KR20030096861A

KR20030096861A - 전압제어를 통한 주파수 변경 가능한 고주파 증폭기

Info

Publication number: KR20030096861A
Application number: KR1020020033943A
Authority: KR
Inventors: 이승윤
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2002-06-18
Filing date: 2002-06-18
Publication date: 2003-12-31

Abstract

본 발명은 광대역 시스템의 고주파 증폭기에 관한 것으로, 본 발명에 따른 전압제어를 통한 주파수 변경 가능한 고주파 증폭기는, 입력단 및 출력단에 각각의 임피던스 매칭회로를 연결하고, 상기 임피던스 매칭회로간의 튜닝 포인트 지정을 위한 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이 같은 본 발명에 의하면 사용자의 간단한 전압제어에 의하여 고주파 증폭기에서 사용되는 주파수를 변경 가능하도록 하는 효과가 기대된다.

Description

전압제어를 통한 주파수 변경 가능한 고주파 증폭기{Frequency changing RF amplifier by voltage control}

본 발명은 광대역 시스템의 고주파 증폭기에 관한 것으로, 특히 전압제어를 통하여 사용하고자 하는 사용대역을 소프트웨어적으로 변형시킬 수 있도록 하는 전압제어를 통한 주파수 변경 가능한 고주파 증폭기에 관한 것이다.

고주파 증폭기(Radio Frequency Amplifier)는 무선 수신기의 앞단에 위치하며 수신된 전파를 그 주파수에서 증폭하는 증폭기이다. 일반적으로 A급 증폭 회로가 사용된다.

고주파 증폭기는 단지 미약한 전파의 수신을 가능하게 할뿐만 아니라 선택도를 높이고 신호 대 잡음비(S/N)를 개선하며, 발진한 경우의 이상 전파가 안테나에서 외부로 방사되는 것을 방지한다.

또한, 무선 송신기의 맨 마지막단의 전력증폭기로도 쓰이며 이 경우 C급의 증폭회로를 사용하고, 송신 안테나에 충분한 전력을 공급하는 역할을 하며 수신기 증폭회로에 비해 대규모이다.

이와 같은 고주파 증폭기는 입력 및 출력의 임피던스 매칭을 R, C, L 값을 사용하여 사용주파수 대역을 맞추어 튜닝(Tunning)하여 사용하였으므로, 통과 대역 특성을 하드웨어적인 수정이 있어야함 튜닝할 수 있는 구조로 구성되어 있다.

도 1은 종래의 고주파 증폭기의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 1을 참조하면, 고주파 증폭기(110)의 입력단 및 출력단에 각각 임피던스 매칭회로1, 2(130, 140)가 연결되어 구성된다.

상기와 같은 구성을 가지는 고주파 증폭기는 매칭회로의 R, L, C값을 변경함으로써, 1GHz 또는 2GHz 등의 시스템 사용 주파수 대역특성을 만족할 수 있도록 L, C값을 튜닝하여 원하는 주파수에 임피던스 매칭시켜 동작된다.

그러나, 최근의 이동통신 시스템에서의 사용 주파수는 1GHz, 2GHz 등 사용주파수 대역이 다른 여러 시스템들이 공존하고 있으며 이들 주파수 대역을 모두 통합할 수 있는 하드웨어 폼을 구성하는 것이 최근의 동향이지만, 상기와 같은 종래의 고주파 증폭기 구성의 사용으로는 주파수 대역이 다른 시스템에서 맞도록 하기 위하여 하드웨어적으로 L, C 값을 튜닝하는 방법 이외에 변경할 수 있는 방법이 없다.

따라서, 하드에어적 수정의 복잡성 및 한계성이 문제점으로 대두되고 있다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해서, 본 발명은 공진필터를 앰프의 입/출력단에 가변다이오드의 캐패시턴스 특성을 이용하여 공진 주파수를 조절할 수 있도록 구성함으로써, 사용자의 간단한 전압제어에 의하여 고주파 증폭기에서 사용되는 주파수를 변경 가능하도록 하는 전압제어를 통한 주파수 변경 가능한 고주파 증폭기를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 고주파 증폭기의 구성을 나타낸 블록도.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전압제어를 통한 주파수 변경 가능한 고주파 증폭기의 구성을 나타낸 블록도.

<도면의 주요부분의 간단한 설명>

110, 210 : 고주파 증폭기130, 140 : 매칭회로

231, 232, 251, 253 : 캐패시턴스233, 253 : 공진필터

271 : 가변 다이오드272 : 인덕턴스

273 : OP 엠프274 : D/A 변환부

275 : 전압제어부

본 발명에 따른 전압제어를 통한 주파수 변경 가능한 고주파 증폭기는,

입력단 및 출력단에 각각의 임피던스 매칭회로를 연결하고,

상기 임피던스 매칭회로간의 튜닝 포인트 지정을 위한 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게, 상기 제어부는,

운용자로부터 주파수 변경을 위한 제어값을 입력받는 입력부와,

상기 입력부로부터 입력되는 제어값을 임피던스 매칭회로의 캐패시턴스 값 변경을 위하여 변환하여 임피던스 매칭회로간에 입력하여 주파수 변경을 유도하는 주파수 변경 유도부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이상과 같이 구성되는 본 발명에 따른 전압제어를 통한 주파수 변경 가능한 고주파 증폭기에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 좀더 자세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 전압제어를 통한 주파수 변경 가능한 고주파 증폭기의 구성을 나타낸 블록도이다.

도 2를 참조하면, 고주파 증폭기(210)의 입력단 및 출력단에 각각 임피던스 매칭회로 3, 4(230, 250)를 연결하고, 상기 매칭회로 3, 4(230, 250) 사이에 주파수 튜닝을 위한 제어부(270)를 연결하여 구성된다.

특히, 상기 매칭회로 3, 4(230, 250)는 각각 캐패시턴스 C1, C2, C3, C4(231, 232, 251, 252)와 공진필터(Resonator Filter) 1, 2(233, 253)를 포함하여 구성되는데, 입력단은 C1(231)이 연결되고, C1(231)에 직렬로 공진필터 1(233)이 연결된다. 또한, C1(231)과 공진필터 1(233)간에 병렬로 C2(232)가 연결된다.

또한, 출력단도 입력단과 같이 C3(251)과 공진필터 2(253)가 출력단에 직렬 연결되며, 그 사이에 병렬로 C4(252)가 연결되어 구성된다.

상기 캐패시턴스들은 피드백 캐패시턴스로 상기 캐패시턴스의 값이 변경됨에 따라 주파수가 변경되어 적용되는 것이다.

또한, 상기 입력단 및 출력단의 캐패시턴스 C2, C4(232, 252)사이를 병렬로 제어부가 연결되는데, 제어부(270)는 사용자 선택에 따라 인가되는 전압이 제어되는 전압제어부(275)와, 상기 전압제어부(275)에서 입력되는 디지털값을 아날로그 값으로 변화시키는 D/A 변환기(274)와, 상기 D/A 변환기에서 직렬로 변환된 전압값을 입력받아 증폭하는 OP 증폭기(273)와, 인덕턴스 L1(272)와 가변 다이오드(Varactor diode)(271)를 포함하여 구성된다.

이때, 상기 가변 다이오드는 바리캡 다이오드(Variable capacitance diode)라고도 불리우는 다이오드로 다이오드 접합부에 캐패시티가 역전압에 비례하는 것을 이용한 것으로 TV의 튜너, 무선기 등 고주파 변조 또는 주파수 변환, 동조, 믹서 등에 이용되는 다이오드이다.

상기와 같이 구성되는 고주파 증폭기는 공진필터 1, 2(233, 253)를 증폭기(210)의 입력단 및 출력단에서 피드백 시키면서 가변 다이오드(271)의 캐패시턴스 튜닝 특성을 이용하여 공진 주파수를 조절할 수 있는 구조로 구성되어 있다.

따라서, 상기 전압제어부(275)를 사용자가 제어하여 전압값을 조정하면 입력받은 데이터를 D/A 변환부(274)에서 변환하여 OP 증폭기(273)를 통해 L1(272)로 인가되면, 가변 다이오드(271)에 인가되어 제어전압에 따라 상기 공진필터 1, 2(233, 253)에 연결되는 캐패시터값의 영향으로 고주파 증폭기의 사용대역도 함께 제어되는 것이다.

즉, 가변 다이오드(271)를 이용하여 튜닝 포인트를 주어 공진 주파수를 제어하게 되는데, 패스밴드 튜닝 포트에 전압을 인가하게 되면 가변 다이오드(271)의 특성에 따라 캐패시턴스의 값이 변화하게 되어 통과대역폭이 변화하게 되어 원하는 사용대역폭을 선택할 수 있게 된다.

이때, 통과대역 제어 전압은 사용자의 입력값에 의하여 디지털값이 아날로그로 변환되어 인가되는 것이고, 이러한 시스템 구조에서 프로세서와의 통신이 가능한 상위의 어떤 프로세서로부터도 소프트웨어적으로 제어되어 시스템의 RF 대역 특성을 제어할 수 있는 것이다.

또한, 상기와 같은 구성외에 입력단 및 출력단에 공진필터를 적용하는 이외의 다른 네트워크로 구성하여 주파수 대역 특성을 향상 개선시킬 수 있고, 제어를 효율적으로 하기 위해 제어부 역시 다른 형태로 구성이 가능하다.

또한 고주파 증폭기 이외에 LNA에도 개선 적용할 수 있으며 가변 다이오드를 트랜지스터로 구현하여 응용도 가능하다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전압제어를 통한 주파수 변경 가능한 고주파 증폭기는 이동통신 시스템의 고주파 증폭기에서 사용대역을 하드웨어적이 아닌 소프트웨어적으로 전압제어를 통하여 가능하도록 함으로써 멀티 모드 통합시스템과 같이 주파수 사용대역을 변경하는 시스템에서 사용자 프로세서에서 간단히 전압값을 변경함으로써, 고주파 증폭기에서 사용되는 사용대역을 변경하도록 함으로써, 시간 및 인력과 자원의 낭비를 절약할 수 있도록 하는 효과가 있다.

Claims

입력단 및 출력단에 각각의 임피던스 매칭회로를 연결하고,

상기 임피던스 매칭회로간의 튜닝 포인트 지정을 위한 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전압제어를 통한 주파수 변경 가능한 고주파 증폭기.
제 1항에 있어서, 상기 제어부는,

운용자로부터 주파수 변경을 위한 제어값을 입력받는 입력부와,

상기 입력부로부터 입력되는 제어값을 임피던스 매칭회로의 캐패시턴스 값 변경을 위하여 변환하여 임피던스 매칭회로간에 입력하여 주파수 변경을 유도하는 주파수 변경 유도부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전압제어를 통한 주파수 변경 가능한 고주파 증폭기.