KR19990024472U - 저잡음 증폭기를 갖는 평형회로 - Google Patents

Abstract

개시된 내용은 두 개의 경로를 갖는 저잡음 증폭기와 하나의 경로를 갖는 전력 증폭기를 이용하여 과도한 전류 소모를 줄이고 열 발생을 감소시키는 저잡음 증폭기를 갖는 평형회로에 관한 것이다.

본 고안은 입력 정재파비를 감소시켜 두 개의 경로로 출력하는 90⁰하이브리드 커플러와, 상기 두 개의 경로를 통해 출력되는 신호를 최소의 잡음으로 유지시키기 위한 저잡음 증폭기와, 상기 저잡음 증폭기로 증폭된 두 개의 출력신호를 보상하여 하나의 경로로 출력하는 90⁰하이브리드 커플러와, 상기 하나의 경로를 통해 필요한 이득과 전력을 얻게 하는 전력 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 고안에 따르면 모듈 전체에서 발생하는 열 소모를 줄여 열에 의한 전력 이득 감소현상을 최소화하고 제품의 열적 안정성과 제품의 신뢰성을 향상시키는 효과가 있다.

Description

저잡음 증폭기를 갖는 평형회로

본 고안은 고이득, 고전력용 저잡음 증폭기를 갖는 평형회로에 관한 것으로, 특히 두 개의 경로를 갖는 저잡음 증폭기와 하나의 경로를 갖는 전력증폭기를 이용하여 과도한 전류 소모를 줄이고 열 발생을 감소시키는 저잡음 증폭기를 갖는 평형회로에 관한 것이다.

도 1은 종래의 저잡음 증폭기에 사용되는 평형회로 구성도로서, 도 1에 도시된 바와 같이 두 개의 경로(1),(2)에 90⁰하이브리드 커플러(10)와 저잡음 증폭기(A),(A¹)를 연결하고, 상기 두 개의 경로(1),(2)에 상기 저잡음 증폭기(A),(A¹)와 전력 증폭기(B),(B¹),(C),(C¹) 및 90⁰하이브리드 커플러(20)를 연결하여 구성한다.

이와 같이 구성된 저잡음 증폭기에 사용되는 평형회로는 90⁰하이브리드 커플러(10),(20)는 두 개의 경로(1),(2)를 가지고 있으며, 입력쪽의 90⁰하이브리드 커플러(10)의 특성에 의해 입력 정재파비를 현격히 줄이도록 사용되어지고, 출력쪽에 사용되는 90⁰하이브리드 커플러(20)에서 전력 결합과 위상 보상을 위해 사용되어진다.

이렇게 사용되어지는 저잡음 증폭기(A),(A¹)는 최소의 잡음을 위한 기능을 수행하고, 전력 증폭기(B),(B¹),(C),(C¹)는 필요한 이득 및 전력을 발생시켜주는 기능을 수행한다.

도 2는 종래의 전력 레벨 및 위상 흐름도를 도시한 평형회로도로서, 도 2에서와 같이 전체 증폭기(A),(A¹),(B),(B¹),(C),(C¹)의 이득은 40dB 이고 입력 전력이 -6dBm 이므로 사용되어진 90⁰하이브리드 커플러의 커플링 계수는 3dB 이다.

그리고, ①,② 포트는 입력신호를 3dB 감쇄시키고 이와 동시에 90⁰위상을 지연시켜주는 특성을 갖게 된다.

그런데, 이런 종래의 저잡음 증폭기에 사용되어지는 평형회로는 두 개의 경로에 두 개의 동일한 전력 증폭기를 사용함으로써 과도한 전류를 소모시킬 뿐만이 아니라 과도한 전류 소모로 인한 열 발생이 증가함에 따라 장시간 사용시 잡음 특성의 저하 및 전력 이득이 감소되고, 또한 전기적 특성이 나빠짐에 따라 증폭기가 파괴되는 결과를 초래한다.

따라서, 본 고안은 상기와 같은 점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은 두 개의 경로를 갖는 저잡음 증폭기와 하나의 경로를 갖는 전력 증폭기를 사용하므로서 과도한 전류 소모와 모듈 전체에서 발생하는 열을 줄이므로서 열에 의한 전력 이득 감소현상을 최소화하고 제품의 열적 안정성과 제품의 신뢰성을 향상시키도록 하는데 있다.

도 1은 종래의 저잡음 증폭기용 평형회로 구성도.

도 2는 종래의 전력레벨 및 위상 흐름도를 도시한 평형회로도.

도 3은 본 고안의 저잡음 증폭기를 갖는 평형회로의 구성도.

도 4는 본 고안의 전력레벨 및 위상 흐름도를 도시한 평형회로도 이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10,20:90⁰하이브리드 커플러 A,A¹:저잡음 증폭기

B,C:전력 증촉기 1∼3:경로

상기의 목적들을 달성하기 위한 본 고안은, 저잡음 증폭기에 사용되는 평형회로에 있어서, 입력 정재파비를 감소시켜 두 개의 경로로 출력하는 90⁰하이브리드 커플러와, 상기 두 개의 경로로 출력되는 신호를 최소의 잡음으로 유지시키기 위한 저잡음 증폭기와, 상기 저잡음 증폭기로 출력된 두 개의 출력신호를 보상하여 하나의 경로로 출력하는 90⁰하이브리드 커플러와, 상기 하나의 경로를 통해 필요한 이득과 전력을 얻게하는 전력 증폭기를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

본 고안의 다른 목적은 상기 저잡음 증폭기는 두 개의 경로를 갖는 평형회로인 것을 그 특징으로 한다.

본 고안의 또 다른 목적은 상기 하나의 경로에 하나의 전력 증폭기를 사용하는 것을 그 특징으로 한다.

본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

이 바람직한 실시예를 통해 본 고안의 목적, 특징 및 이점을 보다 잘 이해할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안에 의한 저잡음 증폭기를 갖는 평형회로의 바람직한 실시예를 통해 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 고안의 저잡음 증폭기를 갖는 평형회로의 구성도로서, 도 3에 도시된 바와 같이 입력 정재파비를 감소시켜 두 개의 경로(1),(2)로 출력하는 90⁰하이브리드 커플러(10)와, 상기 두 개의 경로(1),(2)로 출력되는 신호를 최소의 잡음으로 유지시키기 위한 저잡음 증폭기(A),(A¹)와, 상기 저잡음 증폭기(A),(A¹)로 증폭된 두 개의 출력신호을 보상하여 하나의 경로(3)로 출력하는 90⁰하이브리드 커플러(20)와, 상기 하나의 경로(3)를 통해 필요한 이득과 전력을 얻게 하는 전력 증폭기(B),(C)로 구성된다.

도 4는 본 고안의 전력레벨 및 위상 흐름도를 도시한 평형회로도로서, 본 고안의 작용효과를 실시예를 통해 상세히 설명하기로 한다.

먼저 90⁰하이브리드 커플러(10)의 입력단으로 정재파비(standing wave ratio)가 입력되면, 상기 90⁰하이브리드 커플러(10)는 그의 입력단으로 입력된 정재파비를 감소시키고, 이와 동시에 감소된 입력 정재파비 신호를 두 개의 경로(1),(2)를 통해 각각의 동일한 저잡음 증폭기(A),(A¹)로 입력한다.

그리하여 상기 저잡음 증폭기(A),(A¹)는 그에 입력된 신호가 최소의 잡음으로 유지되도록 증폭시킨후 90⁰하이브리드 커플러(20)로 입력한다.

이때 90⁰하이브리드 커플러(20)는 그에 입력된 두 개의 출력위상을 보상하여 일개의 경로(3)를 통해 하나의 전력 증폭기(B),(C)에 입력하면 상기 전력 증폭기(B),(C)에 의해 필요한 이득과 전력을 얻게 된다. 여기서 사용되어지는 전력 증폭단은 기존의 평형회로에서 이용되어진 것과 동일할 수 있다.

이와 같이 기존의 평형회로에서 사용되어지던 동일한 두 개의 전력 증폭단 을 일개로 줄여 도 4에서와 같이 동일한 전기적 특성을 보여 주면서도 전류를 45% 정도 줄임으로써 열 발생을 현격히 줄이게 된다. 즉, 도 2와 도 4에서 알수 있는 바와 같이 최종적인 전력 및 다른 전기적 특성이 동일 해 짐음 알수 있게 된다.

이상에서와 같이, 본 실시 예에서는, 기존에 사용되어진 평형회로를 이용한 저잡음 증폭기에 필요한 전류를 45% 이상 줄임으로써 모듈 전체에서 발생하는 열을 현격히 줄이고, 열 잡음에 의한 잡음 특성의 감소 및 열에 의한 전력 이득 감소현상을 최소화하고, 제품의 신뢰성을 향상시키는 것이 가능하다.

상술한 설명으로 부터 본 고안의 저잡음 증폭기를 갖는 평형회로에 의하면, 두 개의 경로를 갖는 저잡음 증폭기와 하나의 경로를 갖는 전력 증폭기를 사용하여 과도한 전류 소모와 모듈 전체에서 발생하는 열을 줄임으로써 열 잡음에 의한 잡음 특성의 감소와 열에 의한 전력 이득 감소현상을 최소화시키는 효과가 있다.

또한, 열에 의한 전력 이득 감소현상을 최소화시킴으로써 제품의 열적 안정성과 제품의 신뢰성을 향상시킬 뿐만이 아니라 회로 구성이 간략해 짐에 따라 원가절감에도 효과가 있다.

또한, 현재 개발 진행중인 자사 WLL(Wirless Local Loop)시스템 장비에 저잡음 증폭기 평형회로를 사용하므로서 제품의 열 소모를 최대한으로 감소시킬 수 있으며, 또한 장시간 사용시 발생하는 잡음 증가 및 전력 이득의 감소를 막아 신뢰성 있는 제품 개발이 가능하다는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 저잡음 증폭기에 사용되는 평형회로에 있어서, 입력 정재파비를 감소시켜 두 개의 경로로 출력하는 90⁰하이브리드 커플러와, 상기 두 개의 경로로 출력되는 신호를 최소의 잡음으로 유지시키기 위한 저잡음 증폭기와, 상기 저잡음 증폭기로 증폭된 두 개의 출력신호를 보상하여 하나의 경로로 출력하는 90⁰하이브리드 커플러와, 상기 하나의 경로를 통해 필요한 이득과 전력을 얻게하는 전력 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 저잡음 증폭기를 갖는 평형회로.
2. 제 1항에 있어서, 상기 저잡음 증폭기는 두 개의 경로를 갖는 평형회로인 것을 특징으로 하는 저잡음 증폭기를 갖는 평형회로.
3. 제 1항에 있어서, 상기 하나의 경로에 하나의 전력 증폭기를 사용하는 것을 특징으로 하는 저잡음 증폭기를 갖는 평형회로.