여 증폭성능이 향상되도록 한 이동통신 기지국용 저잡음 증폭기에 관한 것이다.The present invention relates to a low noise amplifier for a mobile communication base station, and more particularly, to a low noise amplifier for a mobile communication base station to improve amplification performance by applying a switching method using a high impedance matching circuit.

종래 이동통신 기지국용 저잡음 증폭기는 하이브리드 소자를 이용한 공칭 구조로서 제1도에 도시된 바와 같이, 입력측과 출력측에 각각 설치된 3dB의 소실을 갖는 복수개의 하이브리드(11,12)와, 항상 전원이 인가되어 입력측의 제 1 하이브 리드(11)를 통해 입력되는 고주파 신호를 복수의 독립된 경로(경로1,경로2)로 각각 증폭하여 출력측의 제 2 하이브리드(12)로 출력하는 고주파 증폭부(20)로 구성되어져 있다. 이와 같이 구성된 종래 이동통신용 저잡음 증폭기의 동작을 첨부한 제1도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The conventional low noise amplifier for mobile communication base station is a nominal structure using a hybrid element, as shown in FIG. 1, a plurality of hybrids 11 and 12 each having a 3 dB dissipation provided on an input side and an output side, and power are always applied. Consists of a high frequency amplification unit 20 for amplifying the high frequency signal input through the first hybrid 11 on the input side into a plurality of independent paths (path 1, path 2) and outputting them to the second hybrid 12 on the output side. It is done. The operation of the conventional low noise amplifier for mobile communication configured as described above will be described with reference to FIG.

먼저, 입력측으로 고주파 신호가 입력되면 이 신호는 입력측의 제 1 하이브 리드(11)를 통해 등분되어 고주파 증폭부(20)의 복수의 경로 즉, 경로1 과 경로2 로 전달되게 된다.First, when a high frequency signal is input to the input side, the signal is divided into equal parts through the first hybrid 11 on the input side and transmitted to a plurality of paths of the high frequency amplifier 20, that is, path 1 and path 2.

그러면, 입력된 고주파 신호는 고주파 증폭부(20)에 의하여 경로1 과 경로2 를 통해 각각 증폭되어 출력측의 제 2 하이브리드(12)로 출력되게 된다.Then, the input high frequency signal is amplified by the high frequency amplifier 20 through the path 1 and the path 2, respectively, and output to the second hybrid 12 on the output side.

따라서, 고주파 증폭부(20)의 경로1 과 경로2 중 임의의 경로가 동작을 못하여도 다른 경로로 출력되게 된다.Therefore, even if any of the path 1 and the path 2 of the high frequency amplification unit 20 does not operate, it is output to another path.

다음으로, 증폭된 고주파 신호는 출력측의 제 2 하이브리드(12)를 통해 이동통신 가입자에게 전달되게 된다.Next, the amplified high frequency signal is delivered to the mobile subscriber through the second hybrid 12 on the output side.

그러나, 이러한 종래 이동통신용 저잡음 증폭기는 고주파 증폭부의 복수 경로 중 임의의 경로가 동작을 못할 경우에는 증폭 이득이 6dB 정도 감소되고 잡음지수가 3dB 정도 증가되게 된다. 아울러 이러한 특성 변화로 인바여 기지국이 정상적으로 동작할 때와 대비하여 가용거리(Coverage Area)가 줄어들어 정상적으로 이동 통신 가입자가 서비스를 받지 못하고 일부 이동통신 가입자만이 서비스를 받을 수 있게 되는 문제점이 있었다.However, in the conventional low noise amplifier for mobile communication, when any path among the multiple paths of the high frequency amplification unit cannot operate, the amplification gain is reduced by about 6 dB and the noise figure is increased by about 3 dB. In addition, there is a problem in that the coverage area is reduced in comparison to when the base station operates normally due to such characteristic change, so that the mobile communication subscribers do not receive the service and only some mobile communication subscribers receive the service.

또한, 경로1 과 경로2 에 항상 전원을 인가하여야 하므로 소비전류가 필요 이상으로 소비될 뿐만 아니라 과다한 소비 전류를 사용함으로써 저잡음 증폭기의 내부 온도가 상승되어 시간 경과시 증폭 특성이 저하되는 문제점이 있었다.In addition, since power must always be applied to the path 1 and the path 2, the current consumption is more than necessary, and the excessive current consumption increases the internal temperature of the low noise amplifier, thereby degrading amplification characteristics over time.

따라서 본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 고 임피던스 정합회로를 이용한 스위칭 방식을 적용하여 증폭성능이 향상 되도록 한 이동통신 기지국용 저잡음 증폭기를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a low noise amplifier for a mobile communication base station to improve the amplification performance by applying a switching method using a high impedance matching circuit.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기술적 수단은, 입력되는 신호를 증 폭하는 독립된 복수의 증폭수단과, 상기 증폭수단의 동작 상태에 따라 선택적으로 복수의 상기 증폭수단 중 임의의 증폭수단에 전원을 인가하는 전원제어수단과, 상기 증폭수단의 입력측과 출력측에 각각 설치된 복수의 임피던스 정합수단과, 상기 증폭수단의 전원 인가 여부에 따라 상기 임피던스 정합수단의 입력 임피던스가 고 임피던스나 정합 임피던스로 보이게 하는 임피던스 조절수단으로 이루어짐을 특징으로 한다.Technical means of the present invention for achieving this object, the power supply to a plurality of independent amplification means for amplifying the input signal, and optionally any amplification means of the plurality of amplification means in accordance with the operating state of the amplification means; Power supply control means to be applied, a plurality of impedance matching means respectively provided at the input side and the output side of the amplifying means, and an impedance which makes the input impedance of the impedance matching means appear high impedance or matching impedance depending on whether the amplification means is powered Characterized in that consisting of the adjusting means.

제1도는 종래 하이브리드 소자를 이용한 이동통신 기지국용 저잡음 증폭기의 구성도.1 is a block diagram of a low noise amplifier for a mobile communication base station using a conventional hybrid device.

제2도는 본 발명에 의한 고 임피던스 정합회로를 이용한 이동통신 기지국용 저잡음 증폭기의 구성도.2 is a block diagram of a low noise amplifier for a mobile communication base station using a high impedance matching circuit according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

11,12 : 하이브리드(HYBRID) 20,210,220 : 증폭부11,12: Hybrid 20,210,220: Amplifier

100 : 전원제어부 310,320,330,340 : 임피던스 정합회로100: power supply control unit 310, 320, 330, 340: impedance matching circuit

이하, 본 발명을 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제3도는 본 발명에 의한 고 임피던스 정합회로를 이용한 이동통신 기지국용 저잡음 증폭기의 구성도를 나타낸 것으로서, 입력되는 신호를 증폭하는 독립된 제 1 및 제 2 증폭부(210,220)와, 상기 제 1 및 제 2 증폭부(210,220)의 동작 상태에 따라 선택적으로 상기 제 1 및 제 2 증폭부(210,220) 중 임의의 증폭부에 전원을 인가하는 전원제어부(100)와, 상기 제 1 및 제 2 증폭부(210,220)의 입력측과 출력 측에 각각 설치되어 상기 제 1 및 제 2 증폭부(210,220)의 전원 인가 여부에 따른 상기 전원제어부(100)의 제어신호에 따라 입력 임피던스가 고 임피던스나 정합 임피던스로 보이게 하는 제 1 내지 제 4 임피던스 정합회로(310∼340)로 구성되어져 있다.3 is a block diagram of a low noise amplifier for a mobile communication base station using a high impedance matching circuit according to the present invention. The independent first and second amplifiers 210 and 220 amplify an input signal, and the first and second amplifiers. A power control unit 100 for selectively supplying power to any one of the first and second amplifying units 210 and 220 according to the operating states of the second amplifying units 210 and 220, and the first and second amplifying units ( Installed at the input side and the output side of the 210 and 220, respectively, to make the input impedance appear as high impedance or matched impedance according to the control signal of the power control unit 100 according to whether the power supply of the first and second amplifiers 210 and 220 is applied. The first to fourth impedance matching circuits 310 to 340 are formed.

도면 중 미설명 부호인 A는 신호를 증폭하는 증폭소자이고, C1은 각 증폭소자(A)의 전류를 막아주는 캐패시터이며, C2와 L은 제 1 및 제 2 증폭부(210,220)에 전원 인가시 고주파가 빠져나가는 것을 막아주는 캐패시터와 인덕터이다.In the drawing, reference numeral A denotes an amplifying element that amplifies a signal, C1 denotes a capacitor which blocks current of each amplifying element A, and C2 and L indicate power when the first and second amplifiers 210 and 220 are applied. Capacitors and inductors prevent high frequencies from escaping.

이와 같이 구성된 본 발명의 동작 및 작용 효과를 첨부한 도면 제2도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to Figure 2 attached to the operation and effect of the present invention configured as described above is as follows.

먼저, 전원제어부(100)는 제 1 및 제 2 증폭부(210,220) 중 임의의 증폭부에 전원을 인가하게 되는데 본 발명에서는 이해를 돕기 위해 그 예로써 제 1 증폭부(210)에 전원을 인가하는 경우를 설명한다.First, the power supply control unit 100 applies power to any of the first and second amplification units 210 and 220. In the present invention, power is supplied to the first amplification unit 210 as an example to help understanding. The case will be described.

전원제어부(100)는 제 1 증폭부(210)에 전원을 인가하면 제 2 증폭부(220)에는 전원을 인가하지 않게 된다.When the power controller 100 applies power to the first amplifier 210, the power controller 100 does not apply power to the second amplifier 220.

또한, 제 1 내지 제 4 임피던스 정합회로(310∼340)에 제어신호를 출력하여 저항과 유도 및 용량 등의 임피던스를 변화시키데 된다.In addition, a control signal is output to the first to fourth impedance matching circuits 310 to 340 to change impedance such as resistance, induction, and capacitance.

즉, 입력단에서 제 1 증폭부(210)로 바라다 본 임피던스가 정합이 되게 하고, 입력단에서 제 2 증폭부(220)로 바라다 본 임피던스가 고 임피던스가 되게 한다.That is, the impedance viewed from the input terminal to the first amplifier 210 is matched, and the impedance viewed from the input terminal to the second amplifier 220 is made high impedance.

아울러, 출력단에서 제 1 증폭부(210)로 바라다 본 임피던스가 정합이 되게 하고, 출력단에서 제 2 증폭부(220)로 바라다 본 임피던스가 고 임피던스가 되게 한다.In addition, the impedance viewed from the output terminal to the first amplifier 210 is matched, and the impedance viewed from the output terminal to the second amplifier 220 is made high impedance.

따라서, 이와 같이 제 1 내지 제 4 임피던스 정합회로(310∼340)가 설계되면 입력단으로 입력된 고주파 신호는 제 2 증폭부(220)로 바라다 본 임피던스가 고 임피던스가 되므로 제 2 증폭부(220)로 전달되지 못하고, 제 1 임피던스 정합회로(310)를 통하여 제 1 증폭부(210)로 전달되어 증폭된 후 제 3 임피던스 정합회로(330)를 통하여 출력단으로 전달되게 된다.Therefore, when the first to fourth impedance matching circuits 310 to 340 are designed as described above, since the high frequency signal inputted to the input terminal is viewed as the second amplifier 220, the impedance becomes high impedance, thereby the second amplifier 220. It is not delivered to the first amplifier 210 through the first impedance matching circuit 310, and then amplified and then transmitted to the output terminal through the third impedance matching circuit 330.

그러나, 이때 제 1 증폭부(210)가 정상적으로 동작되지 않으면 전원제어부 (100)는 제 1 증폭부(220)의 전원 공급을 차단하고, 제 2 증폭부(220)에 전원을 인가하게 된다.However, at this time, if the first amplifier 210 is not normally operated, the power controller 100 cuts off the power supply of the first amplifier 220 and applies power to the second amplifier 220.

또한, 제 1 내지 제 4 임피던스 정합회로(310∼340)에 변화된 제어신호를 출 력하여 저항과 유도 및 용량 등의 임피던스를 재변화시키게 된다.In addition, the control signal is output to the first to fourth impedance matching circuits 310 to 340 to change the impedance such as resistance, induction, and capacitance.

즉, 입력단에서 제 1 증폭부(210)로 바라다 본 임피던스가 고 임피던스가 되 게 하고, 입력단에서 제 2 증폭부(220)로 바라다 본 임피던스는 정합이 되게 한다.That is, the impedance viewed from the input terminal to the first amplifier 210 becomes high impedance, and the impedance viewed from the input terminal to the second amplifier 220 is matched.

아울러, 출력단에서 제 1 증폭부(210)로 바라다 본 임피던스가 고 임피던스 가 되게 하고, 출력단에서 제 2 증폭부(220)로 바라다 본 임피던스가 정합이 되게 한다.In addition, the impedance viewed from the output terminal to the first amplifier 210 becomes high impedance, and the impedance viewed from the output terminal to the second amplifier 220 is matched.

따라서, 입력단으로 입력된 고주파 신호는 제 1 증폭부(210)로 바라다 본 임피던스가 고 임피던스가 되므로 제 1 증폭부(210)로 전달되지 못하고, 제 2 임피던스 정합회로(320)를 통하여 제 2 증폭부(220)로 전달되어 증폭된 후 제 4 임피던스 정합회로(340)를 통하여 출력단으로 전달되게 된다.Therefore, the high frequency signal inputted to the input terminal is not transmitted to the first amplifier 210 because the impedance seen by the first amplifier 210 becomes high impedance, and the second amplified circuit through the second impedance matching circuit 320. After being transferred to the unit 220 and amplified, the unit 220 is transferred to the output terminal through the fourth impedance matching circuit 340.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 고 임피던스 정합회로를 이용한 스위칭 방식을 적용하여 복수의 증폭부 중 하나의 증폭부에만 전원이 인가되게 함으로써, 종래 기술과 대비하여 소비전류를 반으로 줄이는 개선 효과를 가질 뿐만 아니라 온도 변화에 따른 특성 저하를 줄이는 개선 효과가 있다.As described above, the present invention applies the switching method using a high impedance matching circuit so that power is applied only to one of the plurality of amplifiers, thereby reducing the current consumption in half compared to the prior art. In addition, there is an improvement effect to reduce the deterioration of the characteristics due to temperature changes.

또한, 증폭 특성의 저하에 따라 기지국의 가용거리가 줄어드는 것을 방지하여 서비스의 질이 향상되는 효과가 있다.In addition, there is an effect that the quality of service is improved by preventing the available distance of the base station is reduced according to the deterioration of the amplification characteristics.

Claims (2)

입력되는 신호를 증폭하는 독립된 복수의 증폭수단과, 상기 증폭수단의 동작 상태에 따라 선택적으로 복수의 상기 증폭수단 중 임의의 증폭수단에 전원을 인가하는 전원제어수단과, 상기 증폭수단의 입력측과 출력측에 각각 설치된 복수의 임피던스 정합수단과, 상기 증폭수단의 전원 인가 여부에 따라 상기 임피던스 정합수단의 입력 임피던스가 고 임피던스나 정합 임피던스로 보이게 하는 임피던스 조절수단을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국용 저잡음 증폭기.A plurality of independent amplifying means for amplifying the input signal, power supply control means for selectively applying power to any one of the amplifying means in accordance with the operation state of the amplifying means, and an input side and an output side of the amplifying means. And a plurality of impedance matching means, each of which is provided in the plurality of impedance matching means, and an impedance adjusting means for making the input impedance of the impedance matching means appear to be a high impedance or a matching impedance depending on whether the amplification means is supplied with power. Low noise amplifier. 제 1 항에 있어서, 상기 전원제어수단은 상기 증폭수단의 동작 상태에 따라 선택적으로 복수의 상기 증폭수단 중 임의의 증폭수단에 전원을 인가함과 동시에 제어신호를 출력하여 상기 임피던스 정합수단의 입력 임피던스가 고 임피던스나 정합 임피던스로 보이게 하는 것을 특징으로 하는 이동통신 기지국용 저잡음 증폭기.The input impedance of the impedance matching means according to claim 1, wherein the power supply control means selectively supplies power to an arbitrary amplification means among a plurality of the amplification means and outputs a control signal according to an operation state of the amplification means. A low noise amplifier for a mobile communication base station, characterized by high impedance or matched impedance.
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