KR20040021608A

KR20040021608A - 증폭기 스위치

Info

Publication number: KR20040021608A
Application number: KR10-2003-7015829A
Authority: KR
Inventors: 요하킴 헤롤드
Original assignee: 카트라인-베르케 카게
Priority date: 2001-07-12
Filing date: 2002-07-04
Publication date: 2004-03-10
Also published as: EP1405407A1; DE50204406D1; US20050174170A1; CN100401633C; CN1608344A; DE10133862A1; EP1405407B1; WO2003007473A1; ATE305666T1; US7064604B2

Abstract

본 발명은 예를 들어 이하의 특징을 갖는 개선된 증폭기 스위치에 관한 것이다. 입력 게이트(1; 1.1, 1.2)와 출력 게이트(3; 3.1, 3.2) 사이에는 증폭기 브랜치(5; 5.1, 5.2) 및 이에 대해 병렬로 스위칭 온 오프 가능한 적어도 하나의 브릿지 라인(7; 7.1, 7.2)이 제공되며, 출력측에서 증폭기 브랜치(5; 5.1, 5.2)는 출력 게이트(3; 3.1, 3.2)와 연결된 가합 회로 또는 가합점(17)을 통해, 부속된 브릿지 라인(7; 7.1, 7.2)과 연결되며, 브릿지 라인(7; 7.1, 7.2)은 부속된 스위치(9; 9.1, 9.2)의 부속된 스위치 접점(K1)과 가합 회로 또는 가합점(17) 사이에 약 λ/2에 일치하는 전기적 길이를 포함한다.

Description

증폭기 스위치 {AMPLIFIER SWITCH}

기본적으로, 미국 특허 제5 418 490호에 공지된 바와 같이, 종래 기술을 형성하는 상기 기술 분야에 따른 유형의 중복 회로 장치는 입력 게이트와 출력 게이트 사이에 제공된 증폭기 회로를 포함한다. 상기 증폭기 회로는 병렬 연결된 2개의 증폭기 단계를 포함하며, 이 두 단계는 입력측과 출력측에서 스위치, 통상적으로 릴레이 스위치에 의해 스위칭 온 및 스위칭 오프 가능하다. 상기 양 증폭기 단계의 하나는 입력측과 출력측의 릴레이를 통해 연결되나, 병렬 배열된 제 2 증폭기의 입력부와 출력부는 차단된다. 스위칭 온된 증폭기 단계에 결함이 있으면, 입력측 및 출력측 릴레이는 아직 사용되지 않았던 제 2 증폭기로 절환된다. 제 2 증폭기 단계도 결함이 있으면, 상기와 같은 경우에 양 증폭기 단계에 대해 병렬 연결된 구간이 두 증폭기를 우회하여 연결되도록, 릴레이 스위치가 상기 양 증폭기 단계들 간의 절환을 위한, 입력측 및 출력측 절환 릴레이에 대해 각각 직렬로 연결된다.

양 병렬 증폭기 단계가 병렬 작동으로 연속적으로 연결되는 실시예가 기본적으로 공지되어 있다. 하나의 증폭기 단계에 결함이 있으면, 적어도 제 2 증폭기단계가 활성화된다. 물론, 증폭기 단계의 결함은 증폭 감소(예를 들어 4 내지 8 dB)와 예를 들어 2 내지 4 dB의 잡음 계수 증가를 야기한다. 또한, 입력부와 출격부에서 최적의 매칭이 제공되지 않는다. 따라서, 이러한 작동 상태는 반드시 수리되어야 하는 바람직하지 못한 작동 조건으로 나타난다. 예를 들어 전기 방전(번개 등)시에, 상기 실시예의 다른 문제점은 양 증폭기 단계가 기본적으로 병렬 작동하는 경우에는 양 증폭기 단계에 결함이 발생할 수 있다는 것이다.

본 발명은 청구 범위 제 1 항의 전제부에 따른 증폭기 스위치에 관한 것이다. 특히 고주파 증폭 기술 분야에서 공지된 중복 회로에 사용된다.

이하, 본 발명은 실시예를 참조로 상세히 설명된다.

도 1은 제 1 실시의 개략도이다.

도 2는 도 1에 대해 변형된 실시예의 도면이다.

도 3은 제 1 실시예의 2개의 증폭기 단계를 갖는 중복 증폭기 스위치 실시예의 도면이다.

도 4는 변형된 실시예의 도면이다.

본 발명의 목적은 특히 적어도 2개의 증폭기 회로 또는 증폭기 단계를 갖는 회로에서 개선된 증폭기 스위치를 제공하며, 증폭기 스위치는 특히 바이패스 모드에서 낮은 처리율 손실 및 증폭 모드에서 매우 양호한 매칭을 갖는다.

본 발명에 따르면, 이러한 목적은 청구 범위 제 1 항 또는 제 3 항에 설명된 특징에 의해 해결된다. 본 발명의 바람직한 구성은 종속 청구항에 설명된다.

본 발명은 종래 기술에 비해 상당히 간단한 수단으로 확실한 개선을 제공한다.

본 발명에 따른 증폭기 스위치는 각각의 증폭기 회로 또는 증폭기 단계에서 사용될 수 있다. 종래 기술에서 절환을 위해 입력측 및 출력측에 각각 하나의 스위치가, 바람직하게는 릴레이 형태의 스위치가 제공되는 반면에, 본 발명에 따르면 증폭기 브랜치(amplifier branch)의 결함 시에 증폭기 브랜치에 병렬 연결된 브릿지 구간으로 절환되도록, 입력부 또는 출력부에 각각 하나의 별도 스위치, 통상적으로 스위치 릴레이가 배열된다. 스위치 장치의 스위치 접점으로부터 증폭기 구간내의 가합점(summing point)으로 안내되는 브릿지 구간은 전기적 길이가 약 λ/2가 되도록 구성된다. 다시 말해, 개방 릴레이 접점은 λ/2 길이의 브릿지 라인을 통해 고 저항(high resistance)으로 대향 게이트에 전송된다. 즉, 공전 작동된다.

청구 범위 제 2 항에 따른 바람직한 실시예에 따르면, 증폭기와 가합점 사이의 증폭기 라인에는 PIN-다이오드가 연결된다. 이는 증폭기 단계가 작동하지 않을 때, PIN-다이오드가 없으면 브릿지 라인 및 연결 라인에 증가된 부하가 발생하기 때문이다. PIN-다이오드를 통해, 증폭기 단계는 고 저항으로 라인에 연결될 수 있다.

본 발명에 따르면, (적어도 2개의 스위치가 필요한 종래 기술에 비해) 단지 하나의 스위치 릴레이만이 필요하다.

또한, 본 발명에 따른 장점은 특히 중복 회로 구조에서 나타난다.

이는 본 발명의 특히 바람직한 실시예에서 적어도 2개의 증폭기 또는 증폭기 단계를 갖는 상기 유형의 중복 회로가 종래 기술에서와 같이 서로에 대해 병렬로 연결되는 것이 아니라 연속(cascade)으로 연결되기 때문이다. 이때, 감결합(decoupling) 문제는 발생하지 않는다.

기본 위치에서 하나의 증폭기 회로와 증폭기 단계만이 각각 연결되고, 전방 또는 후방에 연결된 증폭기 단계에서 스위치 또는 릴레이의 절환을 통해 각각의 브릿지 라인이 연결됨으로써 증폭기가 차단되도록, 회로는 작동한다. 작동하는 증폭기 단계에 결함이 있으면, 릴레이는 브릿지 구간으로 절환할 수 있고, 다른 증폭기 단계의 릴레이 또는 스위치는 브릿지 라인으로의 연결을 차단하며 부속 증폭기 단계의 작동을 위해 연결을 절환한다. 이로써, 일정한 전기적 비례가 항상 정확하게 제공됨으로써, 감쇠 또는 매칭 또는 그 밖의 문제가 발생하지 않는다.

특히, 2개의 증폭기 단계를 갖는 상기 유형의 중복 회로에는 각각의 증폭기 단계에 대한 입력측 또는 출력측에 선택적으로 연결될 수 있는 단지 2개의 스위치만이 제공될 수 있다.

도 1은 입력 게이트(1)와 출력 게이트(3)가 그 사이에 마련된 본 발명에 따른 증폭기 스위치의 제 1 실시예를 도시한다.

회로 장치는 2개의 브랜치, 즉 증폭기 브랜치(5)와 병렬 배열된 브릿지 라인(7)을 포함한다.

입력 게이트(1)는 스위치(9), 통상적으로 릴레이 스위치(9)와 연결되며, 이를 통해 스위치 접점(K2)에 대한 스위치 접점(K1)의 절환이 수행될 수 있다. 스위치가 스위칭 상태(S2)에 있을 때, 입력 게이트(1)는 스위치 접점(K2)과 연결되며,이를 통해 증폭기 브랜치(5)에 연결된 증폭기 회로(7)가 스위칭 온된다.

입력측 스위치(9)가 스위칭 상태(S1)로 절환되면, 증폭기 회로(15)는 차단되고 브릿지 라인(7)은 접점(K1)을 통해 입력 게이트(1)와 연결된다.

도 1에 도시된 스위치 위치(S2)에서, 공급된 전력은 입력 게이트(1)로부터 증폭기(15)에 도달되고, 증폭기 입력 라인은 증폭기 회로(15)와 가합점(17) 사이의 증폭기 브랜치 내에 추가로 제공된 저 저항 PIN-다이오드(19)를 통해 출력 게이트(3)로 공급된다. 상기 스위칭 상태에서 감결합된 단자(K1)를 갖는 상술된 브릿지 라인(7)은 λ/2에 상응하는 전기적 길이를 갖도록 구성된다. 이에 의해, 개방 릴레이 접점(K1)은 상기 λ/2 길이의 라인을 통해 고 저항으로 출력 게이트(3)에 전달된다. 이때, 브릿지 라인(7)은 증폭기 브랜치(5)와 하나의 가합점(17)에서 함께 연결된다.

도 2에 따른 실시예는, 입력측 스위치(9)가 제공되는 것이 아니라, 출력측 스위치(19)가 제공된다는 점에서 도 1에 따른 실시예와 다르나, 그 외에 브릿지 회로(15)의 전기적 길이는 마찬가지로 λ/2에 일치한다. 이 실시예에서, 직렬-PIN-다이오드(19)는 증폭기(15)의 입력부에, 즉, 증폭기(15)의 상류에 연결된다. 또한 이 경우에, 도 2에 도시된 브릿지 라인(7)의 전기적 길이는 (감결합 상태에서) 약 λ/2에 일치한다.

도 3을 보면, 제 1 실시예에 따른 2개의 증폭기 스위치가 직렬 연결된 중복 증폭기 스위치에 대한 제 1 실시예가 설명된다.

이 실시예에서, 제 1 증폭기 스위치 단계의 출력 게이트(3.1)는 동시에 제2증폭기 스위치 단계의 입력 게이트(1.2)를 나타낸다. 여기서, 각각의 증폭기 스위치 단계에는 입력측 스위치(9.1 또는 9.2)가 배열된다.

기본 위치에서, 예를 들어 제 1 입력측 스위치(9.1)는 스위치 위치(S2)로 연결되며, 이 위치에서 입력 게이트(1)로부터 공급된 전력은 제 2 증폭기 단계(5.2)의 PIN-다이오드(13)의 증폭기 브랜치(5.1)를 통해, 하류에 연결된 제 2 증폭기 단계(5.2)의 PIN-다이오드(13)에 공급되며, 스위치(9.2)는 스위치 위치(S1), 즉 제 1 증폭기 단계로부터 공급되는 증폭된 전력이 브릿지 라인(7.2)을 통해 출력 게이트(3.2)로 계속 전달된다.

제 1 증폭기 단계(15.1)의 결함은 제 1 릴레이 스위치(9.1)가 스위치 위치(S1)로 절환되고, 이에 의해 증폭기 회로(15.1)가 부속 브릿지 라인(7.1)의 연결을 통해 브릿징되도록 한다. 동시에, 제 2 증폭기 단계(15.2)의 스위치(9.2)가 도 3에 따른 위치(S1)로부터 위치(S2)로 절환됨으로써, 제 2 증폭기 단계(15.2)는 작동된다.

상기 양 증폭기 단계가 기본적으로 동일하게 구성되고, (증폭, HF-특성, 매칭 등에 대한) 동일한 기능을 포함하기 때문에, 절환 이전과 동일한 전기적 비례가 형성된다.

수리는 긴급히 필요한 것이 아니라, 제 2 증폭기에 결함이 발생하지 않는 것을 가능한 보장하도록 소정의 시간 내에 실행되야 한다.

이러한 회로 장치는 예를 들어 전기 방전(번개) 시에, 그리고 이에 의해 영향을 받는 제 1 증폭기(15.1)의 손상 시에 제 2 증폭기 단계(15.2)가 기본적으로보호되는 장점을 갖는데, 이는 제 2 증폭기 단계가 감결합되기 때문이다. 두 릴레이 스위치(9.1, 9.2)의 절환을 통해 완전한 증폭기 단계(7.2)가 작동될 수 있다.

단지 제 1 증폭기 단계의 결함 후에 소정 시간이 경과한 시점에서 수리를 행하기 이전에, 제 2 증폭기 단계(15.2)에 결함이 발생하는 경우에만, 제 2 스위치 접점(9.2)이 다시 절환됨으로써, 입력 게이트(1.1)는 연속 연결된 2개의 브릿지 라인(7.1, 7.2)을 통해 출력 게이트(3.2)와 연결된다.

Claims

입력 게이트(1; 1.1, 1.2)와 출력 게이트(3; 3.1, 3.2) 사이에는 증폭기 브랜치(5; 5.1, 5.2) 및 이에 대해 병렬로 스위칭 온 오프 가능한 적어도 하나의 브릿지 라인(7; 7.1, 7.2)이 제공되며,

입력 게이트(1; 1.1, 1.2)와 증폭기 브랜치(5; 5.1, 5.2)와 부속된 브릿지 라인(7; 7.1, 7.2) 사이에는 스위치(9; 9.1, 9.2)가 제공되고, 이 스위치를 통해 입력 게이트(1; 1.1, 1.2)가 증폭기 브랜치(5; 5.1, 5.2) 또는 부속된 브릿지 라인(7; 7.1, 7.2)과 연결되며,

증폭기 브랜치(5; 5.1, 5.2) 내에는 증폭기 회로(15; 15.1, 15.2)가 제공되는 증폭기 스위치에 있어서,

출력측에서 증폭기 브랜치(5; 5.1, 5.2)는 출력 게이트(3; 3.1, 3.2)와 연결된 가합 회로 또는 가합점(17)을 통해, 부속된 브릿지 라인(7; 7.1, 7.2)과 연결되며,

브릿지 라인(7; 7.1, 7.2)은 부속된 스위치(9; 9.1, 9.2)의 부속된 스위치 접점(K1)과 가합 회로 또는 가합점(17) 사이에 약 λ/2에 일치하는 전기적 길이를 포함하는 것을 특징으로 하는 증폭기 스위치.
제 1 항에 있어서,

증폭기 회로(15)와 가합 회로 또는 가합점(17) 사이에는 PIN-다이오드(19)가연결되는 것을 특징으로 하는 증폭기 스위치.
입력 게이트(1; 1.1, 1.2)와 출력 게이트(3; 3.1, 3.2) 사이에는 증폭기 브랜치(5; 5.1, 5.2) 및 이에 대해 병렬로 스위칭 온 오프 가능한 적어도 하나의 브릿지 라인(7; 7.1, 7.2)이 제공되며,

입력 게이트(1; 1.1, 1.2)와 증촉기 브랜치(5; 5.1, 5.2)와 부속된 브릿지 라인(7; 7.1, 7.2) 사이에는 스위치(9; 9.1, 9.2)가 제공되고, 이 스위치를 통해 입력 게이트(3; 3.1, 3.2)가 증폭기 브랜치(5; 5.1, 5.2) 또는 부속된 브릿지 라인(7; 7.1, 7.2)과 연결되며,

증폭기 브랜치(5; 5.1, 5.2) 내에는 증폭기 회로(15; 15.1, 15.2)가 제공되는 증폭기 스위치에 있어서,

입력측에서 증폭기 브랜치(5; 5.1, 5.2)는 입력 게이트(1; 1.1, 1.2)와 연결된 가합 회로 또는 가합점(17)을 통해, 부속된 브릿지 라인(7; 7.1, 7.2)과 연결되며,

브릿지 라인(7; 7.1, 7.2)은 부속된 스위치(9; 9.1, 9.2)의 부속된 스위치 접점(K1)과 가합 회로 또는 가합점(17) 사이에 약 λ/2에 일치하는 전기적 길이를 포함하는 것을 특징으로 하는 증폭기 스위치.
제 3 항에 있어서,

증폭기 회로(15)와 가합 회로 또는 가합점(17) 사이에는 PIN-다이오드(19)가연결되는 것을 특징으로 하는 증폭기 스위치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

제 1 항 또는 제 2 항에 따른 적어도 2개의 증폭기 회로가 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 증폭기 스위치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

제 1 항에 따른 2개 이상의 증폭기 회로(15; 15.1, 15.2)가 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 증폭기 스위치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

스위치(9; 9.1, 9.2)는 릴레이 스위치로 구성되며, 바람직하게는 낮은 처리율 손실을 갖는 릴레이-스위치로 구성되는 것을 특징으로 하는 증폭기 스위치.