KR100986517B1 - Radio frequency communication apparatus - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 무선통신장치는, 송수신 안테나와; 상기 송수신 안테나로 수신된 비평형 상태의 수신신호를 처리하는 수신단과; 비평형 상태의 송신신호를 처리하여 상기 송수신 안테나로 송신하는 송신단과; 송신모드 혹은 수신모드를 선택하는 모드선택신호를 출력하며, 상기 송신모드 및 수신모드 수행에 따라 평형상태의 송신신호 및 수신신호를 처리하는 통신제어부와; 상기 모드선택신호를 입력받아, 상기 송신모드가 선택된 경우 상기 통신제어부가 출력하는 상기 평형상태의 송신신호를 상기 비평형 상태의 송신신호로 변환하여 상기 송신단으로 출력하고, 상기 수신모드가 선택된 경우 상기 수신단이 출력하는 상기 비평형 상태의 수신신호를 상기 평형상태의 수신신호로 변환하여 상기 통신제어부로 전달하는 스위칭 발룬 회로를 포함한다. 실시예에 의하면 회로구성을 단순화하여 신호처리에 따른 신호 손실을 최소화하는 무선통신장치가 제공된다.In accordance with another aspect of the present invention, a wireless communication apparatus includes a transmission / reception antenna; A receiving end for processing an unbalanced receiving signal received by the transmitting and receiving antenna; A transmitter for processing an unbalanced transmission signal and transmitting the signal to the transmission / reception antenna; A communication control unit for outputting a mode selection signal for selecting a transmission mode or a reception mode and processing a transmission signal and a reception signal in a balanced state according to the transmission mode and reception mode execution; Receiving the mode selection signal, when the transmission mode is selected, converts the transmission signal of the balanced state output by the communication control unit to the transmission signal of the non-equilibrium state and outputs the signal to the transmitting end, and when the reception mode is selected And a switching balun circuit converting the non-equilibrium reception signal output by the receiver into the balanced reception signal and transmitting the converted signal to the communication control unit. According to the embodiment, there is provided a wireless communication device that simplifies the circuit configuration and minimizes signal loss due to signal processing.

발룬, 스위칭, RF 스위치 Balun, Switching, RF Switch

Description

무선통신장치{RADIO FREQUENCY COMMUNICATION APPARATUS}RADIO FREQUENCY COMMUNICATION APPARATUS}

실시예는 무선통신장치에 관한 것이다.An embodiment relates to a wireless communication device.

일반적으로 무선통신장치는 송수신 안테나를 구비하여 하나의 안테나를 통해 신호를 송신하거나 수신한다. 이에, 송신 시에는 안테나와 신호 송신단이 연결되고 수신 시에는 안테나와 신호 수신단이 연결되도록 신호 경로를 설정하는 RF 스위치가 사용된다.In general, a wireless communication device includes a transmitting and receiving antenna to transmit or receive a signal through one antenna. Accordingly, an RF switch is used to set a signal path so that an antenna and a signal transmitting end are connected at the time of transmission and an antenna and a signal receiving end are connected at the time of reception.

도 1은 종래의 무선통신장치의 제어블록도이다. 1 is a control block diagram of a conventional wireless communication device.

도 1에 도시된 바와 같이, 무선통신장치는 송수신 안테나(ANT)와, 송신단 및 수신과, 송수신 안테나(ANT)와 송수신단의 신호 경로를 설정하는 RF 스위치(40)를 포함한다. As shown in FIG. 1, the wireless communication apparatus includes a transmit / receive antenna (ANT), an RF switch 40 for setting a transmitting end and a receiving end, and a signal path between the transmitting and receiving antenna ANT and the transmitting and receiving end.

수신단은, 안테나(ANT)로 수신된 수신신호에서 원하는 주파수 대역 신호로 필터링하는 수신필터(20)와, 수신신호를 저잡음 증폭하는 LNA(Low Noise Amplifier)(22)와, 높은 주파수 대역의 평형신호인 수신신호를 비평형 신호로 변환하여 통신 제어부(10)로 전달하는 수신 발룬(Balun)(24)을 포함한다.The receiving end includes a reception filter 20 for filtering the received signal received by the antenna ANT to a desired frequency band signal, a low noise amplifier 22 for low noise amplifying the received signal, and a balanced signal of a high frequency band. And a receiving balun 24 which converts the received signal into an unbalanced signal and transmits the received signal to the communication control unit 10.

송신단은, 통신 제어부(10)가 제공하는 평형신호를 비평형 송신신호로 변환 하여 출력하는 송신 발룬(Balun)(34)과, 송신신호의 전력을 증폭하는 PAM(Power Amplifier Module)(32), 증폭신호를 송신 가능한 주파수 대역 신호로 필터링하는 송신필터(30)를 포함한다.The transmitting end includes a transmission balun 34 for converting a balanced signal provided by the communication control unit 10 into an unbalanced transmission signal, and outputting a power, a power amplifier module 32 for amplifying the power of the transmission signal, And a transmission filter 30 for filtering the amplified signal into a transmittable frequency band signal.

통신 제어부(10)는 송신기능 및 수신기능 수행에 따라 RF 스위치(40)에 모드선택신호를 입력하여, 송수신 안테나(ANT)와 송신단 혹은 수신단이 연결되도록 한다.The communication control unit 10 inputs a mode selection signal to the RF switch 40 according to the transmission function and the reception function, so that the transmission / reception antenna ANT and the transmission end or the reception end are connected.

그런데, 무선통신장치에 포함된 부품들은 삽입 손실을 가지고 있어, 많은 부품을 통과할 수록 신호의 품질은 저하될 수 있다. 그리고, RF 스위치(40)는 다른 소자에 비해 삽입 손실이 상대적으로 큰 소자로서, RF 스위치(40)를 통과한 신호는 노이즈가 증가하고 감도가 저하되는 문제점이 있다. However, since the components included in the wireless communication device have insertion loss, the quality of the signal may be degraded as more components pass through the components. In addition, the RF switch 40 is a device having a relatively larger insertion loss than other devices, and the signal passing through the RF switch 40 has a problem in that noise increases and sensitivity decreases.

특히, 송수신 안테나(ANT)에 연결된 RF 스위치(40)는 송신 직전의 신호 및 수신 직후의 신호를 감쇄시킴으로, 다른 소자들에 비해 송수신 성능에 직접적인 영향을 줄 수 있다는 문제점이 있다.In particular, the RF switch 40 connected to the transmit / receive antenna ANT attenuates a signal immediately before transmission and a signal immediately after reception, thereby directly affecting transmission / reception performance compared to other devices.

실시예는 회로구성을 단순화하여 신호처리에 따른 신호 손실을 최소화하는 무선통신장치를 제공한다.The embodiment provides a wireless communication device that simplifies the circuit configuration and minimizes signal loss due to signal processing.

실시예에 의한 무선통신장치는, 송수신 안테나와; 상기 송수신 안테나로 수신된 비평형 상태의 수신신호를 처리하는 수신단과; 비평형 상태의 송신신호를 처리하여 상기 송수신 안테나로 송신하는 송신단과; 송신모드 혹은 수신모드를 선택하는 모드선택신호를 출력하며, 상기 송신모드 및 수신모드 수행에 따라 평형상태의 송신신호 및 수신신호를 처리하는 통신제어부와; 상기 모드선택신호를 입력받아, 상기 송신모드가 선택된 경우 상기 통신제어부가 출력하는 상기 평형상태의 송신신호를 상기 비평형 상태의 송신신호로 변환하여 상기 송신단으로 출력하고, 상기 수신모드가 선택된 경우 상기 수신단이 출력하는 상기 비평형 상태의 수신신호를 상기 평형상태의 수신신호로 변환하여 상기 통신제어부로 전달하는 스위칭 발룬 회로를 포함한다.Wireless communication apparatus according to the embodiment, the transmission and reception antenna; A receiving end for processing an unbalanced receiving signal received by the transmitting and receiving antenna; A transmitter for processing an unbalanced transmission signal and transmitting the signal to the transmission / reception antenna; A communication control unit for outputting a mode selection signal for selecting a transmission mode or a reception mode and processing a transmission signal and a reception signal in a balanced state according to the transmission mode and reception mode execution; Receiving the mode selection signal, when the transmission mode is selected, converts the transmission signal of the balanced state output by the communication control unit to the transmission signal of the non-equilibrium state and outputs the signal to the transmitting end, and when the reception mode is selected And a switching balun circuit converting the non-equilibrium reception signal output by the receiver into the balanced reception signal and transmitting the converted signal to the communication control unit.

실시예에 의하면, 회로구성을 단순화하여 신호처리에 따른 신호 손실을 최소화하는 무선통신장치가 제공된다.According to an embodiment, there is provided a wireless communication device that simplifies the circuit configuration and minimizes signal loss due to signal processing.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 실시예에 따른 무선통신장치에 대해서 상세하게 설명한다. 다만, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, a wireless communication apparatus according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing the embodiments, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, a detailed description thereof will be omitted.

도 2는 실시예의 무선통신장치의 제어블록도이다.2 is a control block diagram of a wireless communication device of the embodiment.

도 2에 도시된 바와 같이, 실시예의 무선통신장치는, 송수신 안테나(ANT)와, 송수신 안테나(ANT)와 연결된 수신필터(120) 및 수신필터(120) 신호를 저잡음 증폭하는 LNA(Low Noise Amplifier)(122)와, 송수신 안테나(ANT)와 연결된 송신필터(130) 및 송신신호의 출력을 증폭하여 송신필터(130)로 입력하는 PAM(Power Amplifier Module)(132)과, 송신모드 혹은 수신모드를 선택을 위한 모드선택신호를 출력하고 송신신호 및 수신신호와 데이터신호 간 상호변환 기능을 수행하는 통신 제어부(110)와, 통신 제어부(110)의 모드 선택신호에 따라 평형 신호(balanced signal)와 비평형 신호(unbalanced signal)를 서로 변환하여, 통신 제어부(110)의 송신신호를 PAM(132)에 출력하거나 LNA(122)의 수신신호를 통신 제어부(110)로 전달하는 스위칭 발룬(balun)회로(140)를 포함한다.As shown in FIG. 2, the wireless communication apparatus of the embodiment includes a low noise amplifier (LNA) for low noise amplifying a transmit / receive antenna (ANT), a receive filter 120 and a receive filter 120 signal connected to the transmit / receive antenna ANT. 122, the PAM (132) connected to the transmission and reception antenna (ANT) and a power amplifier module (PAM) 132 to amplify the output of the transmission signal to the transmission filter 130, and the transmission mode or reception mode And a balanced signal according to the mode selection signal of the communication control unit 110, which outputs a mode selection signal for selection and performs a mutual conversion function between the transmission signal and the reception signal and the data signal. A switching balun circuit that converts an unbalanced signal to each other and outputs a transmission signal of the communication control unit 110 to the PAM 132 or transmits a received signal of the LNA 122 to the communication control unit 110. 140.

수신필터(120) 및 LNA(122)는 수신단을 구성하는 대표적인 구성으로서, 송수신 안테나(ANT)로 수신된 신호를 원하는 주파수 대역신호로 필터링한 후 저잡음 증폭하여 스위칭 발룬회로(140)로 제공한다. 이러한 수신단의 구성은 설계 방법에 따라 다양하게 변형될 수 있다.Receiving filter 120 and LNA 122 is a representative configuration constituting the receiving end, the signal received by the transmitting and receiving antenna (ANT) to filter the desired frequency band signal and then a low noise amplification is provided to the switching balun circuit 140. The configuration of the receiver may be variously modified according to a design method.

송신필터(130) 및 PAM(132)의 구성은 송신단을 구성하는 대표적인 구성으로서, 송신신호의 출력 및 주파수 대역을 변환하여 송신 안테나(ANT)를 통해 송신신 호가 무선 송신되도록 한다.The configuration of the transmission filter 130 and the PAM 132 is a representative configuration constituting the transmitting end, and converts the output signal and the frequency band of the transmission signal so that the transmission signal is wirelessly transmitted through the transmission antenna ANT.

스위칭 발룬회로(140)는, 수신 발룬(142)과 송신 발룬(144)과 통신 제어부(110)의 모드선택신호에 따라 수신 발룬(142) 및 송신 발룬(144) 중 어느 하나가 선택적으로 동작하도록 제어하는 스위칭부(146)를 포함한다.The switching balun circuit 140 may be configured to selectively operate any one of the reception balun 142 and the transmission balun 144 according to a mode selection signal of the reception balun 142, the transmission balun 144, and the communication control unit 110. It includes a switching unit 146 for controlling.

발룬(142, 144)은 평형 신호(balanced signal)와 비평형 신호(unbalanced signal)를 서로 변환해주는 회로이다. 하나의 전송선을 통해 비평형 신호가 발룬회로로 입력되면, 발룬회로는 위상이 서로 반대인 두 개 평형 신호를 출력한다. 그 반대도 물론 가능하다. 높은 주파수의 비평형 신호는 신호 레벨의 기준이 되는 접지선을 통해 전달되는 노이즈에 상당히 취약하기 때문에 이를 평형 신호로 변환해주는 발룬 회로가 필요하게 된다. The baluns 142 and 144 are circuits for converting a balanced signal and an unbalanced signal to each other. When an unbalanced signal is input to the balun circuit through one transmission line, the balun circuit outputs two balanced signals having opposite phases. The opposite is, of course, possible. High frequency unbalanced signals are very vulnerable to noise propagated through the ground line, which is the reference for the signal level, which requires a balun circuit that converts them into a balanced signal.

이에, 수신 발룬(142)은 비평형 신호인 수신신호를 위상이 반대인 제1수신신호(Rx_1)과 제2수신신호(Rx_2)로 변환하여 통신 제어부(110)에 출력한다. Accordingly, the reception balun 142 converts the reception signal, which is an unbalanced signal, into a first reception signal Rx_1 and a second reception signal Rx_2 that are opposite in phase, and output the converted signal to the communication control unit 110.

송신 발룬(144)은 통신 제어부(110)가 제공하는 제1송신신호(Tx_1)과 제2송신신호(Tx2)를 높은 주파수를 갖는 비평형 신호로 변환하여 송신단으로 출력한다.The transmission balun 144 converts the first transmission signal Tx_1 and the second transmission signal Tx2 provided by the communication control unit 110 into an unbalanced signal having a high frequency and outputs the same to the transmitter.

송신 발룬(144) 및 수신 발룬(142)은 모드선택신호에 따라 동작하는 스위칭부(146)에 의해 제어되어, 어느 하나의 발룬이 선택적으로 동작한다. The transmission balun 144 and the reception balun 142 are controlled by the switching unit 146 operating according to the mode selection signal, so that any one balun selectively operates.

이에 따라, 스위칭 발룬회로(140)은 2개의 비평형 신호 입출력단과, 두 쌍의 평형 신호 입출력단을 상호 스위칭하는 2*4 스위칭 구조로 구성될 수 있다.Accordingly, the switching balun circuit 140 may be configured with a 2 * 4 switching structure for switching two unbalanced signal input and output terminals and two pairs of balanced signal input and output terminals.

수신 발룬(142)이 활성화된 경우 송수신 안테나(ANT)로 수신된 신호가 수신필터(120) 및 LNA(122)를 통해 스위칭 발룬회로(140)으로 입력되어 처리된다. 그리 고, 송신 발룬(144)이 활성화된 경우 스위칭 발룬회로(140)의 PAM(132) 연결단에서 송신신호가 출력되어 PAM(132) 및 송신필터(130)를 통해 송수신 안테나(ANT)로 송신신호가 송신된다.When the reception balun 142 is activated, a signal received by the transmission / reception antenna ANT is input to the switching balun circuit 140 through the reception filter 120 and the LNA 122 and processed. When the transmission balun 144 is activated, a transmission signal is output from the PAM 132 connection terminal of the switching balun circuit 140 and transmitted to the transmission / reception antenna ANT through the PAM 132 and the transmission filter 130. The signal is sent.

즉, 스위칭 발룬회로(140)의 동작에 따라 송신신호 및 수신신호의 경로가 설정되어 송수신 동작이 수행됨으로, 종래의 송수신 안테나(ANT)의 연결단에 개재되는 RF 스위치(40, 도 1참조)의 구성을 제거할 수 있다. 이에, RF 스위치(40, 도 1참조)로 인한 삽입 손실을 방지할 수 있으며, 무선통신장치의 전체 구성을 단순화할 수 있다.That is, since the paths of the transmission signal and the reception signal are set according to the operation of the switching balun circuit 140 and the transmission / reception operation is performed, the RF switch 40 (see FIG. 1) interposed at the connection terminal of the conventional transmission / reception antenna ANT. You can remove the configuration. Thus, insertion loss due to the RF switch 40 (see FIG. 1) can be prevented and the overall configuration of the wireless communication device can be simplified.

또한, PAM(132) 및 송신필터(130)를 통해 생성된 송신신호가 바로 송수신 안테나(ANT)로 전달됨으로 송신신호의 감쇄를 방지할 수 있으며, 수신신호 또한 별도의 신호 감쇄 과정을 거치지 아니하고 바로 수신필터(120)로 입력되어 처리됨으로 수신성능을 향상시킬 수 있다.In addition, the transmission signal generated through the PAM 132 and the transmission filter 130 is directly transmitted to the transmission and reception antenna (ANT) to prevent attenuation of the transmission signal, and the received signal is also directly through without a separate signal attenuation process The reception performance may be improved by being input to the reception filter 120 and processed.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although described above with reference to the embodiment is only an example and is not intended to limit the invention, those of ordinary skill in the art to which the present invention does not exemplify the above within the scope not departing from the essential characteristics of this embodiment It will be appreciated that many variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

도 1은 종래의 무선통신장치의 제어블록도.1 is a control block diagram of a conventional wireless communication device.

도 2는 실시예의 무선통신장치의 제어블록도.2 is a control block diagram of a wireless communication device of the embodiment;

Claims (5)

송수신 안테나와;A transceiver antenna; 상기 송수신 안테나로 수신된 비평형 상태의 수신신호를 처리하는 수신단과;A receiving end for processing an unbalanced receiving signal received by the transmitting and receiving antenna; 비평형 상태의 송신신호를 처리하여 상기 송수신 안테나로 송신하는 송신단과;A transmitter for processing an unbalanced transmission signal and transmitting the signal to the transmission / reception antenna; 송신모드 혹은 수신모드를 선택하는 모드선택신호를 출력하며, 상기 송신모드 및 수신모드 수행에 따라 평형상태의 송신신호 및 수신신호를 처리하는 통신제어부와;A communication control unit for outputting a mode selection signal for selecting a transmission mode or a reception mode and processing a transmission signal and a reception signal in a balanced state according to the transmission mode and reception mode execution; 상기 모드선택신호를 입력받아, 상기 송신모드가 선택된 경우 상기 통신제어부가 출력하는 상기 평형상태의 송신신호를 상기 비평형 상태의 송신신호로 변환하여 상기 송신단으로 출력하고, 상기 수신모드가 선택된 경우 상기 수신단이 출력하는 상기 비평형 상태의 수신신호를 상기 평형상태의 수신신호로 변환하여 상기 통신제어부로 전달하는 스위칭 발룬 회로를 포함하는 무선통신장치.Receiving the mode selection signal, when the transmission mode is selected, converts the transmission signal of the balanced state output by the communication control unit to the transmission signal of the non-equilibrium state and outputs the signal to the transmitting end, and when the reception mode is selected And a switching balun circuit converting the non-equilibrium reception signal outputted from the receiver into the balanced reception signal and transmitting the converted signal to the communication control unit. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 스위칭 발룬 회로는,The switching balun circuit, 하나의 전송선을 통해 입력되는 비평형 수신신호를 위상이 서로 반대인 두 개 평형 수신신호로 변환하여 출력하는 수신발룬과;A reception balun which converts an unbalanced reception signal input through one transmission line into two balanced reception signals having phases opposite to each other; 위상이 서로 반대인 두 개 평형 송신신호를 비평형 송신신호로 변환하여 하 나의 전송선으로 출력하는 송신발룬과;A transmission balun for converting two balanced transmission signals of opposite phases into an unbalanced transmission signal and outputting the same to one transmission line; 상기 모드선택신호에 따라, 상기 수신발룬 및 상기 송신발룬 중 어느 하나를 활성화 시키는 스위칭부를 포함하는 무선통신장치.And a switching unit for activating any one of the reception balun and the transmission balun according to the mode selection signal. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 스위칭 발룬회로는, The switching balun circuit, 상기 비평형 수신신호 및 비평형 송신신호가 각각 입출력 되는 2개의 비평형 신호 입출력단과;Two unbalanced signal input / output terminals to which the unbalanced reception signal and the unbalanced transmission signal are input and output, respectively; 한 쌍의 평형 송신신호 및 한 쌍의 평형 수신신호가 입출력 되는 4개의 평형신호 입출력단으로 구성된 2*4 스위칭 구조를 갖는 무선통신장치.A wireless communication device having a 2 * 4 switching structure consisting of four balanced signal input and output terminals to which a pair of balanced transmission signals and a pair of balanced reception signals are input and output. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수신단은,The receiving end, 상기 송수신 안테나와 연결된 수신필터 및 상기 수신필터에서 필터링된 상기 비평형 수신신호를 저잡음 증폭하는 LNA(Low Noise Amplifier)를 포함하는 무선통신장치.And a low noise amplifier (LNA) for low noise amplifying the unbalanced reception signal filtered by the reception filter and a reception filter connected to the transmission / reception antenna. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 송신단은,The transmitting end, 상기 송수신 안테나와 연결된 송신필터 및 상기 비평형 송신신호의 출력을 증폭하여 상기 송신필터로 입력하는 PAM(Power Amplifier Module)을 포함하는 무선통신장치.And a power amplifier module (PAM) for amplifying the output of the transmission filter connected to the transmission and reception antenna and the output of the unbalanced transmission signal to the transmission filter.
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