KR20110120331A

KR20110120331A - Ｒｆ 전력 제한기 및 연관 방법

Info

Publication number: KR20110120331A
Application number: KR1020117021928A
Authority: KR
Inventors: 앨런 윌리엄 매스트
Original assignee: 해리스 코포레이션
Priority date: 2009-02-20
Filing date: 2010-02-16
Publication date: 2011-11-03
Also published as: CA2752731A1; WO2010096375A2; US20100216420A1; WO2010096375A3; EP2399329A2; JP2012518385A

Abstract

저항성 RF 신호 전력 제한기는 RF 수신기 시스템에 있어서 안테나와 수신기 회로의 사이에 연결하기 위한 것이다. 수신기 회로는 저잡음 증폭기(LNA)를 포함할 수 있다. 저항성 RF 신호 전력 제한기는 직렬로 연결된 적어도 하나의 PTC 서미스터, 및 적어도 하나의 PTC 서미스터와 기준 전압의 사이에 분로로 연결된 적어도 하나의 NTC 서미스터를 포함할 수 있다.

Description

ＲＦ 전력 제한기 및 연관 방법{RADIO FREQUENCY(RF) POWER LIMITER AND ASSOCIATED METHODS}

본원발명은 라디오 주파수(RF) 통신 분야에 관한 것이고, 더 구체적으로는, RF 수신기에서의 전력 제한기 및 관련 방법에 관한 것이다.

전력 제한기는 여러 통신 시스템에서 흔히 사용된다. 전력 제한기의 기본 기능은 어떤 디바이스들은 충분한 크기의 전계를 받게 될 때 영구적으로 손상될 수 있기 때문에 소정 값 이상의 RF 전력으로부터 민감한 전자부품을 보호하는 것이다. RF 수신 시스템에 있어서, 전형적인 수신기는 저잡음 증폭기(LNA)에 결합된 안테나를 일반적으로 갖는 소위 "RF 프론트 엔드"를 포함한다. 일반적으로 증폭기는 RF 믹서에 피딩되고 순차적으로 검출기 회로를 피딩한다.

또한, 레이더 시스템에서 사용되는 것들과 같은 RF 수신기는 전형적으로 예컨대 많은 전자기 위험을 제기하는 환경에서 동작한다는 것이 이 분야에 알려져 있다. 그러한 환경에 있어서, 예컨대 레이더의 송신기로부터 또는 적대적인 방해전파로부터의 누설에 의해 제공되는 높은 RF 입력 신호 레벨은 높은 입사 전력 레벨의 결과로서 타버리기 쉬운 수신 시스템의 그 회로 부품에 위협을 준다. 예컨대, 일반적으로 레이더 수신기의 RF 프론트 엔드에서 사용되는 LNA는 높은 입사 전력 레벨에 기인하여 손상되기 쉬운 적어도 하나의 전계 효과 트랜지스터를 포함한다.

전형적으로 표준 전력 제한기는 강한 입사 RF 신호를 반사 및 감쇠시키도록 직렬 구성이든지 분로 구성이든지의 단일 또는 다중 다이오드(통상 PIN 다이오드)를 포함한다. 직렬 구성으로 사용될 때, 다이오드는 RF 신호를 반사 및 감쇠시키도록 바이어싱 오프되고, 분로 구성으로 사용될 때 다이오드는 RF 신호를 반사시키도록 바이어싱 온 된다. 어느 구성에 있어서든, PIN 다이오드의 유한 컨덕턴스 특성은 전력 제한기가 전력을 제한할 필요가 없을 때의 정규 동작 동안 RF 신호의 원치않는 반사 및 감쇠와 원치않는 비선형 RF 고조파 신호 생성을 야기시킨다.

PIN 다이오드 RF 제한기 회로의 일유형은 IEEE MTT-S, Vol. II, 1990, Page 757에서 간행된 R.J. Tan 등의 논문 "Dual-Diode Limiter for High-Power/Low-Spike Leakage Applications"에 기술되어 있다. 이 논문은 제1 엔드가 입력 터미널에 결합되고 제2 엔드가 출력 터미널에 결합된 송신 라인을 갖는 제한기를 기술하고 있다. 적어도 하나의 바람직하게는 2개 이상의 PIN 다이오드는 송신 라인과 기준 전위의 사이에 분로로 탑재되어 있다. 2개의 다이오드가 송신 라인을 따라 사분의 일 파장 떨어져 반대 극성으로 놓여 있을 때 성능은 향상된다. 제한기는 2개의 기본 모드로 동작한다. 그 정상적인 비제한 모드로 동작할 때, 제한기는 비교적 낮은 삽입 손실을 갖는다. 그러나, 전력 제한 모드로 동작할 때, PIN 다이오드는 포워드 바이어싱된 도전 상태에 놓이고, 결과로서, 제한기는 입력 전력 신호에 대하여 매우 높은 삽입 손실 특성을 보인다. 제한기는 예컨대 안테나와 같은 입력 신호 소스와, 저잡음 증폭기와 같이 보호를 필요로 하는 회로의 사이에 놓여 있다.

또한, Adlerstein의 미국특허 제5,126,701호 "Avalanche diode limiters"는 회로의 입력 터미널에 제1 엔드가 결합되고 회로의 출력 터미널에 제2 엔드가 결합되는 RF 전파 네트워크를 포함하는 RF 제한기 회로에 관한 것이다. RF 제한기 회로는 다이오드의 제1 엔드의 애노드가 RF 전파 네트워크에 결합되고 다이오드의 제2 엔드의 캐소드가 RF 전파 네트워크에 결합되는 복수의 다이오드를 더 포함한다. 제한기 회로는, 복수의 다이오드의 각각의 양단간 역 바이어스 전압을 분포시키고 RF 전파 네트워크상에 DC 전압을 제공하기 위한 바이어스 네트워크를 포함한다.

회로 보호에 사용되는 제한기의 예는 Bennett 등의 미국특허 제6,853,264호인데, 복수의 송신 라인에 직렬로 연결된 복수의 다이오드를 포함하는 전력 제한기를 개시하고 있다. 서로 다른 송신 라인은 변화하는 수의 직렬 연결된 다이오드를 가질 수 있으므로 그로써 서로 다른 송신 라인을 서로 다른 전압 레벨로 제한할 수 있다. 마찬가지로, Revankar 등의 미국특허 제6,784,837호는 높은 항복 전압 PIN 다이오드를 사용하는 제한기를 포함하는 송신/수신 모듈을 개시하고 있다. 제한기는 역시 높은 전압 PIN 다이오드를 사용하는 송신/수신 스위치 및 서큘레이터와 결합해서 동작하여 수신기 회로에 대한 보호를 제공한다.

상기한 바와 같이, 민감한 시스템 회로는 회로의 민감한 파트를 과도한 입력 전력으로의 노출로부터 아이솔레이팅하도록 역할하는 스위칭 디바이스에 의해 보호될 수 있다. 예컨대, Sharpe 등의 미국특허 제6,552,626호는, PIN 다이오드가 영 바이어스에 있는 때와 같이 바이어스 실패가 존재하는 경우에 송신기의 높은 전력 송신 펄스로부터 수신기를 아이솔레이팅하는 PIN 다이오드 단극 단일-스로우 스위치(SPST)를 포함하는 보호 시스템을 개시하고 있다. 보호 시스템은 송신기와 안테나 사이의 하나의 SPST 스위치 어셈블리, 및 안테나와 수신기 사이의 2개의 SPST 스위치 어셈블리를 사용하여 이러한 아이솔레이션을 달성한다. 마찬가지로, Feldle의 미국특허 제5,446,464호는 송신기 및 수신기 신호 경로에 연결된 송신/수신 스위치를 개시하고 있다. 송신/수신 스위치는 2개의 반도체 다이오드를 포함하고, 각각의 반도체 다이오드는 전력 증폭기의 출력에 결합되어 있다. 전력 증폭기의 출력은 그라운드에 선택적으로 연결되어 단락 회로를 생성할 수 있다.

종래의 다이오드 기반 RF 제한기는 LNA를 보호할 수는 있지만, RF 고조파 및 상호변조 산물의 생성을 통하여 RF 신호를 왜곡시킨다. 높은 수신기 선형성 사양은 LNA가 보호를 필요로 하면서 더 좋은 성능을 요구한다. 어떤 LNA는 높은(예컨대 +20 dBm) 입력 신호 전력을 다룰 수 있지만, 높은 전력 입력 신호의 듀레이션이 늘어남에 따라 성능은 저하되므로, 아주 길게는 아니다. 그래서, 상기된 종래의 다이오드 제한기의 결함을 포함하지 않는 RF 전력 제한기에 대한 필요성이 있다.

따라서, 상기 배경을 볼 때, 본원발명의 목적은 다이오드 제한기 같은 고조파 및 왜곡을 생성하지 않는 라디오 주파수(RF) 전력 제한기를 수신기에 제공하는 것이다.

본원발명에 의한 이들 및 다른 목적, 특징 및 이점은 RF 수신기 시스템에서 안테나와 수신기 회로의 사이에 연결하기 위한 저항성 RF 신호 전력 제한기(resistive radio frequency signal power limiter)에 의해 제공된다. 수신기 회로는 저잡음 증폭기(LNA)를 포함할 수 있다. 저항성 RF 신호 전력 제한기는 안테나와 수신기 회로의 사이에 직렬로 연결된 적어도 하나의 PTC(positive temperature coefficient) 서미스터, 및 적어도 하나의 PTC 서미스터와 기준 전압의 사이에 분로(shunt)로 연결된 적어도 하나의 NTC(negative temperature coefficient) 서미스터를 포함할 수 있다. 저항성 RF 신호 전력 제한기는 예컨대 다이오드-기반 제한기가 그러한 것과 같은 고조파 및 상호변조 왜곡을 생성하지 않는다.

저항성 RF 신호 전력 제한기는 적어도 하나의 NTC 서미스터와 병렬로 연결된 저항성 디바이스를 더 포함할 수 있다. 저항성 디바이스 및 NTC 서미스터는 열적으로 결합될 수 있다. 저항성 RF 신호 전력 제한기는 PTC 서미스터, NTC 서미스터 및 저항성 디바이스를 싣는 마이크로스트립 기판을 더 포함할 수 있다.

일실시예에 있어서, 저항성 RF 신호 전력 제한기는 적어도 하나의 PTC 서미스터의 상류측에 연결된 제1 NTC 서미스터, 및 적어도 하나의 PTC 서미스터의 하류측에 연결된 제2 NTC 서미스터를 더 포함할 수 있다. 저항성 RF 신호 전력 제한기는 제1 NTC 서미스터와 병렬로 연결된 제1 저항성 디바이스, 및 제2 NTC 서미스터와 병렬로 연결된 제2 저항성 디바이스를 더 포함할 수 있다. 그러한 제1 및 제2 저항성 디바이스는 제1 및 제2 NTC 서미스터에 각각 열적으로 결합될 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 적어도 하나의 PTC 서미스터는 제1 및 제2 직렬 연결된 PTC 서미스터를 포함할 수 있다. NTC 서미스터는 제1 및 제2 직렬 연결된 PTC 서미스터의 사이에 기준 전압에 분로로 연결된다. 저항성 RF 신호 전력 제한기는 적어도 하나의 NTC 서미스터와 병렬로 연결된 저항성 디바이스를 더 포함할 수 있다.

본원방법의 일태양은 라디오 주파수(RF) 수신기 시스템의 안테나와 수신기 회로의 사이에 연결하기 위한 저항성 RF 신호 전력 제한기의 제조에 관한 것이다. 본원방법은 안테나와 수신기 회로의 사이에 직렬로 연결하기 위한 적어도 하나의 PTC 서미스터를 제공하는 단계, 및 적어도 하나의 PTC 서미스터와 기준 전압의 사이에 분로로 적어도 하나의 NTC 서미스터를 연결하는 단계를 포함할 수 있다.

그 방법은 적어도 하나의 NTC 서미스터와 병렬로 그에 열적으로 결합되게 저항성 디바이스를 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 마이크로스트립 기판은 PTC 서미스터, NTC 서미스터 및 저항성 디바이스를 싣도록 제공될 수 있다.

본원방법의 일실시예에 있어서, 제1 NTC 서미스터는 적어도 하나의 PTC 서미스터의 상류측에 연결될 수 있고, 제2 NTC 서미스터는 적어도 하나의 PTC 서미스터의 하류측에 연결될 수 있다. 그 방법은 제1 NTC 서미스터와 병렬로 그에 열적으로 결합되게 제1 저항성 디바이스를 연결하는 단계, 및 제2 NTC 서미스터와 병렬로 그에 열적으로 결합되게 제2 저항성 디바이스를 기준 전압에 연결하는 단계를 포함할 수 있다.

다른 실시예에 있어서, 제1 및 제2 PTC 서미스터는 직렬로 연결될 수 있다. 적어도 하나의 NTC 서미스터는 제1 및 제2 직렬 연결된 PTC 서미스터의 사이에서 기준 전압에 연결될 수 있다. 저항성 디바이스는 적어도 하나의 NTC 서미스터와 병렬로 그에 열적으로 결합되게 연결될 수 있다.

도 1은 종래기술에 의한 종래 전력 제한기 또는 파이-감쇠기의 개략선도,
도 2는 본원발명에 의한 RF 신호 전력 제한기의 일실시예의 개략선도,
도 3은 본원발명에 의한 RF 신호 전력 제한기를 포함하는 RF 수신기 시스템을 예시하는 개략적인 블록선도,
도 4는 도 2의 제한기가 있는/없는 수신기 회로에 대한 입력 전력 대 출력 전력의 일예를 예시하는 그래프,
도 5는 본원발명의 일실시예에 의한 RF 신호 전력 제한기의 마이크로스트립 실시예의 사시도, 및
도 6은 본원발명에 의한 RF 신호 전력 제한기의 또다른 실시예의 개략선도.

본원발명은 이제 본원발명의 바람직한 실시예가 도시되어 있는 수반 도면을 참조하여 이하에서 더 완전하게 설명될 것이다. 그러나, 본원발명은 많은 서로 다른 형태로 구체화될 수 있고, 여기서 설명된 실시예들로 국한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 그보다는 이들 실시예는 본원의 개시가 더 철저하고 완전하게 되고 당업자에게 본원발명의 범위를 완전하게 전달하도록 제공되고 있다. 유사한 숫자는 줄곧 유사한 구성요소를 가리킨다.

처음에 도 1을 참조하면, "파이 감쇠기 네트워크"로 알려져 있는 일반적인 감쇠기 회로(10)가 예시되어 있다. 감쇠기는 그 파형을 눈에 띄게 왜곡시키기 않고 신호의 진폭 또는 전력을 감소시키는 전자 디바이스이다. 감쇠기는 증폭기와는 서로 다른 방법에 의해 동작하기는 하지만 사실상 증폭기의 반대이다. 증폭기가 이득을 제공하는 반면, 감쇠기는 손실 또는 1 미만의 이득을 제공한다. 아마도 그러한 감쇠기 회로(10)의 가장 흔한 사용은 50옴 회로와 같은 수신기 회로에서이다.

이제 도 2 및 도 3을 참조하면, 본원발명에 따라 RF 수신기 시스템(12)에서 안테나(22)와 수신기 회로(24)의 사이에 연결하기 위한 저항성 라디오 주파수(RF) 신호 전력 제한기(20)가 이제 설명될 것이다. 빔포머와 같은 다른 구성요소도 수신기 회로(24)와 안테나(22)의 사이에 연결될 수 있다. 그리고 안테나(22)는 당업자에 의해 인식되는 바와 같이 페이즈드 어레이 배열로와 같은 많은 안테나 엘리먼트를 포함할 수 있다. 그러한 수신기 회로(24)는 저잡음 증폭기(LNA; 26)를 포함할 수 있다. 일반적으로, 저항성 RF 신호 전력 제한기(20)는 직렬로 연결된 적어도 하나의 PTC 서미스터(30), 및 적어도 하나의 PTC 서미스터와 기준 전압(34; 예컨대 그라운드)의 사이에 분로로 연결된 적어도 하나의 NTC 서미스터(32)를 포함한다. 저항성 RF 신호 전력 제한기(20)는 NTC 서미스터(32)와 병렬로 기준 전압(34)에 연결된 저항성 디바이스(36)를 더 포함할 수 있다. 저항성 디바이스(36) 및 NTC 서미스터(32)는 열적으로 결합될 수 있다. 50옴 RF 수신기 회로에서 6dB 전력 감축을 위한 표본적인 저항 값이 나타내어져 있다.

서미스터는 그 온도에 따라 변화하는 저항을 갖는 레지스터의 일유형이다. 서미스터는 인러쉬 전류 제한기, 온도 센서, 셀프-리셋팅 과전류 프로텍터 및 셀프-레귤레이팅 히팅 엘리먼트로서 광범위하게 사용된다. 1차 근사로서, 저항과 온도의 관계가 선형이라고 가정하면, ΔR=kΔT이다. 여기서, ΔR은 저항 변화이고, ΔT는 온도 변화이고, k는 저항의 1차 온도 계수이다.

서미스터는 k의 부호에 따라 2개의 유형으로 분류될 수 있다. k가 양이면, 저항은 온도 증가에 따라 증가하고, 디바이스는 PTC(positive temperature coefficient) 서미스터 또는 포지스터라 불린다. k가 음이면, 저항은 온도 증가에 따라 감소하고, 디바이스는 NTC(negative temperature coefficient) 서미스터라 불린다. 서미스터가 아닌 레지스터는 k가 가능한 영에 가깝도록 설계되어서, 그 저항은 광범위한 온도 범위에 걸쳐 거의 일정하게 머물러 있다.

예시된 실시예에 있어서, 저항성 RF 신호 전력 제한기(20)는 기준 전압(34)과 PTC 서미스터(30)의 상류측의 사이에 분로로 연결된 제1 NTC 서미스터(32), 및 기준 전압(34)과 PTC 서미스터(30)의 하류측의 사이에 분로로 연결된 제2 NTC 서미스터(38)를 포함한다. 또한, 저항성 RF 신호 전력 제한기(20)는 제1 NTC 서미스터(32)와 병렬로 기준 전압(34)에 연결된 제1 저항성 디바이스(36), 및 제2 NTC 서미스터(38)와 병렬로 기준 전압(34)에 연결된 제2 저항성 디바이스(40)를 포함하는 것으로 예시되어 있다. 그러한 제1 및 제2 저항성 디바이스(36, 40)는 제1 및 제2 NTC 서미스터(32, 38)에 각각 열적으로 결합될 수 있다.

본원발명의 특징에 따른 저항성 RF 전력 제한기(20)의 일예에 대하여 감쇠 값 대 온도의 표가 아래에 있다. 아래 표의 좌측으로부터 우측으로 보여지는 바와 같이, 온도가 증가함에 따라, 대표적인 PTC 포지스터는 저항 값이 증가하는 반면, NTC 서미스터는 저항 값이 상당히 감소한다. NTC 서미스터는 20에서 도시된 바와 같이 표준 레지스터와 병렬이므로, 2개의 엘리먼트로부터의 저항은 결합하여 4번째 줄에 나타난 바와 같이 총 R분로 저항 값을 생성한다. 포지스터 변화와 R분로 변화의 결합된 효과는 차가운 온도에서의 5.8dB 내지 소정 온도 스케일의 상단에서의 12.2dB의 신호 감쇠기 변화의 결과를 낳는다. 표에서의 마지막 줄은 50옴 임피던스 RF 시스템에 관하여 RF 감쇠기 회로 리턴 로스를 예시하고 있는데, -15.8dB이 여전히 50옴 시스템에서의 주변 컴포넌트로의 양호한 매치를 나타내고 있기는 하지만 감쇠기로부터의 반사는 더 높은 온도에서 조금 증가한다는 것을 보여주고 있다.

다음의 표는 본원발명의 특징에 따른 저항성 RF 전력 제한기(20)의 일예로부터의 여러 측정값을 나타낸다.

이들 측정값에 대하여 전력 증폭기는 전력 레벨을 RF 신호 발생기 소스의 그것보다 더 높게 증가시키는데 사용된다. 1번째 열에 나타난 바와 같이 RF 소스로부터의 입력 전력이 증가됨에 따라, 2번째 열에 도시된 바와 같이 증폭기로부터의 출력 전력은 RF 전력계 상에서 측정되는 증폭기의 최대 출력 전력 27.25dBm에 도달할 때까지 증가된다. 저항성 RF 전력 제한기(20)에서처럼 구성된 감쇠기는 증폭기 후에 놓이고 3번째 열에 나타나 있는 그 출력 신호 전력은 RF 전력계 상에서 측정된다. 4번째 열의, 2개의 측정값간 차이는 제시된 RF 전력 제한 감쇠기의 감쇠 값이다. 전력 레벨이 증가됨에 따라, 감쇠기의 값은 그 입사 전력이 24.43dBm 마크에 도달할 때까지 비교적 불변으로 있는데, 그것은 입력 전력 레벨이 증가됨에 따라 눈에 띄게 그 감쇠를 증가시키기 시작한다. 이 표에 열거된 측정값이 도 4에 그래프로 나타내어져 있다.

이제 도 4를 더 참조하면, 그래프는 도 2의 제한기(20)가 있는/없는 수신기 회로에 대하여 입력 전력 대 출력 전력의 각각의 예 플롯(49a, 49b)을 예시하고 있다.

도 5를 더 참조하면, 저항성 RF 신호 전력 제한기(20)는 적어도 PTC 서미스터(30), NTC 서미스터(32) 및 저항성 디바이스(36)를 싣는 기판(50)을 더 포함할 수 있다. 그러한 실시예는 스트립라인 또는 마이크로스트립 배열을 사용할 수 있다. 스트립라인 회로는 2개의 평행 그라운드 평면의 사이에 샌드위치되는 플랫 금속 스트립을 사용하고, 기판의 절연 재료는 유전체를 형성한다. 스트립의 폭, 기판의 두께 및 기판의 비유전율은 송신 라인인 스트립의 특성 임피던스를 결정한다. 유전체 재료는 중심 컨덕터의 위와 아래에서 서로 다를 수 있다. 동축 케이블처럼 스트립라인은 비분산적이고, 컷오프 주파수를 갖지 않는다. 이웃하는 트레이스간 양호한 아이솔레이션이 달성될 수 있다. 마이크로스트립은 마이크로스트립이 샌드위치되지 않고 그라운드 평면 위에 표면층 상에 있다는 것을 제외하고는 스트립라인 송신 라인과 마찬가지이다. 그러한 실시예는 칩 레지스터/서미스터로 형성될 수 있다.

칩 레지스터는 집적 회로(IC) 칩의 폼 팩터를 갖는 수동 레지스터이다. 전형적으로, 그들은 박막 기술을 사용하여 제조된다. 칩 레지스터에 대하여는 단일 레지스터 구성 및 레지스터 칩 어레이 구성의 2개의 기본 구성이 있다. 단일 칩 레지스터가 단일 저항값을 갖는 표준적인 수동 레지스터이다. 레지스터 칩 어레이는 단일의 패키지 내에 수개의 레지스터를 담고 있다. 양 구성에 대하여, 성능 사양은 저항 범위, 톨러런스, 저항의 온도 계수(TCR), 전력 레이팅, 동작 직류(DC) 전압, 전류 레이팅 및 동작 레지스터를 포함한다. 레지스터 칩 어레이에 대하여, 패키지 내 레지스터의 수 또한 고려해야할 중요한 파라미터이다.

칩 레지스터는 많은 서로 다른 재료로 만들어질 수 있다. 카본-콤포지션 레지스터는 파우더 카본, 절연 재료 및 수지 바인더를 포함한다. 서멧 레지스터는 세라믹 및 금속 재료로 만들어진다. 카본 필름, 세라믹 콤포지션, 금속 합금, 금속 포일, 탄탈륨 및 와이어와운드 칩 레지스터도 흔히 이용될 수 있다. 금속막 레지스터는 하이-그레이드 세라믹 라드상에 저항성 엘리먼트를 퇴적시킴으로써 생산된다. 그들은 금속 산화물 레지스터와 똑같지는 않지만 유사하다. 후막 칩 레지스터는 실크 스크린잉에 유사한 공정에서 베이스상에 저항성 금속 페이스트 또는 잉크를 스텐실링함으로써 만들어진다. 대조적으로, 박막 칩 레지스터는 증착에 의해 형성된 후 특정 값으로 트리밍된다.

또다른 실시예에 있어서, 도 6을 참조하면, 제1 및 제2 직렬 연결된 PTC 서미스터(62, 64)가 제공될 수 있다. NTC 서미스터(66)는 제1 및 제2 직렬 연결된 PTC 서미스터의 사이에서 기준 전압(70)에 연결되어 있다. 저항성 RF 신호 전력 제한기(60)는 NTC 서미스터(66)와 병렬로 기준 전압(70)에 연결된 저항성 디바이스(68)를 더 포함할 수 있다.

본원방법의 일태양은 라디오 주파수(RF) 수신기 시스템(12)의 수신기 회로(24)와 안테나의 사이에 연결하기 위한 저항성 RF 신호 전력 제한기(20)의 제조에 관한 것이다. 그 방법은 안테나(22)와 수신기 회로(24)의 사이에 직렬로 연결하기 위한 적어도 하나의 PTC 서미스터(30)를 제공하는 단계, 및 PTC 서미스터(30)와 기준 전압(34)의 사이에 분로로 적어도 하나의 NTC 서미스터(32)를 연결하는 단계를 포함한다.

그 방법은 NTC 서미스터(32)와 병렬로 열적으로 결합되게 기준 전압(34)에 저항성 디바이스(36)를 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 기판(50)은 PTC 서미스터(30), NTC 서미스터(32) 및 저항성 디바이스(36)를 싣도록 제공될 수 있다.

본원방법의 일실시예에 있어서, 제1 NTC 서미스터(32)는 PTC 서미스터(30)의 상류측과 기준 전압(34)의 사이에 분로로 연결될 수 있고, 제2 NTC 서미스터(38)는 PTC 서미스터(30)의 하류측과 기준 전압(34)의 사이에 분로로 연결될 수 있다. 본원방법은 제1 저항성 디바이스(36)를 제1 NTC 서미스터(32)와 병렬로 열적으로 결합되게 기준 전압(34)에 연결하는 단계, 및 제2 저항성 디바이스(40)를 제2 NTC 서미스터(38)와 병렬로 열적으로 결합되게 기준 전압(34)에 연결하는 단계를 포함할 수 있다.

또다른 실시예에 있어서, 제1 및 제2 PTC 서미스터(62, 64)는 직렬로 연결될 수 있다. NTC 서미스터(66)는 제1 및 제2 직렬 연결된 PTC 서미스터(62, 64)의 사이에서 기준 전압(70)에 연결될 수 있다. 저항성 디바이스(68)는 NTC 서미스터(66)와 병렬로 열적으로 결합되게 기준 전압(70)에 연결될 수 있다.

본원의 접근법에서의 수동 저항성 디바이스 및 서미스터는 종래의 반도체 다이오드 제한기와 같은 고조파 및 왜곡을 생성하지 않는다. NTC 및 PTC 서미스터의 사용은 신호 레벨 대비 경로 감쇠를 증가시킨다. 예컨대, 전력이 증가함에 따라, 소비된 전력에 기인하여 온도가 증가하고, 그후 서미스터의 저항을 변화시키는 작용을 한다. 수신기 회로 및 LNA에서의 입사 신호 레벨은 부가적인 감쇠 및 반사를 통하여 감소된다.

더하여, 박막 및 후막 레지스터 및 서미스터 재료를 제조하는 숙성 퇴적 및 프린팅 방법에 기인하여, 본원발명의 다양한 대안의 실시예가 존재한다. 예컨대, 서미스터 재료는 종래의 칩 서미스터에서처럼 절연성 재료 상에 프린팅될 수 있고, 그후 얇은 절연성 층이 도포되고, 그 위에 저항성 층이 도포된다. 이것은 도 5의 양 칩 컴포넌트(32, 36)와 동일한 기능성을 갖는 단일 칩 컴포넌트의 결과로 된다. 부가적으로, 저항성 층의 밀접한 콘택트는 또한 레지스터 엘리먼트로부터 서미스터 엘리먼트로 열을 효율적으로 전달할 것인데, 이 감쇠기를 위한 제한 메카니즘을 생성할 수 있다.

Claims

안테나;
수신기 회로; 및
상기 안테나와 상기 수신기 회로의 사이에 연결된 저항성 RF 신호 전력 제한기로서, 상기 안테나와 상기 수신기 회로의 사이에 직렬로 연결된 적어도 하나의 PTC 서미스터, 및 상기 적어도 하나의 PTC 서미스터와 기준 전압의 사이에 분로로 연결된 적어도 하나의 NTC 서미스터를 포함하는 상기 저항성 RF 신호 전력 제한기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 수신기 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 저항성 RF 신호 전력 제한기는 상기 적어도 하나의 NTC 서미스터와 병렬로 연결된 저항성 디바이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 수신기 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 저항성 디바이스 및 상기 NTC 서미스터는 열적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 RF 수신기 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 저항성 RF 신호 전력 제한기의 상기 적어도 하나의 NTC 서미스터는 상기 적어도 하나의 PTC 서미스터의 상류측에 연결된 제1 NTC 서미스터, 및 상기 적어도 하나의 PTC 서미스터의 하류측에 연결된 제2 NTC 서미스터를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 수신기 시스템.
제4 항에 있어서,
상기 저항성 RF 신호 전력 제한기는 상기 제1 NTC 서미스터와 병렬로 연결된 제1 저항성 디바이스, 및 상기 제2 NTC 서미스터와 병렬로 연결된 제2 저항성 디바이스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 수신기 시스템.
제5 항에 있어서,
상기 제1 저항성 디바이스 및 상기 제2 저항성 디바이스는 상기 제1 NTC 서미스터 및 상기 제2 NTC 서미스터에 각각 열적으로 결합되는 것을 특징으로 하는 RF 수신기 시스템.
RF 수신기 시스템의 수신기 회로와 안테나의 사이에 연결하기 위한 저항성 RF 신호 전력 제한기를 사용하는 방법으로서,
상기 수신기 회로와 상기 안테나의 사이에 직렬로 연결하기 위한 적어도 하나의 PTC 서미스터를 제공하는 단계; 및
상기 적어도 하나의 PTC 서미스터와 기준 전압의 사이에 분로로 적어도 하나의 NTC 서미스터를 연결하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항성 RF 신호 전력 제한기를 사용하는 방법.
제7 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 NTC 서미스터와 병렬로 열적으로 결합되게 저항성 디바이스를 연결하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저항성 RF 신호 전력 제한기를 사용하는 방법.
제7 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 NTC 서미스터를 연결하는 단계는 상기 적어도 하나의 PTC 서미스터의 상류측에 제1 NTC 서미스터를 연결하는 단계, 및 상기 적어도 하나의 PTC 서미스터의 하류측에 제2 NTC 서미스터를 연결하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 저항성 RF 신호 전력 제한기를 사용하는 방법.
제9 항에 있어서,
상기 제1 NTC 서미스터와 병렬로 열적으로 결합되게 제1 저항성 디바이스를 연결하는 단계; 및
상기 제2 NTC 서미스터와 병렬로 열적으로 결합되게 제2 저항성 디바이스를 연결하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 저항성 RF 신호 전력 제한기를 사용하는 방법.