KR20020015946A - 매칭장치 - Google Patents

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KR20020015946A
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Abstract

기지국과 휴대용 무선전화기 세트 사이에서 송신전력제어(TPC)가 실행되는 단말장치의 전력증폭기와 안테나(부하)의 임피던스를 매칭하기 위한 매칭장치. 송신출력의 어떠한 전력의 크기에 상관없이 매칭장치는 우수한 출력효율로 출력전력을 송신할 수 있다. 전력증폭기와 부하 사이에 제공된 매칭회로는 스위칭수단을 포함하고, 그 스위칭수단에 의해 임피던스가 스위칭되고 제어되어 임피던스는 TPC시에 필요한 송신출력전력에 적합하게 될 수 있고 정확히 매칭될 수 있다.

Description

매칭장치{Matching apparatus}
본 발명은 휴대용 무선전화기에 이용하기 위한 전력증폭회로와 안테나(부하) 사이의 입력 및 출력임피던스를 매칭 가능한 매칭장치에 관한 것이다.
지금까지, 휴대용 무선전화기세트의 전력증폭기와 안테나와 같은 부하 사이의 입출력 임피던스를 자동으로 매칭시키기 위한 자동 임피던스 매칭시스템이 일본의 특개평 10-163889호 공보에 개시되어 있다.
도 8은 상술한 공보에 개시되어 있는 전력증폭기와 부하를 매칭 가능한 매칭장치를 나타낸다.
도 8에 도시된 바와 같이, 전력증폭기(1)와 안테나(부하)(4) 사이에 부하임피던스(매칭회로 포함)검출기(2)가 제공되고, 매칭회로(3)는 검출신호에 의해 제어된다. 부하임피던스검출기(2)는 R(저항)과 Ф(위상)로 각각 임피던스를 검출하고, 검출신호는 A/D컨버터(5)에 의해 아날로그/디지털신호의 형태로 변환되어 마이크로컴퓨터(CPU)(8)에 입력된다. CPU(8)는 모터나 또는 릴레이와 같은 구동회로(7)를 구동하고 검출신호의 R과 Ф의 값이 전력증폭기(1)의 출력임피던스에 매칭될 수 있도록 하는 방식으로 매칭회로(3)를 제어한다.
부하임피던스검출기(2)는 전력증폭기(1)의 출력임피던스와 부하임피던스가 서로 매칭될 때 얻어진 입출력임피던스가 50Ω(순저항)인 상태에서 부하임피던스의검출신호전압이 검출전압의 중심값과 같게 되는 방식으로 정확히 조정된다. 예를 들면, 부하임피던스검출기가 정확히 조정되어 입출력임피던스가 50Ω인 때에 얻어진 검출전압이 0V로 설정되고, 저항 R이 50Ω보다 더 큰 때에는, R값에 비례하는 정전압이 검출될 수 있고, 저항 R이 50Ω보다 더 낮을 때에, R값에 반비례하는 부전압이 검출될 수 있다. 게다가, 중심값으로부터의 정부전압이 같이 위상값에 비례하여 검출될 수 있는 방식으로 위상(Ф)도 정확히 조정된다.
이렇게 정확히 조정된 부하임피던스검출기(2)가 사용되고 검출신호의 저항(R)과 위상(Ф)이 CPU(8)에 입력된다. 저항(R)에 비례하는 정전압에 따라 저항(R)을 감소시키거나 또는 부전압에 따라 저항(R)을 증가시킴으로써 저항(R)이 항상 교정된 임피던스값 50Ω과 동일하게 될 수 있도록 하는 방식으로 모터 또는 릴레이구동회로(7)를 구동함으로써 CPU(8)는 매칭회로(3)를 가변제어한다. 따라서, 전력증폭기(1)의 출력임피던스와 부하측 임피던스는 50Ω에서 매칭될 수 있다. 위상(Ф)의 매칭도 유사하게 제어될 수 있다.
상술한 구성으로, 전력증폭기(1)의 출력임피던스가 50Ω에 매칭되지 않을 때는, 매칭이 50Ω에서 행해지도록 매칭회로(3)가 제어되기 때문에, 전력증폭기(1)와 안테나(4)가 서로 완전히 매칭되지 않고 그 때문에 서로로부터 엇갈리게 된다. 특히, 전력증폭기(1)의 증폭된 대역이 그 폭을 증가시킴에 따라, 전력증폭기(1)의 출력임피던스는 주파수특성에 의존하여 변화되고 따라서 전술한 매칭의 엇갈림이 두드러지게 된다.
상술한 문제점을 해결하기 위해, 매칭제어프로그램을 이용하여 매칭회로(3)를 제어하기 위한 CPU(8)는 매칭제어프로그램의 임피던스판정임계값이 판정임계값설정장치(9)에 의한 송신주파수에 응하여 변화될 수 있는 배치를 갖는다.
상술한 구성에 따르면, 검출출력에 의해 매칭회로를 제어하는 CPU(8)의 임피던스판정임계값이 전력증폭기(1)의 출력임피던스의 변화에 응하여 임피던스변화수단에 의해 변화되기 때문에, 전력증폭기(1)의 출력임피던스가 송신주파수에 응하여 변화될 때, 전력증폭기(1)의 출력임피던스가 송신주파수로 임피던스판정임계값을 변화시킴으로써 조정된 값으로부터 엇갈릴지라도, 입출력임피던스는 서로 확실히 매칭될 수 있다.
상술한 종래의 매칭방법은 부하임피던스검출기, A/D컨버터, 모터릴레이구동회로와 판정임계값설정장치와 같은 복잡한 검출기와 각종 ICs가 필요하다는 문제점이 발생한다.
게다가, 상술한 매칭회로에서, 매칭회로의 임피던스는 전력증폭기의 출력임피던스가 주파수에 해당하도록 스위칭되고 보상된다. 특히, 전력증폭기의 주파수특성이 주목을 받을 지라도, 최근에는, 휴대용 무선전화기 세트 등에서, 주목을 받는 코드분할다중접속(Code Division Multiple Access: CDMA) 등에서 원근문제(near-far Problem)를 해결하기 위해 기지국에서의 수신전력이 같게 되는 방식으로 이동국의 송신전력을 제어하는 송신전력제어(Transmission Power Control: 이하 TPC로 칭함)가 행해진다.
그러한 TPC가 행해지는 단말측의 휴대용 무선전화기에서, 전력증폭기의 출력효율이 그렇게 우수하지 않고, 안정성을 희생하여 이 출력효율이 개선되어야 한다.따라서, 안정성에 우선권을 주고 출력효율이 희생된다.
전력증폭기의 출력효율이 개선되고, 예를 들어, TPC가 행해지는 전력증폭기의 최대 출력전력에서 임피던스가 부하와 매칭(matching)되는 때라도, 후술할 바와 같이 전력증폭기의 출력전력이 낮아지는 부분에서 출력효율이 극도로 낮아진다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 제작되었고 본 발명에 의해 해결될 문제는 전력증폭기의 출력효율과 안정성의 희생 없이 전력증폭기의 출력전력에 응하여 매칭회로가 스위칭되고 제어되는 매칭장치를 제공하는 것이다.
제 1발명에 따르면, 출력을 지시하기 위한 명령에 기초하여 출력전력을 송신하기 위한 전력증폭수단과, 이 전력증폭수단(1)과 부하(4) 사이에 연결된 매칭수단(2)과 출력전력을 지시하기 위한 명령에 기초하여 매칭수단(2)의 입출력임피던스를 스위칭하기 위한 스위칭수단(10)을 포함하는 매칭장치가 제공된다.
제 2발명에 따르면, 제 1발명에 따른 매칭장치에 있어서, 스위칭수단(10)은 전력증폭수단(1)으로부터의 출력전력의 크기에 응하여 다단계로 스위칭된다.
제 3발명에 따르면, 제 1 또는 제 2발명에 따른 매칭장치에 있어서, 전력증폭수단(1)의 출력단으로부터 최대출력전력이 출력될 때, 매칭수단(2)으로 매칭이 수행되고 최대출력전력으로부터 소정의 출력전력으로 전력이 감소될 때, 매칭수단(2)이 감소된 소정의 출력전력에 매칭되는 입출력임피던스를 스위칭하기 위한 스위칭신호가 출력된다.
제 1발명∼제 3발명에 따르면, 기지국 등으로부터의 출력전력지시명령에 기초하여 매칭회로의 입출력임피던스가 스위칭되기 때문에 검출기가 용이하게 구성될 수 있다. 그러므로, 최대 출력전력과 작은 출력전력에서 출력효율과 안정성 모두가 만족스런 매칭회로가 얻어질 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 휴대용 무선전화기 세트의 매칭장치를 나타내는 주요부의 블록도이다.
도 2는 본 발명에 따른 매칭장치에 이용되는 기본적인 매칭회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 매칭장치를 나타내는 회로도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 매칭장치를 나타내는 회로도이다.
도 5는 본 발명에 따른 매칭장치의 스위칭효과를 설명하는데 이용되는 주파수-이득특성곡선도이다.
도 6은 본 발명에 이용된 부스트(boost) 송신출력전력을 설명하는데 유용한 파형도이다.
도 7은 본 발명의 매칭장치를 설명하는데 참조가 되고 전력증폭기의 출력저항이 파라미터로서 이용될 때 얻어지는 주파수-이득특성곡선도이다.
도 8은 종래 기술에 따른 매칭회로를 설명하는데 참조될 블록도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1. 전력증폭기 3. 매칭회로
4. 안테나(부하) 8. 마이크로컴퓨터(CPU)
10. 스위칭수단 11. 기지국
14. 전력검출부 20. 휴대용 무선전화기의 매칭장치
도 1∼도 7을 참조하여 본 발명에 따른 휴대용 무선전화기에 이용되는 매칭장치를 자세히 설명하겠다.
도 1은 본 발명에 따른 매칭회로 근처의 주요부의 블록도이며 TPC가 실행되는 휴대용 무선전화기의 송신출력부를 나타낸다.
도 1에서, 도 8의 그것에 해당하는 요소와 부분들은 같은 참조부호로 표시된다.
도 1에서, 참조부호(11)는 기지국을 나타내고, 각 휴대용 무선전화기 세트로부터 송신된 송신전력의 크기를 지시하기 위한 TPC 지시신호가 송신안테나(12)로부터 단말장치를 포함하는 휴대용 무선전화기의 매칭장치(20)의 수신안테나(4)로 송신된다.
수신안테나(4)로부터의 지시신호는 도시되지 않은 각종 처리회로를 통해 마이크로컴퓨터(이하 CPU로 칭함)(8)로 공급된다.
후에 설명될 전력검출부(14)는 기지국(11)으로부터 CPU(8)에 의해 수신된 지시신호에 기초하여 표 3의 클래스(class) 2∼19에 표시된 바와 같이 2dB 마다 송신출력전력을 제어하도록 적용된다. 기지국(11)으로부터의 지시신호는 CPU(8)를 통해 지시데이터로서 변환부(15)로 공급된다. 변환부(15)는 공급된 지시데이터를 전력제어 DC신호로 변환한다. 변환부로부터의 이 신호는 전력증폭기의 송신출력전력이 제어될 수 있도록 전력출력부(16)를 통해 송신전력증폭기(1)로 공급된다.
전력증폭기(1)는 그 입력측에, 도시되지 않은, 전단계의 송화기의 송화기 처리신호 등으로부터 송화기 신호가 입력되는 입력단자(18)를 갖는다.
전력증폭기(1)의 출력단은 매칭회로(3)와 현재의 송신전력을 검출하기 위한 전력검출커플러(17)를 통해 직렬로 송신안테나(송수신용)(4)에 연결된다.
전력검출커플러(17)로부터의 현재 송신전력은 소정의 값의 전력값으로 감소되고, 전력검출부(14)로 공급되어 CPU(18)로 출력되고, 그에 따라 휴대용 무선전화기 세트로부터 송신되는 출력전력은 리포트데이터로서 기지국(11)측에 송신된다.
따라서, TPC가 실행되는 시스템의 휴대용 무선전화기 세트는 특히 도 8에 나타낸 부하임피던스검출기를 제공함 없이 CPU(8)로부터 휴대용 무선전화기 세트의 전력증폭기의 현재 출력전력정보를 수신할 수 있다.
이 현재 출력전력정보는 CPU(8)로부터 매칭회로(3)로 공급되고, 그에 따라 이 출력전력정보에 기초하여 매칭회로(3)에 제공된 스위칭수단(10)이 스위칭된다.
도 2는 상술한 매칭회로(3)의 기본적인 회로를 나타낸다. 도 2에서, 참조문자 R0는 전력증폭기(1)의 출력저항을 나타내고, C0는 전력증폭기(1)의 출력커패시턴스를 나타내고 R1은 부하저항을 나타낸다. 매칭회로(3)는 그 일단이 접지된 제 1인덕턴스(L1)와, 제 1커패시턴스(C1)와 제 2인덕턴스(L2)와 그 일단이 접지된 제 2커패시턴스(C3)로 구성되어 있다. 이 회로에서, 다음 수학식을 갖는다.
[수학식 1]
도 1에서, 만일 ω = 2πf가 만족되고 Q = 3, RL= 50과 ω = 5.65E9가 실수값으로서 상술한 수학식에 대입되면, R0, C1, L2, C3에 대한 다음 값을 얻는다.
[표 1]
이 표 1에서 알 수 있듯이, 전력증폭기(1)의 출력저항(R0)의 값은 송신 출력전력에 의존하여 약 2Ω에서 약 20Ω까지 상당히 변화한다. 임피던스가 매칭회로(3) 내에서 저출력저항 R0= 2Ω으로부터 고출력저항 R0= 20Ω까지의 범위에서정확히 매칭될 때 얻어진 임피던스(C1, L2, C3)의 값은 상당히 변화됨을 알 수 있다.
표 2는 상술한 부하저항 RL=50Ω이고 출력저항 R0= 2Ω∼20Ω에서 정확히 측정될 때 얻어진 출력전력(W) 및 출력전력(dBm)과 출력전류(A)를 나타낸다.
[표 2]
상기 표 2로부터 명확한 바와 같이, 거의 R0= 2Ω과 같은 2.39Ω에서, 전력증폭기(1)의 출력전력은 2.68W를 나타낸다. 거의 R0= 5Ω과 같은 4.8Ω에서, 전력증폭기(1)의 출력전력은 1.9W를 나타낸다. 거의 R0= 10Ω과 같은 10.5Ω에서, 전력증폭기(1)의 출력전력은 0.8W를 나타낸다. 거의 R0= 20Ω과 같은 21Ω에서, 전력증폭기(1)의 출력전력은 0.37W를 나타낸다.
특히, 전력증폭기(1)의 출력전력이 대략 R0= 2Ω에서 클 때 그리고 전력증폭기(1)의 출력전력이 대략 R0= 20Ω에서 작을 때 표 2에 나타낸 바와 같이 만일 매칭회로(3) 내의 임피던스가 출력전력에 응하여 변화되지 않으면 임피던스는 부하(4)에 정확히 매칭될 수 없음을 알 수 있다.
하지만, 실제 휴대용 무선전화기 세트는 임피던스가 출력전력에 응하여 정확히 매칭될 때 얻어진 매칭회로(3) 내의 임피던스를 변화시킬 수 없기 때문에, 실제로는, 최대출력전력(R0= 2Ω)에서 임피던스가 정확히 매칭될 수 있는 방식으로 매칭회로(3) 내의 임피던스(C1, L2, C3)의 값이 결정된다.
도 7은 최대출력전력(R0= 2Ω)에서 임피던스가 매칭되고 R0= 2Ω, R0= 5Ω, R0= 10Ω과 R0= 20Ω과 같이 출력저항(R0)이 점진적으로 증가되는, 즉, 출력전력이 점진적으로 감소되는 때에 얻어진 주파수 대 이득특성곡선을 나타낸다. 출력전력이 정확히 매칭된 특성곡선(22)으로부터 점진적으로 감소될 때, 표 3에 나타낸 바와 같이 출력효율이 상당히 악화되는 결과로 특성곡선(23∼25)으로 나타낸 바와 같이 미스매칭(mismatching)이 발생한다.
[표 3]
상기 표 3은 GSM(Global System for Mobile Communication) 디지털 이동통신의 유럽규격에 의해 결정된 900MHz의 주파수 대역의 TPC 시스템에 의해 측정된 출력전력[Power(dBM), Power(mW)] 및 출력효율[Efficiency(%)]과 출력전류값[Current(mA)]을 나타낸다. 클래스(1∼19)에서, 출력전력은기지국(11) 측으로부터의 지시데이터코드에 의해 2dB마다 스위칭된다.
표 3의 No. 1에 의해 나타낸 전력증폭기(1)의 출력전류값이 도 6에 나타낸 바와 같이 한 슬롯(577ms)의 1/8의 버스트(burst)송신값(BT)을 나타내기 때문에, 실제로, 예를 들어, 클래스 5의 33dBm(대략 2W)에서의 출력전류값 155.88mA가 원래전력값의 8배된 전력으로 계산된다.
표 3으로부터, 예를 들면, 전력 33dBm에서의 50%의 출력효율은 전력 13dBm에서 7%의 출력효율로 저하되는 것이 명백하다.
따라서, 본 발명에서, 매칭회로(3)는 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이 구성된다. 도 3 및 도 4에 나타낸 매칭회로(3)에서, 도 2의 그것에 해당하는 요소와 부분들은 같은 참조부호로 표시된다.
본 실시예에서, 전력증폭기(1)의 출력 저항(R0)과 출력 커패시턴스(C0)의 일단은 양쪽 다 접지에 연결되고, 그것들의 다른쪽 단은 병렬로 연결되고, 출력전류(I0)가 매칭회로(3)에 공급된다.
매칭회로(3)에서, 일단이 접지에 연결된 제 1인덕턴스(L1)의 다른쪽 단은 전력증폭기(1)의 출력 커패시턴스(C0)의 다른쪽 단과 제 1커패시턴스(C1)에 연결된다.
제 3커패시턴스(C1´), 제 3인덕턴스(L2´)와 제 2인덕턴스(L2)는 직렬로 제 1커패시턴스(C1)에 연결되고, 제 2인덕턴스(L2)의 다른쪽 단은 안테나(4)의 일단이 접지에 연결된 부하저항(RL)에 직렬로 연결된다.
제 2인덕턴스(L2)의 다른쪽 단은 일단이 접지에 연결된 제 1인덕턴스(L1)에 병렬로 연결된 제 2커패시턴스(C3)의 다른쪽 단에 연결된다. 인덕턴스(L2)의 다른쪽 단은 일단이 접지에 연결된 제 1인덕턴스(L1)에 병렬로 연결된 제 2스위치(S2)에 직렬로 연결된 제 4커패시턴스(C3´)에 연결된다. 제 1스위치(S1)는 제 3커패시턴스(C1´)와 제 3인덕턴스(L2´)의 직렬회로를 분로(shunt)하도록 구성된다. 제 1 및 제 2스위치(S1,S2)는 서로 일치하여 동작될 수 있고 스위칭수단(10)을 구성한다. 이 스위칭수단(10)은 CPU(8)로부터의 출력전력정보에 응하여 자세가 변경된다.
상술한 배치에서, 최대출력전력(R0= 2Ω)에서 정확히 매칭될 때 얻어진 임피던스(C1, L2, C3)와 작은 전력(R0= 10Ω)에서 정확히 매칭될 때 얻어진 임피던스(C1´, L2´, C3´)는 수학식 1에 기초하여 다음 값을 갖는다.
C1= 29.4 (PF) C1´ = 7.3 (PH)
L2= 6.05 (nH) L2´ = 2.79 (nH)
C3= 7.1 (PF) C3´ = 10.2 (PH)
CPU(8)가 상술한 바와 같이 제 3커패시턴스(C1´)와 제 3인덕턴스(L2´)와 제 4커패시턴스(C3´)의 값을 선택하고 전력증폭기(1)의 현재 출력전력에 기초하여 스위칭수단(10)에 출력전력정보를 출력하기 때문에, 제 1 및 제 2스위치(S1,S2)가 닫힐 때, 제 1스위치(S1)에 의해 제 3커패시턴스(C1´)와 제 3인덕턴스(L2´)가 분로되고 매칭이 도 2에 나타낸 최대출력전력(R0= 2Ω)으로 행해지도록 제 2스위치(S2)를 통해 제 4커패시턴스(C3´)도 접지된다.
만일 스위칭수단(10)의 제 1 및 제 2스위치(S1,S2)가 닫히면, 작은 출력전력(R0= 10Ω)으로 매칭이 행해진다.
도 3에 나타낸 스위칭수단(10)으로서 기계적인 제 1 및 제 2스위치(S1,S2)가 제공되지만, 도 4에 나타낸 바와 같이, 스위치(S1,S2)가 pin 다이오드(CD1,CD2)로 대체될 수 있고 "온(ON)"신호가 출력될 때, 최대출력전력으로 매칭이 행해질 수 있고 "오프(OFF)"신호가 출력될 때, 소정의 중간 또는 저전력으로 매칭이 행해질 수 있도록 출력정보로서 바이어스저항(R1,R2)을 통해 CPU(8)로부터 "온"신호 및 "오프"신호가 출력될 수 있다.
도 5는 도 3 및 도 4에 나타낸 배치에서의 출력부하 R0= 20Ω에 의해 정확히 매칭된 매칭회로(3)의 각 임피던스의 상수로 스위칭수단(10)에 의해 R0= 10Ω 및 R0= 20Ω이 스위칭 될 때 얻어진 주파수-이득곡선을 나타낸다.
도 5의 특성곡선(26,27)은 R0= 20Ω 및 R0= 10Ω이 스위칭된 후에 얻어진특성을 나타낸다. 이 특성들로부터 명백한 바와 같이, R0= 10Ω 데이터가 스위칭 되지 않을 때 특성곡선(23)으로 나타낸 바와 같이 최대이득이 -1.7dB이었던 반면에, 상기 데이터가 스위칭 된 후에 얻어진 최대이득은 특성곡선(27)으로 나타낸 바와 같이 +0.8dB이다.
유사하게, R0= 20Ω이 스위칭 되지 않을 때 곡선(25)으로 나타낸 바와 같이 최대이득이 -6.94dB이었을 때, 데이터가 스위칭 된 후에 얻어진 최대이득은 특선곡선(26)으로 나타낸 바와 같이 -2.7dB가 된다. 그러므로, 최대이득이 양쪽 다 증가되었음을 알 수 있다.
상기 실시예에서 임피던스가 최대출력과 소정의 저레벨 출력의 두 단계에서 스위칭 되지만, 임피던스가 스위칭 될 때 필요한 출력전력은 적절한 출력전력에 의해 적어도 두 단계나 또는 그 이상으로 선택될 수 있음은 명확하다. 전력이 TPC에서 이용되는 가장 높은 빈도의 출력전력위치에서 임피던스가 스위칭 될 수 있는 것이 가능하다.
본 발명의 매칭장치에 따르면, 소정의 출력전력에서, 전력증폭기의 출력임피던스와 안테나와 같은 부하의 임피던스가 서로 매칭되는 방식으로 임피던스가 스위칭되고 제어되기 때문에, 최대 출력전력, 중간 및 저레벨 출력전력과 같은 출력전력의 크기에 상관없이 전력증폭기는 최대의 효율로 구동될 수 있다. 게다가, 임피던스는 CPU 등으로부터의 출력에 의해 스위칭 되고 제어될 수 있다. 현재 송신전력을 검출하기 위한 검출기도 휴대용 무선전화기 세트 내에 내장되기 때문에,이 검출기가 사용될 때, 임피던스 매칭이 단지 소프트웨어에 의해 실행될 수 있고, 매칭장치가 비싸지 않게 구성될 수 있다. 게다가, TPC시에 많은 출력전력을 이용하는 소정의 출력전력에서, 임피던스가 스위칭 되고, 제어되고, 정확히 매칭되기 때문에, 휴대용 무선전화기 세트로서 최대 출력 효율과 안정성이 달성될 수 있는 송신부를 얻는 것이 가능하게 된다.
첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였는데, 본 발명은 상술한 실시예에만 제한되지는 않고 덧붙인 청구항에 정의된 바와 같이 본 발명의 정신이나 범위에서 벗어남 없이 해당기술의 당업자에 의해 각종 변형과 수정이 이루어질 수 있음을 유념해야 한다.
본 발명의 매칭장치에 따르면, 소정의 출력전력에서, 전력증폭기의 출력임피던스와 안테나와 같은 부하의 임피던스가 서로 매칭되는 방식으로 임피던스가 스위칭되고 제어되기 때문에, 최대 출력전력, 중간 및 저레벨 출력전력과 같은 출력전력의 크기에 상관없이 전력증폭기는 최대의 효율로 구동될 수 있다. 게다가, 임피던스는 CPU 등으로부터의 출력에 의해 스위칭 되고 제어될 수 있다. 현재 송신전력을 검출하기 위한 검출기도 휴대용 무선전화기 세트 내에 내장되기 때문에, 이 검출기가 사용될 때, 임피던스 매칭이 단지 소프트웨어에 의해 실행될 수 있고, 매칭장치가 비싸지 않게 구성될 수 있다. 게다가, TPC시에 많은 출력전력을 이용하는 소정의 출력전력에서, 임피던스가 스위칭 되고, 제어되고, 정확히 매칭되기 때문에, 휴대용 무선전화기 세트로서 최대 출력 효율과 안정성이 달성될 수 있는송신부를 얻는 것이 가능하게 된다.

Claims (3)

  1. 출력을 지시하기 위한 명령에 기초하여 출력전력을 송신하기 위한 전력증폭수단과;
    상기 전력증폭수단과 부하 사이에 연결된 매칭수단과;
    상기 출력전력을 지시하기 위한 명령에 기초하여 상기 매칭수단의 입출력임피던스를 스위칭하기 위한 스위칭수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 매칭장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 스위칭수단은 상기 전력증폭수단으로부터의 출력전력의 크기에 응하여 다단계로 스위칭되는 것을 특징으로 하는 매칭장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 전력증폭수단의 출력단으로부터 최대출력전력이 출력될 때, 상기 매칭수단으로 매칭이 수행되고 상기 최대출력전력으로부터 소정의 출력전력으로 전력이 감소될 때, 상기 매칭수단이 상기 감소된 소정의 출력전력에 매칭되는 상기 입출력임피던스를 스위칭하기 위한 스위칭신호가 출력되는 것을 특징으로 하는 매칭장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130082387A (ko) * 2012-01-11 2013-07-19 삼성전자주식회사 무선 전력 수신기 및 그 제어 방법
KR20130082394A (ko) * 2012-01-11 2013-07-19 삼성전자주식회사 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법

Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1254925C (zh) * 2001-09-27 2006-05-03 株式会社东芝 便携式无线电设备
JP2003218659A (ja) * 2002-01-17 2003-07-31 Nec Saitama Ltd 携帯通信端末における整合回路切替装置
SE0202989D0 (sv) * 2002-10-10 2002-10-10 Allgon Mobile Comm Ab Power amplifier efficiency
US7501897B2 (en) * 2004-07-14 2009-03-10 Mitsubishi Electric Corporation High-power amplifier
JP4606843B2 (ja) * 2004-11-01 2011-01-05 京セラ株式会社 無線通信モジュール、通信端末、およびインピーダンス整合方法
US8396431B2 (en) 2005-02-17 2013-03-12 Kyocera Corporation Mobile station traffic state antenna tuning systems and methods
JP4268152B2 (ja) * 2005-06-02 2009-05-27 富士通株式会社 アンテナ自動整合装置
KR100691047B1 (ko) 2006-02-08 2007-03-12 주식회사 팬택앤큐리텔 이동통신단말기 송신단의 출력단 정합 장치
JP2008147869A (ja) * 2006-12-07 2008-06-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体増幅回路
JP4909750B2 (ja) * 2007-01-29 2012-04-04 Necカシオモバイルコミュニケーションズ株式会社 無線通信装置、移動体通信端末、および、プログラム
US8326234B2 (en) * 2010-02-12 2012-12-04 Infineon Technologies Ag High frequency switching circuit and method for determining a power of a high frequency signal
US8903333B1 (en) * 2010-06-16 2014-12-02 Rf Micro Devices, Inc. Adaptive antenna tuner for a transceiver
US8615209B1 (en) 2010-09-01 2013-12-24 Rf Micro Devices, Inc. Power control system for transmission chain in a transceiver
CN102006028B (zh) * 2010-11-15 2014-07-02 中兴通讯股份有限公司 一种阻抗匹配的方法及电路
US20120154070A1 (en) * 2010-12-16 2012-06-21 Sony Ericsson Mobile Communications Ab Closed Loop Antenna Tuning Using Transmit Power Control Commands
US8963644B2 (en) 2013-03-25 2015-02-24 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Reconfigurable output matching network for multiple power mode power amplifiers
JP2017046128A (ja) * 2015-08-26 2017-03-02 株式会社沖データ 通信装置
CN106067830B (zh) * 2016-06-03 2019-04-16 Oppo广东移动通信有限公司 一种射频信号发送装置及移动终端
CN110286253A (zh) * 2019-05-17 2019-09-27 中国科学技术大学 一种自适应探头阻抗匹配方法及装置
KR102301791B1 (ko) * 2020-07-21 2021-09-14 지앙수 글로벌 조유 테크놀로지 디벨롭먼트 컴퍼니 리미티드 중파 매칭 네트워크를 디버깅하기 위한 스마트 디버깅 시스템 및 그 방법

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5276912A (en) * 1990-02-06 1994-01-04 Motorola, Inc. Radio frequency power amplifier having variable output power
WO1991012671A1 (en) * 1990-02-06 1991-08-22 Motorola, Inc. Radio-frequency power amplifier with variable impedance and variable output power
JP2647730B2 (ja) * 1990-06-01 1997-08-27 ソニー株式会社 移動電話装置
JP3086512B2 (ja) * 1990-11-14 2000-09-11 エリクソン−ジーイー モービル コミュニケーションズ ホールディング インコーポレイテッド 送信機及びその電力増幅回路
US5564086A (en) 1993-11-29 1996-10-08 Motorola, Inc. Method and apparatus for enhancing an operating characteristic of a radio transmitter
US5564806A (en) * 1994-02-10 1996-10-15 Compression Polymers Group Locker
JPH10163889A (ja) 1996-12-03 1998-06-19 Kokusai Electric Co Ltd 自動インピーダンス整合方式
US6078794A (en) * 1997-02-19 2000-06-20 Motorola, Inc. Impedance matching for a dual band power amplifier
US6091966A (en) * 1997-09-29 2000-07-18 Ericsson, Inc. Dual-band, dual-mode power amplifier
US5939941A (en) * 1997-09-25 1999-08-17 Motorola, Inc. High efficiency power amplifier using HITFET driver circuit
DE19823060C2 (de) * 1998-05-22 2001-02-22 Ericsson Telefon Ab L M Leistungsverstärker-Ausgangsschaltung
US5973568A (en) * 1998-06-01 1999-10-26 Motorola Inc. Power amplifier output module for dual-mode digital systems

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20130082387A (ko) * 2012-01-11 2013-07-19 삼성전자주식회사 무선 전력 수신기 및 그 제어 방법
KR20130082394A (ko) * 2012-01-11 2013-07-19 삼성전자주식회사 무선 전력 송신기 및 그 제어 방법

Also Published As

Publication number Publication date
US20020044016A1 (en) 2002-04-18
CN1178382C (zh) 2004-12-01
US6538506B2 (en) 2003-03-25
CN1350366A (zh) 2002-05-22
TW518820B (en) 2003-01-21
KR100793134B1 (ko) 2008-01-10
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JP2002064386A (ja) 2002-02-28

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