KR20020078901A - 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기에 관한 것으로, 특히, 기지국에서 전송한 RF 신호를 듀플렉서단을 통해 입력받음과 동시에 그 RF 신호를 1차 증폭한 후 출력하는 제 1 증폭부; 상기 제 1 증폭부로부터 1차 증폭된 RF 신호를 입력받음과 동시에 그 RF 신호에 실린 하모닉스와 같은 스퓨리어스 성분을 필터링하는 LC 대역통과 필터부; 및 상기 LC 대역 통과 필터부로부터 스퓨리어스 성분이 제거된 RF 신호를 입력받음과 동시에 그 RF 신호를 2차 증폭하는 제 2 증폭부로 구성된 것을 특징으로 하며, 이러한 본 발명은 RF 신호의 증폭시 저잡음 및 스퓨리어스 성분의 제거를 통하여 전체 노이즈 레벨을 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 이로인해 통화시의 수신 감도의 증대를 이룩하여 통화 품질을 향상시켜 줄 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

Description

이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기{LOW NOISE AMPLIFIER IN MOBILE COMMUNICATION PHONE}

본 발명은 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저잡음 증폭기의 설계시 증폭부를 2단으로 설계한 후 그 증폭부 사이에 LC 대역 통과 필터를 추가하여 RF(Radio Frequency; 이하 RF라 칭함.) 신호 증폭시 발생하는 스퓨리어스 성분을 제거하는 것이 가능하도록 해주는 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기에 관한 것이다.

종래의 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기는, 대부분이 트랜지스터로 설계되어 구성되고 있으며, 기지국에서 전송한 RF 신호를 듀플렉서단을 통해 입력받음과 동시에 그 RF 신호를 증폭한 후 다음단(RF 필터단)으로 출력하는 기능을 수행하도록 동작되었다.

그러나, 상술한 바와 같은 종래의 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기를 이용하여 RF 신호를 증폭할 경우, 메인 신호인 RF 신호의 증폭과 더불어 잡음 신호도 같이 증폭됨에 따라 상기 RF 신호에는 하모닉스(Harmonics)와 같은 노이즈 성분이 발생하게 되고, 그러한 노이즈 성분은 다음 단에서 다시 증폭시 메인 신호 보다 큰 이득을 가지고 증폭됨에 따라 통화시 수신 감도가 저하되어 통화 품질을 저하시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전체 시스템에도 좋지 않은 영향을 미치게 되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 RF 신호의 증폭시 발생하는 스퓨리어스 성분을 제거하여 전체 노이즈 레벨을 낮추고, 통화시의 수신 감도의 증대를 이룩하여 통화 품질을 향상시켜주기 위한 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기는, 기지국에서 전송한 RF 신호를 듀플렉서단을 통해 입력받음과 동시에 그 RF 신호를 1차 증폭한 후 출력하는 제 1 증폭부;

상기 제 1 증폭부로부터 1차 증폭된 RF 신호를 입력받음과 동시에 그 RF 신호에 실린 하모닉스와 같은 스퓨리어스 성분을 필터링하는 LC 대역통과 필터부; 및

상기 LC 대역 통과 필터부로부터 스퓨리어스 성분이 제거된 RF 신호를 입력받음과 동시에 그 RF 신호를 2차 증폭하는 제 2 증폭부로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기의 구성을 나타낸 기능블록도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 제 1 증폭부 200 : LC 대역 통과 필터부

300 : 제 2 증폭부 400 : 바이패스 모드부

이하, 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기의 기능블록도로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기는 제 1 증폭부(100), LC 대역 통과 필터부(200), 제 2 증폭부(300), 및 바이패스 모드부(400)로 구성되어 있다.

상기 제 1 증폭부(100)는 기지국에서 전송한 RF 신호를 듀플렉서단(1)을 통해 입력받음과 동시에 그 RF 신호를 1차 증폭한 후 상기 LC 대역 통과 필터부(200)로 출력하는 역할을 한다.

여기서, 상기 제 1 증폭부(100)는 노이즈(Noise) 특성을 좋게 하기 위해 이득(Gain)을 적게하여 최소의 잡음 지수(Noise Figure)로 설계되며, 상기 제 2 증폭부(300) 보다 적은 이득으로 증폭한다.

또한, 상기 LC 대역 통과 필터부(200)는 상기 제 1 증폭부(100)로부터 1차 증폭된 RF 신호를 입력받음과 동시에 그 RF 신호에 실린 하모닉스와 같은 스퓨리어스(Spurious) 성분을 필터링하여 제거한 후 상기 제 2 증폭부(300)로 출력하는 역할을 한다.

그리고, 상기 제 2 증폭부(300)는 상기 LC 대역 통과 필터부(200)로부터 스퓨리어스 성분이 제거된 RF 신호를 입력받음과 동시에 그 RF 신호를 2차 증폭한 후 다음단인 RF 필터단(2)으로 출력하는 역할을 한다.

이때, 상기 제 2 증폭부(300)는 원하는 만큼의 충분한 이득을 얻을 수 있도록 설계되며, 상기 제 1 증폭부(100) 보다 큰 이득으로 증폭한다.

한편, 상기 바이패스 모드부(400)는 시스템의 환경에 따라 이득이나 잡음 지수를 다양하게 선택할 수 있도록 상기 제 1 증폭부(100) 및 제 2 증폭부(300) 사이에서 상기 LC 대역 통과 필터부(200)와 병렬 접속되어, 상기 제 1 증폭부(100)에서 입력받은 RF 신호를 상기 제 2 증폭부(300)로 바이패스(BYPASS) 시키는 역할을 한다.

그러면, 상기와 같은 구성을 가지는 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 상기 제 1 증폭부(100)는 기지국에서 전송한 RF 신호를 듀플렉서단(1)을 통해 입력받음과 동시에 그 RF 신호를 1차 증폭한 후 상기 LC 대역 통과 필터부(200)로 출력한다.

그러면, 상기 LC 대역 통과 필터부(200)는 상기 제 1 증폭부(100)로부터 1차 증폭된 RF 신호를 입력받음과 동시에 그 RF 신호에 실린 하모닉스와 같은 스퓨리어스(Spurious) 성분을 필터링하여 제거한 후 상기 제 2 증폭부(300)로 출력한다.

이어서, 상기 제 2 증폭부(300)는 상기 LC 대역 통과 필터부(200)로부터 스퓨리어스 성분이 제거된 RF 신호를 입력받음과 동시에 그 RF 신호를 2차 증폭한 후 다음단인 RF 필터단(2)으로 출력한다.

한편, 상기 바이패스 모드부(400)는 저잡음 증폭기의 설계시 시스템의 환경에 따라 이득이나 잡음 지수가 다양하게 선택될 수 있도록 상기 제 1 증폭부(100) 및 제 2 증폭부(300) 사이에서 상기 LC 대역 통과 필터부(200)와 병렬 접속된다.

또한, 본원 발명의 일 실시예에 따른 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기는 아래의 수학식1, 2에 의해 설계된다.

저잡음 증폭기의 전체 이득 = G1 - IL + G2

저잡음 증폭기의 전체 잡음 지수 = F1 + (F2-1/G1) + (F3-1/G1G2)

이때, 본원 발명에 따른 저잡음 증폭기의 설계를 예를 들어 설명하면, 상기 제 1 증폭부(100)는 이득(G1:7dB), 잡음 지수(NF1:0.7dB)로 설계되고, 상기 LC 대역 통과 필터부(200)는 삽입 손실(IL(Insertion Loss):-1), 잡음 지수(NF2:1)로 설계되며, 상기 제 2 증폭부(300)는 이득(G2:15dB), 잡음 지수(NF3:1.2)로 설계할 수 있다.

상기와 같은 본원 발명에 따른 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기의 설계값은 아래의 표1과 같이 나타낼 수 있다.

	G1	IL	G2	NF1	NF2	NF3
dB	7	-1	15	0.7	1	1.2
Factor	5.0118723	0.79433	31.6228	1.1749	1.25893	1.31826

따라서, 상기와 같은 수학식 1 및 2에 본원 발명의 일 실시예에 따른 저잡음 증폭기의 설계값을 대입하면, 전체 이득은 20.6dB, 잡음 지수는 1.62722의 값이 나오게 되며, 이러한 본원에 따른 저잡음 증폭기의 특성은 일반적으로 이동통신 단말기의 수신단에서 사용되는 저잡음 증폭기의 이득(Gain):14dB, 잡음 지수(Noise Figure):1.8dB에 비해 전체 시스템의 노이즈 특성이 향상됨을 알 수 있다.

상술한 바와 같은 본원의 일 실시예에 따른 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기는 이동통신 단말기의 수신단에 적용되어 사용될 수 있을 뿐만 아니라, 이에 한정되지 않고 저잡음 증폭기를 사용하는 다양한 통신 시스템 등에 범용적으로 적용될 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 의한 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기에 의하면, 저잡음 증폭기의 설계시 증폭부를 2단으로 설계한 후 그 증폭부 사이에 LC 대역 통과 필터를 추가하여 RF 신호 증폭시 발생하는 스퓨리어스 성분을 제거하는 것이 가능하도록 해줌으로써 RF 신호의 증폭시 저잡음 및 스퓨리어스 성분의 제거를 통하여 전체 노이즈 레벨을 낮출 수 있을 뿐만 아니라, 이로인해 통화시의 수신 감도의 증대를 이룩하여 통화 품질을 향상시켜 줄 수 있다는 뛰어난 효과가 있다.

Claims (2)

1. 기지국에서 전송한 RF 신호를 듀플렉서단을 통해 입력받음과 동시에 그 RF 신호를 1차 증폭한 후 출력하는 제 1 증폭부;

   상기 제 1 증폭부로부터 1차 증폭된 RF 신호를 입력받음과 동시에 그 RF 신호에 실린 하모닉스와 같은 스퓨리어스 성분을 필터링하는 LC 대역통과 필터부; 및

   상기 LC 대역 통과 필터부로부터 스퓨리어스 성분이 제거된 RF 신호를 입력받음과 동시에 그 RF 신호를 2차 증폭하는 제 2 증폭부로 구성된 것을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1 증폭부 및 제 2 증폭부간에는, 상기 LC 대역 통과 필터부와 병렬 접속되어 상기 제 1 증폭부로부터 입력받은 RF 신호를 상기 제 2 증폭부로 바이패스시키는 바이패스 모드부가 추가로 장착됨을 특징으로 하는 이동통신 단말기에서의 저잡음 증폭기.