KR101382803B1 - 고주파 신호 송신기의 임피던스 정합 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 고주파 신호를 공급하는 전력 증폭기와, 상기 고주파 신호를 송신하는 안테나와, 상기 전력 증폭기로부터 상기 안테나에 상기 고주파 신호를 전송하는 전송선과, 상기 전송선에 연결되는 임피던스 정합 회로를 포함하는 고주파 신호 송신기이다. 또한, 고주파 신호 송신기는 부정합 검출기도 포함한다. 부정합 검출기는 임피던스 정합 회로가 전송선 상에 연결된 지점에서의 스미스 차트 상에 그려지는 인접 채널 전력비(ACPR) 등고선에 기초하여 스미스 차트를 두 개의 영역으로 나누어 비교적 선형성이 불량한 영역과 비교적 선형성이 양호한 영역으로 지정하고, 시간에 따라 변할 수 있는 고주파 신호 송신기의 반사 계수를 위상 및 크기 면에서 측정하고, 반사 계수가 상기 비교적 선형성이 불량한 영역 또는 상기 비교적 선형성이 양호한 영역에 위치하는지 여부를 판정하고, 그 판정 결과에 기초하여, 고주파 신호 송신기의 선형성을 향상시킨다.

Description

고주파 신호 송신기의 임피던스 정합 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR IMPEDANCE MATCHING OF HIGH FREQUENCY SIGNAL TRANSMITTER}

본 발명은 고주파 신호 송신기의 임피던스 장치 및 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고주파 신호 송신기의 반사 계수가 스미스 차트 상의 특정 영역 내에 위치하는지 여부에 따라서, 고주파 신호 송신기의 임피던스를 조정하는 장치 및 방법에 관한 것이다.

고주파(또는, Radio Frequency) 신호 송신기의 안테나의 임피던스는, 그 안테나의 주변 상황의 변화(예를 들어, 금속 물체의 접근 또는 사용자의 신체 접촉 등)에 의해 영향을 받는다. 그 변화로 인해, 안테나의 임피던스와 그 안테나로 신호를 공급하는 전력 증폭기의 임피던스 사이의 부정합이 야기되고, 무선 통신의 성능에 악영향을 미칠 수도 있다. 구체적으로, 이러한 부정합은 안테나로부터 전력 증폭기 방향으로 흐르는 반사 신호 성분을 유발하기 때문에, 신호 송신기 내 신호들 사이의 간섭을 일으키고, 신호 송신기의 효율 또는 성능의 감소를 가져온다.
알려진 바와 같이, 전력 증폭기와 안테나(또는, 부하) 사이의 임피던스 정합은 신호 송신기의 선형성을 달성하고 정상 동작을 보장하기 위한 중요한 파라미터이다. 그러나, 신호 송신기의 선형성은 안테나의 임피던스가 변화함에 따라 영향을 받는다. 일반적인 회로에 사용되는 안테나는 특정 임피던스를 갖지만, 예를 들어, 안테나로부터 송신되는 신호를 반사하는 자동차의 접근으로 인해, 안테나 주변 상황이 변화함에 따라 안테나의 임피던스는 영향을 받고 변화한다.
안테나의 임피던스 변화를 줄여 신호 송신기의 선형성 및 효율의 악화에 대처하기 위한 한 가지 방법은, 안테나와 전력 증폭기 사이에 아이솔레이터(isolator)를 부가하여 실질적으로 일정한 부하 임피던스를 전력 증폭기 측에 적용하는 것이다. 그러나, 아이솔레이터를 이용하여 실질적으로 일정한 부하 임피던스를 전력 증폭기 측에 제공할 수는 있지만, 그 사이즈나 추가적인 비용 때문에 이동 통신 장치에 아이솔레이터를 마련하는 것이 언제나 가능한 것은 아니다.

본 발명은, 적어도 상기한 문제점을 극복하여 신호 송신기에 향상된 선형성을 확보할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 전력 증폭기, 안테나, 상기 전력 증폭기로부터 상기 안테나로 고주파 신호를 전송하는 전송선, 상기 전송선에 연결되는 임피던스 정합 회로를 포함하는 고주파 신호 송신기의 선형성을 향상시키기 위한 방법으로서, 상기 임피던스 정합 회로가 상기 전송선 상에 연결된 지점에서의 스미스 차트 상에 그려지는 인접 채널 전력비(ACPR) 등고선에 기초하여 상기 스미스 차트를 두 개의 영역으로 나누어 비교적 선형성이 불량한 영역과 비교적 선형성이 양호한 영역으로 지정하는 단계와, 시간에 따라 변할 수 있는 상기 고주파 신호 송신기의 반사 계수를 위상 및 크기 면에서 측정하는 단계와, 상기 반사 계수가 상기 비교적 선형성이 불량한 영역 또는 상기 비교적 선형성이 양호한 영역에 위치하는지 여부를 판정하는 단계와, 상기 판정 결과에 기초하여, 상기 고주파 신호 송신기의 선형성을 향상시키는 단계를 포함하는 고주파 신호 송신기의 선형성 향상 방법이 제공된다.
한편, 상기 비교적 선형성이 불량한 영역과 상기 비교적 선형성이 양호한 영역을 지정하는 단계는, 상기 ACPR 등고선 중 기준 ACPR 등고선을 선택하고, 제 1 기준 위상 및 상기 제 1 기준 위상보다 큰 제 2 기준 위상을 결정하는 단계와,상기 스미스 차트 상에서 상기 기준 ACPR 등고선보다 바깥에 위치하는 크기를 갖고, 상기 제 1 기준 위상과 상기 제 2 기준 위상의 사이에 위치하는 위상을 갖는 영역을 상기 비교적 선형성이 불량한 영역으로 지정하는 단계와, 상기 스미스 차트 상에서 나머지 영역을 상기 비교적 선형성이 양호한 영역으로 지정하는 단계를 포함할 수도 있다.
또한, 상기 반사 계수를 측정하는 단계는, 상기 전력 증폭기로부터 상기 안테나로 전송되는 상기 고주파 신호를 샘플링 하여 샘플링 입사 신호를 구하는 단계와, 상기 안테나로부터 반사되어 상기 전력 증폭기로 진행하는 반사 신호를 샘플링하여 샘플링 반사 신호를 구하는 단계와, 상기 샘플링 입사 신호로부터 상기 샘플링 반사 신호를 감산하는 단계와, 상기 감산 결과를 정류하여 위상 비교 전압을 얻는 단계와, 상기 샘플링 입사 신호를 정류하여 위상 기준 전압을 얻는 정류 단계와, 상기 위상 기준 전압과 상기 위상 비교 전압을 비교하여, 상기 위상 비교 전압이 상기 위상 기준 전압보다 클 때에는, 상기 반사 계수의 위상이 상기 제 1 기준 위상과 상기 제 2 기준 위상 사이에 위치함을 나타내는 위상 신호를 발생시키는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 반사 계수를 측정하는 단계는, 상기 샘플링 반사 신호를 제 1 트랜지스터의 게이트에 입력하여 크기 비교 전압을 얻는 단계와, 상기 샘플링 입사 신호를 제 2 트랜지스터의 게이트에 입력하여 크기 기준 전압을 얻는 단계와, 상기 크기 기준 전압과 상기 크기 비교 전압을 비교하여, 상기 크기 비교 전압이 상기 크기 기준 전압보다 클 때에는, 상기 반사 계수의 크기가 상기 기준 ACPR 등고선보다 바깥에 위치함을 나타내는 크기 신호를 발생시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 신호 송신기의 선형성을 향상시키는 단계는, 상기 위상 신호와 상기 크기 신호 모두가 발생되어 상기 반사 계수가 상기 비교적 선형성이 불량한 영역 내에 위치한다는 것을 나타낼 때에는, 피드백 제어 신호를 발생시켜 상기 임피던스 정합 회로에 송신하는 단계와, 상기 피드백 제어 신호에 응하여 상기 반사 계수를 상기 비교적 선형성이 불량한 영역으로부터 상기 비교적 선형성이 양호한 영역으로 옮김으로써 상기 고주파 신호 송신기의 선형성을 향상시키는 단계를 포함할 수 있다.
또는, 상기 신호 송신기의 선형성을 향상시키는 단계는, 상기 위상 신호와 상기 크기 신호 중 적어도 어느 하나가 발생되지 않아 상기 반사 계수가 비교적 선형성이 양호한 영역에 위치한다는 것을 나타낼 때에는, 상기 반사 계수를 측정하는 단계로 돌아가서 시간에 따라 변화하는 반사 계수를 측정하여 상기 고주파 신호 송신기의 선형성을 보장하는 단계를 포함할 수도 있다.
본 발명의 또 하나의 측면에 따르면, 고주파 신호를 공급하는 전력 증폭기와, 상기 고주파 신호를 송신하는 안테나와,상기 전력 증폭기로부터 상기 안테나에 상기 고주파 신호를 전송하는 전송선과, 상기 전송선에 연결되는 임피던스 정합 회로와, 부정합 검출기를 포함하는 고주파 신호 송신기로서, 상기 부정합 검출기는 상기 임피던스 정합 회로가 상기 전송선 상에 연결된 지점에서의 스미스 차트 상에 그려지는 인접 채널 전력비(ACPR) 등고선에 기초하여 상기 스미스 차트를 두 개의 영역으로 나누어, 비교적 선형성이 불량한 영역과 비교적 선형성이 양호한 영역으로 지정하고, 시간에 따라 변할 수 있는 상기 고주파 신호 송신기의 반사 계수를 위상 및 크기 면에서 측정하고, 상기 반사 계수가 상기 비교적 선형성이 불량한 영역 또는 상기 비교적 선형성이 양호한 영역에 위치하는지 여부를 판정하고, 상기 판정 결과에 기초하여, 상기 고주파 신호 송신기의 선형성을 향상시키는 고주파 신호 송신기가 제공된다.
한편, 상기 ACPR 등고선 중 기준 ACPR 등고선을 선택하고, 제 1 기준 위상 및 상기 제 1 기준 위상보다 큰 제 2 기준 위상을 결정하고, 상기 스미스 차트 상에서 상기 기준 ACPR 등고선보다 바깥에 위치하는 크기를 가지며 상기 제 1 기준 위상과 상기 제 2 기준 위상의 사이에 위치하는 위상을 갖는 영역을 상기 비교적 선형성이 불량한 영역으로 지정하고, 상기 스미스 차트 상에서 나머지 영역을 상기 비교적 선형성이 양호한 영역으로 지정하여 상기 비교적 선형성이 불량한 영역과 상기 비교적 선형성이 양호한 영역이 지정될 수 있다.
또한, 상기 부정합 검출기는, 상기 전력 증폭기로부터 상기 안테나로 전송되는 상기 고주파 신호를 샘플링 하여 샘플링 입사 신호를 출력하고, 상기 안테나로부터 반사되어 상기 전력 증폭기로 진행하는 반사 신호를 샘플링하여 샘플링 반사 신호를 출력하는 방향성 결합기와, 상기 샘플링 입사 신호로부터 상기 샘플링 반사 신호를 감산하는 감산기와, 상기 샘플링 입사 신호를 정류하여 위상 기준 전압을 출력하는 제1정류기와, 상기 감산기의 출력 신호를 정류하여 위상 비교 전압을 출력하는 제 2 정류기와, 상기 위상 기준 전압과 상기 위상 비교 전압을 비교하고, 상기 위상 비교 전압이 상기 위상 기준 전압보다 클 때에는, 상기 반사 계수의 위상이 상기 제 1 기준 위상과 상기 제 2 기준 위상 사이에 위치함을 나타내는 위상 신호를 발생시키는 위상 비교기를 갖는 위상 검출기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 부정합 검출기는, 상기 샘플링 반사 신호를 수신하는 게이트를 가지고 크기 비교 전압을 출력하는 제 1 트랜지스터와, 상기 샘플링 입사 신호를 수신하는 게이트를 가지고 크기 기준 전압을 출력하는 제 2 트랜지스터와, 상기 크기 기준 전압과 상기 크기 비교 전압을 비교하고, 상기 크기 비교 전압이 상기 크기 기준 전압보다 클 때에는, 상기 반사 계수의 크기가 상기 기준 ACPR 등고선보다 바깥에 위치함을 나타내는 크기 신호를 발생시키는 크기 비교기를 갖는 크기 검출기를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 위상 신호와 상기 크기 신호 모두가 발생되어 상기 반사 계수가 상기 비교적 선형성이 불량한 영역 내에 위치한다는 것을 나타낼 때에는, 상기 부정합 검출기가 피드백 제어 신호를 발생시켜 상기 임피던스 정합 회로에 송신하고, 상기 임피던스 정합 회로는 상기 피드백 제어 신호에 응하여 상기 반사 계수를 상기 비교적 선형성이 불량한 영역으로부터 상기 비교적 선형성이 양호한 영역으로 옮김으로써 상기 고주파 신호 송신기의 선형성을 향상시킬 수도 있다.
또한, 상기 임피던스 정합 회로는 션트(shunt) 캐패시터를 포함하고, 상기 피드백 제어 신호에 응하여 상기 전송선은 상기 션트 캐패시터를 통하여 접지되어, 상기 반사 계수는 시계 방향으로 상기 스미스 차트 상의 컨덕턴스 원을 따라서 상기 비교적 선형성이 불량한 영역으로부터 상기 비교적 선형성이 양호한 영역으로 이동할 수도 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면 등에 통합되어 있다.

본 발명에 따르면, 간단한 구성 요소(즉, 하나의 캐패시터와 스위치)로 고주파 신호 송신기의 반사 계수를 스미스 차트 상의 비교적 선형성이 불량한 영역에서 비교적 양호한 영역으로 이동시킬 수 있기 때문에, 저렴하고 사이즈가 작은 제품으로 선형성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 캐패시터가 전송선에 연결됨에 따라 스미스 차트 상에서 이동된 반사 계수는 ACPR 등고선 사이의 간격이 넓은 영역에 위치하기 때문에, 안테나의 주변 상황의 변화에 민감하지 않고 신뢰성 있는 신호 송신기 회로를 구성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 부정합 검출기는 측정된 반사 계수가 비교적 선형성이 불량한 영역에 위치하는지 아닌지만을 판정하면 되기 때문에, 간단한 구성 및 설계로 구현될 수 있다는 효과가 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송신기의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2a, 2b, 2c는 스미스 차트 상에 그려지는 ACPR 등고선의 예들을 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라, 스미스 차트를 비교적 선형성이 양호한 영역과 비교적 선형성이 불량한 영역을 나누는 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따라, 반사 계수가 비교적 선형성이 불량한 영역으로부터 비교적 선형성이 양호한 영역으로 이동하는 과정의 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 임피던스 정합 회로를 도시한 구체적인 블록도이다.
도 6은 DC 블로킹 캐패시터를 포함하는 본 발명의 또 하나의 실시예에 따른 신호 송신기의 개략적인 구성을 나타낸 블록도이다.
도 7은 본 발명의 실시예들에 따른 임피던스 정합 과정을 도시한 흐름도이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른, 반사 계수의 위상을 검출하는 위상 검출기의 개략적인 블록도이다.
도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른, 반사 계수의 위상을 검출하는 위상 검출기의 개략적인 블록도이다.
도 8c는 입사 신호 성분과 반사 신호 성분으로부터 얻는, 반사 계수의 위상과 Vref 사이의 관계, 그 위상과 V_diff 사이의 관계, V_ref V_diff 사이의 관계를 도시한다.
도 8d는 V_diff와 V_ref의 비교로부터 얻은 반사 계수의 위상과 Vout 사이의 관계를 도시한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 반사 계수의 크기를 검출하는 크기 검출기를 도시한 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판정되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
일반적으로 본 발명의 개시 내용은 고주파 신호 송신기의 안테나와 전력 증폭기 사이의 임피던스를 정합하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 제시되는 실시예에서는, 고주파 신호 송신기의 선형성을 향상시키기 위하여 신호 송신기의 반사 계수를 결정하고, 스미스 차트 상에서 그 반사 계수의 위치를 결정하고, 피드백 제어 신호에 응하여 정합 회로를 조작한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 송신기(100)의 단순화된 구성을 개략적으로 도시한다. 본 발명의 신호 송신기(100)는 부하(300)와 이 부하(300)에 신호를 전달하는 신호 공급 회로(200) 사이의 임피던스 정합을 수행하도록 설계된 것으로서, 부정합 검출기(110), 방향성 결합기(120), 정합 회로(130)를 포함한다. 이 정합 회로(130)는, 신호 공급 회로(200)와 부하(300) 사이에 놓이는 기존의 기본적인 정합 회로(도시되지 않음)와 별도로 구비되는 추가적인 정합 회로일 수 있다. 또한, 신호 공급 회로(200)와 부하(300)는 전송선(400)을 통해서 연결된다. 예를 들어, 부하(300)에는 안테나가 사용될 수 있고, 신호 공급 회로(200)에는 전력 증폭기가 사용될 수 있다. 전력 증폭기(200)로부터 공급되는 신호는, 무선 통신을 위해서 안테나(300)를 통하여 전송되는 고주파 신호일 수 있다.
동일한 출력 회로이더라도 어떠한 임피던스를 가지는 부하가 연결되느냐에 따라서 인접 채널 전력비(Adjacent Channel Power Ratio)는 달라진다. 도 2a 내지 2C는 동일한 ACPR을 가지는 부하의 임피던스들을 스미스 차트 상에서 이어서 그린ACPR 등고선(contours) 세트의 예들을 도시한다.
도 2a를 참조할 때, 등고선의 중심을 포함하고 ‘L’로 표시된 영역이 ACPR의 값이 작은 영역이고, 등고선의 외곽이면서 ‘H’로 표시된 영역이 ACPR의 값이 큰 영역이다. 일반적으로 ACPR은 음수의 값을 가지고, 그 값이 작을수록 인접 채널의 전력이 작다. 그리고, 전기 회로와 신호 송신기의 선형성과 전력 효율은 인접 채널의 전력의 크기에 반비례하기 때문에, ‘L’ 영역이 ‘H’ 영역보다 선형성이 좋다고 볼 수 있다.
ACPR 등고선은, 예를 들어, 로드 풀링(load-pulling) 장치를 이용하여 다양한 임피던스를 가지는 샘플 부하들을 출력 회로에 연결하고, 각 샘플 부하의 ACPR을 측정한 후에, 내삽(interpolation) 방식을 이용하여 동일한 ACPR을 가지는 샘플 부하끼리 연결하여 그린다.
도 1의 신호 송신기(100)를 참조할 때, 전력 증폭기(200)와 안테나(300)를 연결하는 신호 전송선(400)의 전기적인 특성이 실질적으로 이상적이어서 신호 전송선(400)의 전기적 길이가 없다고 가정한다면, 전송선(400)의 어디에서 기준 평면을 정하여 ACPR 등고선을 그리든 간에, ACPR 등고선의 형상은 동일할 것이다. 그러나, 실제 사용되는 신호 전송선(400)의 전기적 길이는 0이 아니기 때문에, 신호 전송선(400)을 통해 전송되는 신호의 반사를 유발하고 이에 영향을 미친다. 결과적으로, ACPR 등고선을 그리기 위한 기준 평면이 설정되는 전송선(400) 상의 지점의 위치에 따라서 ACPR 등고선의 형상이 달라질 것이다.
스미스 차트 상의 ACPR 등고선은 그 사이의 간격이 상대적으로 좁은 부분과 상대적으로 넓은 부분을 포함하는 것이 일반적이다. 본 실시예에서는, 스미스 차트 상에 그려진 ACPR 등고선 사이의 간격이 좁은 부분이 도 2c처럼 스미스 차트의 아래쪽 반원에 위치하는 것이 아니라, 도 2b처럼 위쪽 반원에 위치하도록 정합 회로(130)는 전송선(400) 상의 특정 지점에 배치되는 것이 바람직하다. 다소 다르게 표현한다면, ACPR 등고선 사이의 간격이 상대적으로 좁은 부분이 스미스 차트의 위쪽 반원에 위치하게 하는 특정 지점을 결정함으로써, 정합 회로(130)가 전송선(400)에 연결되는 위치를 선택할 수 있다.
또한, 본 실시예에서, 신호 송신기(100)의 반사 계수(또는 부하 임피던스)는 정합 회로(130)가 전송선(400)에 연결되는 지점에서 그려지는 ACPR 등고선에 기초해서 조정될 수 있다. 그러나, 실제의 반사 계수가 측정되는 지점은, 도 1에 도시된 방향성 결합기(120)가 전송선(400)에 연결되는 지점일 수 있기 때문에, 상기 조정이 기초할 ACPR 등고선이 그려지는 지점은 실제 반사 계수가 측정되는 위치와 다소 다를 수 있고, 이는 상기 조정에 오류를 유발할 수 있다. 그러나, 이러한 차이는, 부정합 검출기(110)를 설계할 때에 위상 오프셋(offset)을 적용하는 것과 같은 적절한 조치를 취하여 보상할 수 있다. 따라서, 이하에서 참조하는 모든 ACPR 등고선은 정합 회로(130)가 연결되는 바로 그 지점에서 그려진 것으로 가정할 수 있겠다.
본 발명이 적용되는 신호 송신 회로의 전력 증폭기(200), 안테나(300), 전송선(400)은 정합 회로(130), 부정합 검출기(110), 방향성 결합기(120)를 어디에 배치할지 결정하기 이전에 디자인된다. 따라서, 미리 디자인된 구성 요소들에만 기초해서 실험적으로 또는 이론적인 계산을 통해서, 도 2b와 같은 ACPR 등고선을 그리는 기준 평면을 위한 전송선(400) 상의 특정 지점을 우선적으로 선택할 수 있고, 그 후, 신호 송신기(100)의 구성 요소들, 특히, 정합 회로(130)를 적절한 지점에 배치할 수 있다. 예를 들어, 정합 회로(130)의 연결 위치를 전송선(400) 상에서 연속적으로 이동시키면 스미스 차트 상의 ACPR 등고선이 회전하기 때문에, 여러 번의 실험을 통해, ACPR 등고선 사이의 간격이 좁은 부분이 스미스 차트의 위쪽 반원에 위치하도록 그 적절한 위치를 선택할 수 있다.
이하에서, 위상과 크기 면에서 반사 계수를 측정하고 전력 증폭기(200)와 안테나(300) 사이의 임피던스를 정합시키는 구체적인 방안에 대해서 설명한다.
신호 송신기(100)가 동작하는 동안, 방향성 결합기(120)(directional coupler)는 전력 증폭기(200)로부터 안테나(300) 방향으로 진행하는 입사 신호 (121) 및 안테나(300)로부터 전력 증폭기(200) 방향으로 진행하는 반사 신호(122)를 샘플링하여, 그 샘플링 결과를 부정합 검출기(110)에 전달한다. 그 후, 부정합 검출기(110)는 그 샘플링 결과에 기초하여 반사 계수를 측정한다.
그 후, 스미스 차트 상에서 비교적 선형성이 불량한 영역과 비교적 선형성 양호한 영역을 지정한다. 만약 측정된 반사 계수가 비교적 선형성이 불량한 영역에 속하는 경우에는, 도 1에 도시된 바와 같이 피드백 제어 신호(111)에 따라서 정합 회로(130)를 조작하여, 반사 계수를 비교적 선형성이 불량한 영역으로부터 비교적 선형성이 양호한 영역으로 이동시킴으로써, 부정합 검출기(110)는 선형성을 향상시킨다.
비교적 선형성이 불량한 영역과 비교적 선형성이 양호한 영역을 나누는 방법으로는, 예를 들어, 도 3에 도시된 바와 같이 기준 ACPR 등고선(X), 제 1 기준 위상(θ_A) 및 제 1 기준 위상(θ_A)보다 큰 제 2 기준 위상(θ_B)을 이용할 수 있다. 스미스 차트 상에서, 기준 ACPR 등고선(X)보다 선형성이 나쁜 영역, 즉, 기준 등고선(X)보다 바깥의 크기를 가지는 영역으로서, 제 1 기준 위상(θ_A)과 제 2 기준 위상(θ_B) 사이의 위상을 가지는 영역을 비교적 선형성이 불량한 영역으로 지정할 수 있다. 그리고, 나머지 영역은 모두 비교적 선형성이 양호한 영역으로 지정될 것이다. 도 3에서는 빗금친 영역 A가 비교적 선형성이 불량한 영역이고, 그렇지 않은 영역 B가 비교적 선형성이 양호한 영역이 될 것이다.
결과적으로, 비교적 선형성이 양호한 영역은 실제로 선형성이 좋은 영역뿐만 아니라, 선형성이 낮은 스미스 차트 상의 외곽의 영역도 포함한다. 그러나, 반사 계수가 후자의 영역에 위치할 경우에는 별도의 방법으로 회로를 보호하는 조치가 취해지는 것이 일반적이며 본 발명이 목적으로 하는 선형성 향상이 필요한 상태의 범주에서 벗어나는 경우이다.
구체적으로, 상기한 바와 같이, ACPR 등고선 사이의 간격이 상대적으로 좁은 부분이, 선형성 불량 영역으로 지정되는 제 1 기준 위상(θ_A)과 제 2 기준 위상(θ_B) 사이에 위치하도록 제 1 기준 위상(θ_A) 및 제 2 기준 위상(θ_B)을 정할 수도 있다. 결과적으로 ACPR 등고선의 간격이 상대적으로 좁은 부분이 비교적 선형성이 불량한 영역으로, 그리고 상대적으로 넓은 부분이 비교적 선형성이 양호한 영역으로 지정된다.
또한, 제 1 기준 위상(θ_A)과 제 2 기준 위상(θ_B) 사이의 위상 차는 180°보다 작게 하여, 비교적 선형성이 불량한 영역이 비교적 선형성이 양호한 영역보다 작아지게 할 수도 있다.
상기한 바와 같이, 만약 산출된 반사 계수가 비교적 선형성이 불량한 영역에 위치하는 것을 부정합 검출기(110)가 인지하면, 피드백 제어 신호(111)를 보냄으로써 정합 회로(130)를 제어하여 도 4와 같이 비교적 선형성이 양호한 영역으로 반사 계수를 이동시킨다. 이 과정에 대해서는 이하에서 더 설명한다.
종래의 임피던스 정합 회로는 여러 개의 인덕터, 캐패시터, 위상 시프터(shifter) 등을 사용하는 복잡한 구조이지만, 본 발명의 본 실시예는 단지 하나의 캐패시터와 스위치만을 사용하고, 그 구성은 도 5에서 도시한다.
상기한 바와 같이, 반사 계수가 비교적 선형성이 불량한 영역에 속하는 경우에, 부정합 검출기(110)는 피드백 제어 신호(111)를 정합 회로(130)에 송신하고, 정합 회로(130)는 반사 계수를 선형성 양호 영역으로 이동시킨다. 그 이동을 수행하는 진보된 방법을 설명한다.
일단 정합 회로(130)가 션트 캐패시터(132)의 일단(一端)을 전송선(400)에 연결하고, 다른 일단을 그라운드와 연결하면, 반사 계수가 어드미턴스 스미스 차트 상의 컨덕턴스 원(G circle)을 따라서 시계 방향 그리고 아래 방향으로 회전한다(도 4 참조). 결과적으로, 반사 계수가 비교적 선형성이 불량한 영역에서 비교적 선형성이 양호한 영역으로 이동하는 것이다. 션트 캐패시터(132)의 상기 연결 동작은, 예를 들어, 피드백 제어 신호(111)에 의해서 션트 캐패시터(132)와 그라운드 사이의 스위치(131)가 온(ON)이 됨으로써 수행될 수 있다.
션트 캐패시터(132)의 캐패시턴스는 회로 설계자에 의해서 적절하게 조정될 수 있다. 전술한 바와 같이, 전송선 상의 기준 평면이 선택되고 나면, ACPR 등고선의 형상이 정해지고, 주변 환경의 어떠한 영향도 없는 때의 본래의 반사 계수의 위치도 정해진다. 그러면, ACPR 등고선의 형상에 기초하여 비교적 선형성이 불량한 영역과 비교적 선형성이 양호한 영역도 지정된다. 회로 설계자는 주변 환경의 변화로 인해 반사 계수가 옮겨 갈 가능성이 있는 비교적 선형성이 불량한 영역 내의 범위를 예측할 수 있기 때문에, 비교적 선형성이 불량한 영역으로부터 비교적 선형성이 양호한 영역으로 반사계수를 옮기기에 충분한 션트 캐패시터(132)의 캐패시턴스는 스미스 차트를 이용하는 임피던스 정합 회로를 설계하는 통상적인 방법을 이용하여 결정할 수 있다.
전술하는 바와 같이, 반사 계수를 비교적 선형성이 불량한 영역으로부터 비교적 선형성이 양호한 영역으로 이동시킬 때, 하나의 션트 캐패시터(132)만을 이용하기 때문에, 정밀한 제어가 어려울 수 있다는 우려가 있을 수 있다. 그러나, 도 3에서 볼 수 있듯이, 비교적 선형성이 양호한 영역은 비교적 선형성이 불량한 영역보다 넓고, 주변의 변화에 둔감하지 않기 때문에, 다소 정밀하지 않게 제어되더라도 목표 ACPR을 가지는 희망 위치로 반사 계수를 옮기는 것에 의해 선형성을 향상시키는 데에는 큰 악영향을 미치지 않는다.
ACPR 등고선의 간격이 좁은 부분과 넓은 부분의 차이에 관하여서는 아래에서 설명한다. 만약 반사 계수의 위치가 ACPR 등고선의 간격이 지나치게 좁은 영역에 있으면, 그 반사 계수가 스미스 차트 상에서 짧은 거리를 이동하더라도 많은 수의 등고선을 지나게 되어 ACPR이 크게 변화할 우려가 있다. 따라서, 간격이 좁은 영역에 위치하는 반사 계수를 가진 회로의 선형성은 안테나 주변 상황 등에 민감하여, 정밀하게 제어하지 않는 이상 원하는 성능을 얻지 못할 수 있다. 예를 들어, 도 2b를 참조할 때, 반사 계수가 ACPR 등고선 간격이 좁은 영역에 속하는 P1에 있는 것과 P2에 있는 것은 ACPR이 크게 다르다.
반면, ACPR 등고선 간격이 넓은 P3에 있는 것과 P4에 있는 것은 ACPR이 크게 다르지 않다.
따라서, 본 실시예는, 산출된 반사 계수의 선형성 불량 영역 내 정확한 위치에 맞는 최적의 캐패시턴스를 갖는 캐패시터를 선택하는 정교한 과정을 거치지 않고서도, 고정된 캐패시턴스를 갖는 하나의 캐패시터만으로 ACPR 등고선 간격이 넓고 비교적 선형성이 양호한 영역으로 반사 계수를 보낼 수 있고, 또한 선형성의 향상이라는 목표를 달성할 수 있다.
본 실시예는 간단한 구성 요소, 즉, 단지 션트 캐패시터(132) 하나로 반사 계수의 위치를 비교적 선형성이 양호하지 않은 영역에서 비교적 양호한 영역으로 이동 가능하기 때문에, 저렴한 비용 및 간단한 회로 설계로 선형성을 향상시킬 수 있는 탁월한 장점이 있다.
또한, 안테나(300)의 임피던스는 그 주변의 상황의 변화, 예를 들어, 고주파 무선 신호가 반사되는 벽의 존재에 의해서 쉽게 변화할 수 있지만, 반사 계수가 옮겨질 목표 영역이 될 비교적 선형성이 양호한 영역은 그 내부의 ACPR 등고선 사이 간격이 상대적으로 넓기 때문에, 임피던스가 변화해도, 선형성이 크게 변하지 않는 효과도 있다. 결과적으로, 본 실시예의 송신기(100)는 안테나(300)의 주변 상황의 변화에 민감하지 않기 때문에 신뢰성 있는 송신기(100) 회로를 구성할 수 있다.
만약, 도 2c에 도시된 바와 같이, ACPR 등고선 사이의 간격이 좁은 부분이 스미스 차트의 위쪽 반원에 위치하지 않을 때, 상기한 바와 같이 전송선(400) 상에서의 정합 회로(130)의 연결 지점을 조정하여 도 2b와 같이 회전시킬 수 있지만, 전송선(400)의 길이 등의 제한으로 인하여 충분히 회전시키기 어려울 수도 있다. 이러한 경우에 ACPR 등고선을 추가적으로 회전시킬 수 있는 실시예를 이하에서 설명한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 신호 송신기(100)의 구성을 개략적으로 도시한다. 비교적 선형성이 불량한 영역을 스미스 차트의 위쪽 반원으로 이동시키기 위하여 도 6의 DC 블로킹 캐패시터(500)를 이용할 수 있다. 도 6에 도시된 구성 요소 중 도 1의 것과 공통되는 것은 동일한 부재 번호를 사용하고, 그 설명을 생략한다.
무선 고주파 신호 송신기의 전력 증폭기와 안테나 사이에는 DC 블로킹 캐패시터가 배치되는 것이 일반적이다. 신호 송신기를 구성하는 다양한 소자에 전력을 공급하기 위해서 DC 전류의 공급은 필수적이다. 이로부터 유발되는 DC 누설 전류가 잘못하여 안테나로 흐르면, 안테나에 악영향을 미칠 뿐만 아니라, 최악의 경우에는 안테나를 파괴할 수도 있다. 따라서 이러한 좋지 않은 상황을 방지하기 위하여, 송신기 회로에 DC 블로킹 캐패시터는 일반적으로 사용된다. 본 실시예는 송신기 내에 통상 존재하는 그러한 DC 블로킹 캐패시터를 이용하여 ACPR 등고선의 간격이 좁은 영역을 스미스 차트의 아래쪽 반원으로부터 위쪽 반원으로 옮긴다.
회로에 캐패시터가 직렬로 연결되면, ACPR 등고선은 임피던스 스미스 차트 상의 저항 원(R-circle)을 따라서 시계 방향으로 회전한다. 전송선(400) 위에서 전력 증폭기(100)와 정합 회로(130)의 사이에 연결된 DC 블로킹 캐패시터(500)를 적절한 값으로 조정하면, 도 2c처럼 그 사이의 간격이 좁은 부분이 스미스 차트의 아래쪽 반원에 위치하던 ACPR 등고선이 회전하여 도 2b처럼 위쪽 반원으로 이동한다. 그 후에, 위에서 설명한 대로 반사 계수 측정, 정합 회로(130)의 작동, 반사 계수의 이동 프로세스를 수행하면 될 것이다.
DC 블로킹 캐패시터(500)의 캐패시턴스는 회로 설계자가 적절한 값으로 설정할 수 있다. 예를 들어, 캐패시턴스는 그 기준 평면 상의 ACPR 등고선의 형상에 따라서 달라질 수 있다. 구체적으로, 아래쪽 반원에 위치하던 ACPR 등고선이 위쪽 반원으로 회전 이동하는 데에 충분한 크기를 가질 필요가 있다.
도 7은 본 실시예에 따라서 임피던스 정합 과정을 도시한 흐름도이다. 먼저, 정합 회로의 전송선 상의 연결 지점을 조정하거나 DC 블로킹 캐패시터를 이용하여 ACPR 등고선 사이의 간격이 좁은 부분이 스미스 차트 상의 위쪽 반원에 위치하게 선택한다(S100). 그리고, 반사 계수를 측정하여(S200), 반사 계수가 비교적 선형성이 불량한 영역에 속한다면(S300), 션트 캐패시터를 전송선에 연결하여 반사 계수를 비교적 선형성이 양호한 영역으로 이동시킨다(S400). 그 후, S200 단계로 돌아가서, 신호 송신기가 작동하는 동안, 시간에 따라 변화할 수 있는 반사 계수를 다시 측정할 수도 있다. 만약 S300 단계에서 반사 계수가 비교적 선형성이 불량한 영역에 속하지 않는다고 판정되면, 역시 S200 단계로 돌아가서 다시 반사 계수를 측정한다.
회로 설계 환경에 따라서는, 션트 캐패시터(132) 대신에 션트 인덕터를 사용하여서도 유사한 기술적 효과를 달성할 수 있다. 이 때에는, 션트 캐패시터(132)를 연결한 때와 반대 방향, 즉, 어드미턴스 스미스 차트 상의 컨덕턴스 원을 따라서 반 시계 방향으로 반사 계수가 회전한다. 따라서, 션트 캐패시터(132)를 사용하는 때와 반대로, 선형성 불량 영역이 스미스 차트의 아래쪽 반원에 위치한 상태에서 임피던스를 정합시키고자 할 때 적용 가능할 것이다.
도 1, 8 및 9를 참조하여 본 발명의 방향성 결합기(120) 및 부정합 검출기(110)의 회로 구성의 일 예를 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 방향성 결합기(120)는 입사 신호(121)와 반사 신호(122)를 각각 샘플링한 결과인 V_f와 V_r을 부정합 검출기(110)에게 전달한다. 반사 계수를 측정하는 부정합 검출기는 반사 계수의 위상을 측정하기 위한 위상 검출기(113)와 크기를 측정하기 위한 크기 검출기(114)를 포함한다.
도 8a는 위상 검출기(113)의 일 예를 도시하고 잇다. 위상 검출기(113)에 포함된 두 개의 감산기(subtractor) 중 제1감산기의 비반전 입력 포트에는 V_f, 반전 입력 포트에는 접지 전위가 각각 연결되고, 제 2 감산기의 비반전 입력 포트에는 V_f, 반전 입력 포트에는 V_r이 입력된다. 제 1 및 제 2 감산기의 출력 신호는 각각 제 1 및 제 2 정류기(rectifier)에 입력되고, 다시 제 1정류기의 출력 신호(V_ref)는 비교기(comparator)의 반전 입력 포트, 제 2 정류기의 출력(V_diff)은 비반전 포트에 입력되고, 비교기는 출력 신호, V_out을 출력한다.
V_f와 V_r은 각각 도 1에 도시된 방향성 결합기(120)의 커플링 포트와 아이솔레이션 포트의 출력을 나타낸다. 따라서, V_f의 위상은 변하지 않는 것과 달리, 안테나(300)의 주변 상황에 따라서 V_r의 위상은 변화한다. 따라서, V_f에서 V_r을 감산한 후, 그 결과를 정류하고, 증폭하고, 필터링함으로써 DC 신호, 즉, V_diff를 얻을 수 있다. 만약, V_f와 V_r의 위상이 동일하면, 제2감산기의 출력은 최소가 되고 V_diff도 역시 최소가 되지만, 반대로 V_f와 V_r의 위상 차이가 180°이면, 제 2 감산기의 출력의 크기도 최대가 되고, V_diff도 역시 최대가 된다. 즉, 입사 신호와 반사 신호의 위상 차이와 V_diff 사이의 이러한 관계에 기초하여, 도 8c에 도시된 바와 같이, 반사 계수의 위상은 V_diff로부터 결정될 수 있다.
또한, 제 1 감산기의 출력을 정류하고, 증폭하고, 필터링함으로써 얻을 수 있는 또 하나의 DC 신호인 V_ref는 기준 위상인 θ_A와 θ_Ｂ에서의 V_diff에 해당하는 전압을 가진다. V_diff와 V_ref의 크기 비교는 V_diff와 V_ref의 위상의 비교로 해석될 수 있기 때문에, 도 8c에 도시된 것처럼 V_diff가 V_ref보다 크면, 반사 계수의 위상이 기준 위상들의 사이에 위치한다고 판정할 수 있다. 즉, V_ref는 특정 위상 범위를 선택하기 위하여 V_diff의 비교 기준으로서 사용된다. 제 1 감산기에 입력되는 V_f를 대체하거나, 제 1 감산기 입력 단자에 저항을 연결하여 입력되는 V_f의 크기를 변경하거나, 제 1 정류기 내부의 저항 값을 조정함으로써, θ_A와 θ_Ｂ를 쉽게 변경할 수 있다.
도 8a의 비교기는 V_diff와 V_ref를 비교하여, V_diff가 V_ref보다 큰 경우에 하이(high) 신호를 출력하고, 예를 들어, 그 전압은 도 8b의 V_DD와 같을 수 있다. 즉, 도 8d에 도시된 바와 같이, 반사 신호의 위상이 θ_A와 θ_Ｂ의 사이에 위치하는 때에 하이 신호를 V_out으로서 출력한다는 것이다. 따라서, 반사 계수가 θ_A와 θ_Ｂ 사이의 위상을 갖는지 여부를 판정하는 데에 V_out이 사용될 수 있다.
이러한 동작은 도 8b의 차동 대 단일단 변환기(differential-to-single ended transformer) 및 도 8a의 정류기를 사용하여서도 구성할 수 있다.
또한, 도 ９는 크기 검출기(114)의 일 예를 도시하고 있다. 본 크기 검출기(114)는 게이트가 V_f를 수신하는 제 1 트랜지스터와 게이트가 V_r을 수신하는 제 2 트랜지스터를 포함한다. 제 1 및 제 2 트랜시즈터는 각각 V_th와 V_mag를 출력하고, V_th와 V_mag는 각각 비교기의 반전 입력 포트와 비반전 입력 포트에 입력된다. V_mag가 V_th보다 크면, 비교기는 반사 계수의 크기가 기준 ACPR 등고선(X)의 바깥에 위치한다는 것을 가리키는 하이 신호를 V_out으로서 출력한다.
도 ８A에 도시된 위상 검출기(113)의 V_out과 도 ９에 도시된 크기 검출기(114)의 V_out은, 반사 계수의 위치와 선형성 불량 영역을 비교하기 위한 부정합 검출기(110)의 제어기(112), 예를 들어, AND나　NAND 등의 논리 게이트로　이루어진 회로에 입력된다.
부정합 검출기(110), 구체적으로는 제어기(112)의 출력인 디지털 신호는 피드백 제어 신호(111)로서 임피던스 정합 회로(130)를 제어한다. 예를 들어, 위상 검출기(113)의 V_out과 크기 검출기(114)의 V_out이 모두 하이 신호이고 AND 게이트에 입력될 때, 그 AND 게이트의 출력도 하이 신호이기 때문에, 그 출력을 피드백 신호(111)로써 정합 회로(130)를 제어하여 도 5의 션트 캐패시터(132)를 전송선(400)과 그라운드에 연결시킨다.
본 발명에 따르면, 반사 계수의 정확한 위상과 정확한 크기를 산출할 필요가 없고, 반사 계수가 비교적 선형성이 불량한 영역 또는 비교적 선형성이 양호한 영역에 속하는지 여부만 결정하는 간단한 과제만 수행하면 충분하다. 반사 계수를 정확하게 산출하려고 노력했던 종래 기술은 복잡한 회로 구성이 필수적인 것에 비해, 본 발명의 실시예는 상대적으로 단순한 회로 구성만으로 반사 계수를 결정한다.
이상과 같이 본 발명의 이해를 위하여 그 실시예를 기술하였으나, 당업자라면 알 수 있듯이, 본 발명은 본 명세서에서 기술된 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형, 변경 및 대체될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 사상 및 범주에 속하는 모든 변형 및 변경을 특허청구범위에 의하여 모두 포괄하고자 한다.

100: 신호 송신기
110: 부정합 검출기
111: 피드백 제어 신호
112: 제어기
113: 위상 검출기
114: 크기 검출기
120: 방향성 결합기
121: 입사 신호
122: 반사 신호
130: 정합 회로
131: 스위치
132: 션트 캐패시터
200: 신호 공급 회로
300: 안테나
400: 전송선
500: DC 블로킹 캐패시터

Claims (12)

1. 전력 증폭기, 안테나, 상기 전력 증폭기로부터 상기 안테나로 고주파 신호를 전송하는 전송선, 및 상기 전송선에 연결되는 임피던스 정합 회로를 포함하는 고주파 신호 송신기의 선형성을 향상시키기 위한 방법으로서,
   상기 임피던스 정합 회로가 상기 전송선 상에 연결된 지점에서의 스미스 차트(Smith chart) 상에 그려지는 인접 채널 전력비(Adjacent Channel Power Ratio;ACPR) 등고선에 기초하여 상기 스미스 차트를 두 개의 영역으로 나누어 비교적 선형성이 불량한 영역과 비교적 선형성이 양호한 영역으로 지정하는 단계와,
   상기 고주파 신호 송신기의 시간 의존성 반사 계수를 위상 및 크기 면에서 측정하는 단계와,
   상기 반사 계수가 상기 비교적 선형성이 불량한 영역에 위치하는지 또는 상기 비교적 선형성이 양호한 영역에 위치하는지를 판정하는 단계와,
   상기 판정 결과에 기초하여, 상기 고주파 신호 송신기의 선형성을 향상시키는 단계를 포함하는
   고주파 신호 송신기의 선형성 향상 방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 비교적 선형성이 불량한 영역과 상기 비교적 선형성이 양호한 영역을 지정하는 단계는,
   상기 ACPR 등고선 중 기준 ACPR 등고선을 결정하고, 제 1 기준 위상 및 상기 제 1 기준 위상보다 큰 제 2 기준 위상을 결정하는 단계와,
   상기 스미스 차트 상에서 상기 기준 ACPR 등고선보다 바깥에 위치하는 크기를 갖고, 상기 제 1 기준 위상과 상기 제 2 기준 위상의 사이에 위치하는 위상을 갖는 영역을 상기 비교적 선형성이 불량한 영역으로 지정하는 단계와,
   상기 스미스 차트 상에서 나머지 영역을 상기 비교적 선형성이 양호한 영역으로 지정하는 단계를 포함하는
   고주파 신호 송신기의 선형성 향상 방법.
   
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 반사 계수를 측정하는 단계는,
   상기 전력 증폭기로부터 상기 안테나로 전송되는 상기 고주파 신호를 샘플링 하여 샘플링된 입사 신호를 획득하는 단계와,
   상기 안테나로부터 반사되어 상기 전력 증폭기로 진행하는 반사 신호를 샘플링하여 샘플링된 반사 신호를 획득하는 단계와,
   상기 샘플링된 입사 신호로부터 상기 샘플링된 반사 신호를 감산하는 단계와,
   상기 감산 결과를 정류하여 위상 비교 전압을 획득하는 단계와,
   상기 샘플링된 입사 신호를 정류하여 위상 기준 전압을 획득하는 단계와,
   상기 위상 기준 전압과 상기 위상 비교 전압을 비교하여, 상기 위상 비교 전압이 상기 위상 기준 전압보다 클 때에는, 상기 반사 계수의 위상이 상기 제 1 기준 위상과 상기 제 2 기준 위상 사이에 위치함을 나타내는 위상 신호를 생성하는 단계를 포함하는
   고주파 신호 송신기의 선형성 향상 방법.
   
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 반사 계수를 측정하는 단계는,
   상기 샘플링된 반사 신호를 제 1 트랜지스터의 게이트 단자에 입력하여 크기 비교 전압을 획득하는 단계와,
   상기 샘플링된 입사 신호를 제 2 트랜지스터의 게이트 단자에 입력하여 크기 기준 전압을 획득하는 단계와,
   상기 크기 기준 전압과 상기 크기 비교 전압을 비교하여, 상기 크기 비교 전압이 상기 크기 기준 전압보다 클 때에는, 상기 반사 계수의 크기가 상기 기준 ACPR 등고선보다 바깥에 위치함을 나타내는 크기 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는
   고주파 신호 송신기의 선형성 향상 방법.
   
   
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 고주파 신호 송신기의 선형성을 향상시키는 단계는,
   상기 위상 신호와 상기 크기 신호 모두가 생성되어 상기 반사 계수가 상기 비교적 선형성이 불량한 영역 내에 위치한다는 것을 나타낼 때에는, 피드백 제어 신호를 생성하여 상기 임피던스 정합 회로에 송신하는 단계와,
   상기 피드백 제어 신호에 응답하여 상기 반사 계수를 상기 비교적 선형성이 불량한 영역으로부터 상기 비교적 선형성이 양호한 영역으로 이동시킴으로써 상기 고주파 신호 송신기의 선형성을 향상시키는 단계를 포함하는
   고주파 신호 송신기의 선형성 향상 방법.
   
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 고주파 신호 송신기의 선형성을 향상시키는 단계는,
   상기 위상 신호와 상기 크기 신호 중 적어도 어느 하나가 생성되지 않아 상기 반사 계수가 비교적 선형성이 양호한 영역에 위치한다는 것을 나타낼 때에는, 상기 고주파 신호 송신기의 선형성을 보장하기 위하여 시간에 따라 변화하는 상기 반사 계수를 측정하는 단계로 복귀하는 단계를 포함하는
   고주파 신호 송신기의 선형성 향상 방법.
   
7. 고주파 신호 송신기로서,
   고주파 신호를 공급하는 전력 증폭기와,
   상기 고주파 신호를 송신하는 안테나와,
   상기 전력 증폭기로부터 상기 안테나에 상기 고주파 신호를 전송하는 전송선과,
   상기 전송선에 연결되는 임피던스 정합 회로와,
   부정합 검출기를 포함하되,
   상기 부정합 검출기는 상기 임피던스 정합 회로가 상기 전송선 상에 연결된 지점에서의 스미스 차트 상에 그려지는 인접 채널 전력비(ACPR) 등고선에 기초하여 상기 스미스 차트를 두 개의 영역으로 나누어, 비교적 선형성이 불량한 영역과 비교적 선형성이 양호한 영역으로 지정하고, 상기 고주파 신호 송신기의 시간 의존성 반사 계수를 위상 및 크기 면에서 측정하고, 상기 반사 계수가 상기 비교적 선형성이 불량한 영역에 위치하는지 또는 상기 비교적 선형성이 양호한 영역에 위치하는지를 판정하고, 상기 판정 결과에 기초하여, 상기 고주파 신호 송신기의 선형성을 향상시키는
   고주파 신호 송신기.
   
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 ACPR 등고선 중 기준 ACPR 등고선을 결정하고, 제 1 기준 위상 및 상기 제 1 기준 위상보다 큰 제 2 기준 위상을 결정하고, 상기 스미스 차트 상에서 상기 기준 ACPR 등고선보다 바깥에 위치하는 크기를 가지며 상기 제 1 기준 위상과 상기 제 2 기준 위상의 사이에 위치하는 위상을 갖는 영역을 상기 비교적 선형성이 불량한 영역으로 지정하고, 상기 스미스 차트 상에서 나머지 영역을 상기 비교적 선형성이 양호한 영역으로 지정하여 상기 비교적 선형성이 불량한 영역과 상기 비교적 선형성이 양호한 영역이 지정되는
   고주파 신호 송신기.
   
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 부정합 검출기는,
   상기 전력 증폭기로부터 상기 안테나로 전송되는 상기 고주파 신호를 샘플링 하여 샘플링된 입사 신호를 출력하고, 상기 안테나로부터 반사되어 상기 전력 증폭기로 진행하는 반사 신호를 샘플링하여 샘플링된 반사 신호를 출력하는 방향성 결합기와,
   상기 샘플링된 입사 신호로부터 상기 샘플링된 반사 신호를 감산하는 감산기와, 상기 샘플링된 입사 신호를 정류하여 위상 기준 전압을 출력하는 제 1 정류기와, 상기 감산기의 출력 신호를 정류하여 위상 비교 전압을 출력하는 제 2 정류기와, 상기 위상 기준 전압과 상기 위상 비교 전압을 비교하고, 상기 위상 비교 전압이 상기 위상 기준 전압보다 클 때에는, 상기 반사 계수의 위상이 상기 제 1 기준 위상과 상기 제 2 기준 위상 사이에 위치함을 나타내는 위상 신호를 생성하는 위상 비교기를 갖는 위상 검출기를 포함하는
   고주파 신호 송신기.
   
10. 제 9 항에 있어서,
    상기 부정합 검출기는,
    상기 샘플링된 반사 신호를 수신하는 게이트 단자를 가지고 크기 비교 전압을 출력하는 제 1 트랜지스터와, 상기 샘플링된 입사 신호를 수신하는 게이트 단자를 가지고 크기 기준 전압을 출력하는 제 2 트랜지스터와, 상기 크기 기준 전압과 상기 크기 비교 전압을 비교하고, 상기 크기 비교 전압이 상기 크기 기준 전압보다 클 때에는, 상기 반사 계수의 크기가 상기 기준 ACPR 등고선보다 바깥에 위치함을 나타내는 크기 신호를 생성하는 크기 비교기를 갖는 크기 검출기를 더 포함하는
    고주파 신호 송신기.
    
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 위상 신호와 상기 크기 신호 모두가 생성되어 상기 반사 계수가 상기 비교적 선형성이 불량한 영역 내에 위치한다는 것을 나타낼 때에는, 상기 부정합 검출기가 피드백 제어 신호를 생성하여 상기 임피던스 정합 회로에 송신하고, 상기 임피던스 정합 회로는 상기 피드백 제어 신호에 응답하여 상기 반사 계수를 상기 비교적 선형성이 불량한 영역으로부터 상기 비교적 선형성이 양호한 영역으로 이동시킴으로써 상기 고주파 신호 송신기의 선형성을 향상시키는
    고주파 신호 송신기.
    
12. 제 11 항에 있어서,
    상기 임피던스 정합 회로는 션트(shunt) 캐패시터를 포함하고,
    상기 피드백 제어 신호에 응답하여 상기 전송선은 상기 션트 캐패시터를 통하여 접지되어, 상기 반사 계수는 시계 방향으로 상기 스미스 차트 상의 컨덕턴스 원(conductance circle)을 따라서 상기 비교적 선형성이 불량한 영역으로부터 상기 비교적 선형성이 양호한 영역으로 이동하는
    고주파 신호 송신기.

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