KR100394328B1

KR100394328B1 - 반사형 저위상 변화 감쇠기

Info

Publication number: KR100394328B1
Application number: KR10-2001-0010703A
Authority: KR
Inventors: 강원태
Original assignee: (주)알에프씨씨; 강원태
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2003-08-09
Also published as: KR20020070571A

Abstract

본 발명은, 선형화기에 사용되는 반사형 저위상 변화 감쇠기에 관한 것으로, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 반사형 저위상 변화 감쇠기는, 바이어스 전압에 접속되는 입력 및 출력측 저항(R11, R12); 상기 입력 및 출력측 저항(R11, R12)에 각각 접속되는 PIN 다이오드(PD11, PD12); RF 입력 및 출력측 단자에 접속되는 차단 커패시터(C11, C12); 및 상기 입력 및 출력측 차단 커패시터(C11, C12)와 상기 핀 다이오드(PD11, PD12)에 접속되는 90°하이브리드 회로; 로 구성되며, 상기 입력측과 출력측은 대칭을 이루도록 하는 것을 특징으로 하는 바, 본 발명의 감쇠기에 의하면, 감쇠기의 동적범위(Dynamic range) 및 출력단의 반사 특성을 현저하게 개량할 수 있다.

Description

반사형 저위상 변화 감쇠기{REFLECTION TYPE LOW PHASE SHIFT ATTENUATOR}

본 발명은, 대전력증폭기용 선형화기에 사용되는 반사형 저위상 변화 감쇠기에 관한 것이다.

기지국용 대전력증폭기(High Power Amplifier: HPA)와 같은 코렉션증폭기(correction amplifier)는 최소한의 전력으로 압력 및 외부환경의 영향을 받지 않고 시스템이 요구하는 선형성을 만족시키는 것이 중요하며, 단말기의 경우는 최대 출력조건 및 동작대기 상태에서 우수한 효율특성과 선형성 확보가 중요하다.

그런데, 일반적으로 RF 및 마이크로파 회로에 사용된 능동소자의 비선형 특성에 의해 이러한 증폭기는 비선형 회로 특성을 갖는 것이 보통이다. 특히, 대전력증폭기는 최대 전력을 추출하기 위해 주 능동소자인 트랜지스터를 비선형 특성이 강한 포화영역에서 동작시키며, 포화영역에서 동작되는 대전력증폭기의 경우, 이득과 위상이 왜곡되는 것이 보통이다.

또한, 다중 채널을 이용하는 디지털 이동통신 및 위성통신의 경우 대전력증폭기에 2개 이상의 반송파가 입력되어 공동증폭될 때, 포화영역 부근의 비선형 특성으로 인하여 혼변조 신호들이 발생하게 된다.

즉, 2개의 반송파가 대전력증폭기(HPA)를 거쳐 증폭되면, 증폭된 반송파 외에도 여러 혼변조 신호들이 나타나게 된다. 이들 혼변조 신호들은 혼신(cross-talk) 또는 잡음(noise)으로 작용하여 전송품질을 저하시키는 요인이 된다.

이 경우, 대전력증폭기의 포화영역 동작에 따른 비선형 특성을 보상하는 선형화기(linearizer)를 전력증폭기와 함께 사용하게 되면 포화영역에서도 다수 반송파의 공동증폭시 발생하는 혼변조 신호들을 대폭 감소시키면서도 원하는 출력 전력을 얻을 수 있다. 즉, 선형화기를 사용하는 선형전력증폭기(LPA)를 사용하는 경우에는, 원하는 반송파만이 증폭되게 된다.

선형화란 대전력증폭기에 다중채널 신호가 인가될 때 트랜지스터의 포화영역부근의 비선형 특성으로 인하여 신호왜곡(Intermodulation Distortion)성분이 인접채널의 신호에 영향을 주는 것을 최소화시키는 것으로서, 신호왜곡은 여파기로 제거할 수 있으며, 통화품질에 큰 영향을 준다.

그 동안 제안된 선형화 방법은 크게 네 가지로 분류할 수 있으며, 이는 '입력전력 back-off 방식', 'negative feedback 방식', 'predistortion 방식' 및 'feedforward 방식'이 있는 바, 본 발명에서의 선형화기는 피드포워드(feedforward)방식에 관한 것이다.

피드포워드방식이란 대전력증폭기에서 발생된 IMD와 같은 스펙트럼 모양을 가지며 180°위상 차이가 나는 신호를 만들어 대전력증폭기 출력단에서 결합시켜, 주 신호 이외의 신호(IMD)를 제거하는 방식이다. 이 방식은 위성 지구국용 혹은 육상 이동통신 기지국용으로 많이 사용되는 것으로 타 방식에 비하여 개선 효과가 우수하다.

더구나, 본 발명자는, 파일럿톤을 사용하지 않으면서 입력신호 전력의 변화와 다양한 신호에 대한 왜곡을 최소화시키는 것이 가능하며, 지연선로를 사용함으로써 실시간으로 위상제어가 가능한 선형화기를 갖는 선형전력증폭기에 관한 또다른 발명을, 발명의 명칭을 "지연선로를 이용한 선형화기를 갖는 선형전력증폭기"로 하여 동일자로 특허출원하였다.

본 발명은, 상기 본 발명자의 동일자 특허출원에 관한 발명의 선형화기에서, 위상의 변화를 최소화시킨 감쇠기에 관한 것이다.

본 발명의 추가의 목적이나 효과는, 첨부한 도면을 참고하여 기술한 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.

도 1은 일반적인 감쇠기의 등가회로.

도 2는 종래의 투과형 저위상 변화 감쇠기.

도 3은 본 발명과 관련된 반사형 감쇠기.

도 4는 PIN 다이오드의 저항값 변화에 따른 반사계수 크기 특성에 대한 그래프.

도 5는 본 발명과 관련된 개방 스터브(open stub)를 이용한 위상 보상 회로.

도 6은 본 발명에 따른 반사형 구조의 저위상 변화 감쇠기.

도 7은 개방스터브의 저항값 변화에 따른 위상 변화를 보여주는 그래프.

도 8은 본 발명에 따른 저위상 감쇠기의 전기적 특성을 보여준다.

도 9는 투과형과 반사형의 위상변화를 비교하고 있다.

도 10은 투과형과 반사형의 S파라미터(S₂₂)값을 비교하고 있다.

도 11은 본 발명의 감쇠기를 채용하는 선형화기.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 반송파 입력단 2 : 제1 전력분배기

3 : 제1 지연선로 4 : 제1 가변감쇠기

5 : 제1 가변위상 변환기 6 : 주증폭기

7 : 제1 방향성결합기 8 : 제3 방향성 결합기

9 : 제2 전력분배기 10 : 빼기회로

11 : 반송파 출력단

13 : 제2 지연선로 14 : 제2 가변감쇠기

15 : 제2 가변위상 변환기 16 : 보조증폭기

17 : 제2 방향성결합기 18 : 제5 방향성 결합기

19 : 제4 전력분배기

24 : 제1 이득제어기 25 : 제1 위상제어기

28 : 제4 방향성 결합기 29 : 제3 전력분배기

33 : 제3 지연선로 34 : 제2 이득제어기

35 : 제2 위상제어기 38 : 제6 방향성 결합기

39 : 제5 전력분배기

100, 200 : 직렬 PIN 다이오드 300 : 션트 PIN 다이오드

본 발명의 목적을 달성하기 위한 반사형 저위상 변화 감쇠기는, 바이어스 전압에 접속되는 입력 및 출력측 저항(R11, R12); 상기 입력 및 출력측 저항(R11, R12)에 각각 접속되는 PIN 다이오드(PD11, PD12); RF 입력 및 출력측 단자에 접속되는 차단 커패시터(C11, C12); 및 상기 입력 및 출력측 차단 커패시터(C11, C12)와 상기 핀 다이오드(PD11, PD12)에 접속되는 90°하이브리드 회로; 로 구성되며, 상기 입력측과 출력측은 대칭을 이루도록 하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 관련된 피드포워드형 선형화기를 도 11을 참조하여 설명한다.

일반적으로 대전력증폭기에 단일 주파수로 된 입력신호가 인가되면 AM-to-AM과 AM-to-PM 효과에 의해 입력 신호의 크기가 커짐에 따라 출력 이득의 저하와 위상의 지연이 일어난다. 또한 여러 주파수로 된 입력 신호가 입력되면 입력 신호와 동일 주파수를 갖는 출력 신호 외에 각각 다른 비선형 전달 특성을 갖는 혼변조 왜곡 신호 성분들이 발생한다. 대전력증폭기에서 출력에서 발생한 왜곡 신호만을 추출하는 곳을 신호 경로(signal loop)라고 하며, 이 왜곡 신호를 조정하여 대전력증폭기 출력단에 결합시키는 곳을 오차경로(error loop)라고 한다.

즉, 도 11에서 보는 바와 같이, 반송파 입력단(1)을 통해 입력으로 인가된 2개의 반송파는, 전력분배기(2)에 의해 주경로와 보조경로로 똑같은 크기와 위상을 나누어 갖게 된다. 주경로에서는 대전력증폭기(6)에 의해 원하는 출력레벨까지 증폭되면서, 혼변조 왜곡 신호들도 함께 발생된다.

상기 주증폭기(6)의 출력에서 반송파와 혼변조 왜곡 신호 성분들을 방향성 결합기(7)에 의해 일부 추출하여 빼기회로(10)에 인가해 주는 한편, 보조경로에서의 순수한 반송파는 지연선로(3)를 거치고 가변감쇠기(4) 및 가변위상 변환기(5)를 거쳐 역시 상기 빼기회로(10)에 인가한다.

빼기회로에서는 주경로에서 생긴 반송파와 혼변조 왜곡신호들 중에서 혼변조 왜곡신호들만으로 출력하게 된다. 빼기회로에서 얻어진 혼변조 왜곡신호 성분들은 다시 가변감쇠기(14) 및 가변위상 변환기(15)를 거쳐 보조 증폭기(16)에서 적당한 크기로 증폭된 후, 주경로 상의 방향성 결합기(17)로 인가되는 바, 이때 주증폭기(6)에 의해 증폭되었던 신호도 지연선로(13)에 의해 소정 시간동안 지연된 후에 방향성 결합기에서 보조경로로부터의 혼변조 왜곡신호 성분들과 결합된다. 따라서, 주경로상 및 보조경로상의 혼변조 왜곡신호 성분들은 서로 상쇄되고, 증폭된 반송파 신호 성분들만이 출력단으로 출력된다.

여기에서, 가변감쇠기(A)는 대전력증폭기에서 나타나는 혼변조 왜곡신호의 레벨을 맞추어주기 위한 것이고, 가변위상 변환기(Φ)는 주경로에 다시 결합된 때에 역(180°)의 위상을 맞추어주기 위해 미세조정을 하기 위한 것이다. 결국 주경로의 출력단의 결합기(17)에서 결합되기 직전에, 주경로상의 혼변조 신호레벨의 크기와 위상이 반대가 되도록 하여 줌으로써, 선형화기의 최종출력은, 혼변조신호 성분들은 제거되어지고 순수한 반송파만이 남게 된다.

다시, 도 11을 참조하여, 동작 원리를 좀더 상세히 알아보면, 입력 신호는 전력분배기(2)를 통하여 두 개의 신호로 나누어지며, 그 중에서 한 신호는 가변감쇠기(4) 및 가변위상 변환기(5)를 통해 대전력증폭기(6)로 입력되며 이때의 출력 신호는 왜곡 성분을 가지게 된다. 이 신호를 방향성 결합기(7)를 통해 빼기회로(10)에 비교신호로 보낸다. 한편, 상기 전력분배기에서 분배된 또다른 신호는 지연선로(3)를 거쳐 기준신호로서 상기 빼기회로(10)에 인가된다. 한편, 상기 기준신호는 최초 입력 신호가 지연선로(3)를 경유하여 비교 신호의 지연시간을 보상한 빼기회로(10)의 다른 입력 신호이다.

이 과정에서 주 신호 성분은 기준 신호와 비교 신호의 스펙트럼이 일치하도록, 크기제어회로(AGC1)(24)와 위상제어회로(APC1)(25)에 의해 조정된다. 이를 위해, 비교신호에 대해 방향성 결합기(8)가 결합되며, 여기에서 추출된 신호는 전력분배기(9)를 거쳐 크기제어회로(AGC1)(24)와 위상제어회로(APC1)(25)에 인가되고, 기준신호에 대해서도 방향성 결합기(28)가 결합되며, 여기에서 추출된 신호는 전력분배기(29)를 거쳐 크기제어회로(AGC1)(24)와 위상제어회로(APC1)(25)에 인가됨으로써, 상기 크기제어회로(AGC1)(24)와 위상제어회로(APC1)(25)에 의해 상기 가변감쇠기(4) 및 가변위상 변환기(5)가 비교신호의 크기 및 위상을 적절히 변경하도록 한다.

주 신호 성분은 서로 동일 스펙트럼이므로 빼기회로(10)에서 상쇄되어 출력으로서 왜곡 신호만 나타난다. 이 신호는 신호경로에서 크기 및 위상제어 회로(14,15)와 왜곡 신호 증폭기(16)에 의해 대전력증폭기의 왜곡 신호와 크기는 같고 위상이 180°차이가 있는 신호로 조정된다.

역시, 상기 보조회로의 왜곡신호 및 주회로의 왜곡신호 성분들의 스펙트럼이 크기는 같고 위상이 180°차이나도록, 크기제어회로(AGC2)(34)와 위상제어회로(APC2)(35)에 의해 조정된다. 이를 위해, 왜곡신호에 대해 방향성 결합기(38)가 결합되며, 여기에서 추출된 신호는 지연선로(33) 및 전력분배기(39)를 거쳐 크기제어회로(AGC2)(34)와 위상제어회로(APC2)(35)에 인가되고, 증폭된 신호에 대해서도 방향성 결합기(18)가 결합되며, 여기에서 추출된 신호는 전력분배기(19)를 거쳐 크기제어회로(AGC2)(34)와 위상제어회로(APC2)(35)에 인가됨으로써, 상기 크기제어회로(AGC2)(34)와 위상제어회로(APC2)(35)에 의해 상기 가변감쇠기(14) 및 가변위상 변환기(15)가 왜곡신호의 크기 및 위상을 적절히 변경하도록 한다.

결국, 최종 출력단(11) 이전의 방향성 결합기(17)에서, 주경로의 지연선로(13)를 거친 신호와 보조경로의 크기 및 위상이 적절히 변경된 신호가 결합하게 되어, 왜곡 신호는 서로 상쇄되고 주 신호 성분만 남게 되므로 선형화기의 기능을 수행하게 되는 것이다.

그런데, 상술한 선형화기에서 사용되는 가변감쇠기는 중요한 제어회로 중의 하나이며 또한 자동 이득 조정(Automatic Gain Control) 시스템에 널리 사용된다.

감쇠기는 전기적으로 제어가 가능한 저항 성분을 갖고 있는 PIN 다이오드와 GaAs MESFET이 그 소자로 사용되며, 본 발명에서는 PIN 다이오드를 사용한 가변감쇠기의 개량에 관한 것이다.

RF 신호는 크기정보와 위상정보의 2가지 정보를 가지고 있으며, 가변감쇠기는 다음과 같은 구조적인 문제로 감쇠량이 변함에 따라 위상정보의 왜곡을 초래한다. 즉, 일반적인 감쇠기는 도 1과 같이 표현할 수 있으며, 도 1과 같은 구조에서 직렬 임피던스 Z의 S-파라미터는 수학식 1과 같다.

이 때 감쇠량 [α]은 수학식 2와 같이 표현된다.

일반적인 감쇠기의 경우 S₂₁의 위상을 살펴보면 수학식 3과 같다.

따라서, φ는 수학식 4와 같이 표현된다.

즉, 수학식 4로부터 φ는 R의 함수이므로 감쇠량이 변함에 따라 위상 특성이 변화함을 알 수 있다. 이를 해결하기 위해 'Stewart Walker'는 PIN 다이오드를 이용하여 투과형의 구조를 제안하였다. 도 2는 'Stewart Walker'가 제안한 구조에서 변형된 형태로 감쇠량을 증가시키기 위해서 다이오드를 추가로 직렬 연결하였다.

이 회로에서 직렬로 연결된 PIN 다이오드(100, 200)는 감쇠기로써 동작하며 병렬로 연결된 PIN 다이오드(300)는 위상 변화 보상 회로이다. 그 동작 원리를 살펴보면, 우선 PIN 다이오드의 진성영역(Intrinsic layer)의 저항은 수학식 5와 같은 특성을 갖고 있다.

수학식 5에서 알 수 있듯이 도 2에 바이어스를 걸어주면 I₀가 증가하여 R_j=0에 가깝게 된다. 이 때 감쇠량은 최소가 되며 병렬로 연결된 PIN 다이오드의 R_j도 0Ω이 된다. 따라서 A점은 단락이 되며 B점에서 병렬로 연결된 스터브는 단지 전기적 길이가 θ₂인 단락 스터브 만을 감지하게 되므로 R₂에 의한 감쇠는 없게 된다. 반대로 바이어스를 바꾸어 I₀를 줄이게 되면 R_j의 값이 증가하여 이제는 B점에서 병렬로 연결된 스터브 회로가 전체 회로에 영향을 주게 된다. 이때 R_j=0일 때 전체 시스템의 위상을 φ_Rj=0이라 하고 R_j=Max 일 경우의 위상을 φ_Rj=Max라 할 때 θ₁, θ_2,θ₃와 R_j를 임의로 조정하여 φ_Rj=0= φ_Rj=Max가 되도록 할 수 있다면 시스템의 감쇠 특성이 바뀌어도 위상 변화는 일어나지 않는다고 볼 수 있다. 본 발명에서 실험한 변수들의 값은 일례로, R₂=15Ω, θ₁=15°, θ₂=16.46°, θ₃=14.28°이다.

앞에서 설명한 투과형 저위상 변화 감쇠기의 단점은 첫째, 출력단의 반사계수인 S₂₂가 좋지 않다는 것이다. 둘째, 전류로 제어되는 감쇠기이므로 제어를 담당하는 제어회로의 출력 전류량이 제한되어 있을 경우 감쇠량이 줄어들어 자동 이득 제어 회로(AGC)의 가변 범위가 감소한다는 점이다.

본 발명의 목적은, 이상의 단점을 보완하기 위해 후술하는 바와 같은 새로운 구조의 반사형 감쇠기를 구성하는 것이다.

도 3은 기존의 투과형의 감쇠기와는 달리 반사(Reflection) 특성을 이용한 본 발명에 관한 감쇠기이다. 도 3의(a)에서 보듯이, 90°하이브리드를 이용하였기 때문에 A와 A´의 특성이 동일할 경우 좋은 정합 특성을 나타내며 대칭적인 구조를 갖고 있으므로 S₂₂도 같은 특성을 갖게 된다.

이제, 반사형 감쇠기의 동작 원리를 살펴본다. 도 3에서 입력측 임피던스Z_in=50Ω으로 될 경우 입사된 RF신호는 모두 A에서 소모되므로 고립 포트인 부하쪽으로는 RF신호가 전달되지 않게 된다. 따라서 감쇠량은 최대가 된다. 반대로 Z_in=0Ω 또는 최대가 되면 A에서는 전반사가 일어나 입사된 RF신호는 모두 부하쪽으로 전달된다. 이 경우 감쇠량은 0dB이다.

이를 수식적으로 살펴보자. A의 회로가 도 3의 (b) 및 그 등가회로인 (c)에서 보는 바와 같이 가변 저항 R_j와 직렬 저항 Rs, 기생 성분 Ls, C_j로 이루어진 PIN 다이오드라 하면, 이 때의 Z_in은 수학식 6 및 수학식 7과 같이 표현된다.

반사 계수는 수학식 8에서의 정의로부터 수학식 9와 같게 된다.

저항 Rj의 변화에 따른 반사 계수의 절대값의 변화를 구해보면 도 4와 같다. 도 4에서 알 수 있듯이 Z_in=50Ω 근방에서 반사는 최소가 되며 시스템 전체의 감쇠량은 최대가 된다. 반대로 Z_in=0Ω 또는 최대일 때 반사량은 최대가 되어 신호는 손실 없이 부하쪽으로 전달되게 된다. 반사형 감쇠기의 감쇠 특성은 PIN 다이오드의 Rj를 변화시켜줌으로써 가능했다. 도 4에서 알 수 있듯이 Rj의 변화량은 감쇠 특성에 따라 두 구간으로 나뉠 수 있다. 하나는 0Ω ∼ 50Ω 부근 또 하나는 50Ω ∼ 최대 구간이다. Rj의 제어는 바이어스 전류를 변화시켜줌으로써 가능한데 저항이 작아질수록 바이어스 전류가 커져야 하므로 앞서 설명한 전류제한(current limitation)을 피하려면 Rj가 50Ω ∼ 최대 구간에서 동작하도록 설계하는 것이 바람직하다.

도 4는, 일례로 중심주파수 F = 1855MHz에서 Zo = 50Ω, Ls = 1.748nH, Cj = 0.2034pF, Rs=3.342Ω 일 때 PIN 다이오드의 저항값(Rj) 변화에 따른 반사 계수 크기특성을 구한 것이다. 이때 Rj 값이 Cj, Ls 값에 비해 변화량이 크므로 Cj, Ls 값은 일정하다고 가정하였다.

이때 반사형 감쇠기의 위상 특성은 수학식 10과 같다.

수학식 10에서 알 수 있듯이 Rj가 변화함에 따라 위상특성이 바뀐다. 이는 PIN 다이오드의 기생 성분인 Cj, Ls에 의한 것이라 볼 수 있다. 만약 Cj, Ls에 의해 발생되는 성분을 보상할 수 있다면 Rj가 변하더라도 위상 특성에는 변화가 없게 될 것이다. 도 5에서와 같이 개방 스터브를 보상회로로 이용하여 이를 구현해 보았다.

이 경우 개방 임피던스는 수학식 11과 같게 된다.

따라서, 수학식 11을 도 5의 Zin에 적용하면 수학식 12와 같이 표시된다.

도 5(a)는 개방스터브를 이용한 위상 보상 회로의 블록도이고, 도 5(b)는 그 등가회로도이다.

반사계수이므로, φ는 수학식 13과 같이 된다.

Rj=50일 때 전체 시스템의 위상을 φ_Rj=50이라 하고 Rj=Max일 경우의 위상을 φ_Rj=Max라 하자. φ가 θ의 함수이므로 θ값을 조정하여 φ_Rj=0= φ_Rj=Max가 되도록 한다면 위상의 변화없이 감쇠량이 변화하는 감쇠기를 구현할 수 있다.

도 6은, 본 발명에 관한 PIN 다이오드를 이용한 저위상 변화 감쇠기의 회로도이다.

바이어스 전압에 접속되는 입력 및 출력측 저항(R11, R12), 상기 입력 및 출력측 저항에 접속되는 PIN 다이오드(PD11, PD12), RF 입력 및 출력측 단자에 접속되는 차단 커패시터(C11, C12), 그리고 입/출력 커패시터와 핀 다이오드에 접속되는 90°하이브리드 회로로 구성된다.

다이오드는 'Hewlett Packard'사의 'HSMP-4810' PIN 다이오드를 사용할 수 있다. 다이오드의 등가회로는 'DeLoach method'를 이용하여 구했다. 추출 파라미터 값의 일례는 C_j=0.2034 pF, L_s=1.748 nH, R_s=3.342Ω이다.

이 다이오드의 파라미터를 이용하여 'MATHCAD'에 의해 구한 개방스터브의 전기적 길이는 73.1°였으며, 그 때의 시뮬레이션 결과를 도 7에 보였다.

실제 실험에서 사용기판은 'Taconic'사의 'Teflon'기판인 TLC-32를 사용하였으며, 유전율 εr = 3.2이다. 중심 주파수는 1855MHz이며, 도 6에서 개방스터브의 길이 L은 21.4mm, 두께 W는 1.85mm로 하였다. 90°하이브리드는 광대역 특성을 지닌 'Sage'사의 모델명 BJC2 타임으로, 길이는 19.5mm로 할 수 있다.

저위상 변화 감쇠기의 전기적 특성은 도 8과 같다.

도 9 및 도 10은 각각, 투과형과 반사형 감쇠기의 위상 변화량 및 S₂₂특성을 비교한 것이다. 도 9에서 보는 바와 같이, 투과형에 비해 반사형의 경우에 위상 변화량이 작음을 알 수 있다. 아울러, 도 10에서 보듯이, 투과형에 비해 반사형의 경우에 S₂₂특성도 뛰어남을 알 수 있다.

감쇄량(dB[S21])	반사계수(dB[S11])	위상변화량(deg[S21])	다이오드전류(mA)
-1	-16.11	0	0.099
-2	-17.11	0.97	0.248
-3	-17.88	-0.97	0.446
-4	-18.77	-0.83	0.693
-5	-19.14	-0.75	0.891
-6	-19.55	0.72	1.089
-7	-21.03	0.68	1.287
-8	-22.43	-0.69	1.535
-9	-25.83	-0.71	1.733
-10	-26.25	-0.71	2.010
-12	-30.19	0.17	2.327
-14	-32.13	0.34	2.623
-16	-36.68	-0.15	2.871
-18	-38.71	0.37	3.119
-20	-40.11	-0.86	3.317
-22	-39.83	-1.5	3.515
-24	-39.59	-3.4	3.564
-26	-39.32	-5.2	3.614
-28	-39.17	-6.7	3.812
-30	-38.89	-8.3	3.960
-32	-38.22	-9.6	4.059
-34	-35.58	-10.34	4.109

감쇠량(dB)	f-3(dBm)	f+3(dBm)
-1	-68.2	-69.7
-3	-68.6	-69.4
-5	-69.7	-70.1
-8	73.3	-70.7
-11	72.5	-75.4

감쇠량(dB)	f-3(dBm)	f+3(dBm)
-6	-64.7	-67.2
-10	-61.7	-60.0
-16	-66.4	-66.9

이상 본 발명을 첨부도면에 도시된 일 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 당업자가 용이하게 생각해 낼 수 있는 범위내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 한계는 다음의 특허청구범위에 의해서만 한정되어야 한다.

이상 설명한 바와 같이, 기존의 투과형 저위상 변화 감쇠기의 단점을 개선하기 위해서 새로운 형태인 반사형 저위상 변화 감쇠기가 제안되었는 바, 본 발명에 관한 감쇠기에 의하면, 감쇠량이 30dB까지 위상이 3°이내에서 변화하고 입력 단자와 출력단자 모두 반사특성이 17dB 이상 나오는 반사형 저위상 변화 감쇠기가 가능하게 된다.

기존의 투과형 감쇠기는 전류가 수 십mA까지 흐르게 되므로 AGC회로에 사용할 경우 감쇠를 조절하는 제어기의 출력 전류랑이 작을 때 감쇠기의 동적범위(Dynamic range)가 줄어들고 출력단의 반사 특성이 나쁘다는 단점을 가지고 있었다.

그러나, 본 발명에서 제안한 반사형 감쇠기는 다이오드가 놓은 저항으로 동작하게 함으로써 전류 제한 문제를 해결할 수 있고 출력단의 반사특성 또한 90°하이브리드를 이용한 반사형 구조를 사용하여 해결할 수 있었다.

Claims

바이어스 전압에 접속되는 입력 및 출력측 저항(R11, R12);

상기 입력 및 출력측 저항(R11, R12)에 각각 접속되는 PIN 다이오드(PD11, PD12);

RF 입력 및 출력측 단자에 접속되는 차단 커패시터(C11, C12); 및

상기 입력 및 출력측 차단 커패시터(C11, C12)와 상기 핀 다이오드(PD11,PD12)에 접속되는 90°하이브리드 회로;

로 구성되며, 상기 입력측과 출력측은 대칭을 이루도록 하는 것을 특징으로 하는 반사형 저위상 변화 감쇠기.
제 1 항에 있어서,

상기 감쇠기는 개방 스터브(open stub)를 이용하여 위상보상회로 기능을 수행하도록 하는 것을 특징으로 하는 반사형 저위상 변화 감쇠기.