Edit by Pulgrim RF Lab. |
ÁõÆø±â¸¦ ¼³°èÇÒ ¶§¿¡ °¡Àå ¸ÕÀú ÇÏÁö ¾ÊÀ¸¸é ¾È µÇ´Â °ÍÀº ¹ÝµµÃ¼ ¼ÒÀÚÀÇ ¼±Á¤ÀÔ´Ï´Ù. µ¥ÀÌŸ½¬Æ®·ÎºÎÅÍ ÇÊ¿äÇÑ À̵æÀÌ °ú¿¬ ¾ò¾îÁúÁö ÆÇ´ÜÇÏÁö ¾ÊÀ¸¸é ¾È µË´Ï´Ù. ±×·¡¼ ¹ÝµµÃ¼ ¼ÒÀÚÀÇ ¼º´ÉÀ» Ç®¾î³»´Â °ÍÀÌ ÇÊ¿äÇÏ°Ô µË´Ï´Ù. À̵濡 °üÇÑ ¸î °³ÀÇ Á¤ÀǸ¦ ÀÌÇØÇϴµ¥ µµ¿òÀ̵Ǵ ÀÌ·ÐÀ» ¼³¸íÇÕ´Ï´Ù. (1) Æ®·£½ºµà¼ Àü·Â À̵æ(Transducer Power Gain): GT ¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡
±×¸² 6-2¡¡2-PORT³×Æ®¿öÅ© ¡¡¡¡¡¡¡¡
(2) ÃÖ´ë À¯´É À̵æ(Maximum Available Gain): MAG or Ga(max)
½Ä(6.1)ÀÇ GT¿¡ ÀÖ¾î¼, ´Éµ¿ ¼ÒÀÚÀÇ ÀÔÃâ·Â impedance¸¦ µ¿½Ã¿¡ Á¤ÇÕ½ÃŰ´Â °Í°ú ÃÖ´ë À¯´É À̵æ(MAG)ÀÌ ³ªÅ¸³³´Ï´Ù. ¿©±â¼ ÁÖÀÇÇÏÁö ¾ÊÀ¸¸é ¾È µÇ´Â °ÍÀÌ ÀÖ½À´Ï´Ù. ÀÔÃâ·Â impedanceÀÇ Á¤ÇÕÀ» ÇßÀ» ¶§¿¡ ¹ßÁøÇØ ¹ö¸®´Â °æ¿ì°¡ ÀÖ½À´Ï´Ù. ÁõÆø±â´Â ±ÔÁ¤µÈ ¿Âµµ¹üÀ§, Àü¿ø Àü¾Ð ¹üÀ§, ºÎÇÏ Á¶°Çµî ¿¡ ÀÇÇØ¼ ¾ÈÁ¤ÇÏ°Ô µ¿ÀÛ½ÃÄÑ¾ß ÇÕ´Ï´Ù.
¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡
¾ÈÁ¤ Á¶°ÇÀ» ¸¸Á·ÇÏ´Â °æ¿ì¿¡´Â, ÃÖ´ë À¯´É À̵æ(MAG)À» Á¤ÀÇÇÒ ¼ö ÀÖ½À´Ï´Ù. »ó¼ö K¸¦ ÀÌ¿ëÇØ MAG´Â ¾Æ·¡ÀÇ ½ÄÀ¸·Î Ç¥ÇöÇØÁý´Ï´Ù.
¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡ (3) ÃÖ´ë ¾ÈÁ¤ À̵æ(Maximum Stable Gain): MSG ¾ÈÁ¤ °è¼öÀÇ °è»êÀ» Çϰí, K < 1 µÇ¾î ¹ö¸° °æ¿ì¿¡´Â MAG ÀÚ¸® ÇÕ¿¡´Â À̵æÀÇ ¸ñǥġ·Î¼ ÃÖ´ë ¾ÈÁ¤ À̵æ(MSG)ÀÌ ÀÌ¿ëµË´Ï´Ù. ÃÖ´ë ¾ÈÁ¤ À̵æÀº Á¤ÇÕ È¸·Î¿¡ ¼Õ½ÇÀ» °¡Áö°Ô ÇØ K = 1 ÀÌ µÇµµ·Ï ÇßÀ» ¶§ÀÇ À̵æÀÔ´Ï´Ù.
¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡ ½ÇÁ¦·Î ¾î¶² ´Éµ¿ ¼ÒÀÚÀÇ ¾ÈÁ¤ °è¼ö¸¦ °è»êÇØ º¸¸é, K < 1 ÀÌ µÇ¾î ¹ö¸®´Â °ÍÀÌ ¸¹ÀÌ ÀÖ½À´Ï´Ù.
ÁõÆø±â´Â, ½ÅÈ£ ÀÔ·ÂÃø¿¡ ÀÖ´Â ÀúÀâÀ½ ÁõÆø±â(LNA)¿Í, ½ÅÈ£ Ãâ·ÂÃø¿¡ ÀÖ´Â Àü·ÂÁõÆø±â (PA)·Î Å©°Ô ³ª´ ¼ö ÀÖ½À´Ï´Ù. LNA¿¡¼ Áß¿äÇÑ Æ¯¼ºÀº NF (Noise Figure: ÀâÀ½ Áö¼ö)ÀÔ´Ï´Ù.
¡¡¡¡
¡¡¡¡
¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡ ¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡±×¸² 6-3¡¡ N ´ÜÁõÆø±â ¡¡¡¡
[¿¹ 1]2´ÜÁõÆø±âÀÇ NF °è»ê ¡¡¡¡¡¡¡¡ 1´Ü ¡¡:¡¡ Gain=9 dB¡¡, NF=2 dB ¡¡¡¡¡¡¡¡2´Ü ¡¡:¡¡ Gain=10 dB, NF=3 dB ¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡ NF1 = 2dB¡¡¡æ¡¡ F1 = 1.585 ¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡ NF2 = 3dB¡¡¡æ¡¡ F2 = 1.995 ¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡ G1 = 9dB = 7.943 ¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡ G2 = 10dB = 10 ¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡ F = 1.585+ (1.995-1)/7.943 = 1.71 ¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡ NF = 10 log(1.71)= 2.33dB¡¡
ÀϹÝÀûÀ¸·Î ¼ö½Å±âÀÇ RF ÀԷºο¡´Â, BPFµîÀÌ »ðÀԵǾî ÀÖ½À´Ï´Ù. [¿¹ 2]1´Ü ÁõÆø±â ¾Õ¿¡ °¨¼â±â°¡ »ðÀÔµÈ °æ¿ì ¡¡¡¡¡¡¡¡ °¨¼â±â ¡¡:¡¡ Loss=1 dB ¡¡¡¡¡¡¡¡ ÁõÆø±â ¡¡:¡¡ Gain=10 dB, NF=2 dB ¡¡¡¡¡¡¡¡ NF1 = 1dB¡¡¡æ¡¡ F1 = 1.259 ¡¡¡¡¡¡ NF2 = 2dB¡¡¡æ¡¡ F2 = 1.585 ¡¡¡¡¡¡¡¡ G1 = -1dB = 0.794 ¡¡¡¡¡¡¡¡ G2 = 10dB = 10 ¡¡¡¡¡¡¡¡ F = 1.259+ (1.585-1)/0.794 = 1.995 ¡¡¡¡¡¡¡¡ NF = 10 log(1.995)= 3dB¡¡ ¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡ = Loss+ NF(Amp)¡¡ [½Ä(6.6),(6.7)À¸·ÎºÎÅÍ µµÃâÇÒ ¼ö ÀÖ½À´Ï´Ù]
Áï, ÃÊ´Ü ÁõÆø±âÀÇ ¾ÕÀÇ ¼Õ½ÇÀº ±×´ë·Î NFÀÇ ¾ÇȰ¡ µË´Ï´Ù. ¼ö½Å ȸ·Î¿¡ ÀÖ¾î¼ ¾ÈÅ׳ª ÀÔ·ÂÀ¸·ÎºÎÅÍ ÃÊ´Ü ÁõÆø±â±îÁöÀÇ ¼Õ½ÇÀº, ÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ÇÑ ÀÛ°Ô ÇÏÁö ¾ÊÀ¸¸é ¾È µË´Ï´Ù.
[¿¹ 3]1´Ü ÁõÆø±â µÚ¿¡ °¨¼â±â°¡ »ðÀÔµÈ °æ¿ì ¡¡¡¡¡¡¡¡ ÁõÆø±â ¡¡¡¡¡¡:¡¡ Gain=10 dB, NF=2 dB ¡¡¡¡¡¡ °¨¼â±â ¡¡:¡¡ Loss=1 dB ¡¡¡¡¡¡¡¡ NF1 = 2dB¡¡¡æ¡¡ F1 = 1.585 ¡¡¡¡¡¡¡¡ NF2 = 1dB¡¡¡æ¡¡ F2 = 1.259 ¡¡¡¡¡¡¡¡ G1 = 10dB = 10 ¡¡¡¡¡¡¡¡ G2 = -1dB = 0.794 ¡¡¡¡¡¡¡¡ F = 1.585+ (1.259-1)/10 = 1.611 NF = 10 log(1.611)= 2.07dB
ÀÔ·Â ·¹º§ÀÌ ÀÛÀº ¿µ¿ª(¼Ò½ÅÈ£ ¿µ¿ª)¿¡¼´Â, ÁõÆø±âÀÇ Ãâ·Â ·¹º§Àº ÀÔ·ÂÀÇ Áõ°¡½Ã ±â¿ï±â 1·Î »ó½ÂÇØ °©´Ï´Ù(¼±ÇüÀûÀ¸·Î). ÀÔ·Â ·¹º§°ú Ãâ·Â ·¹º§ÀÇ ºñ°¡ Àü·ÂÀ̵æ G ÀÔ´Ï´Ù. ¡Þ P1dB ¡Þ ¼±Çü ¿µ¿ªÀÇ À̵溸´Ùµµ À̵æÀÌ 1 dB ÀúÇϵǴ Æ÷ÀÎÆ®ÀÇ Ãâ·Â ·¹º§À» P1dB ¶Ç´Â 1dB compression point¶ó ºÎ¸¨´Ï´Ù. P1dB¸¦ ³Ñ¾î°¡¸é À̵æÀÌ ±Þ¼ÓÇÏ°Ô ÀúÇÏÇϰí, Ãâ·Â ·¹º§Àº Æ÷È¿¡ ´ÞÇÕ´Ï´Ù. ¡¡¡¡ ¡¡ ¡Þ Intermodulation(IM) ¡Þ ÁõÆø±âÀÇ ºñ¼±Çü µ¿ÀÛÀÇ ÃøÁ¤¿¡´Â ¸î°³ÀÇ ¹æ¹ýÀÌ ÀÖ½À´Ï´Ù. °¡Àå °£´ÜÇÏ°Ô ÃøÁ¤ÇÒ ¼ö ÀÖ´Â °ÍÀÌ P1dB ÀÔ´Ï´Ù. ±× ´ÙÀ½À¸·Î ÇàÇØÁö´Â °ÍÀÌ ¼ö MHz ¶³¾îÁø 2½ÅÈ£(´ë¿ª³»ÀÇ)¸¦ ÀÔ·ÂÇÏ´Â ¹æ¹ýÀÔ´Ï´Ù.
¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡ ¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡ ±×¸² 6-4¡¡ »óÈ£ º¯Á¶
¾Æ·¡ÀÇ ±×¸² 6-5¿¡ ÁõÆø±âÀÇ ÀÔÃâ·Â Ư¼ºÀÇ ¿¹¸¦ ³ªÅ¸³À´Ï´Ù (À̵æ 10dB). ¡¡¡¡¡¡¡¡
¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡ ±×¸² 6-5¡¡ ÀÔÃâ·Â Ư¼º ¡¡
¡Þ IP3 ¡Þ ÀÔ·Â ·¹º§ÀÌ Å©°Ô ÀԷµǰí, Ãâ·Â Àϱ׷¯ÁüÀÌ Ä¿Áö¸é, »óÈ£ º¯Á¶ ¼ººÐ Áß¿¡¼ ƯÈ÷ 3Â÷ÀÇ Ç×ÀÌ Áö¹èÀûÀ¸·Î Ä¿Áý´Ï´Ù. ¿©±â¼ »óÈ£ º¯Á¶ Àϱ׷¯ÁüÀº ±×¸² 6-5¿¡ Ç¥½ÃÇÑ 3rd Order Intercept Point(IP3)À» ÂüÁ¶.
¼ö½Å±â¿¡ ÀÖ¾î¼ Àϱ׷¯Áü ¾øÀÌ °ËÆÄÇÒ ¼ö ÀÖ´Â ÀÔ·Â ½ÅÈ£ ·¹º§ÀÇ ¹üÀ§¸¦ ´ÙÀ̳ª¹Í ·¹ÀÎÁö(DR)¶ó ºÎ¸¨´Ï´Ù. ÁõÆø±âÀÇ ´ÙÀ̳ª¹Í ·¹ÀÎÁö´Â, ÁõÆø±âÀÇ P1dB ¿Í ÁõÆøµÈ ½ÅÈ£ÀÇ °ËÆÄ°¡´ÉÇÑ ÃÖ¼Ò ·¹º§°úÀÇ ºñ·Î Á¤Àǵ˴ϴÙ. ÀâÀ½ Áö¼ö(NF)°¡ F ÀÏ ¶§, 2Æ÷Æ® ¼ÒÀÚÀÇ Ãâ·Â ³ëÀÌÁî´Â ´ÙÀ½½ÄÀ¸·Î Ç¥ÇöÇÕ´Ï´Ù.
¡¡¡¡¡¡¡¡ ¸¸¾à, ÀÔ·Â ½ÅÈ£ ·¹º§ÀÌ ³ëÀÌÁî·¹º§ º¸´Ùµµ X[dB]³ôÀ¸¸é,
¡¡¡¡¡¡¡¡ ¡¡T = 300 K ¿Í ´ëÀÔÇϸé,
¡¡¡¡¡¡¡¡ ¡¡¡¡¡¡¡¡¡¡ (ÁÖ:¡¡ÀÌ ½Ä¿¡¼ P1dB´Â 0dBm ¿¡ ´ëÇÑ ºñ[dB]ÀÔ´Ï´Ù)
¡¡[¿¹] LNAÀÇ ´ÙÀ̳ª¹Í ·¹ÀÎÁöÀÇ °è»ê ¡¡¡¡¡¡¡¡ Gain=30 dB¡¡, NF=2 dB¡¡, P1dB=15 dBm ¡¡¡¡ B=1 GHz¡¡, X=3 dB ÀÏ ¶§ ´ÙÀ̳ª¹Í ·¹ÀÎÁö´Â? DR = 15+173.83-90-2-30-3 = 64.83 [dB] ¡¡¡¡¡¡
À§ÀÇ ³»¿ëÀº ±³À°À» ¸ñÀûÀ¸·Î ÇÏ¸ç »ó¾÷ÀûÀ¸·Î ÀÌ¿ë ¹× ÀÛ¼ºÀÚÀÇ Çã¶ô¾øÀÌ ¹«´Ü ÀüÁ¦/¹èÆ÷ÇÒ ¼ö ¾ø½À´Ï´Ù. |