정합 기능을 구비한 ＲＦ파워 앰프 및 ＲＦ 파워 앰프의 정합 방법{RF POWER AMP HAVING FUNCTION OF IMPEDANCE MATCHING AND METHOD FOR MATCHING IMPEDANCE OF RF POWER AMP}
본 발명은 RF 파워 앰프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 출력을 최대화시킬 수 있고 동작 안정성을 향상시킬 수 있는 정합 기능을 구비한 RF 파워앰프 및 RF 파워앰프의 정합 방법에 관한 것이다.
일반적으로 고출력의 RF(Radio Frequency) 파워 앰프(Power Amplifier)는 크게 진공관 기반 RF 파워 앰프와 트랜지스터 기반 RF 파워 앰프로 구분할 수 있다. 진공관 기반 RF 파워 앰프는 대형 입자 가속기 등과 같이 고출력을 요구되는 시스템에서 주로 사용되고 높은 출력을 얻을 수 있는 장점이 있으나 장치의 크기가 크고 응답 속도가 느린 단점이 있다. 트랜지스터 기반 RF 파워 앰프는 진공관 기반 RF 파워 앰프에 비해 출력이 낮은 단점은 있으나 장치의 가격이 저렴하고 응답시간이 빠르며 비교적 소형으로 제작이 가능하기 때문에 치료용으로 사용되는 중소형 입자 가속기 등에서 많이 사용되고 있다. 트랜지스터 기반 RF 파워 앰프는 일반적으로 출력을 높이기 위해 파워앰프 모듈이 다단(multi-stage)(예를 들면, 2 내지 4 단)으로 연결되어 출력을 단계적으로 높이는 구조를 가진다. 또한, 각 단을 구성하는 파워앰프 모듈의 내부에는 증폭 회로가 병렬로 연결되어 전압은 일정하기 유지하면서 출력을 높이는 구조를 가진다. 상술한 바와 같이 다단 구성을 가지는 트랜지스터 기반 RF 파워 앰프에서는 파워 앰프 모듈과 파워 앰프 모듈 사이의 임피던스 정합(matching)이 매우 중요하다. 즉, 다단으로 구성된 RF 파워 앰프에서 파워 앰프 모듈 사이에 임피던스의 정합이 이루어지지 않는 경우 전력 손실이 발생하게 되어 시스템의 안정성을 해치게 되고, 원하는 최종 출력을 얻을 수 없게 된다. 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 종래에는 RF 파워 앰프의 제조시에 임피던스를 정합시키거나, RF 파워 앰프의 임피던스 부정합으로 인한 전력 손실을 예측하여 회로를 설계하는 방법을 취하였다. 그러나, 실질적인 동작환경을 고려할 때 RF 파워 앰프에 연결되는 부하의 변화 또는 RF 파워 앰프를 구성하는 내부 소자의 특성 변화 등으로 임피던스의 부정합이 발생할 확률이 높고 이와 같은 상황이 지속되는 경우 불필요한 전력손실을 초래하여 시스템의 안정성이 저하되고 수명이 단축되는 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은 파워 앰프의 출력을 최대화할 수 있고 동작 안정성을 향상시킬 수 있는 정합 기능을 구비한 RF 파워 앰프를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명의 다른 목적은 파워 앰프의 출력을 최대화할 수 있고 동작 안정성을 향상시킬 수 있는 RF 파워 앰프의 정합 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 정합 기능을 구비한 RF 파워 앰프는, 서로 직렬로 연결된 두 파워 앰프 모듈 사이에서 발생되는 유도 전류를 검출하는 임피던스 검출부와, 상기 검출된 유도 전류에 기초하여 임피던스 정합 여부를 판단하고 임피던스 정합이 이루어지지 않은 것으로 판단되면 임피던스 정합을 위한 제어신호를 제공하는 제어부 및 상기 제어부의 제어신호에 기초하여 상기 서로 연결된 두 파워 앰프 모듈의 임피던스를 조정하는 임피던스 정합부를 포함한다. 상기 제어부는 상기 검출된 유도 전류를 미리 설정된 임계값과 비교하여 상기 서로 직렬로 연결된 두 파워 앰프 모듈 사이의 임피던스 정합 여부를 판단할 수 있다. 상기 제어부는 임피던스 정합이 이루어지지 않은 것으로 판단되는 경우 상기 검출된 유도 전류에 상응하는 임피던스 보정값인 인덕턴스 및 커패시턴스 중 적어도 하나의 값을 산출하고, 산출된 보정값에 기초하여 상기 임피던스 정합을 위한 제어신호를 제공할 수 있다. 상기 임피던스 정합부는 상기 제어부의 제어신호에 상응하여 인덕터의 인덕턴스 및 커패시터의 커패시턴스를 조정하여 상기 서로 연결된 두 파워 앰프 모듈의 임피던스를 조정할 수 있다. 상기 제어부는 상기 임피던스 검출부가 복수인 경우, 상기 복수의 임피던스 검출부로부터 각각 제공된 검출된 유도 전류에 기초하여 임피던스 정합 여부를 판단하고 임피던스 정합이 이루어지지 않은 파워 앰프 모듈간의 임피던스 정합을 선별적으로 수행하기 위한 제어신호를 제공할 수 있다. 또한, 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 정합 기능을 구비한 RF 파워 앰프는, 상기 제1 파워앰프 모듈 및 상기 제2 파워앰프 모듈 사이에 연결되어 임피던스 정합을 수행하는 제1 임피던스 정합부와, 상기 제1 파워앰프 모듈 및 상기 제2 파워앰프 모듈 사이에서 발생하는 제1 유도전류를 검출하는 제1 임피던스 검출부와, 검출된 상기 제1 유도전류에 기초하여 상기 제1 임피던스 정합부의 임피던스 정합을 제어하는 제1 임피던스 보정부와, 상기 제2 파워앰프 모듈 및 상기 제3 파워앰프 모듈 사이에 연결되어 임피던스 정합을 수행하는 제2 임피던스 정합부와, 상기 제2 파워앰프 모듈 및 상기 제3 파워앰프 모듈 사이에서 발생하는 제2 유도전류를 검출하는 제2 임피던스 검출부 및 검출된 상기 제2 유도전류에 기초하여 상기 제2 임피던스 정합부의 임피던스 정합을 제어하는 제2 임피던스 보정부를 포함한다. 상기 제1 임피던스 보정부는 상기 검출된 제1 유도전류를 미리 설정된 제1 임계값과 비교하여 상기 제1 파워앰프 모듈 및 상기 제2 파워앰프 모듈 사이의 임피던스 정합여부를 판단하고, 임피던스 정합이 이루어지지 않은 것으로 판단되는 경우 상기 검출된 제1 유도전류에 상응하는 보정값으로 인덕턴스 및 커패시턴스 중 적어도 하나의 값을 산출하고, 산출된 보정값에 기초하여 임피던스 정합을 위한 제어신호를 상기 제1 임피던스 정합부에 제공할 수 있다. 상기 제2 임피던스 보정부는 상기 검출된 제2 유도전류를 미리 설정된 제2 임계값과 비교하여 상기 제2 파워앰프 모듈 및 상기 제3 파워앰프 모듈 사이의 임피던스 정합여부를 판단하고, 임피던스 정합이 이루어지지 않은 것으로 판단되는 경우 상기 검출된 제2 유도전류에 상응하는 보정값으로 인덕턴스 및 커패시턴스 중 적어도 하나의 값을 산출하고, 산출된 보정값에 기초하여 임피던스 정합을 위한 제어신호를 상기 제2 임피던스 정합부에 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 RF 파워 앰프의 정합 방법은 서로 직렬로 연결된 두 파워 앰프 모듈 사이에서 발생되는 유도 전류를 검출하는 단계와, 상기 검출된 유도 전류에 기초하여 임피던스 정합 여부를 판단하는 단계와, 임피던스 정합이 이루어지지 않은 것으로 판단되는 경우 상기 검출된 유도전류에 상응하는 임피던스 보정값을 산출하는 단계와, 상기 산출된 보정값을 이용하여 임피던스를 보정하는 단계를 포함한다. 상기 검출된 유도 전류에 기초하여 임피던스 정합 여부를 판단하는 단계는 상기 검출된 유도 전류를 미리 설정된 임계값과 비교하여 상기 유도 전류가 상기 임계값을 초과하는 경우에는 임피던스 정합이 이루어지지 않은 것으로 판단할 수 있다. 상기 임피던스 정합이 이루어지지 않은 것으로 판단되는 경우 상기 검출된 유도전류에 상응하는 임피던스 보정값을 산출하는 단계는 상기 미리 생성된 룩업테이블을 참조하여 상기 검출된 유도전류에 상응하는 임피던스 보정값으로 인덕턴스 및 커패시턴스 중 적어도 하나를 획득할 수 있다.
본 발명에 따른 정합 기능을 구비한 RF 파워 앰프 및 RF 파워 앰프의 정합 방법에 따르면, 복수의 파워 앰프 모듈이 직렬로 연결된 RF 파워 앰프에서 파워 앰프 모듈 간에 임피던스 정합이 이루어지지 않을 경우 유도 전류 또는 반사파가 발생하는 점을 이용하여, RF 파워 앰프 모듈 사이의 유도 전류 또는 SWR을 측정하여 실시간으로 임피던스 정합 여부를 판단하고, 임피던스가 정합되지 않은 경우 검출된 값에 상응하는 인덕턴스(L) 및/또는 커패시턴스(C)를 산출하고 이를 이용하여 임피던스를 조정한다. 따라서, RF 파워앰프의 부하나 사용 환경에 상관없이 항상 임피던스 정합을 이룰 수 있고, 이를 통해 RF 파워 앰프의 출력을 최대화할 수 있고 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정합 기능을 구비한 RF 파워 앰프의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정합 기능을 구비한 RF 파워 앰프의 구성을 나타내는 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 파워 앰프의 정합 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 파워 앰프의 정합 방법을 나타내는 흐름도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 "직접 접속되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이하, 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정합 기능을 구비한 RF 파워 앰프의 구성을 나타내는 블록도로서, RF 파워 앰프가 3단의 파워앰프 모듈로 구성된 경우를 예를 들어 도시하였다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 파워 앰프는 제1 파워앰프 모듈(111), 제2 파워앰프 모듈(113), 제3 파워앰프 모듈(115), 제1 임피던스 정합부(121), 제2 임피던스 정합부(123), 제1 임피던스 검출부(131), 제2 임피던스 검출부(133) 및 제어부(141)를 포함할 수 있다. 제1 파워앰프 모듈(111), 제2 파워앰프 모듈(113) 및 제3 파워앰프 모듈(115)은 각각 미리 설정된 특정 RF 주파수 대역(예를들면, 45MHz)에서 동작하고, 전류구동능력을 향상시켜 최대출력전력(Maximum output power)을 높이기 위해 복수의 증폭소자가 병렬로 연결되도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 제1 파워앰프 모듈(111), 제2 파워앰프 모듈(113) 및 제3 파워앰프 모듈(115)은 RF 파워 앰프의 전체 이득을 높이기 위해 직렬(cascade)로 연결된다. 제1 임피던스 정합부(121)는 인덕터(inductor) 및 커패시터(capacitor)로 구성된 LC 정합회로로 구성될 수 있다. 제1 임피던스 정합부(121)는 제1 파워앰프 모듈(111) 및 제2 파워앰프 모듈(113) 사이에 연결되고 제어부(141)의 제어에 상응하여 인덕턴스(inductance) 및/또는 커패시턴스(capacitance)를 조정함으로써 제1 파워앰프 모듈(111)과 제2 파워앰프 모듈(113) 사이의 임피던스를 정합시킨다. 또한, 제2 임피던스 정합부(123)도 인덕터 및 커패시터로 구성된 LC 정합회로로 구성될 수 있고, 제2 파워앰프 모듈(113) 및 제3 파워앰프 모듈(115) 사이에 연결되어 제어부(141)의 제어에 상응하여 인덕턴스 및/또는 커패시턴스를 조정함으로써 제2 파워앰프 모듈(113)과 제3 파워앰프 모듈(115) 사이의 임피던스를 정합시킨다. 제1 임피던스 검출부(131)는 유도전류 검출 센서 또는 SWR(Standing Wave Ratio) 검출 센서로 구성될 수 있고, 제1 파워앰프 모듈(111) 및 제2 파워앰프 모듈(113) 사이에서 발생되는 유도전류 또는 SWR를 검출한 후 검출된 값을 제어부(141)에 제공한다. 또한, 제2 임피던스 검출부(133)도 유도전류 검출 센서 또는 SWR 검출 센서로 구성될 수 있고, 제2 파워앰프 모듈(113) 및 제2 파워앰프 모듈(115) 사이에서 발생되는 유도전류 또는 SWR를 검출한 후 검출된 값을 제어부(141)에 제공한다. 제어부(141)는 제1 임피던스 검출부(131) 및/또는 제2 임피던스 검출부(113)로부터 검출된 값(즉, 유도 전류값 또는 SWR값)를 제공받고 제공된 값을 미리 설정된 임계값과 비교하여 RF 파워앰프 모듈의 임피던스 정합 여부를 판단한다. 이후, 제어부(141)는 임피던스 정합 여부의 판단 결과에 기초하여 임피던스 정합이 이루어지지 않은 경우 임피던스 정합을 위한 보정값을 산출하고 산출된 보정값에 기초하여 제1 임피던스 정합부(121) 및 제2 임피던스 정합부(123) 중 보정이 필요한 해당 임피던스 정합부를 제어하여 파워앰프 모듈간의 임피던스 정합이 이루어지도록 한다. 여기서, 상기 보정값은 인덕턴스 및/또는 커패시턴스 값으로 구성될 수 있고, 제어부(141)는 보정이 필요한 해당 임피던스 정합부의 인덕턴스 및 커패시턴스 값을 보정하기 위한 제어를 수행할 수 있고, 제공된 검출값에 기초하여 제1 임피던스 정합부(121) 및 제2 임피던스 정합부(123) 중 보정이 필요한 임피던스 정합부를 선택적으로 제어할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 정합 기능을 구비한 RF 파워 앰프의 구성을 나타내는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 파워 앰프는 제1 파워앰프 모듈(111), 제2 파워앰프 모듈(113), 제3 파워앰프 모듈(115), 제1 임피던스 정합부(121), 제2 임피던스 정합부(123), 제1 임피던스 검출부(131), 제2 임피던스 검출부(133), 제1 임피던스 보정부(151) 및 제2 임피던스 보정부(153)를 포함할 수 있다. 도 2에서 제1 파워앰프 모듈(111), 제2 파워앰프 모듈(113), 제3 파워앰프 모듈(115), 제1 임피던스 정합부(121) 및 제2 임피던스 정합부(123)는 도 1에 도시된 동일 참조번호를 가지는 구성요소와 동일한 기능을 수행하므로 중복을 피하기 위해 설명을 생략한다. 제1 임피던스 검출부(131)는 유도전류 검출 센서 또는 SWR 검출 센서로 구성될 수 있고, 제1 파워앰프 모듈(111) 및 제2 파워앰프 모듈(113) 사이에서 발생되는 유도전류 또는 SWR를 검출한 후 검출된 값을 제1 임피던스 보정부(151)에 제공한다. 제1 임피던스 보정부(151)는 제1 임피던스 검출부(131)로부터 제공된 검출값(즉, 유도 전류값 또는 SWR값)을 미리 설정된 제1 임계값과 비교하여 제1 파워앰프 모듈(111)과 제2 파워앰프 모듈(113) 사이의 임피던스 정합 여부를 판단하고, 임피던스 정합이 이루어지지 않은 것으로 판단되는 경우 임피던스 정합을 위한 보정값을 산출하고, 산출된 보정값에 기초하여 제1 임피던스 정합부(121)를 제어하여 임피던스 정합이 이루어지도록 한다. 여기서, 상기 보정값은 인덕턴스 및/또는 커패시턴스 값으로 구성될 수 있고 제1 임피던스 보정부(151)는 제1 임피던스 정합부(121)를 구성하는 인덕터 및 커패시터의 인덕턴스 및 커패시턴스 값을 변화시키기 위한 제어를 수행할 수 있다. 또한, 제2 임피던스 검출부(133)는 유도전류 검출 센서 또는 SWR 검출 센서로 구성될 수 있고, 제2 파워앰프 모듈(113) 및 제3 파워앰프 모듈(115) 사이에서 발생되는 유도전류 또는 SWR를 검출한 후 검출된 값을 제2 임피던스 보정부(153)에 제공한다. 제2 임피던스 보정부(153)는 제2 임피던스 검출부(133)로부터 제공된 검출값(즉, 유도 전류값 또는 SWR값)을 미리 설정된 제2 임계값과 비교하여 제2 파워앰프 모듈(113)과 제3 파워앰프 모듈(115) 사이의 임피던스 정합 여부를 판단하고, 임피던스 정합이 이루어지지 않은 것으로 판단되는 경우 임피던스 정합을 위한 보정값(예를 들면, 인덕턴스 및/또는 커패시턴스 값)을 산출하고, 산출된 보정값에 기초하여 제2 임피던스 정합부(123)를 제어하여 임피던스 정합이 이루어지도록 한다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 파워 앰프에서는 RF 파워 앰프 모듈 간에 임피던스 정합이 이루어지지 않을 경우 유도 전류 또는 반사파가 발생하는 점을 이용하여, RF 파워 앰프 모듈 사이의 유도 전류 또는 SWR을 측정하여 실시간으로 임피던스 정합 여부를 판단하고, 임피던스가 정합되지 않은 경우 인덕턴스(L) 및/또는 커패시턴스(C)를 조정하여 임피던스를 정합시킴으로써 RF 파워 앰프의 출력을 최대화할 수 있고, 시스템을 안정성을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 파워 앰프의 정합 방법을 나타내는 흐름도로서, 도 1 또는 도 2에 도시한 RF 파워 앰프에서 수행될 수 있다. 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 파워 앰프의 임피던스 정합 방법을 설명하면, 먼저 RF 파워 앰프는 직렬로 연결된 파워앰프 모듈 사이의 유도 전류를 검출한다(단계 310). 이후, RF 파워 앰프는 검출된 유도 전류를 미리 설정된 임계값과 비교하여 검출된 유도 전류가 상기 임계값을 초과하는지를 판단한다(단계 320). 단계 320에서 판단결과, 검출된 유도 전류가 상기 임계값을 초과하는 것으로 판단되면, 이는 RF 파워 앰프를 구성하는 파워 앰프 모듈간 임피던스의 정합이 이루어지지 않은 것을 의미하므로 임피던스 정합을 위한 과정을 수행한다. 구체적으로, RF 파워 앰프는 단계 310에서 검출된 유도 전류값에 기초하여 임피던스의 정합을 위한 보정값을 산출하고(단계 330), 산출된 보정값에 기초하여 파워 앰프 모듈 사이의 임피던스를 보정함으로써 임피던스 정합을 수행한다(단계 340). 여기서, 상기 보정값은 인덕턴스(L) 및/또는 커패시턴스(C) 값으로 구성될 수 있고, RF 파워 앰프는 각 유도 전류값에 대응되는 보정값으로 구성된 룩업테이블을 참조하여 상기 보정값을 획득할 수도 있다. 또한, 단계 340에서 RF 파워 앰프는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 직렬로 연결된 파워 앰프 모듈 사이에 위치한 임피던스 정합부를 구성하는 인덕터 및/또는 커패시터의 인덕턴스(L) 및/또는 커패시턴스(C)를 산출된 보정값에 따라 조정함으로써 임피던스를 정합시킬 수 있다. 상술한 바와 같이 임피던스 정합이 수행된 후 RF 파워 앰프는 RF 파워 앰프가 포함된 시스템(예를 들면, 입자 가속기 또는 무선 송신 시스템)의 종료 여부를 판단하고(단계 350), 시스템이 종료되지 않은 것으로 판단되면 단계 310으로 되돌아가서 상술한 바와 같이 이후의 과정을 수행한다. 즉, 도 3에 도시한 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 파워 앰프의 임피던스 매칭 방법은 시스템에 전원이 인가되어 RF 파워 앰프가 동작하는 동안에는 반복적으로 수행됨을 의미하고, 이에 따라 파워 앰프 모듈의 임피던스 매칭 여부를 실시간의 판단하고 조정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 파워 앰프의 정합 방법을 나타내는 흐름도로서, RF 파워 앰프의 임피던스 정합 여부를 SWR에 기초하여 판단하는 경우를 예를 들어 도시하였다. 도 4를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 파워 앰프의 임피던스 정합 방법을 설명하면, 먼저 RF 파워 앰프는 직렬로 연결된 파워앰프 모듈 사이의 SWR을 검출한다(단계 311). 이후, RF 파워 앰프는 검출된 SWR을 미리 설정된 임계값과 비교하여 검출된 SWR이 상기 임계값을 초과하는지를 판단한다(단계 321). 단계 321에서 판단결과, 검출된 SWR이 상기 임계값을 초과하는 것으로 판단되면, 이는 RF 파워 앰프를 구성하는 파워 앰프 모듈간 임피던스의 정합이 이루어지지 않은 것을 의미하므로 임피던스 정합을 위한 과정을 수행한다. 구체적으로, RF 파워 앰프는 단계 311에서 검출된 SWR에 기초하여 임피던스의 정합을 위한 보정값을 산출하고(단계 331), 산출된 보정값에 기초하여 파워 앰프 모듈 사이의 임피던스를 보정함으로써 임피던스 정합을 수행한다(단계 341). 여기서, 상기 보정값은 인덕턴스(L) 및/또는 커패시턴스(C) 값으로 구성될 수 있고, RF 파워 앰프는 측정된 각 SWR에 대응되는 보정값으로 구성된 룩업테이블을 참조하여 상기 보정값을 획득할 수도 있다. 또한, 단계 341에서 RF 파워 앰프는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 직렬로 연결된 파워 앰프 모듈 사이에 위치한 임피던스 정합부를 구성하는 인덕터 및/또는 커패시터의 인덕턴스(L) 및/또는 커패시턴스(C)를 산출된 보정값에 따라 조정함으로써 임피던스를 정합시킬 수 있다. 상술한 바와 같이 임피던스 정합이 수행된 후 RF 파워 앰프는 RF 파워 앰프가 포함된 시스템(예를 들면, 입자 가속기 또는 무선 송신 시스템)의 종료 여부를 판단하고(단계 351), 시스템이 종료되지 않은 것으로 판단되면 단계 311으로 되돌아가서 상술한 바와 같이 이후의 과정을 수행한다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
111 : 제1 파워앰프 모듈 113 : 제2 파워앰프 모듈
115 : 제3 파워앰프 모듈 121 : 제1 임피던스 정합부
123 : 제2 임피던스 정합부 131 : 제1 임피던스 검출부
133 : 제2 임피던스 검출부 141 : 제어부
151 : 제1 임피던스 보정부 153 : 제2 임피던스 보정부 |
