KR200458827Y1 - 고주파 전력증폭회로 - Google Patents

Abstract

본 고안의 실시 예에 따른 고주파 전력증폭회로는 송신 신호를 증폭하여 출력하는 전력증폭모듈; 상기 전력증폭모듈의 전원 입력단에 전원을 공급하는 DC 전원단; 및 상기 전력증폭 모듈의 전원 입력단과, 상기 DC 전원단 사이에 형성되어, 상기 전력증폭 모듈로 공급된 고주파 신호가 상기 DC 전원단으로 유입되는 것을 차단하는 공진 회로를 포함하며, 상기 공진회로는, 상기 전력증폭 모듈의 전원 입력단과 상기 DC 전원단 사이의 트랜스미션 라인과, 상기 트랜스미션 라인에 대해 병렬로 연결된 캐패시터를 포함한다.

고주파, 전력증폭모듈, 트랜스미션 라인, 공진회로

Description

고주파 전력증폭회로{POWER AMPLIFICATION CIRCUIT OF RADIO FREQUENCY}

본 고안의 실시 예는 고주파 전력증폭회로에 관한 것이다.

도 1은 종래 휴대 단말기의 고주파 장치를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 상기 고주파 장치(10)는 전력증폭모듈(11), 커플러(12) 및 듀플렉서(13)를 포함한다. 상기 전력증폭모듈(11)은 입력단(Input)으로 입력되는 송신 신호를 소정의 레벨로 증폭하여 출력단(Ouput)으로 출력하며, 상기 커플러(12)는 상기 전력증폭모듈(11)로부터 증폭된 신호를 듀플렉서(13)로 전달하게 되며, 전력증폭모듈(11)로 다른 신호가 인입되는 것을 차단해 준다. 상기 듀플렉서(13)는 송신단(Tx) 또는 수신단(Rx)으로 스위칭하여, 송신단(Tx) 또는 수신단(Rx)을 안테나 단자(ANT)와 선택적으로 연결시켜 준다.

상기 전력증폭모듈(11)에는 DC 전원단(16)이 연결되며, 상기 DC 전원단(16)과 전력증폭모듈(11) 사이에는 고주파 신호가 DC 전원단(16)으로 빠져나가는 것을 차단하기 위해 쵸크 코일(15)이 형성된다.

상기 쵸크 코일(15)은 λ/4 길이로 형성되어, 기판상에서 큰 면적을 차지하게 되어, 부품 배치에 많은 어려움을 준다. 또한 고주파 모듈을 소형화시키는 데 많은 어려움이 있다.

본 고안의 실시 예는 트랜스미션 라인의 길이를 최소화시켜 줄 수 있는 고주파 전력증폭회로를 제공한다.

본 고안의 실시 예는 트랜스미션 라인에 접지 캐패시터를 병렬로 연결함으로써, 전원단의 오픈 상태를 개선시켜 줄 수 있는 고주파 전력증폭회로를 제공한다.

본 고안의 실시 예에 따른 고주파 전력증폭회로는 송신 신호를 증폭하여 출력하는 전력증폭모듈; 상기 전력증폭모듈의 전원 입력단에 전원을 공급하는 DC 전원단; 및 상기 전력증폭 모듈의 전원 입력단과, 상기 DC 전원단 사이에 형성되어, 상기 전력증폭 모듈로 공급된 고주파 신호가 상기 DC 전원단으로 유입되는 것을 차단하는 공진 회로를 포함하며, 상기 공진회로는, 상기 전력증폭 모듈의 전원 입력단과 상기 DC 전원단 사이의 트랜스미션 라인과, 상기 트랜스미션 라인에 대해 병렬로 연결된 캐패시터를 포함한다.

실시 예에 따른 고주파 전력증폭회로는 트랜스미션 라인의 길이를 줄여 줄 수 있다.

또한 전력증폭모듈에서 DC 전원단에 대해 완전한 오픈 상태로 만들어 줌으로써, DC 전원단으로 누설되는 신호를 완벽하게 차단할 수 있는 효과가 있다.

본 고안의 실시 예에 대해 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 고안의 고주파 장치를 나타낸 도면이다.

도 2를 참조하면, 고주파 장치(100)는 고주파 전력증폭회로(110), 커플러(120) 및 듀플렉서(130)를 포함하며, 송신하고자 하는 고주파 신호를 안테나(140)를 통해 송신하게 된다.

상기 고주파 전력증폭회로(110)는 전력증폭모듈(111), 공진회로(115)로서 트랜스미션 라인(113) 및 캐패시터(114)를 포함하며, 상기 전력증폭모듈(111)은 입력단(Input)으로 고주파 신호를 입력받고, 입력된 고주파 신호를 소정 레벨로 증폭하여 출력단(Output)을 통해 커플러(120)로 출력하게 된다.

상기 커플러(120)는 방향성 결합기로 구현될 수 있으며, 송신되는 고주파 신호를 듀플렉서(130)로 출력해 주며, 듀플렉서(130)에서 역방향으로 유입되는 신호를 차단해 준다.

상기 듀플렉서(130)는 송신단(Tx) 또는 수신단(Rx)으로 스위칭하여, 송신단(Tx) 또는 수신단(Rx)을 안테나 단자(ANT)와 선택적으로 연결시켜 준다.

상기 전력증폭모듈(111)은 DC 전원단(112)을 통해 DC 전원을 인가받게 된다. 상기 DC 전원단(112)과 전력증폭모듈(111) 사이에는 고주파 신호가 DC 전원단으로 빠져나가는 것을 차단하기 위해 공진 회로(115)가 구비된다.

상기 공진 회로(115)는 인덕턴스 값을 갖는 트랜스미션 라인(113) 및 캐패시턴스 값을 갖는 캐패시터(114)로 이루어지며, 상기 트랜스미션 라인(113)은 DC 전원단(112)과 전력증폭모듈(111)의 전원단(Vcc) 사이에 직렬로 연결되며, 기판(미도시)에 마이크로 스트립 라인 또는 스트립 라인 형태로 형성될 수 있다. 상기 캐패시터(114)는 상기 트랜스미션 라인(113)의 타단에 대해 병렬로 연결되며, 타단이 접지된다.

이러한 캐패시터(114)를 트랜스미션 라인(113)에 병렬로 연결해 줌으로써, 트랜스미션 라인(113)의 길이 즉, 스트립 라인의 길이를 줄여줄 수 있다. 이는 스트립 라인의 길이를 λ/4 미만의 길이로 형성시켜 줄 수 있어, 기판에서 차지하는 트랜스미션 라인(113)의 면적이 감소되어, 기판에서의 라운팅과 부품 배치 등의 문제를 해결할 수 있다. 또한 캐패시터(114)를 삽입하여 트랜스미션 라인(113)의 길이를 줄이면서, 전원증폭모듈(111)에서 DC 전원단(112)으로 바라본 임피던스의 크기를 무한대의 값으로 증가시켜 줄 수 있다.

여기서, 트랜스미션 라인(113)의 길이는 캐패시터(114)의 값에 의해 조절할 수 있다. 이는 수학식 1을 참고하면 다음과 같다.

상기 (1/wL)-wC = 0을 만족하기 위해서는 (1/2πfL) - 2fπC = 0이 되어야 한다. 이때 주파수 f는 입력 고주파 신호이고, L 값은 트랜스미션 라인의 인덕턴스 값이며, C는 캐패시터의 캐패시턴스의 값이 된다. 이에 따라 상기 인덕턴스(L) 값과 캐패시턴스(C)의 값이 반비례 관계에 있어, 캐패시턴스(C)의 값에 따다 트랜스미션 라인(13)의 길이를 조절할 수 있다.

도 3의 (a)(b)는 본 고안의 트랜스미션 라인의 길이를 캐패시터 적용 전과 후로 비교한 도면이다.

도 3의 (a)는 모듈 기판(101)에서 캐패시터를 적용하기 전의 트랜스미션 라인(113')의 길이를 나타낸 기판(101)이고, 도 3의 (b)는 본 고안의 실시 예의 모듈 기판에서 캐패시터를 적용한 후의 트랜스미션 라인(113)의 길이를 나타낸 것으로서, 트랜스미션 라인(113)의 길이가 크게 감소됨을 알 수 있다.

도 4의 (a)(b)는 본 고안에 있어서, 트랜스미션 라인에 캐패시터를 적용하기 전과 후 상태에서의 전력증폭모듈에서 전원단을 바라본 임피던스 값을 나타낸 스미스 챠트이다.

도 4는 전력증폭모듈의 전원단에서 DC 전원단을 바라본 임피던스 값을 나타낸 스미스 챠트로서, (a)는 도 3의 (a)에 대한 캐패시터를 적용하지 않는 경우의 임피던스 값(m1)을 나타내고 있으며, (b)는 본 고안의 실시 예에서 캐패시터 및 트랜스미션 라인을 적용한 후의 임피던스 값(m2)을 나타내고 있는 것으로서, 캐패시터 및 트랜스미션 라인을 적용할 경우 임피던스 값이 무한 값을 가지게 되어, 오픈된 상태에서 DC 전원단으로 누설되는 신호를 완벽하게 차단하게 된다.

이러한 고주파 장치는 휴대 단말기 예컨대, 이동통신 단말기, 디지털 멀티미디어 방송 단말기 등의 고주파 모듈에 이용될 수 있으며, 그 기술적 범위 내에서 다양하게 적용할 수 있다.

이상에서 본 고안에 대하여 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 고안을 한정하는 것이 아니며, 본 고안이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 고안의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 고안 의 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 고안의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

도 1은 종래 고주파 장치를 나타낸 도면.

도 2는 본 고안의 실시 예에 따른 고주파 장치를 나타낸 도면.

도 3의 (a)(b)는 본 고안에 있어서, 트랜스미션 라인의 길이를 캐패시터 적용 전과 후로 비교한 도면.

도 4의 (a)(b)는 본 고안에 있어서, 트랜스미션 라인에 캐패시터를 적용하기 전과 후 상태에서의 전력증폭모듈에서 전원단을 바라본 임피던스 값을 나타낸 스미스 챠트.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100 : 고주파 장치 101 : 고주파 모듈 기판

110 : 전력증폭회로 111 : 전력증폭모듈

113 : 트랜스미션 라인 114 : 캐패시터

115 : 공진회로 120 : 커플러

130 : 듀플렉서

Claims (3)

1. 송신 신호를 증폭하여 출력하는 전력증폭모듈;

   상기 전력증폭모듈의 전원 입력단에 전원을 공급하는 DC 전원단; 및

   상기 전력증폭 모듈의 전원 입력단과, 상기 DC 전원단 사이에 형성되어, 상기 전력증폭 모듈로 공급된 고주파 신호가 상기 DC 전원단으로 유입되는 것을 차단하는 공진 회로를 포함하며,

   상기 공진회로는, 상기 전력증폭 모듈의 전원 입력단과 상기 DC 전원단 사이의 트랜스미션 라인과, 상기 트랜스미션 라인에 대해 병렬로 연결된 캐패시터를 포함하는 고주파 전력증폭회로.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 트랜스미션 라인은 마이크로 스트립라인 또는 스트립 라인으로 이루어지는 고주파 전력증폭회로.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 트랜스미션 라인은 λ/4미만의 길이를 갖는 고주파 전력증폭회로.

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