KR101301816B1 - 증폭기 스위치로 동작하는 다기능 ｍｍｉｃ - Google Patents

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Abstract

증폭기 스위치로 동작하는 다기능 MMIC가 개시된다. 복수의 증폭기들의 입력 또는 출력을 적절히 연결하여 스위치를 구성하고 이를 이용하여 MMIC의 송신 모드 또는 수신 모드를 선택함으로써 삽입 손실을 줄일 수 있다. 또한, 잡음 특성, 전력 특성 및 이득 특성을 개선할 수 있다.

Description

증폭기 스위치로 동작하는 다기능 ＭＭＩＣ{MULTI-FUNCTION MICROWAVE MONOLITHIC INTEGRATED CIRCUIT OPERATING WITH AMPLIFIER SWITCH}
본 발명의 실시예들은 스위치를 사용하는 다기능 MMIC 에 관한 것이다.
다기능 MMIC는 위상배열 레이더시스템용 트랜지스터 모듈에 사용되는 핵심 부품으로서 송신/수신 모드 결정, 디지털 위상천이, 디지털 감쇠 등의 기능을 가진다. 또한 다기능 MMIC는 송신 모드일 때 트랜지스터 모듈의 전력증폭기 (HPA)를 구동시키고, 수신 모드일 때 트랜지스터 모듈의 저잡음 증폭기(LNA)의 다음 단에 위치하여 신호를 증폭한다. 따라서 다기능 MMIC는 고전력 특성과 저잡음 특성이 요구된다.
SPDT(Single Pole Double Throw) 수동 스위치는 다기능 MMIC 내에 사용되어 수신 모드 또는 송신 모드를 결정한다. 그런데 SPDT 수동 스위치는 일반적으로 -3 ~ -2 dB의 신호 손실 특성이 있다. 그리고 SPDT 수동 스위치는 다기능 회로 MMIC의 입력 및 출력에 배치되므로 결과적으로 다기능 MMIC의 신호 이득을 -6 ~ -4 dB 저하시킨다.
본 발명의 실시예들은 증폭기를 이용한 스위치에 의해 동작하는 다기능 MMIC를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 다기능 고주파 단일 집적 회로(MMIC)는 공통 포트, 수신 입력 포트, 송신 출력 포트; 상기 포트들에 연결되고 복수의 증폭기들을 포함하는 스위치; 및 상기 스위치를 통해 입력된 신호를 처리하고 출력하는 다기능 신호 처리부를 포함하고, 상기 스위치는 상기 복수의 증폭기들을 이용하여 수신 모드 또는 송신 모드를 선택하고, 상기 수신 모드에서 상기 수신 입력 포트, 상기 다기능 신호 처리부 및 상기 공통 포트는 순차적으로 연결되고, 상기 송신 모드에서 상기 공통 포트, 상기 다기능 신호 처리부 및 상기 송신 출력 포트는 순차적으로 연결된다.
상기 스위치는 제1 증폭기 내지 제4 증폭기를 포함하고, 상기 제1 증폭기의 입력은 상기 수신 입력 포트와 연결되고, 상기 제1 증폭기의 출력 및 상기 제2 증폭기의 출력이 상기 다기능 신호 처리부의 입력과 연결되며, 상기 제2 증폭기의 입력 및 상기 제3 증폭기의 출력이 공통 포트와 연결되고, 상기 제3 증폭기의 입력 및 상기 제4 증폭기의 입력이 상기 다기능 신호 처리부의 출력과 연결되고, 상기 제4 증폭기의 출력이 상기 송신 출력 포트와 연결될 수 있다.
상기 제1 증폭기 및 상기 제2 증폭기는 저잡음 증폭기(Low-Noise Amp; LNA)이고, 상기 제3 증폭기 및 상기 제4 증폭기는 구동 증폭기(Driving Amp; DRA)일 수 있다.
상기 송신 모드는 상기 제1 증폭기 및 상기 제3 증폭기는 비활성화(off) 상태이고 상기 제2 증폭기 및 상기 제4 증폭기는 활성화(on) 상태여서 상기 공통 포트 및 상기 송신 출력 포트가 연결될 수 있다.
상기 수신 모드는 상기 제2 증폭기 및 상기 제4 증폭기는 비활성화(off) 상태이고 상기 제1 증폭기 및 상기 제3 증폭기는 활성화(on) 상태여서 상기 수신 입력 포트 및 상기 공통 포트가 연결될 수 있다.
상기 스위치는 송/수신 모드 제어 신호에 의해 송신 모드 또는 수신 모드 중 어느 하나를 선택할 수 있다.
상기 다기능 신호 처리부는 저잡음 증폭기, 구동 증폭기, 디지털 위상 천이기 및 디지털 감쇠기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 복수의 증폭기들 각각은 캐스코드(Cascode)된 공통 에미터 이종 접합 쌍극자 트랜지스터(Hetero-junction Bipolar Transistor; HBT) 및 공통 베이스 이종 접합 쌍극자 트랜지스터를 포함할 수 있고, 상기 공통 베이스 이종 접합 쌍극자 트랜지스터의 베이스 바이어스에 연결된 송/수신 모드 제어 신호에 의해 상기 공통 베이스 이종 접합 쌍극자 트랜지스터의 동작 여부를 제어할 수 있다.
상기 복수의 증폭기들 각각은 상기 증폭기들 각각의 입력과 상기 공통 에미터 이종 접합 쌍극자 트랜지스터의 베이스 사이에 연결되어 상기 공통 에미터 이종 접합 쌍극자 트랜지스터의 베이스 전압을 조절하는 입력 정합부; 및 상기 증폭기들 각각의 출력과 상기 공통 베이스 이종 접합 쌍극자 트랜지스터의 콜렉터와 연결되어 출력 전압을 조절하는 출력 정합부를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 증폭기들 각각은 상기 송/수신 모드 제어 신호 및 상기 공통 베이스 이종 접합 쌍극자 트랜지스터의 베이스 사이에 연결되어 상기 송/수신 모드 제어 신호를 상기 공통 베이스 이종 접합 쌍극자 트랜지스터를 작동할 수 있는 베이스 전압으로 변환하는 바이어스 회로부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 다기능 고주파 단일 집적 회로(MMIC)를 구성 하는 방법은 제1 증폭기의 입력을 수신 입력 포트와 연결하는 단계; 상기 제1 증폭기의 출력 및 제2 증폭기의 출력을 입력된 신호를 처리하여 출력하는 다기능 신호 처리부의 입력과 연결하는 단계; 상기 제2 증폭기의 입력 및 제3 증폭기의 출력을 공통 포트와 연결하는 단계; 상기 제3 증폭기의 입력 및 상기 제4 증폭기의 입력을 다기능 신호 처리부의 출력과 연결하는 단계; 및 상기 제4 증폭기의 출력을 송신 출력 포트와 연결하는 단계를 포함한다.
상기 복수의 증폭기들이 활성화되는지 여부에 따라 수신 모드 또는 송신 모드 중 어느 하나가 선택되고, 상기 수신 모드에서 상기 수신 입력 포트, 상기 다기능 신호 처리부 및 상기 공통 포트는 순차적으로 연결되고, 상기 송신 모드에서 상기 공통 포트, 상기 다기능 신호 처리부 및 상기 송신 출력 포트는 순차적으로 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면 복수의 증폭기들의 입력 또는 출력을 적절히 연결하여 스위치를 구성하고, 상기 스위치를 이용하여 MMIC의 송신 모드 또는 수신 모드를 선택함으로써 삽입 손실을 줄일 수 있다. 또한, 잡음 특성, 전력 특성 및 이득 특성을 개선할 수 있다.
도 1은 SPDT 스위치를 이용한 다기능 MMIC의 예시를 나타낸 도면이다.
도 2는 증폭기를 이용한 스위치를 포함하는 다기능 MMIC의 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 도2에 도시된 스위치에 사용되는 증폭기의 예를 도시한 도면이다.
도 4는 증폭기를 이용한 스위치를 포함하는 다기능 MMIC 구성 방법을 나타낸 플로우차트이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 SPDT 스위치를 이용한 다기능 MMIC의 예시를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, SPDT(Single Pole Double Throw) 스위치를 이용한 다기능 MMIC는 공통 포트(Common port; 112), 수신 입력 포트(Rx input port; 111) 및 송신 출력 포트 (Tx output port; 113) 등 세 개의 무선 주파수 포트(Radio Frequency port)를 포함한다. 그리고 송신 모드 또는 수신 모드를 선택하기 위한 수동 SPDT 스위치 (120)를 포함한다.
그리고 수동 SPDT 스위치(120)는 다기능 신호 처리부(130)의 입력과 연결된다. 다기능 처리부는 다음과 같은 구성을 포함한다.
다기능 신호 처리부(130)는 잡음 지수(Noise Factor)를 개선시키고 다기능 MMIC의 신호 이득을 얻기 위한 두 개의 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier; LNA)(131, 132), 5 또는 6 비트의 디지털 위상 천이기(Phase Shifter)(133), 전력 특성 향상과 신호 이득을 얻기 위한 구동 증폭기(Driving Amplifier; DRA)(134)를 포함한다. 또한 5 또는 6 비트의 디지털 감쇠기(Attenuator)(135) 및 전력 특성 향상과 신호 이득을 얻기 위한 구동 증폭기(DRA)(136)를 포함한다. 다기능 신호 처리부(130)의 출력은 다시 SPDT 스위치(120)를 거쳐 최종 전력 특성 향상과 신호 이득을 얻기 위한 구동 증폭기 (DRA) (114)와 연결된다.
그리고 송신 모드 또는 수신 모드를 선택하는 송/수신 모드 제어 신호는 디지털 직/병렬 변환기 (Digital Serial-to-Parallel Converter)(140)를 거쳐서 SPDT 스위치(120), 디지털 위상 천이기(133), 디지털 감쇠기(135)에 공급된다.
수신 모드는 수신 입력 포트(111) 및 저잡음 증폭기(131)의 입력을 연결되고, 공통 포트 (112) 및 저잡음 증폭기(131)의 입력은 연결이 끊어지도록 SPDT 스위치(120)를 작동한다. 그리고 구동 증폭기(136)의 출력과 공통 포트(112)는 연결되고, 구동 증폭기(136)의 출력과 송신 출력 포트(113)의 구동증폭기(114)의 입력은 연결이 끊어지도록 SPDT 스위치(120)를 작동한다.
송신 모드는 수신 입력 포트(111)와 저잡음 증폭기(131)의 입력은 연결이 끊어지고, 공통 포트(112)와 저잡음 증폭기(131)의 입력은 연결되도록 SPDT 스위치(120)를 작동한다. 그리고 구동 증폭기(136)의 출력과 공통 포트(112)는 연결이 끊어지고, 구동 증폭기(136)의 출력과 송신 출력 포트(113)의 구동증폭기(114)의 입력은 연결되도록 SPDT 스위치(120)를 작동한다.
도 2는 증폭기를 이용한 스위치를 포함하는 다기능 MMIC의 예를 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 증폭기를 이용한 스위치를 포함하는 다기능 MMIC는 외부 신호를 수신하는 수신 입력 포트(211), 신호의 송신 과정 또는 수신 과정 모두에서 공통적으로 사용되는 공통 포트(212), 신호를 송신하는 송신 출력 포트(212), 상기 포트들에 연결되고 복수의 증폭기들을 포함하는 스위치(220) 및 스위치(220)를 통해 입력된 신호를 처리하고 출력하는 다기능 신호 처리부(230)를 포함한다.
복수의 증폭기들을 포함하는 스위치(220)는 제1 증폭기(221) 내지 제4 증폭기(224)를 포함한다.
제1 증폭기(221)의 입력은 수신 입력 포트(211)와 연결되고 제1 증폭기(221)의 출력 및 제2 증폭기(222)의 출력은 다기능 신호 처리부(230)의 입력과 연결된다. 제2 증폭기(222)의 입력 및 제3 증폭기(223)의 출력은 공통 포트(212)와 연결되고 제3 증폭기(223)의 입력 및 제4 증폭기(224)의 입력은 다기능 신호 처리부(230)의 출력과 연결된다. 그리고 제4 증폭기(224)의 출력은 송신 출력 포트(213)와 연결된다.
여기서 제1 증폭기(221) 및 제2 증폭기(222)는 저잡음 증폭기(Low-Noise Amp; LNA)일수 있다. 저잡음 증폭기는 잡음 지수(noise Factor; NF)가 낮도록 동작점과 매칭 포인트를 잡아서 설계된 증폭기로서, 보통 1.5~2.5 사이의 잡음 지수 값이 요구된다. 무선 주파수(Radio Frequency; RF)의 수신 입력 포트(211)가 수신한 전력은 감쇠 및 잡음의 영향으로 인해 매우 낮은 전력 레벨을 갖고 있다. 따라서 증폭이 필요한데, 이미 외부에서 많은 잡음을 포함해서 날아온 신호이므로 무엇보다도 잡음을 최소화하는 증폭기능이 필요하다. 따라서 저잡음 증폭기의 사용이 필요하다.
제3 증폭기(223) 및 제4 증폭기(224)는 구동 증폭기(Driving Amp; DRA)일 수 있다. 구동 증폭기가 사용되는 이유는 다음과 같다. 송신 단에서 안테나를 통해 송신할 신호는 전력 증폭기(Power Amp)를 통해 높은 전력으로 증폭되어야 한다. 그러나 증폭기 구조 특성상 높은 전력을 얻으면서 동시에 높은 이득(gain)을 얻기는 힘들다. 따라서 전력 증폭기를 구동시키기 위해 전력 증폭기 전단에 높은 이득을 갖는 구동 증폭기를 사용하여 전력 증폭이 제대로 이루어지도록 할 수 있다.
복수의 증폭기들을 포함하는 스위치(220)는 송신 모드 또는 수신 모드에 따라 다음과 같이 동작한다. 수신 모드는 수신 입력 포트(211), 다기능 신호 처리부(230) 및 상기 공통 포트(212)를 순차적으로 연결하여 신호의 수신 과정에 사용될 수 있다. 송신 모드는 공통 포트(212), 다기능 신호 처리부(230) 및 상기 송신 출력 포트(213)를 순차적으로 연결하여 신호의 송신 과정에 사용될 수 있다.
이에 따른, 송신 모드 및 수신 모드 각각의 증폭기들의 연결관계는 다음과 같다. 수신 모드일 때는, 제2 증폭기(222) 및 제4 증폭기(224)는 비활성화(off) 상태가 되도록 전압이 인가되고 제1 증폭기(221) 및 제3 증폭기(223)는 활성화(on) 상태가 되도록 전압이 인가된다. 따라서 수신 모드일 때 스위치는 다기능 신호 처리부(230)의 입력을 수신 입력 포트(211)에 연결하고, 다기능 신호 처리부(230)의 출력을 공통 포트(212)에 연결할 수 있다.
송신 모드일 때는, 제1 증폭기(221) 및 제3 증폭기(223)는 비활성화(off) 상태가 되도록 전압이 인가되고 제2 증폭기(222) 및 제4 증폭기(224)는 활성화(on) 상태가 되도록 전압이 인가된다. 따라서 송신 모드일 때 스위치는 다기능 신호 처리부(230)의 입력을 공통 포트(212)에 연결하고, 다기능 신호 처리부(230)의 출력을 송신 출력 포트(213)에 연결할 수 있다.
송신 모드 또는 수신 모드는 송/수신 모드 제어 신호에 의해 결정된다. 송/수신 모드 제어 신호는 디지털 직/병렬 변환기(240)를 거쳐서 스위치(220) 내부의 제1 증폭기(221) 내지 제4증폭기(224) 각각에 전달되고, 송/수신 모드 제어 신호에 의해 제1 증폭기(221) 내지 제4증폭기(224) 각각의 활성화 여부가 제어된다. 또한 송/수신 모드 제어 신호는 디지털 위상 천이기(232) 및 디지털 감쇠기(234)에도 전달된다.
송/수신 모드 제어 신호로 인가되는 전압은 증폭기가 활성화 상태일 경우 5V (TTL) 혹은 3.3V (LVTTL)로, 비활성화 상태일 경우 0V로 설정할 수 있다. 일반적으로 GaAs 다기능 MMIC의 경우에는 TTL 신호를 사용하고 BiCMOS 다기능 MMIC의 경우에는 LVTTL 신호를 사용할 수 있다.
다기능 신호 처리부(230)는 잡음 지수(Noise Factor)를 개선시키고 다기능 MMIC의 신호 이득을 얻기 위한 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier; LNA)(231), 5 또는 6 비트의 디지털 위상 천이기(Phase Shifter)(232), 전력 특성 향상과 신호 이득을 얻기 위한 구동 증폭기(Driving Amplifer; DRA)(233)를 포함한다. 또한 신호의 크기를 감쇠하는 5 또는 6 비트의 디지털 감쇠기(Attenuator)(234) 및 전력 특성 향상과 신호 이득을 얻기 위한 구동 증폭기(DRA)(235)를 포함한다. 다기능 신호 처리부(230)의 출력은 다시 스위치(220)와 연결된다. 이러한 다기능 신호 처리부(230)는 입력된 신호를 다양한 수단과 방법으로 처리하여 출력한다. 따라서 다기능 신호 처리부(230)의 구성 또는 연결 관계는 꼭 상술한 바와 같이 한정되지 않으며 당업자에 의해 자유롭게 변형된 실시예를 포함할 수 있다.
도2에 도시된 증폭기를 이용한 스위치를 포함하는 다기능 MMIC는 도 1의 다기능 MMIC에 비해 증폭기 2개(222,223)가 추가되었지만 송신 모드 또는 수신 모드가 선택됨에 따라 2개의 증폭기가 활성화 상태가 되고 다른 2개의 증폭기는 비활성화 상태가 되므로 증폭기가 추가되었다고 해서 소모 전력이 증가하지는 않는다.
또한 수신 모드의 경우, 출력(공통 포트(212) 앞)단에 추가된 구동 증폭기(223)에 의해 증가된 이득을 얻을 수 있다.
상술한 바와 같이 증폭기를 이용한 스위치를 포함하는 다기능 MMIC는 입력과 출력에 연결된 SPDT 수동 스위치를 사용한 경우에 비해 신호 손실을 줄일 수 있다. 이러한 신호 손실은 잡음 특성 및 전력 특성을 열화시키는 것이고 따라서 본 발명의 일 실시예에 의한 증폭기를 이용한 스위치를 포함하는 다기능 MMIC는 향상된 잡음 특성 및 전력 특성을 얻을 수 있다.
도 3은 도2에 도시된 스위치에 사용되는 증폭기의 예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 상기 스위치에 사용되는 증폭기는 BiCMOS 공정을 이용한 SiGe HBT 증폭기일 수 있다.
상기 증폭기는 캐스코드(Cascode)형 증폭기로서 공통 에미터(common emitter) 이종 접합 쌍극자 트랜지스터(Hetero-junction Bipolar Transistor; HBT)(311) 및 공통 베이스(common base) 이종 접합 쌍극자 트랜지스터(Hetero-junction Bipolar Transistor; HBT(312)를 포함한다. 여기서 공통 베이스 HBT(312)의 에미터는 공통 에미터 HBT(341)의 콜렉터와 연결되어 있다. 그리고 상기 증폭기는 입력 포트(321), 출력 포트(322), 입력 정합부(341), 출력 정합부(342) 및 바이어스 회로부(343)를 포함한다.
크기가 고정된 전압원(331)에 의해 공통 에미터 HBT(311)의 베이스 바이어스가 공급되고, 크기가 고정된 전압원(332)에 의해 공통 베이스 HBT(312)의 콜렉터 바이어스가 공급된다.
공통 베이스 HBT(312)의 베이스에는 상기 스위치의 송/수신 모드 제어 신호(333)가 연결된다. 여기서 송/수신 모드 제어 신호는 LVTTL 신호일 수 있고, 3.3V(해당 증폭기가 활성화(on)일 경우) 또는 0V(해당 증폭기가 비활성화(off)일 경우)를 공통 베이스 HBT(312)의 베이스에 공급할 수 있다.
바이어스 회로부(343)는 송/수신 모드 제어 신호와 상기 공통 베이스HBT(312) 베이스 사이에 연결되어 송/수신 모드 제어 신호를 공통 베이스 HBT(312)를 작동할 수 있는 베이스 전압으로 변환한다.
바이어스 회로부(343)는 송/수신 모드 제어 신호인 LVTTL 신호(3.3V)를 적절한 공통 베이스 HBT(312)의 베이스 전압으로 변환할 수 있다. 공통 베이스 HBT(312)의 베이스 전압이 0V가 될 경우 공통 베이스 HBT(312)가 비활성화(off) 상태가 되므로 증폭기로서 동작을 하지 않고, 공통 베이스 HBT(312)의 베이스 전압이 3.3 V가 될 경우(즉, 적절한 바이어스 전압 공급되는 경우) 공통 베이스 HBT(312)가 활성화(on)되어 증폭기로서 정상적으로 작동한다.
입력 정합부(341)는 상기 증폭기의 입력과 공통 에미터 HBT(311) 베이스 사이에 연결되어 공통 에미터 HBT(311)의 베이스 전압을 조절한다. 그리고 삽입 손실을 줄일 수 있다.
출력 정합부(342)는 상기 증폭기의 출력과 상기 공통 베이스 HBT(312)의 콜렉터와 연결되어 증폭기의 출력 전압을 조절한다. 그리고 삽입 손실을 줄일 수 있다.
도 4는 증폭기를 이용한 스위치를 포함하는 다기능 MMIC 구성 방법을 나타낸 플로우차트이다.
도 4를 참조하면, 제1 증폭기의 입력을 MMIC의 수신 입력 포트와 연결한다(410).
그리고 제1 증폭기의 출력 및 제2 증폭기의 출력을 입력된 신호를 처리하여 출력하는 다기능 신호 처리부의 입력과 연결한다(420).
그리고 제2 증폭기의 입력 및 제3 증폭기의 출력을 MMIC의 공통 포트와 연결한다(430).
그리고 제3 증폭기의 입력 및 제4 증폭기의 입력을 다기능 신호 처리부의 출력과 연결한다(440).
그리고 제4 증폭기의 출력을 MMIC의 송신 출력 포트와 연결한다(450).
여기서 상기 각 단계들(410 내지 450)의 수행 순서는 자유롭게 변경될 수 있다.
그리고 상기 제1 증폭기 내지 제4 증폭기들이 활성화되는지 여부에 따라 수신 모드 또는 송신 모드 중 어느 하나가 선택될 수 있다. 상기 수신 모드는 상기 수신 입력 포트, 상기 다기능 신호 처리부 및 상기 공통 포트가 순차적으로 연결되고, 상기 송신 모드는 상기 공통 포트, 상기 다기능 신호 처리부 및 상기 송신 출력 포트가 순차적으로 연결될 수 있다.
지금까지 본 발명의 실시예에 따른 증폭기를 이용한 스위치를 포함하는 다기능 MMIC 구성 방법에 대해 설명하였다. 본 증폭기를 이용한 스위치를 포함하는 다기능 MMIC 구성 방법에는 앞서 도 1내지 도 3과 관련하여 다양한 실시예를 통하여 상술한 내용이 그대로 적용될 수 있으므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략하도록 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 방법들은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. (컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.)
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
221: 저잡음 증폭기

Claims (12)

  1. 공통 포트, 수신 입력 포트, 송신 출력 포트;
    상기 포트들에 연결되고 복수의 증폭기들을 포함하는 스위치; 및
    상기 스위치를 통해 입력된 신호를 처리하고 출력하는 다기능 신호 처리부
    를 포함하고,
    상기 스위치는
    상기 복수의 증폭기들을 이용하여 수신 모드 또는 송신 모드를 선택하고,
    상기 수신 모드에서 상기 수신 입력 포트, 상기 다기능 신호 처리부 및 상기 공통 포트는 순차적으로 연결되고, 상기 송신 모드에서 상기 공통 포트, 상기 다기능 신호 처리부 및 상기 송신 출력 포트는 순차적으로 연결되는 다기능 고주파 단일 집적 회로(MMIC).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스위치는 제1 증폭기 내지 제4 증폭기를 포함하고,
    상기 제1 증폭기의 입력은 상기 수신 입력 포트와 연결되고, 상기 제1 증폭기의 출력 및 상기 제2 증폭기의 출력이 상기 다기능 신호 처리부의 입력과 연결되며, 상기 제2 증폭기의 입력 및 상기 제3 증폭기의 출력이 공통 포트와 연결되고, 상기 제3 증폭기의 입력 및 상기 제4 증폭기의 입력이 상기 다기능 신호 처리부의 출력과 연결되고, 상기 제4 증폭기의 출력이 상기 송신 출력 포트와 연결되는 다기능 고주파 단일 집적 회로(MMIC).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 증폭기 및 상기 제2 증폭기는 저잡음 증폭기(Low-Noise Amp; LNA)이고, 상기 제3 증폭기 및 상기 제4 증폭기는 구동 증폭기(Driving Amp; DRA)인 다기능 고주파 단일 집적회로(MMIC).
  4. 제2항에 있어서,
    상기 송신 모드는
    상기 제1 증폭기 및 상기 제3 증폭기는 비활성화(off) 상태이고 상기 제2 증폭기 및 상기 제4 증폭기는 활성화(on) 상태여서 상기 공통 포트 및 상기 송신 출력 포트가 연결되는 다기능 고주파 단일 집적회로(MMIC).
  5. 제2항에 있어서,
    상기 수신 모드는
    상기 제2 증폭기 및 상기 제4 증폭기는 비활성화(off) 상태이고 상기 제1 증폭기 및 상기 제3 증폭기는 활성화(on) 상태여서 상기 수신 입력 포트 및 상기 공통 포트가 연결되는 다기능 고주파 단일 집적회로(MMIC).
  6. 제1항에 있어서,
    상기 스위치는 송/수신 모드 제어 신호에 의해 송신 모드 또는 수신 모드 중 어느 하나를 선택하는 다기능 고주파 단일 집적회로(MMIC).
  7. 제1항에 있어서,
    상기 다기능 신호 처리부는
    저잡음 증폭기, 구동 증폭기, 디지털 위상 천이기 및 디지털 감쇠기 중 적어도 하나를 포함하는 다기능 고주파 단일 집적회로(MMIC).
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 증폭기들 각각은 캐스코드(Cascode)된 공통 에미터 이종 접합 쌍극자 트랜지스터(Hetero-junction Bipolar Transistor; HBT) 및 공통 베이스 이종 접합 쌍극자 트랜지스터를 포함하고,
    상기 공통 베이스 이종 접합 쌍극자 트랜지스터의 베이스 바이어스에 연결된 송/수신 모드 제어 신호에 의해 상기 공통 베이스 이종 접합 쌍극자 트랜지스터의 동작 여부를 제어하는 다기능 고주파 단일 집적회로(MMIC).
  9. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 증폭기들 각각은 상기 증폭기들의 각각의 입력과 상기 공통 에미터 이종 접합 쌍극자 트랜지스터의 베이스 사이에 연결되어 상기 공통 에미터 이종 접합 쌍극자 트랜지스터의 베이스 전압을 조절하는 입력 정합부; 및
    상기 증폭기들 각각의 출력과 상기 공통 베이스 이종 접합 쌍극자 트랜지스터의 콜렉터와 연결되어 출력 전압을 조절하는 출력 정합부
    를 더 포함하는 다기능 고주파 단일 집적회로(MMIC).
  10. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 증폭기들 각각은 상기 송/수신 모드 제어 신호 및 상기 공통 베이스 이종 접합 쌍극자 트랜지스터의 베이스 사이에 연결되어 상기 송/수신 모드 제어 신호를 상기 공통 베이스 이종 접합 쌍극자 트랜지스터가 작동할 수 있는 베이스 전압으로 변환하는 바이어스 회로부를 더 포함하는 다기능 고주파 단일 집적회로(MMIC).
  11. 제1 증폭기의 입력을 수신 입력 포트와 연결하는 단계;
    상기 제1 증폭기의 출력 및 제2 증폭기의 출력을 입력된 신호를 처리하여 출력하는 다기능 신호 처리부의 입력과 연결하는 단계;
    상기 제2 증폭기의 입력 및 제3 증폭기의 출력을 공통 포트와 연결하는 단계;
    상기 제3 증폭기의 입력 및 제4 증폭기의 입력을 다기능 신호 처리부의 출력과 연결하는 단계; 및
    상기 제4 증폭기의 출력을 송신 출력 포트와 연결하는 단계
    를 포함하는 다기능 고주파 단일 집적 회로(MMIC) 구성 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 증폭기들이 활성화되는지 여부에 따라 수신 모드 또는 송신 모드 중 어느 하나가 선택되고,
    상기 수신 모드에서 상기 수신 입력 포트, 상기 다기능 신호 처리부 및 상기 공통 포트는 순차적으로 연결되고, 상기 송신 모드에서 상기 공통 포트, 상기 다기능 신호 처리부 및 상기 송신 출력 포트는 순차적으로 연결되는 다기능 고주파 단일 집적 회로(MMIC)로 구성 방법.
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