KR101212633B1 - Combiner using transmission line transformer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전송선 변압기를 이용한 결합기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선통신 시스템에서 전송선 변압기를 이용하여 결합기를 구성함으로써 면적을 줄이면서도 선형적인 아웃페이징 동작이 가능하도록 한 전송선 변압기를 이용한 결합기에 관한 것이다.
The present invention relates to a coupler using a transmission line transformer, and more particularly, to a coupler using a transmission line transformer, which allows a linear outpage operation while reducing the area by configuring the coupler using a transmission line transformer in a wireless communication system. .
무선통신 시스템은 무선 통신 규약이 진화함에 따라 송신단의 선형성과 효율특성이 점차 더 높게 요구되고 있으며, 이를 위해 일반적인 선형 전력 증폭기만을 사용하는 구조가 아닌 다양한 방식의 구조들이 제안되고 활발히 연구가 진행되고 있다. As the wireless communication protocol evolves, the linearity and efficiency characteristics of the transmitter are required to be higher and higher, and various structures other than the general linear power amplifier are proposed and actively studied. .
이러한 구조 중 LINC(LInear amplification with Nonlinear Components)구조는 효율이 좋은 스위칭 전력 증폭기의 사용을 기본으로 하고 두 개의 증폭기에 인가되는 신호의 위상을 아웃페이징(outphasing)시켜 이에 대한 벡터합을 이용하여 출력 전력의 크기를 조절함으로써, 좋은 선형성과 효율 특성을 얻을 수 있는 구조이다. Among these structures, the LIN (Liar amplification with Nonlinear Components) structure is based on the use of efficient switching power amplifiers, and outphasing the phases of the signals applied to the two amplifiers. By adjusting the size of the structure, good linearity and efficiency characteristics can be obtained.
이를 수식으로 표현하면 다음과 같다. 증폭해야 할 입력신호를 라고 하면 신호의 크기에 해당하는 a(t) 성분을 위상 차로 변환하고 일정한 신호크기를 가지는 두 개의 신호 와 의 합으로 x(t)를 표현 할 수 있다. (이때, 이다.)This can be expressed as follows. Input signal to be amplified In this case, two signals having a constant signal size are converted by converting a (t) component corresponding to the magnitude of the signal into a phase difference. Wow We can express x (t) by the sum of. (At this time, to be.)
이 입력 신호들을 증폭을 거쳐 합쳐주게 되면 벡터합에 의해 위상차 성분들이 출력 신호의 크기를 결정하게 되고, 결국 원래 신호를 증폭한 것과 동일한 결과의 출력 신호를 얻을 수 있다.When these input signals are amplified and combined, the phase difference components of the output signal are determined by the vector sum, and thus an output signal having the same result as the original signal amplified can be obtained.
이러한 LINC 구조에 있어서 아웃페이징된 출력 전력을 선형적으로 결합해 주는 결합기는 필수적으로 필요한 요소이다.
In this LINC architecture, a coupler that linearly combines the outpaged output power is a necessary element.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허 10-2007-0101723호(2007.01.17.)에 개시되어 있다.
Background art of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-2007-0101723 (2007.01.17.).
이와 같이 아웃페이징된 출력전력을 결합하기 위해 통상적으로 사용되는 결합기로는 윌킬슨(Wilkinson) 전력 결합기가 있다. A commonly used combiner for combining such outpaged output power is a Wilkinson power combiner.
윌킨슨 전력 결합기는 두 개의 입력 포트에 대해 인가되는 신호를 결합하게 되고, 두 포트에 인가되는 신호의 위상 차이가 날 경우 그 크기만큼을 두 포트 사이에 연결된 저항에서 열로 소모시켜 줌으로서 선형적인 출력 특성을 얻을 수 있다. The Wilkinson power combiner combines the signals applied to the two input ports, and linear output characteristics by dissipating the magnitude of the signal applied to the two ports as heat from the resistance connected between the two ports. Can be obtained.
그러나, 이러한 특성은 두 포트를 연결 할 때 사용하는 주파수의 파장에 따라 λ/4의 전송선을 각각 지나가게 결합해 줌으로서 얻을 수 있기 때문에 휴대용 무선통신을 위해 주로 사용하는 수 GHz대역에서 이러한 전송선 길이를 확보하기 위해서는 큰 면적을 필요로 하하게 되어, 회로의 집적화에 매우 불리한 문제점이 있다. However, this characteristic can be obtained by combining each of the λ / 4 transmission lines according to the wavelength of the frequency used when connecting the two ports, so that these transmission line lengths in the several GHz band mainly used for portable wireless communication In order to secure a large area is required, there is a problem that is very disadvantageous to the integration of the circuit.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창작된 것으로서, 무선통신 시스템에서 전송선 변압기를 이용하여 결합기를 구성함으로써 면적을 줄이면서도 선형적인 아웃페이징 동작이 가능하도록 한 전송선 변압기를 이용한 결합기를 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and provides a coupler using a transmission line transformer that allows linear outpage operation while reducing the area by configuring a coupler using a transmission line transformer in a wireless communication system. There is a purpose.
본 발명의 일 측면에 따른 전송선 변압기를 이용한 결합기는 입력신호를 차동 증폭하여 출력하는 제 1내지 제 2차동증폭기; 제 1내지 제 2차동증폭기의 차동신호를 전송선을 통해 결합하여 출력하는 전송선 변압기; 및 제 1내지 제 2차동증폭기의 차동신호 경로 사이에 연결되어 입력임피던스를 정합시키고 입력신호가 아웃페이징될 경우 출력을 소멸시키는 정합부를 포함하는 것을 특징으로 한다. Coupler using a transmission line transformer according to an aspect of the present invention comprises a first to second differential amplifier for differentially amplifying the input signal and outputs; A transmission line transformer for coupling the differential signal of the first to second differential amplifiers through a transmission line and outputting the combined signal; And a matching unit connected between the differential signal paths of the first to second differential amplifiers to match the input impedance and dissipate the output when the input signal is outpaged.
본 발명에서 전송선 변압기는 제 1차동증폭기의 차동신호 양단을 연결하는 제 1일차측 전송선; 제 2차동증폭기의 차동신호 양단을 연결하는 제 2일차측 전송선; 및 제 1일차측 전송선과 대응되는 제 1이차측 전송선과 제 2일차측 전송선에 각각 대응되는 제 2이차측 전송선이 서로 직렬로 연결되고 제 2이차측 전송선의 일측이 접지되고 제 1이차측 전송선의 타측이 출력단과 연결되어 차동신호를 결합하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
In the present invention, the transmission line transformer comprises: a first primary side transmission line connecting both ends of the differential signal of the first differential amplifier; A second primary side transmission line connecting both ends of the differential signal of the second differential amplifier; And a first secondary side transmission line corresponding to the first primary side transmission line and a second secondary side transmission line respectively corresponding to the second primary side transmission line are connected in series, one side of the second secondary side transmission line is grounded, and the first secondary side transmission line is grounded. The other side of the output terminal is characterized in that coupled to the differential signal output.
본 발명의 다른 측면에 따른 전송선 변압기를 이용한 결합기는 입력신호를 차동 증폭하여 출력하는 제 1내지 제 2차동증폭기; 제 1내지 제 2차동증폭기의 차동신호를 전송선을 통해 결합하여 출력하는 전송선 변압기; 및 전송선 변압기의 전송선과 대응되는 정합전송선과 저항을 구비하여 입력임피던스를 정합시키고 입력신호가 아웃페이징될 경우 출력을 소멸시키는 정합부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In accordance with another aspect of the present invention, a combiner using a transmission line transformer includes: first to second differential amplifiers for differentially amplifying and outputting an input signal; A transmission line transformer for coupling the differential signal of the first to second differential amplifiers through a transmission line and outputting the combined signal; And a matching unit having a matching transmission line and a resistor corresponding to the transmission line of the transmission line transformer, matching the input impedance, and dissipating the output when the input signal is outpaged.
본 발명에서 전송선 변압기는 제 1차동증폭기의 차동신호 양단을 연결하는 제 1일차측 전송선; 제 2차동증폭기의 차동신호 양단을 연결하는 제 2일차측 전송선; 및 제 1일차측 전송선과 대응되는 제 1이차측 전송선과 제 2일차측 전송선에 각각 대응되는 제 2이차측 전송선이 서로 직렬로 연결되고 제 2이차측 전송선의 일측이 접지되고 제 1이차측 전송선의 타측이 출력단과 연결되어 차동신호를 결합하여 출력하는 것을 특징으로 한다.
In the present invention, the transmission line transformer comprises: a first primary side transmission line connecting both ends of the differential signal of the first differential amplifier; A second primary side transmission line connecting both ends of the differential signal of the second differential amplifier; And a first secondary side transmission line corresponding to the first primary side transmission line and a second secondary side transmission line respectively corresponding to the second primary side transmission line are connected in series, one side of the second secondary side transmission line is grounded, and the first secondary side transmission line is grounded. The other side of the output terminal is characterized in that coupled to the differential signal output.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 전송선 변압기를 이용한 결합기는 입력신호를 각각 선형 증폭하여 출력하는 제 1내지 제 2선형증폭기; 제 1내지 제 2선형증폭기의 증폭신호를 전송선을 통해 결합하여 출력하는 전송선 변압기; 및 전송선 변압기의 전송선과 대응되는 정합전송선과 저항을 구비하여 입력임피던스를 정합시키고 입력신호가 아웃페이징될 경우 출력을 소멸시키는 정합부를 포함하는 것을 특징으로 한다. In accordance with still another aspect of the present invention, a combiner using a transmission line transformer includes: first to second linear amplifiers for linearly amplifying and outputting an input signal; A transmission line transformer for combining and outputting an amplified signal of the first to second linear amplifiers through a transmission line; And a matching unit having a matching transmission line and a resistor corresponding to the transmission line of the transmission line transformer, matching the input impedance, and dissipating the output when the input signal is outpaged.
본 발명에서 전송선 변압기는 제 1내지 제 2선형증폭기의 증폭신호를 매개로 제 1일차측 전송선과 제 2일차측 전송선으로 연결되고, 제 1일차측 전송선과 대응되는 제 1이차측 전송선과 제 2일차측 전송선에 각각 대응되는 제 2이차측 전송선이 서로 직렬로 연결되며 제 2이차측 전송선의 일측이 접지되고 제 1이차측 전송선의 타측이 출력단과 연결되어 증폭신호를 결합하여 출력하는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the transmission line transformer is connected to the first primary side transmission line and the second primary side transmission line through an amplified signal of the first to second linear amplifiers, and the first secondary side transmission line and the second secondary line corresponding to the first primary side transmission line. A second secondary transmission line corresponding to the primary transmission line is connected in series with each other, one side of the second secondary transmission line is grounded, and the other side of the first secondary transmission line is connected to an output terminal, thereby combining and outputting an amplified signal; do.
본 발명에서 정합부는 제 1일차측 전송선과 제 1이차측 전송선 사이에 매개되는 제 1정합전송선 및 제 2일차측 전송선과 제 2이차측 전송선 사이에 매개되는 제 2정합전송선을 구비하되, 제 1정합전송선의 타측과 접지사이에 저항이 매개되고, 제 1정합전송선의 일측과 제 2정합전송선의 일측이 연결되고 제 2정합전송선의 타측이 접지와 연결되는 것을 특징으로 한다. In the present invention, the matching unit includes a first matching transmission line that is interposed between the first primary side transmission line and the first secondary side transmission line and a second matching transmission line that is interposed between the second primary side transmission line and the second secondary side transmission line. A resistance is mediated between the other side of the matching transmission line and ground, one side of the first matching transmission line and one side of the second matching transmission line are connected, and the other side of the second matching transmission line is connected to ground.
본 발명에서 정합부는 제 1이차측 전송선과 제 2이차측 전송선에 각각 대응되도록 배치된 제 1내지 제 2정합전송선의 양단이 제 1내지 제 2저항을 매개로 병렬 연결되는 것을 특징으로 한다.
In the present invention, the matching unit is characterized in that both ends of the first to second matching transmission lines arranged to correspond respectively to the first secondary side transmission line and the second secondary side transmission line are connected in parallel via the first to second resistances.
본 발명은 무선통신 시스템에서 전송선 변압기를 이용하여 결합기를 구성함으로써 면적을 줄이면서도 선형적인 아웃페이징 동작이 가능하고 집적화가 용이하여 송신단의 원가절감 및 초소형화 시킬 수 있다.
The present invention can reduce the area and reduce the size of the transmitter because it is possible to reduce the area, linear outpage operation and easy integration by configuring the combiner using a transmission line transformer in a wireless communication system.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송선 변압기를 이용한 결합기를 나타낸 회로 구성도 및 동작이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송선 변압기를 이용한 결합기의 아웃페이징 동작에 따른 특성 그래프들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송선 변압기를 이용한 결합기를 전력증폭기와 결합한 출력 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전송선 변압기를 이용한 결합기를 나타낸 회로 구성도 및 동작이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전송선 변압기를 이용한 결합기를 나타낸 회로 구성도 및 동작이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전송선 변압기를 이용한 결합기를 나타낸 구성도이다. 1 is a circuit diagram and an operation of a coupler using a transmission line transformer according to an embodiment of the present invention.
2 is a characteristic graph of an outphasing operation of a combiner using a transmission line transformer according to an embodiment of the present invention.
3 is an output graph combining a power amplifier with a combiner using a transmission line transformer according to an embodiment of the present invention.
4 is a circuit diagram and an operation of a coupler using a transmission line transformer according to another exemplary embodiment of the present invention.
5 is a circuit diagram and an operation of a coupler using a transmission line transformer according to another exemplary embodiment of the present invention.
6 is a block diagram showing a coupler using a transmission line transformer according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전송선 변압기를 이용한 결합기의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of a coupler using a transmission line transformer according to the present invention. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the contents throughout this specification.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송선 변압기를 이용한 결합기를 나타낸 회로 구성도 및 동작이다. 1 is a circuit diagram and an operation of a coupler using a transmission line transformer according to an embodiment of the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전송선 변압기를 이용한 결합기는 제 1내지 제 2차동증폭기(11,12), 전송선 변압기(20) 및 정합부(30)를 포함한다. As shown in FIG. 1, a coupler using a transmission line transformer according to an embodiment of the present invention includes first to second
제 1내지 제 2차동증폭기(11,12)는 입력신호를 차동 증폭하여 출력한다. The first to second
전송선 변압기(20)는 제 1내지 제 2차동증폭기(11,12)의 차동신호를 결합하여 출력하기 위해 제 1차동증폭기(11)의 차동신호 양단을 연결하는 제 1일차측 전송선(21)과, 제 2차동증폭기(12)의 차동신호 양단을 연결하는 제 2일차측 전송선(23) 및 제 1일차측 전송선(21)과 대응되는 제 1이차측 전송선(22)과 제 2일차측 전송선(23)에 각각 대응되는 제 2이차측 전송선(24)이 서로 직렬로 연결되고 제 2이차측 전송선(24)의 일측이 접지되고 제 1이차측 전송선(22)의 타측이 출력단(40)과 연결된다. The transmission line transformer 20 and the first primary
정합부(30)는 제 1차동증폭기(11)와 제 2차동증폭기(12)의 차동신호 경로 사이에 제 1저항(31) 내지 제 2저항(32)이 각각 연결되어 입력임피던스를 정합시키고 입력신호가 아웃페이징될 경우 출력을 소멸시킨다. The
이때 제 1저항(31) 내지 제 2저항(32)외에 커패시터나 인덕터를 사용할 수 있다. In this case, a capacitor or an inductor may be used in addition to the
또한, 정합부의 임피던스값은 도 1에 도시된 바와 같이 전송선 변압기(20)를 바라보는 내부 임피던스(Zin)의 2배 값을 갖는 것이 바람직하다. In addition, it is preferable that the impedance value of the matching part has a value twice the internal impedance Zin facing the
이와 같이 구성된 전송선 변압기를 이용한 결합기의 동작을 설명한다. The operation of the coupler using the transmission line transformer configured as described above will be described.
먼저, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 제 1차동증폭기(11)와 제 2차동증폭기(12)로 입력되는 입력신호가 동일한 위상을 갖을 경우 두 입력신호의 차동신호가 전송선 변압기(20)의 제 1내지 제 2일차측 전송선(21,13)으로 각각 전달되고, 출력전압이 결합되어 출력단(40)으로 전달된다. First, as shown in (a) of FIG. 1, when the input signals inputted to the first
이때 제 1내지 제 2차동증폭기(11,12)의 차동신호 경로 간에 연결된 정합부(30)의 제 1내지 제 2저항(31,32)의 양단에 걸리는 전압은 동일하므로 제 1내지 제 2저항(31,32)을 통해 흐르는 전류는 없게 된다. At this time, since the voltage across the first to
그러나, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 제 1내지 제 2차동증폭기(11,12)의 입력신호가 서로 반대(180도 차이)일 경우 각 차동경로로 나오는 신호는 전송선 변압기(20)의 제 1내지 제 2이차측 전송선(22,24)으로 전달되는 전압이 서로 상쇄되어 출력되는 전력은 없게 된다. However, as shown in (b) of FIG. 1, when the input signals of the first to second
반면, 각 차동경로 간에 연결된 제 1내지 제 2저항(31,32)의 양단에 걸리는 전압으로 인해 저항의 가운데에서 가상접지(virtual ground)가 형성되고 제 1내지 제 2차동증폭기(11,12)의 차동신호는 제 1내지 제 2저항(31,32)으로 흘러 열로 소모되게 된다. On the other hand, due to the voltage across the first to
이러한 동작은 윌킨슨 결합기에서의 동작과 유사하여 입력 임피던스의 두배의 값으로 결정된 저항값을 통해 구현되고 제 1내지 제 2차동증폭기(11,12)의 입력신호의 위상차에 무관하게 일정한 입력 임피던스로 보이게 한다. This operation is similar to that of the Wilkinson coupler, implemented through a resistance value determined by twice the input impedance, and made to appear constant input impedance regardless of the phase difference of the input signals of the first to second
이러한 결합기는 반도체 집적회로나 PCB(Printed Circuit Board)를 설계할 때 적용될 수 있다. Such a coupler may be applied when designing a semiconductor integrated circuit or a printed circuit board (PCB).
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전송선 변압기를 이용한 결합기의 아웃페이징 동작에 따른 특성 그래프들이다. 2 is a characteristic graph of an outphasing operation of a combiner using a transmission line transformer according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 그래프들은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송선 변압기를 이용한 결합기의 컴퓨터 모사 결과를 나타낸 그래프들로써 제 1내지 제 2차동증폭기(11,12)의 각 차동경로의 입력 전력 10 dBm이 결합되어 4배가 된 16 dBm에서부터 선형적인 아웃페이징 출력 특성이 얻어짐을 (a) 그래프를 통해 확인할 수 있다.2 are graphs showing computer simulation results of a coupler using a transmission line transformer according to an exemplary embodiment of the present invention, and the input power of each differential path of the first to second
또한, 제 1내지 제 2차동증폭기(11,12)에 연결된 4개의 차동신호 경로로 인해 출력이 50ohm으로 정합되므로 전송선 변압기(20)의 일차측에서의 입력 임피던스는 12.5 ohm이 되어 아웃페이징 출력 결과 위상차에 무관하게 일정한 값을 얻을 수 있음을 (c)그래프를 통해 확인할 수 있다. In addition, since the outputs are matched to 50 ohms due to the four differential signal paths connected to the first to second
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전송선 변압기를 이용한 결합기를 전력증폭기와 결합한 출력 그래프이다. 3 is an output graph combining a power amplifier with a combiner using a transmission line transformer according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전송선 변압기를 전력증폭기와 결합하여 컴퓨터 모의실험 및 측정을 통해 얻은 결과를 살펴볼 때 이상적인 계산값과 모의실험과 측정값이 거의 일치하는 것을 확인할 수 있다. As shown in FIG. 3, when the transmission line transformer according to the exemplary embodiment of the present invention is combined with a power amplifier, the results obtained through computer simulation and measurement are confirmed, the ideal calculated value and the simulation value and the measured value are almost identical. Can be.
이와 같이 본 발명에 의한 전송선 변압기를 이용한 결합기에 따르면, 작은 면적의 선형적인 아웃페이징 결합기를 만들 수 있으며 전송선 변압기(20)로 인해 차동증폭기의 정합회로로 이용할 수 있어 출력단의 구조가 간단해지며, 집적화가 용이하여 송신단의 원가절감 및 초소형화를 이룰 수 있다.
As described above, according to the coupler using the transmission line transformer according to the present invention, a linear outpage coupler having a small area can be made, and the
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 전송선 변압기를 이용한 결합기를 나타낸 회로 구성도 및 동작이다. 4 is a circuit diagram and an operation of a coupler using a transmission line transformer according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 다른 실시예에 따른 전송선 변압기를 이용한 결합기는 입력신호를 차동 증폭하여 출력하는 제 1내지 제 2차동증폭기(11,12)와, 제 1내지 제 2차동증폭기(11,12)의 차동신호를 제 1내지 제 2일차측 전송선(21,23)과 제 1내지 제 2이차측 전송선(22,24)을 통해 결합하여 출력하는 전송선 변압기(20) 및 전송선 변압기(20)의 제 1내지 제 2일차측 전송선(21,23)과 제 1내지 제 2이차측 전송선(22,24)과 대응되는 제 1내지 제 2정합전송선(33,34)과 저항(35)을 구비하여 입력임피던스를 정합시키고 입력신호가 아웃페이징될 경우 출력을 소멸시키는 정합부(30)를 포함한다. As shown in FIG. 4, a combiner using a transmission line transformer according to another embodiment of the present invention includes first to second
이때 전송선 변압기(20)는 제 1차동증폭기(11)의 차동신호 양단을 연결하는 제 1일차측 전송선(21)과, 제 2차동증폭기(12)의 차동신호 양단을 연결하는 제 2일차측 전송선(23) 및 제 1일차측 전송선(21)과 대응되는 제 1이차측 전송선(22)과 제 2일차측 전송선(23)에 각각 대응되는 제 2이차측 전송선(24)이 서로 직렬로 연결되고 제 2이차측 전송선(24)의 일측이 접지되고 제 1이차측 전송선(22)의 타측이 출력단(40)과 연결된다. In this case, the
또한, 정합부(30)는 제 1일차측 전송선(21)과 제 1이차측 전송선(22) 사이에 매개되는 제 1정합전송선(33) 및 제 2일차측 전송선(23)과 제 2이차측 전송선(24) 사이에 매개되는 제 2정합전송선(34)을 구비하되, 제 1정합전송선(33)의 타측과 접지사이에 저항(35)이 매개되고, 제 1정합전송선(33)의 일측과 제 2정합전송선(34)의 일측이 연결되고 제 2정합전송선(34)의 타측이 접지와 연결된다.In addition, the matching
이때 정합부(30)는 도 5에 도시되는 정합부(30)와 같이 구성할 수도 있다. In this case, the matching
이와 같이 구성된 전송선 변압기를 이용한 결합기의 동작을 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation of the coupler using the transmission line transformer configured as described above are as follows.
도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 제 1차동증폭기(11)와 제 2차동증폭기(12)로 입력되는 입력신호가 동일한 위상을 갖을 경우 두 입력신호의 차동신호가 전송선 변압기(20)의 제 1내지 제 2일차측 전송선(21,23)으로 각각 전달되고, 출력전압이 결합되어 출력단(40)으로 전달된다. As shown in (a) of FIG. 4, when the input signals input to the first
이때 정합부(30)로 흐르는 전류는 없게 된다. At this time, there is no current flowing to the
그러나, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 제 1내지 제 2차동증폭기(11,12)의 입력신호가 서로 반대(180도 차이)로 아웃페이징될 경우 각 차동경로로 나오는 신호는 전송선 변압기(20)의 제 1내지 제 2일차측 전송선(21,23)을 통해 제 1내지 제 2정합전송선(33,34)으로 전달되어 저항(35)을 통해 열로 소모되기 때문에 출력은 없게 된다.
However, as shown in (b) of FIG. 4, when the input signals of the first to second
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전송선 변압기를 이용한 결합기를 나타낸 회로 구성도 및 동작이다. 5 is a circuit diagram and an operation of a coupler using a transmission line transformer according to another exemplary embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 다른 실시예에 따른 전송선 변압기를 이용한 결합기는 입력신호를 선형 증폭하여 출력하는 제 1내지 제 2선형증폭기(13,14)와, 제 1내지 제 2선형증폭기(13,14)의 증폭신호를 제 1내지 제 2일차측 전송선(21,23)과 제 1내지 제 2이차측 전송선(22,24)을 통해 결합하여 출력하는 전송선 변압기(20) 및 전송선 변압기(20)의 제 1내지 제 2일차측 전송선(21,23)과 제 1내지 제 2이차측 전송선(22,24)과 대응되는 제 1내지 제 2정합전송선(33,34)과 제 1내지 제 2저항(31,32)을 구비하여 입력임피던스를 정합시키고 입력신호가 아웃페이징될 경우 출력을 소멸시키는 정합부(30)를 포함한다. As shown in FIG. 5, a coupler using a transmission line transformer according to another embodiment of the present invention includes first to second
이때 전송선 변압기(20)는 제 1내지 제 2선형증폭기의 증폭신호를 중간접지를 매개로 제 1일차측 전송선(21)과 제 2일차측 전송선(23)으로 연결되고, 제 1일차측 전송선(21)과 대응되는 제 1이차측 전송선(22)과 제 2일차측 전송선(23)에 각각 대응되는 제 2이차측 전송선(24)이 서로 직렬로 연결되며 제 2이차측 전송선(24)의 일측이 접지되고 제 1이차측 전송선(22)의 타측이 출력단(40)과 연결되어 증폭신호를 결합하여 출력한다. At this time, the
정합부(30)는 제 1이차측 전송선(22)과 제 2이차측 전송선(24)에 각각 대응되도록 배치된 제 1내지 제 2정합전송선(33,34)의 양단이 제 1내지 제 2저항(31,32)을 매개로 병렬 연결된다. The matching
이때 정합부(30)는 도 4에 도시된 정합부(30)로 구성할 수도 있다. In this case, the matching
이와 같이 구성된 전송선 변압기를 이용한 결합기의 동작을 설명하면 다음과 같다. Referring to the operation of the coupler using the transmission line transformer configured as described above are as follows.
도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 제 1내지 제 2선형증폭기(10)의 증폭신호가 동일한 위상을 갖을 경우 증폭신호가 전송선 변압기(20)의 제 1내지 제 2일차측 전송선(21,23)으로 각각 전달되고, 출력전압이 결합되어 출력단(40)으로 전달된다. As shown in FIG. 5A, when the amplified signals of the first to second
이때 정합부(30)로 흐르는 전류는 없게 된다. At this time, there is no current flowing to the
그러나, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 제 1내지 제 2선형증폭기(13,14)의 증폭신호가 서로 반대(180도 차이)로 아웃페이징될 경우 증폭신호는 전송선 변압기(20)의 제 1내지 제 2일차측 전송선(21,23)을 통해 제 1내지 제 2정합전송선(33,34)으로 전달되어 제 1내지 제 2저항(31,32)을 통해 열로 소모되기 때문에 출력은 없게 된다.
However, as illustrated in FIG. 5B, when the amplified signals of the first to second
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전송선 변압기를 이용한 결합기를 나타낸 구성도이다. 6 is a block diagram showing a coupler using a transmission line transformer according to another embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전송선 변압기를 이용한 결합기는 도 1에 도시된 전송선 변압기를 이용한 결합기를 다수개 배열하고 전송선 변압기의 이차측 전송선을 서로 직렬 연결함으로써 다수의 입력신호를 결합하여 출력할 수 있도록 구성된다.
As shown in FIG. 6, a combiner using a transmission line transformer according to still another embodiment of the present invention is arranged by arranging a plurality of combiners using the transmission line transformer shown in FIG. 1 and connecting the secondary side transmission lines of the transmission line transformer to each other in series. It is configured to output the combined input signal.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. I will understand. Accordingly, the technical scope of the present invention should be defined by the following claims.
11,12 : 제 1내지 제 2차동증폭기
13,14 : 제 1내지 제 2선형증폭기
20 : 전송선 변압기
21, 23 : 제 1내지 제 2일차측 전송선
22, 24 : 제 1내지 제 2이차측 전송선
30 : 정합부 31, 32 : 제 1내지 제 2저항
33,34 : 제 1내지 제 2정합전송선
35 : 저항 40 : 출력단11,12: 1st to 2nd differential amplifier
13,14: first to second linear amplifier
20: transmission line transformer
21, 23: first to second primary side transmission line
22, 24: first to second secondary transmission line
30: matching
33,34: first to second matching transmission line
35
Claims (8)
상기 제 1내지 제 2차동증폭기의 차동신호를 전송선을 통해 결합하여 출력하는 전송선 변압기; 및
상기 제 1내지 제 2차동증폭기의 차동신호 경로 사이에 연결되어 입력임피던스를 정합시키고 상기 입력신호가 아웃페이징될 경우 출력을 소멸시키는 정합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송선 변압기를 이용한 결합기.
First to second differential amplifiers for differentially amplifying and outputting an input signal;
A transmission line transformer for coupling the differential signal of the first to second differential amplifiers through a transmission line and outputting the combined signal; And
And a matching unit connected between the differential signal paths of the first to second differential amplifiers to match an input impedance and to dissipate an output when the input signal is outpaged.
상기 제 1차동증폭기의 차동신호 양단을 연결하는 제 1일차측 전송선;
상기 제 2차동증폭기의 차동신호 양단을 연결하는 제 2일차측 전송선; 및
상기 제 1일차측 전송선과 대응되는 제 1이차측 전송선과 상기 제 2일차측 전송선에 각각 대응되는 제 2이차측 전송선이 서로 직렬로 연결되고 상기 제 2이차측 전송선의 일측이 접지되고 상기 제 1이차측 전송선의 타측이 출력단과 연결되어 상기 차동신호를 결합하여 출력하는 것을 특징으로 하는 전송선 변압기를 이용한 결합기.
The transformer of claim 1, wherein the transmission line transformer
A first primary side transmission line connecting both ends of the differential signal of the first differential amplifier;
A second primary side transmission line connecting both ends of the differential signal of the second differential amplifier; And
The first secondary side transmission line corresponding to the first primary side transmission line and the second secondary side transmission line corresponding to the second primary side transmission line are connected in series with each other, and one side of the second secondary side transmission line is grounded, and the first A coupler using a transmission line transformer, characterized in that the other side of the secondary transmission line is connected to an output terminal to output the combined differential signal.
상기 제 1내지 제 2차동증폭기의 차동신호를 전송선을 통해 결합하여 출력하는 전송선 변압기; 및
상기 전송선 변압기의 상기 전송선과 대응되는 정합전송선과 저항을 구비하여 입력임피던스를 정합시키고 상기 입력신호가 아웃페이징될 경우 출력을 소멸시키는 정합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송선 변압기를 이용한 결합기.
First to second differential amplifiers for differentially amplifying and outputting an input signal;
A transmission line transformer for coupling the differential signal of the first to second differential amplifiers through a transmission line and outputting the combined signal; And
And a matching unit including a matching transmission line and a resistor corresponding to the transmission line of the transmission line transformer to match an input impedance and dissipate an output when the input signal is outpaged.
상기 제 1차동증폭기의 차동신호 양단을 연결하는 제 1일차측 전송선;
상기 제 2차동증폭기의 차동신호 양단을 연결하는 제 2일차측 전송선; 및
상기 제 1일차측 전송선과 대응되는 제 1이차측 전송선과 상기 제 2일차측 전송선에 각각 대응되는 제 2이차측 전송선이 서로 직렬로 연결되고 상기 제 2이차측 전송선의 일측이 접지되고 상기 제 1이차측 전송선의 타측이 출력단과 연결되어 상기 차동신호를 결합하여 출력하는 것을 특징으로 하는 전송선 변압기를 이용한 결합기.
4. The transmission line transformer of claim 3, wherein the transmission line transformer
A first primary side transmission line connecting both ends of the differential signal of the first differential amplifier;
A second primary side transmission line connecting both ends of the differential signal of the second differential amplifier; And
The first secondary side transmission line corresponding to the first primary side transmission line and the second secondary side transmission line corresponding to the second primary side transmission line are connected in series with each other, and one side of the second secondary side transmission line is grounded, and the first A coupler using a transmission line transformer, characterized in that the other side of the secondary transmission line is connected to an output terminal to output the combined differential signal.
상기 제 1내지 제 2차동증폭기의 증폭신호를 전송선을 통해 결합하여 출력하는 전송선 변압기; 및
상기 전송선 변압기의 상기 전송선과 대응되는 정합전송선과 저항을 구비하여 입력임피던스를 정합시키고 상기 입력신호가 아웃페이징될 경우 출력을 소멸시키는 정합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송선 변압기를 이용한 결합기.
First to second linear amplifiers for linearly amplifying and outputting the input signals;
A transmission line transformer for coupling and outputting an amplified signal of the first to second differential amplifiers through a transmission line; And
And a matching unit including a matching transmission line and a resistor corresponding to the transmission line of the transmission line transformer to match an input impedance and dissipate an output when the input signal is outpaged.
상기 제 1내지 제 2선형증폭기의 증폭신호를 중간접지를 매개로 제 1일차측 전송선과 제 2일차측 전송선으로 연결되고, 상기 제 1일차측 전송선과 대응되는 제 1이차측 전송선과 상기 제 2일차측 전송선에 각각 대응되는 제 2이차측 전송선이 서로 직렬로 연결되며 상기 제 2이차측 전송선의 일측이 접지되고 상기 제 1이차측 전송선의 타측이 출력단과 연결되어 상기 증폭신호를 결합하여 출력하는 것을 특징으로 하는 전송선 변압기를 이용한 결합기.
The method of claim 5, wherein the transmission line transformer
A first secondary side transmission line and a second secondary side transmission line corresponding to the first primary side transmission line and the second primary side transmission line connected to the first primary side transmission line and the second primary side transmission line through an intermediate ground of the amplified signal of the first to second linear amplifiers Second secondary transmission lines respectively corresponding to the primary transmission line are connected in series with each other, one side of the second secondary transmission line is grounded, and the other side of the first secondary transmission line is connected to an output terminal to couple and output the amplified signal. Coupler using a transmission line transformer, characterized in that.
상기 제 1이차측 전송선과 상기 제 2이차측 전송선에 각각 대응되도록 배치된 제 1내지 제 2정합전송선의 양단이 제 1내지 제 2저항을 매개로 병렬 연결된 정합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전송선 변압기를 이용한 결합기.
The method of claim 4 or 6, wherein the matching portion
A transmission line transformer, characterized in that both ends of the first to second matching transmission lines arranged to correspond to the first secondary side transmission line and the second secondary side transmission line respectively include a matching unit connected in parallel to each other via first to second resistances; Combiner using.
상기 제 1일차측 전송선과 상기 제 1이차측 전송선 사이에 매개되는 제 1정합전송선 및 상기 제 2일차측 전송선과 상기 제 2이차측 전송선 사이에 매개되는 제 2정합전송선을 구비하되, 상기 제 1정합전송선의 타측과 접지사이에 저항이 매개되고, 상기 제 1정합전송선의 일측과 상기 제 2정합전송선의 일측이 연결되고 상기 제 2정합전송선의 타측이 접지와 연결되는 것을 특징으로 하는 전송선 변압기를 이용한 결합기. The method of claim 4 or 6, wherein the matching portion
And a first matched transmission line interposed between the first primary side transmission line and the first secondary side transmission line and a second matched transmission line interposed between the second primary side transmission line and the second secondary side transmission line, wherein the first matched transmission line is interposed between the first primary side transmission line and the first secondary side transmission line. The transmission line transformer, characterized in that the resistance is mediated between the other side of the matching transmission line and the ground, one side of the first matching transmission line and one side of the second matching transmission line is connected and the other side of the second matching transmission line is connected to ground. Used coupler.
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---|---|---|---|
KR1020110073743A KR101212633B1 (en) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Combiner using transmission line transformer |
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KR1020110073743A KR101212633B1 (en) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Combiner using transmission line transformer |
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KR1020110073743A KR101212633B1 (en) | 2011-07-25 | 2011-07-25 | Combiner using transmission line transformer |
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KR (1) | KR101212633B1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007123449A1 (en) | 2006-04-21 | 2007-11-01 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Output networks in combination with linc technique |
KR100882819B1 (en) | 2007-07-10 | 2009-02-10 | 한국과학기술원 | Cascode structure power amplifier using multiple common-gate transistor |
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2011
- 2011-07-25 KR KR1020110073743A patent/KR101212633B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2007123449A1 (en) | 2006-04-21 | 2007-11-01 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Output networks in combination with linc technique |
KR100882819B1 (en) | 2007-07-10 | 2009-02-10 | 한국과학기술원 | Cascode structure power amplifier using multiple common-gate transistor |
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