KR200270091Y1 - Switchable divider with pin-diode switch which is improved the flatness - Google Patents
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Abstract
본 고안은 각종 통신 시스템의 기지국에 사용되는 스위칭 분배기에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 종단선로의 임피던스를 변화시켜 대역내 삽입손실의 평탄도를 개선한 스위칭 분배기에 관한 것이다.The present invention relates to a switching divider used in a base station of various communication systems, and more particularly, to a switching divider that improves the flatness of in-band insertion loss by changing the impedance of the termination line.
종래 기술에 따른 스위칭 분배기는 일반적으로 분배시에 평균정합 방식을 사용하고 있어 임피던스 정합이 불안정하다는 점과, 기계식 스위치를 사용함으로써 시스템 비용이 증가되는 문제점이 있었다.Switching distributors according to the prior art generally have a problem that the impedance matching is unstable because the average matching method is used in the distribution, and the system cost is increased by using a mechanical switch.
또한, 분배 포트간 아이솔레이션을 얻기 위해 임피던스가 50Ω인 λ/2 길이의 종단선로와 50Ω의 아이솔레이션 저항을 사용하였으나 소정 평탄도를 얻기 위한 대역폭이 좁다고 하는 문제점이 있었다.In addition, although a? / 2 length termination line having an impedance of 50 Ω and an isolation resistor of 50 Ω were used to obtain isolation between distribution ports, there was a problem in that the bandwidth for obtaining a predetermined flatness was narrow.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 종단 선로의 임피던스를 변화시켜 종래 기술에 따른 스위칭 분배기와 동일한 삽입손실과 아이솔레이션을 유지하면서도 대역내 삽입손실의 평탄도를 개선한 스위칭 분배기를 제공한다.The present invention provides a switching divider to improve the flatness of the in-band insertion loss while maintaining the same insertion loss and isolation as the switching distributor according to the prior art by changing the impedance of the termination line to solve the above problems.
Description
본 고안은 각종 통신 시스템의 기지국에 사용되는 스위칭 분배기에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 종단선로의 임피던스를 변화시켜 대역내 삽입손실의 평탄도를 개선한 스위칭 분배기에 관한 것이다.The present invention relates to a switching divider used in a base station of various communication systems, and more particularly, to a switching divider that improves the flatness of in-band insertion loss by changing the impedance of the termination line.
일반적으로 스위칭 분배기는 기지국 전력 증폭기의 입력단에 사용되며, 상기 전력 증폭기의 출력단에 접속되는 스위칭 합성기와 함께 기지국 송신 출력을 제어하는 역할을 수행한다. 최근에 다채널 전력 증폭기(MCPA;Multi Carrier Power Amplifier)의 사용이 증가하면서 기존의 채널 합성기 또는 예비포트를 갖는 4:3이나 5:4 스위칭 시스템을 대체하는 스위칭 분배기/합성기 시스템이 기지국에 많이 사용되고 있다.In general, a switching divider is used at an input of a base station power amplifier, and serves to control a base station transmission output together with a switching synthesizer connected to an output of the power amplifier. Recently, as the use of multi-carrier power amplifiers (MCPAs) increases, switching distributors / synthesizer systems are increasingly used in base stations to replace conventional channel synthesizers or 4: 3 or 5: 4 switching systems with redundant ports. have.
기존의 스위칭 분배기는 분배 포트간 아이솔레이션을 얻기 위해 임피던스가 50Ω인 λ/2 길이의 종단선로와 50Ω의 아이솔레이션 저항을 사용하였으나 소정 평탄도를 얻기 위한 대역폭이 좁다고 하는 문제점이 있었다.Conventional switching dividers use a λ / 2-length terminating line with an impedance of 50Ω and an isolation resistor of 50Ω to obtain isolation between distribution ports, but have a problem in that the bandwidth for obtaining a predetermined flatness is narrow.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 종단 선로의 임피던스를 변화시켜 종래 기술에 따른 스위칭 분배기와 동일한 삽입손실과 아이솔레이션을 유지하면서도 대역내 삽입손실의 평탄도를 개선하여 광대역에서 사용할 수 있는 핀 다이오드 방식 스위칭 분배기를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention improves the flatness of the in-band insertion loss while maintaining the same insertion loss and isolation as the switching divider according to the prior art by changing the impedance of the termination line to solve the above problems, thereby improving the flatness of the pin diode. It is an object to provide a type switching distributor.
도 1은 종래 기술에 따른 핀 다이오드 방식 스위칭 분배기의 블록도.1 is a block diagram of a pin diode type switching distributor according to the prior art.
도 2는 본 고안에 따른 대역내 삽입손실의 평탄도를 개선한 스위칭 분배기의 블록도.Figure 2 is a block diagram of a switching divider to improve the flatness of the in-band insertion loss in accordance with the present invention.
도 3은 본 고안에 따른 대역내 삽입손실의 평탄도를 개선한 스위칭 분배기의 일실시예를 도시한 블록도.Figure 3 is a block diagram showing an embodiment of a switching divider to improve the flatness of the in-band insertion loss in accordance with the present invention.
도 4는 상기 도 3의 블록도를 시뮬레이션한 결과를 도시한 도면.4 is a diagram showing the results of simulating the block diagram of FIG.
도 5는 상기 도 3의 블록도의 실측 데이터를 나타낸 도면.FIG. 5 is a diagram showing measured data of the block diagram of FIG. 3. FIG.
※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing
Pi, 301. 입력 포트 Po1. 출력 포트 1Pi, 301. Input port Po1. Output port 1
Po2. 출력 포트 2 Po3. 출력 포트 3Po2. Output port 2 Po3. Output port 3
101, 201. 정합선로 102, 202. 임피던스 정합부 1(Z m 2:35.4Ω)101, 201. Matching line 102, 202. Impedance matching part 1 (Z m 2 : 35.4 Ω)
103, 203. 제 1 스위치부 104, 204. 임피던스 정합부 2(Z m 3:28.7Ω)103, 203. First switch section 104, 204. Impedance matching section 2 (Z m 3 : 28.7Ω)
105, 205. 제 2 스위치부 106, 206, 303. 선로 1105, 205. Second switch section 106, 206, 303. Line 1
107, 207, 304. 아이솔레이션 저항 108, 208, 305. 종단선로107, 207, 304. Isolation resistors 108, 208, 305. Termination lines
302. 임피던스 정합부302. Impedance Matching
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 고안의 가장 바람직한 일실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the most preferred embodiment of the present invention.
도 1은 종래 기술에 따른 핀 다이오드 방식 스위칭 분배기의 블록도로서, 크게 분배 경로수에 따른 임피던스 정합선로와 핀 다이오드 스위치부로 구성되어 있다. 도 1과 같이 종래의 핀 다이오드 방식 스위칭 분배기는 분배 경로수를 가변할 경우에도 사용할 수 있도록 각 분배 경로수에 맞는 임피던스 정합부를 신호 입력부에 구비하여 2경로 분배의 경우는의 임피던스 정합부 1(102), 3경로 분배의 경우는의 임피던스를 갖는 임피던스 정합부 2(104)를 사용한다.1 is a block diagram of a pin diode type switching distributor according to the prior art, and is largely composed of an impedance matching line and a pin diode switch unit according to the number of distribution paths. As shown in FIG. 1, the conventional pin diode-type switching divider includes an impedance matching unit suitable for each number of distribution paths so as to be used even when the number of distribution paths is varied. Impedance matching part 1 (102), in the case of three-path distribution An impedance matching unit 2 104 having an impedance of 2 is used.
상기 도 1의 동작을 좀 더 상세히 설명하면 입력포트(Pi)로 입력된 신호는 시스템에서 사용하고자 하는 전력 증폭기의 개수만큼 분배되어 출력포트 Po1 내지 Po3으로 출력된다(상기 도 1에서 스위치 S6 내지 S8는 각각 동일 경로상의 스위치 S3 내지 S5와 연동한다). 예를 들어, 1경로로 동작하며 Po2에 연결된 전력 증폭기가 동작할 경우에는 제 1 스위치부(103)의 스위치 S1과 제 2 스위치부(105)의 스위치 S2가 OFF되며, Po2를 선택하기 위한 스위치 S4와 스위치 S7이 ON된다.In more detail, the signal input to the input port Pi is divided by the number of power amplifiers to be used in the system and output to the output ports Po1 to Po3 (switches S6 to S8 in FIG. 1). Are respectively associated with switches S3 to S5 on the same path). For example, when the power amplifier connected to Po2 is operated in one path and the switch S1 of the first switch unit 103 and the switch S2 of the second switch unit 105 are turned off, a switch for selecting Po2 is selected. S4 and switch S7 are turned on.
또한, 상기 도 1의 종래의 핀 다이오드 방식 스위칭 분배기는 분배되는 포트간 아이솔레이션을 얻기 위해 50Ω의 아이솔레이션 저항(107)과 상기 50Ω의 아이솔레이션 저항 뒷단에서 공통 접점 사이의 종단선로(108)를 λ/2로 하고, 50Ω의 임피던스를 사용하는데 이는 소정 평탄도를 얻기 위한 대역폭이 좁다고 하는 문제점이 있었다.In addition, the conventional pin diode-type switching distributor of FIG. 1 provides a λ / 2 between a 50Ω isolation resistor 107 and a common contact at the rear end of the 50Ω isolation resistor to obtain distributed port-to-port isolation. The impedance of 50Ω is used, which has a problem in that the bandwidth for obtaining a predetermined flatness is narrow.
따라서, 상기와 같은 핀 다이오드 방식 스위칭 분배기는 개인휴대통신(PCS;Personal Communication Service)(1.7∼1.8GHz), 차세대 이동통신(IMT-2000;International Mobile Telecommunication)(1.9∼2.1GHz)과 같이 대역폭이 넓은 시스템에서 사용하면 시스템에 결합시 특성이 열화되는 현상이 발생하게 되므로 광대역에서 사용이 불가능하다는 문제점이 발생하게 된다.Therefore, the pin diode type switching distributor has a bandwidth such as Personal Communication Service (PCS) (1.7 to 1.8 GHz) and Next Generation Mobile Telecommunication (IMT-2000; International Mobile Telecommunication) (1.9 to 2.1 GHz). When used in a wide system, the deterioration of characteristics occurs when combined with the system is a problem that can not be used in broadband.
본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 종래 핀 다이오드방식 스위칭 분배기를 광대역에서 사용할 수 있도록 대역내 삽입손실의 평탄도를 개선한다.The present invention is to solve the above problems, and improves the flatness of the in-band insertion loss so that the conventional pin diode type switching divider can be used in a wide band.
도 2는 본 고안에 따른 대역내 삽입손실의 평탄도를 개선한 스위칭 분배기의 블록도로서 신호가 입력되는 입력포트(Pi)와, 1경로 신호 전달을 위한 정합선로(201)와, 분배되는 경로수에 따라 선택적으로 접속되는 2경로용 임피던스 정합부 1(202)과 3경로용 임피던스 정합부 2(204)와, 상기 임피던스 정합부 1(202) 또는 임피던스 정합부 2(204)를 각각 선택하여 접속하기 위한 제 1 스위치부(203)와 제 2 스위치부(205)와, 분배되는 경로를 선택하여 접속하기 위한 제 3 스위치부 내지 제 5 스위치부로 구성된다.2 is a block diagram of a switching distributor which improves the flatness of in-band insertion loss according to the present invention, an input port Pi to which a signal is input, a matching line 201 for one-path signal transmission, and a distribution path. The two-path impedance matching unit 1 202 and the three-path impedance matching unit 2 204 and the impedance matching unit 1 202 or the impedance matching unit 2 204 that are selectively connected according to the number are selected, respectively. It consists of the 1st switch part 203 and the 2nd switch part 205 for connection, and the 3rd-5th switch part for selecting and connecting the path | route distributed.
또한, 상기 분배된 신호를 전달하기 위한 선로 1(206)과, 분배된 신호가 출력되는 다수의 출력포트(Pol 내지 Po3)와 상기 출력포트간의 신호 분리도를 높이기위한 아이솔레이션 저항(207)과, 공통접점 구성을 위한 종단선로(208)와, 분배되는 경로를 선택하여 접속하기 위해 상기 제 3 스위치부 내지 제 5 스위치부와 각각 동일 경로상에서 연동하는 제 6 스위치부 내지 제 8 스위치부로 구성된다.In addition, the line 1 (206) for transmitting the divided signal, the plurality of output ports (Pol to Po3) for outputting the divided signal and the isolation resistor 207 for increasing the signal separation between the output port, common The terminal line 208 for the contact configuration and the sixth to eighth switch units that interlock with the third to fifth switch units on the same path to select and connect the distributed paths.
여기서, 상기 공통접점 구성을 위한 종단선로(208)의 임피던스의 값을 상향조절하여 스위칭 분배기의 대역내 삽입손실의 평탄도를 개선하도록 구성한다. 이에 대한 상세한 설명을 이하의 도면의 일실시예로 설명하도록 한다.Here, the impedance of the termination line 208 for the common contact configuration is adjusted upward to improve the flatness of the in-band insertion loss of the switching distributor. Detailed description thereof will be described with reference to an embodiment of the following drawings.
도 3은 본 고안에 따른 대역내 삽입손실의 평탄도를 개선한 스위칭 분배기의 일실시예를 도시한 블록도이고, 도 4는 상기 도 3의 블록도를 시뮬레이션한 결과를 도시한 도면이며, 도 5는 상기 도 3의 블록도의 실측 데이터를 나타낸 도면이다.FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of a switching distributor having improved flatness of in-band insertion loss according to the present invention, and FIG. 4 is a diagram showing a result of simulating the block diagram of FIG. 5 is a view showing actual data of the block diagram of FIG.
도 3은 본 고안에 따른 2경로 스위칭 분배기를 도시한 일실시예를 나타낸 블록도로서, 입력포트(301)와, 35.36Ω의 임피던스 정합부(302)와, 선택된 신호를 분배하기 위한 스위치부와, 상기 분배된 신호를 전달하기 위한 선로 1(303)과, 분배된 신호가 출력되는 다수의 출력포트(Po1 내지 Po2)와 상기 출력포트간의 신호 분리도를 높이기 위해 50Ω의 아이솔레이션 저항(304)과, 평탄도를 개선하기 위해 100Ω의 임피던스를 사용하는 종단선로(305)로 구성된다.Figure 3 is a block diagram showing an embodiment showing a two-path switching divider according to the present invention, an input port 301, an impedance matching unit 302 of 35.36Ω, a switch unit for distributing the selected signal and Line 1 303 for transmitting the divided signal, isolation resistor 304 of 50 Ω to increase the signal separation between the output ports Po1 to Po2 and the output ports through which the divided signals are output; It consists of a termination line 305 using an impedance of 100Ω to improve flatness.
도 4는 상기 도 3의 블록도를 안소프트사(Ansoft Corporation)의 마이크로웨이브 하모니카(Microwave Harmonica)로 시물레이션하여 삽입손실의 평탄도를 측정한 것으로, 도시된 다수의 그래프들은 상기 도 3의 종단선로의 임피던스의 값을 변화시켜 스위칭 분배기의 삽입손실의 평탄도를 측정한 것이다.4 is a block diagram of FIG. 3 simulated by Microwave Harmonica of Ansoft Corporation to measure the flatness of the insertion loss, a plurality of graphs are shown in the longitudinal line of FIG. The flatness of the insertion loss of the switching distributor is measured by changing the impedance value of.
여기서, 상기 임피던스 값은 50Ω에서부터 100Ω까지 10Ω씩 순차적으로 변화시켜 측정한다. 도시된 바와 같이 본 고안의 스위칭 분배기는 종단선로의 임피던스 값을 상향 변화시킬수록 평탄도가 증가됨을 알 수 있다.Here, the impedance value is measured by sequentially changing from 10Ω to 50Ω to 100Ω. As shown, it can be seen that the switching divider of the present invention increases the flatness as the impedance value of the termination line is changed upward.
도 5는 상기 도 3의 블록도의 실측 데이터를 나타낸 도면으로, 종래 기술의 측정도와 본 고안의 측정도를 동시에 표시하여 그 차이를 판별할 수 있도록 도시하였다. 평탄도는 주파수 대역에서 삽입손실의 최고점과 최저점 사이를 나타내는 것으로, 도 5에서는 종래 기술과 본 고안의 평탄도의 차이를 판별하기 위해 기준점으로 최고점(△1: -5.6175dB)과 최저점(▽2: -5.5999dB)을 임의로 지정하였다.FIG. 5 is a view showing measured data of the block diagram of FIG. 3, and shows the measurement of the prior art and the measurement of the present invention at the same time to determine the difference. The flatness represents the highest point and the lowest point of the insertion loss in the frequency band. In FIG. 5, the highest point (Δ1: -5.6175 dB) and the lowest point (▽ 2) are used as reference points to determine the difference between the flatness of the prior art and the present invention. : -5.5999 dB) was arbitrarily designated.
도 5에서 평탄도를 측정하기 위해 상기 최고점(△1)과 최저점(▽2)의 범위 내에 위치하는 주파수 대역의 범위를 살펴보면, 먼저 종래 기술의 스위칭 분배기의 주파수 대역 범위는 △a로 약 60MHz 정도의 대역폭을 가지며, 본 고안에 따른 스위칭 분배기의 주파수 대역 범위는 △b로 약 90MHz 정도의 대역폭을 가진다. 도면에 도시된 바와 같이 본 고안의 스위칭 분배기를 사용함으로써 평탄도가 넓어진 것을 확인할 수 있다.Referring to the range of the frequency band located within the range of the highest point Δ1 and the lowest point ▽ 2 in order to measure the flatness in FIG. 5, first, the frequency band range of the prior art switching distributor is about 60 MHz. It has a bandwidth of, and the frequency band range of the switching distributor according to the present invention is Δb has a bandwidth of about 90MHz. As shown in the figure it can be seen that the flatness is widened by using the switching distributor of the present invention.
상술한 바와 같이 본 고안은 종단 선로의 임피던스를 변화시켜 종래 기술에 따른 스위칭 분배기와 동일한 삽입손실과 아이솔레이션을 유지하면서도 대역내 삽입손실의 평탄도가 개선되어 차세대 이동통신과 같이 광대역을 요구하는 시스템에서 사용할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention improves the flatness of the in-band insertion loss while maintaining the same insertion loss and isolation as the switching divider according to the prior art by changing the impedance of the termination line, so that in a system requiring broadband such as next-generation mobile communication. There is an effect that can be used.
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