KR100676843B1 - Apparatus for time division dupexing switch - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 일반적으로 기지국에서 사용되는 듀플렉서를 개략적으로 설명하기 위한 예시도,1 is an exemplary diagram for schematically illustrating a duplexer generally used in a base station;
도 2는 종래의 기지국 기반의 TDD 스위칭 장치를 개략적으로 설명하기 위한 예시도,2 is an exemplary diagram for schematically illustrating a conventional base station-based TDD switching device;
도 3은 도 2를 실제적으로 구현하기 위한 회로도,3 is a circuit diagram for actually implementing FIG.
도 4는 종래의 중계기 기반의 TDD 스위칭 장치를 개략적으로 설명하기 위한 예시도,4 is an exemplary diagram for schematically illustrating a conventional repeater-based TDD switching device;
도 5는 도 4를 실제적으로 구현하기 위한 회로도,5 is a circuit diagram for actually implementing FIG. 4;
도 6은 본 발명에 따른 TDD 스위칭 장치의 제1실시예 구조도,6 is a structural diagram of a first embodiment of a TDD switching device according to the present invention;
도 7은 본 발명에 따른 TDD 스위칭 장치의 제2실시예 구조도,7 is a structural diagram of a second embodiment of a TDD switching device according to the present invention;
도 8은 본 발명에 따른 TDD 스위칭 장치의 제3실시예 구조도.8 is a structural diagram of a third embodiment of a TDD switching device according to the present invention;
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
610~630, 710~740, 810~840 : 서큘레이터610 ~ 630, 710 ~ 740, 810 ~ 840: Circulator
640~660, 750~780, 850, 860 : 하이브리드 커플러640 ~ 660, 750 ~ 780, 850, 860: Hybrid Coupler
670, 790, 870, 880 : LNA670, 790, 870, 880: LNA
본 발명은 시분할 이중화 스위칭 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무선 통신 시스템의 안테나 장치와 기지국 변환 장치(base station transceiver system; 이하, 간단히 'BTS'라 함)간 신호를 전달하기 위한, 시분할 이중화 스위칭 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a time division duplex switching device, and more particularly, to time division duplex switching for transferring a signal between an antenna device and a base station transceiver system (hereinafter, simply referred to as a 'BTS') of a wireless communication system. Relates to a device.
일반적으로, 안테나와 BTS간 신호의 송수신을 위한 방식에는 주파수 분할 이중화 방식(frequency division duplexing; 이하, 간단히 'FDD'라 함)과 시분할 이중화 방식(time division duplexing; 이하, 간단히 'TDD'라 함)이 있다. In general, a scheme for transmitting and receiving signals between an antenna and a BTS includes frequency division duplexing (hereinafter, simply referred to as 'FDD') and time division duplexing (hereinafter, simply referred to as 'TDD'). There is this.
FDD 방식은 송신과 수신에는 다른 주파수를 사용하며, TDD 방식은 동일한 주파수를 시간적으로 분할하여 구분 사용하는 것으로, 최근 각광받고 있는 휴대 무선 통신 기술인 와이브로(WIBRO) 등에서는 TDD 방식을 사용하고 있다.The FDD scheme uses different frequencies for transmission and reception, and the TDD scheme divides the same frequency in time, and uses the TDD scheme in WiBRO, which is a popular wireless wireless communication technology.
이러한 TDD 방식을 이용한 스위칭 장치는, 송신(Tx)과 수신(Rx) 선로(path)에 스위치(switch)를 사용하여 송수신신호를 분리하고 있다.The switching device using such a TDD method separates transmission / reception signals by using switches in transmission (Tx) and reception (Rx) paths.
그러나, 상기와 같은 종래의 방법은, 송신(Tx) 신호 전송시에 고출력이 전송되는 상태에서 스위칭을 수행하므로, 시스템의 안정성에 무리가 따르는 문제점이 있으며, 인터-모듈레이션(inter-modulation; 이하, 간단히 'IM'이라 함)이 열화되 는 문제점이 있다.However, in the conventional method as described above, since switching is performed in a state in which a high output is transmitted at the time of transmission (Tx) signal, there is a problem in that the stability of the system is unreasonable, and inter-modulation (hereinafter, Simply called 'IM') is a problem that is degraded.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 송신 선로에 스위치를 제거함으로써, 시스템의 안정성을 구현하고, IM 특성을 개선하기 위한, 시분할 이중화 스위칭 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above problems, and an object thereof is to provide a time division redundancy switching device for realizing system stability and improving IM characteristics by removing a switch in a transmission line.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 기지국 변환장치(BTS)와 연결되는 입력단에 배치되는 제1서큘레이터 및 제2서큘레이터; 안테나와 연결되는 출력단에 배치되는 제3서큘레이터; 제2 및 제3서큘레이터 사이에 배치되어, 상기 제3서큘레이터로부터 전달받은 신호에 대하여 저잡음 증폭을 수행하기 위한 저잡음 증폭기(LNA); 상기 제1 및 제2서큘레이터의 전단에 배치되어, 상기 BTS로부터의 송신신호를 각각 상기 제1 및 제2서큘레이터로 전달하고, 상기 제1 및 제2서큘레이터로부터의 신호를 상기 BTS로 전달하기 위한 제1하이브리드 커플러; 상기 제1 및 제3서큘레이터의 사이에 배치되어, 상기 제1 및 제2서큘레이터로부터의 신호를 상기 제3서큘레이터로 전달하고, 상기 제3서큘레이터로부터의 신호를 각각 제1 및 제2서큘레이터로 전달하기 위한 제2하이브리드 커플러; 및 상기 제2서큘레이터 및 상기 LNA 사이에 배치되어, 상기 LNA로부터의 신호를 상기 제1 및 제2서큘레이터에 전달하기 위한 제3하이브리드 커플러를 포함하는 시분 할 이중화(TDD) 스위칭 장치가 제공된다.In order to achieve the above object, according to a preferred embodiment of the present invention, a first circulator and a second circulator disposed at an input terminal connected to the base station converter (BTS); A third circulator disposed at an output terminal connected to the antenna; A low noise amplifier (LNA) disposed between second and third circulators and configured to perform low noise amplification on a signal received from the third circulator; Disposed in front of the first and second circulators, and transmits the transmission signals from the BTS to the first and second circulators, respectively, and transmits the signals from the first and second circulators to the BTS. A first hybrid coupler for; Disposed between the first and third circulators, transferring signals from the first and second circulators to the third circulator, and transmitting signals from the third circulator to the first and second circulators, respectively; A second hybrid coupler for delivery to the circulator; And a third hybrid coupler disposed between the second circulator and the LNA, the third hybrid coupler for transmitting signals from the LNA to the first and second circulators. .
이때, 상기 송신신호가 입력되는 제1하이브리드 커플러의 포트와 상기 제3서큘레이터로 신호를 전달하는 상기 제2하이브리드 커플러의 포트는, 그 순서가 상이하여, 상기 BTS로부터 입력되는 상기 송신신호는, 상기 제1하이브리드 커플러-상기 제1서큘레이터-상기 제2하이브리드 커플러-상기 제2서큘레이터로 연결되는 경로를 통해 상기 안테나로 전달된다.In this case, the ports of the first hybrid coupler to which the transmission signal is input and the ports of the second hybrid coupler that transmits the signal to the third circulator are different in order, and the transmission signal input from the BTS is The first hybrid coupler-the first circulator-the second hybrid coupler-is transmitted to the antenna through a path connected to the second circulator.
또한, 상기 LNA로부터 신호가 입력되는 제3하이브리드 커플러의 포트와 상기 BTS로 신호를 전달하는 상기 제1하이브리드 커플러의 포트는, 그 순서가 상이하여, 상기 안테나를 통해 입력되는 수신신호는, 상기 제3서큘레이터-상기 LNA-상기 제3하이브리드 커플러-제1서큘레이터-제1하이브리드 커플러로 연결되는 경로를 통해 상기 BTS로 전달된다.In addition, a port of a third hybrid coupler to which a signal is input from the LNA and a port of the first hybrid coupler which transmits a signal to the BTS are different in order, and the received signal input through the antenna is the second signal. 3 Circulator-the LNA-the third hybrid coupler-the first circulator-the first hybrid coupler is routed through the path to the BTS.
이 경우, 상기 제1 및 제3서큘레이터는 시계방향의 방향성을 가지고, 상기 제2서큘레이터는 시계반대방향의 방향성을 가지는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the first and third circulators have a clockwise direction, and the second circulator has a counterclockwise direction.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, BTS와 연결되는 입력단에 배치되는 제1서큘레이터 및 제2서큘레이터; 안테나와 연결되는 출력단에 배치되는 제3서큘레이터 및 제4서큘레이터; 상기 제1 및 제2서큘레이터의 전단에 배치되어, 상기 BTS로부터의 송신신호를 각각 상기 제1 및 제2서큘레이터로 전달하고, 상기 제1 및 제2서큘레이터로부터의 신호를 상기 BTS로 전달하기 위한 제1하이브리드 커플러; 상기 제3 및 제4서큘레이터의 후단에 배치되어, 상기 안테나로부터의 수신신호를 각각 상기 제3 및 제4서큘레이터로 전달하고, 상기 제3 및 제4서큘레이터로부터의 신호를 상기 안테나로 전달하기 위한 제2하이브리드 커플러; 상기 제3 및 제4서큘레이터로부터의 상기 수신신호를 LNA에 전달하기 위한 제3하이브리드 커플러; 상기 제3하이브리드 커플러로부터 전달받은 상기 수신신호의 저잡음 증폭을 수행하기 위한 상기 LNA; 및 상기 LNA로부터 전달받은 상기 수신신호를 상기 제1 및 제2서큘레이터로 전달하기 위한 제4하이브리드 커플러를 포함하는 TDD 스위칭 장치가 제공된다.On the other hand, according to another embodiment of the present invention, the first circulator and the second circulator disposed on the input terminal connected to the BTS; A third circulator and a fourth circulator disposed at an output terminal connected to the antenna; Disposed in front of the first and second circulators, and transmits the transmission signals from the BTS to the first and second circulators, respectively, and transmits the signals from the first and second circulators to the BTS. A first hybrid coupler for; It is disposed at the rear end of the third and fourth circulator, and transmits the received signal from the antenna to the third and fourth circulator, respectively, and transmits the signal from the third and fourth circulator to the antenna. A second hybrid coupler for; A third hybrid coupler for transmitting the received signals from the third and fourth circulators to an LNA; The LNA for performing low noise amplification of the received signal received from the third hybrid coupler; And a fourth hybrid coupler for transmitting the received signal received from the LNA to the first and second circulators.
이때, 상기 송신신호가 입력되는 제1하이브리드 커플러의 포트와 상기 안테나로 상기 송신신호를 전달하는 상기 제2하이브리드 커플러의 포트는, 그 순서가 상이하여, 상기 BTS로부터 입력되는 상기 송신신호는, 상기 제1하이브리드 커플러-상기 제1서큘레이터-상기 제3서큘레이터-상기 제2하이브리드 커플러로 연결되는 제1경로와, 상기 제1하이브리드 커플러-상기 제2서큘레이터-상기 제4서큘레이터-상기 제2하이브리드 커플러로 연결되는 제2경로를 통해 상기 안테나로 전달되고, 상기 수신신호가 입력되는 제2하이브리드 커플러의 포트와 상기 LNA로 신호를 전달하는 상기 제3하이브리드 커플러의 포트는 그 순서가 상이하고, 상기 LNA로부터 신호가 입력되는 상기 제4하이브리드 커플러의 포트와 상기 BTS로 상기 수신신호를 전달하는 상기 제1하이브리드 커플러의 포트는 그 순서가 상이하며, 상기 LNA로 신호를 전달하는 상기 제3하이브리드 커플러의 포트와 상기 LNA로부터 신호가 입력되는 상기 제4하이브리드 커플러의 포트는 그 순서가 상이하여, 상기 안테나를 통해 입력되는 수신신호는, 상기 제2하이브리드 커플러-상기 제3서큘레이터 및 상기 제4서큘레이터-상기 제3하이브리드 커플러-상기 LNA-상기 제4하이브리드 커플러-상기 제1서큘레이터 및 상기 제2서큘레이터-제1하이브리드 커플러로 연결되는 경로를 통해 상기 BTS로 전달된다.In this case, the ports of the first hybrid coupler to which the transmission signal is input and the ports of the second hybrid coupler which transfers the transmission signal to the antenna are different in order, and the transmission signal input from the BTS is the same. A first path coupled to a first hybrid coupler, the first circulator, the third circulator, and the second hybrid coupler, and the first hybrid coupler, the second circulator, and the fourth circulator The ports of the second hybrid coupler which are transmitted to the antenna through the second path connected to the 2 hybrid couplers, and the ports of the third hybrid coupler which transmit the signals to the LNA are different in order. And a port of the fourth hybrid coupler to which a signal is input from the LNA and the first hybrid to transmit the received signal to the BTS. The ports of the coupler are different in order, and the ports of the third hybrid coupler that transmits signals to the LNA and the ports of the fourth hybrid coupler to which signals are input from the LNA are different in order, and thus, through the antenna. The received signal is input to the second hybrid coupler, the third circulator and the fourth circulator, the third hybrid coupler, the LNA, the fourth hybrid coupler, the first circulator and the second circulator. It is delivered to the BTS via a path to the first hybrid coupler.
이 경우, 상기 제1 및 제3서큘레이터는 시계방향의 방향성을 가지고, 상기 제2 및 제4서큘레이터는 시계반대방향의 방향성을 가지는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the first and third circulators have a clockwise direction, and the second and fourth circulators have a counterclockwise direction.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, BTS와 연결되는 입력단에 배치되는 제1서큘레이터 및 제2서큘레이터; 안테나와 연결되는 출력단에 배치되는 제3서큘레이터 및 제4서큘레이터; 상기 제1 및 제2서큘레이터의 전단에 배치되어, 상기 BTS로부터의 송신신호를 각각 상기 제1 및 제2서큘레이터로 전달하고, 상기 제1 및 제2서큘레이터로부터의 신호를 상기 BTS로 전달하기 위한 제1하이브리드 커플러; 상기 제3 및 제4서큘레이터의 후단에 배치되어, 상기 안테나로부터의 수신신호를 각각 상기 제3 및 제4서큘레이터로 전달하고, 상기 제3 및 제4서큘레이터로부터의 신호를 상기 안테나로 전달하기 위한 제2하이브리드 커플러; 상기 제1 및 제3서큘레이터 사이에 배치되어, 상기 제3서큘레이터로부터 전달받은 신호에 대하여 저잡음 증폭을 수행하여, 이를 상기 제1서큘레이터로 전달하기 위한 제1LNA; 및 상기 제2 및 제4서큘레이터 사이에 배치되어, 상기 제4서큘레이터로부터 전달받은 신호에 대하여 저잡음 증폭을 수행하여, 이를 상기 제2서큘레이터로 전달하기 위한 제2LNA를 포함하는 TDD 스위칭 장치가 제공된다.Further, according to another embodiment of the present invention, the first circulator and the second circulator disposed on the input terminal connected to the BTS; A third circulator and a fourth circulator disposed at an output terminal connected to the antenna; Disposed in front of the first and second circulators, and transmits the transmission signals from the BTS to the first and second circulators, respectively, and transmits the signals from the first and second circulators to the BTS. A first hybrid coupler for; It is disposed at the rear end of the third and fourth circulator, and transmits the received signal from the antenna to the third and fourth circulator, respectively, and transmits the signal from the third and fourth circulator to the antenna. A second hybrid coupler for; A first LNA disposed between the first and third circulators and configured to perform low noise amplification on a signal received from the third circulator, and to transmit the low noise amplification to the first circulator; And a second LNA disposed between the second and fourth circulators and configured to perform low noise amplification on the signal received from the fourth circulator, and to transmit the low noise amplification to the second circulator. Is provided.
이때, 상기 BTS와 신호를 송수신하는 제1하이브리드 커플러의 포트와 상기 안테나와 신호를 송수신하는 상기 제2하이브리드 커플러의 포트는, 그 순서가 상이하여, 상기 BTS로부터 입력되는 상기 송신신호는, 상기 제1하이브리드 커플러-상기 제1서큘레이터-상기 제3서큘레이터-상기 제2하이브리드 커플러로 연결되는 제1경로와, 상기 제1하이브리드 커플러-상기 제2서큘레이터-상기 제4서큘레이터-상기 제2하이브리드 커플러로 연결되는 제2경로를 통해 상기 안테나로 전달되고, 상기 안테나로부터 입력되는 상기 수신신호는, 상기 제2하이브리드 커플러-상기 제3서큘레이터-상기 제1LNA-상기 제1서큘레이터-상기 제1하이브리드 커플러로 연결되는 제1경로와, 상기 제1하이브리드 커플러-상기 제4서큘레이터-상기 LNA-상기 제2서큘레이터-상기 제1하이브리드 커플러로 연결되는 제2경로를 통해 상기 BTS로 전달된다.In this case, the ports of the first hybrid coupler for transmitting and receiving signals to and from the BTS and the ports of the second hybrid coupler for transmitting and receiving signals to and from the antenna are different in order, and the transmission signal inputted from the BTS is the first signal. A first path coupled to a hybrid coupler, the first circulator, the third circulator, and the second hybrid coupler, the first hybrid coupler, the second circulator, the fourth circulator, and the second path The received signal, which is transmitted to the antenna through a second path connected to the hybrid coupler, is input from the antenna to the second hybrid coupler, the third circulator, the first LNA, the first circulator, and the first. A first path connected to a hybrid coupler, the first hybrid coupler, the fourth circulator, the LNA, the second circulator, and the first hybrid Through the second path to the Doppler it is transmitted to the BTS.
이 경우, 상기 제1 및 제3서큘레이터는 시계방향의 방향성을 가지고, 상기 제2 및 제4서큘레이터는 시계반대방향의 방향성을 가지는 것이 바람직하다.In this case, it is preferable that the first and third circulators have a clockwise direction, and the second and fourth circulators have a counterclockwise direction.
이하, 본 발명의 상세한 설명에 앞서, 종래의 기술에 대하여 더욱 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, prior art will be described in more detail with respect to the prior art.
도 1은 일반적으로 기지국에서 사용되는 듀플렉서를 개략적으로 설명하기 위한 예시도이다. 1 is an exemplary diagram schematically illustrating a duplexer generally used in a base station.
도면에 도시된 바와 같이, 일반적인 듀플렉서(120)는, 송신신호 및 수신신호를 분리하기 위한 것으로서, 안테나(110)로부터 수신하는 신호를 저잡음 증폭기(low noise amplifier; 이하, 간단히 'LNA'라 함)(140)로 전달하여, 디바이더(divider)(150)를 통하여 BTS로 각각 전달되도록 하고, BTS로부터 수신되는 송신신호를 고출력 증폭기(high power amplifier; 이하, 간단히 'HPA'라 함)(130)로부터 수신하여 이를 수신신호로 분리하여 안테나(110)가 방사할 수 있도록 전달하는 것이다.As shown in the figure, the
따라서, 도 1의 점선으로 표시된 부분을 BTS에 연결되는 뜻으로, 프론트 엔드 파트(front end part) 또는 안테나 니어 프로덕트(antenna near product)라고 하기도 한다.Accordingly, the portion indicated by the dotted line in FIG. 1 is connected to the BTS and may also be referred to as a front end part or an antenna near product.
도 2는 종래의 기지국 기반의 TDD 스위칭 장치를 개략적으로 설명하기 위한 예시도이다.2 is an exemplary diagram for schematically illustrating a conventional base station-based TDD switching device.
도면에 도시된 바와 같이, 종래의 기지국 기반 TDD 스위칭 장치는, 스위치(210)를 이용하여 구현됨을 알 수 있다.As shown in the figure, it can be seen that the conventional base station-based TDD switching device is implemented using the
도 3은 도 2를 실제적으로 구현하기 위한 회로도이다.3 is a circuit diagram for actually implementing FIG. 2.
도면에 도시된 바와 같이, 실제적으로 구현되는 TDD 스위칭 장치는, 서큘레이터(310)와 수신경로에 배치되는 스위치(320)를 이용한다.As shown in the figure, a practically implemented TDD switching device uses a
서큘레이터(310)는 3단자의 신호분기 회로소자로서, 한 포트로 입사한 전력이 나머지 두 포트 중 하나로만 출력되고, 나머지 하나로는 출력되지 않는, 방향성을 가지는 소자이다.The
따라서, 송신경로를 통해 전달된 신호는 서큘레이터(310)에 의해 안테나(110)로만 전달되고, 안테나(110)로부터 수신되는 신호는 서큘레이터(310)에 의해 수신경로로만 전달되는 것이다.Therefore, the signal transmitted through the transmission path is transmitted only to the
도 4는 종래의 중계기 기반의 TDD 스위칭 장치를 개략적으로 설명하기 위한 예시도이다.4 is an exemplary diagram for schematically illustrating a conventional repeater-based TDD switching device.
도면에 도시된 바와 같이, 종래의 중계기 기반의 TDD 스위칭 장치는, 송신경 로와 수신경로가 분리되지 않고 동일한 경로를 사용하며, 이를 스위치(420, 430)에 의해 분리하도록 되어 있다. As shown in the figure, the conventional repeater-based TDD switching device, the transmission path and the reception path is not separated and use the same path, it is to be separated by the switch (420, 430).
도 5는 도 4를 실제적으로 구현하기 위한 회로도이다. 도면에 도시된 바와 같이, 종래의 중계기 방식의 TDD 스위칭 장치는, BTS로부터 송신신호가 전달되는 경우에는 A스위치(530)가 오프(OFF)되며, 안테나(110)로부터 수신신호가 전달되는 경우에는 A스위치(530)가 온(ON)되도록 동작한다.FIG. 5 is a circuit diagram for actually implementing FIG. 4. As shown in the figure, in the conventional TDD switching apparatus of the relay method, when the transmission signal is transmitted from the BTS, the
그러나, 일반적으로 서큘레이터의 격리도(isolation) 특성으로 인해 수신신호가 입력되어 송신경로로 전달되어, 안테나단의 정재파비(voltage standing wave ratio; 이하, 간단히 'VSWR'이라 함) 특성이 열화되는 문제점이 있다.However, in general, due to the isolation characteristics of the circulator, the received signal is input and transmitted to the transmission path, thereby degrading the voltage standing wave ratio (hereinafter, simply referred to as 'VSWR') characteristic of the antenna. There is a problem.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 서큘레이터 사이의 경로에 스위치를 배치하여 반사특성을 향상하고자 하였으나, 송신경로에서 전달되는 신호는 고출력이므로, 이는 신호 전달의 신뢰성을 떨어뜨리고, 또한 IM 성분이 발생하게 되는 문제점이 있었다. In order to solve this problem, a switch was placed in the path between the circulators to improve reflection characteristics. However, since the signal transmitted from the transmission path is a high output, this reduces the reliability of signal transmission and also causes an IM component. There was this.
따라서, 본 발명은 송신경로에 사용되던 스위치를 제거하여, 신호 전달의 신뢰성을 제고하고, IM 성분으로 인한 문제를 없애고자 한 것이다.Therefore, the present invention is to remove the switch used in the transmission path, to improve the reliability of signal transmission, and to eliminate the problems caused by the IM component.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components have the same number as much as possible even if displayed on different drawings. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 6은 본 발명에 따른 TDD 스위칭 장치의 제1실시예 구조도이다.6 is a structural diagram of a first embodiment of a TDD switching device according to the present invention.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 TDD 스위칭 장치는, 제1 내지 제3서큘레이터(610, 620, 630), 제1 내지 제3하이브리드 커플러(hybrid coupler)(640, 650, 660) 및 LNA(670)를 포함하여 구성된다. LNA(670)는 저잡음 증폭을 수행하는 기능을 담당한다. 이하, 같다.As shown in the figure, the TDD switching device of the present invention includes the first to
상기 제1 및 제3서큘레이터(610, 630)는 시계방향의 방향성을 가지고, 제2서큘레이터(620)는 시계반대방향의 방향성을 가지게 된다.The first and
제1하이브리드 커플러(640)의 제1포트는 접지되어 있다. 이하 본 발명의 설명에서는, 편의상 하이브리드 커플러의 도면상 왼쪽 윗부분의 포트는 제1포트라고 하기로 하고, 왼쪽 아랫부분의 포트는 제2포트라고 하기로 하자. 또한, 오른쪽 윗부분의 포트는 제2포트라고 하고, 오른쪽 아랫부분의 포트는 제4포트라고 하기로 하자. 도 6의 제2하이브리드 커플러를 예를 들어 설명하면, A 내지 D가 가리키는 포트가 각각 제1 내지 제4포트가 되는 것이다. 이때, 제1포트에서의 입력을 제1입력, 제1포트에서의 출력을 제1출력으로 상정하여 설명하는 것으로 한다. 다만, 이는 본 발명의 설명을 위하여 편의상 구분하는 것으로, 본 발명이 이에 구애 받지는 않을 것이다.The first port of the first
이를 참조하면, 제2하이브리드 커플러(650) 및 제3하이브리드 커플러(660)의 제4포트는 접지되어 있다. Referring to this, the fourth ports of the second
제1서큘레이터(610)는 제1하이브리드 커플러(640)의 제3출력을 제2하이브리 드 커플러(650)의 제1포트로 전달하고, 제3하이브리드 커플러(660)의 제1출력을 제1하이브리드 커플러(640)의 제3포트로 전달한다. 또한, 제2하이브리드 커플러(650)의 제1출력을 제3하이브리드 커플러(660)의 제1포트로 전달한다. The
하이브리드 커플러(640~660)는 고주파(radio frequency; 이하, 'RF'라 함) 소자로서, 입력되는 신호를 두 개로 나누어, 각 출력신호의 위상을 90°차이가 나도록 하고, 그 진폭은 각각 입력신호의 ½로 하기 위한 것이다. 이러한 하이브리드 커플러를 2개를 직렬로 연결하면, 입력신호의 포트와 동일한 순서의 포트의 출력신호는 각각 그 위상이 반대가 되므로 최종적으로 상쇄되고, 다른 포트의 신호는 위상이 동일하므로 최종적으로 입력신호와 동일한 크기의 신호가 된다. 즉, 첫번째 하이브리드 커플러의 제1포트로 신호가 입력되면, 두번째 하이브리드 커플러의 제3포트로 출력되는 신호는 없고, 제4포트로 제1포트로 입력된 신호와 동일한 신호가 출력된다. 이는 RF 분야에서 이미 널리 알려진 바와 같으므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 하겠다.
따라서, 제1하이브리드 커플러(640)를 통해 BTS로부터 전달된 송신신호는 제1서큘레이터(610), 제2하이브리드 커플러(650) 및 제2서큘레이터(620)의 경로를 통해 안테나(110)로 전달되어 방사된다.Accordingly, the transmission signal transmitted from the BTS through the first
BTS로부터 입력되는 신호는 2개의 하이브리드 커플러(640, 650)를 통하면서 입력포트와 출력포트의 순서가 달라지게 되므로, 입력신호와 동일한 신호가 안테나(110)를 통하여 방사되게 됨을 알 수 있다.Since the signal input from the BTS is changed through the two
또한, 안테나(110)를 통해 입력된 수신신호는, 수신경로의 스위치(680)와 LNA(670)를 통과하고, 제3하이브리드 커플러(660)에 입력된다. 이 수신신호는, 제1서큘레이터(610) 및 제1하이브리드 커플러(640)의 경로를 통해 BTS에 전달된다.In addition, the received signal input through the
입력되는 수신신호는, 2개의 하이브리드 커플러를 통하면서 입력포트와 출력포트의 순서가 달라지게 되므로, 입력신호와 동일한 신호가 BTS에 전달됨을 알 수 있다. As the received signal is input, the order of the input port and the output port is changed through two hybrid couplers, so that the same signal as the input signal is transmitted to the BTS.
한편, 제2서큘레이터(620)의 격리도 특성으로 인해 상기 제2하이브리드 커플러(650)에 입력되는 신호 중, 제3서큘레이터(630) 및 제3하이브리드 커플러(660)를 거치는 신호는, 2개의 하이브리드 커플러를 통하면서 입력포트와 출력포트의 순서가 동일하므로, 서로 상쇄되어, 입력되는 수신신호가 다시 안테나(110)를 통하여 방사되지 않으므로, 안테나의 VSWR 특성이 우수하게 된다.Meanwhile, among the signals input to the second
도 7은 본 발명에 따른 TDD 스위칭 장치의 제2실시예 구조도이다.7 is a structural diagram of a second embodiment of a TDD switching device according to the present invention.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 TDD 스위칭 장치는, 제1 내지 제4서큘레이터(710, 720, 730, 740), 제1 내지 제4하이브리드 커플러(hybrid coupler)(750, 760, 770, 780) 및 LNA(790)를 포함하여 구성된다. 제1 및 제3서큘레이터(710, 730)는 시계방향의 방향성을 가지고, 제2 및 제4서큘레이터(720, 740)는 시계반대방향의 방향성을 가진다.As shown in the drawings, the TDD switching device of the present invention includes the first to
제1하이브리드 커플러(750)를 통해 입력된 송신신호는 제1서큘레이터(710), 제3서큘레이터(730) 및 제4하이브리드 커플러(780)로 연결되는 경로와, 제2서큘레이터(720), 제4서큘레이터(740) 및 제4하이브리드 커플러(780)로 연결되는 경로를 통해 안테나(110)로 전달되어 방사된다.The transmission signal input through the first
이때, 입력신호는 2개의 하이브리드 커플러(750, 780)를 통하면서 입력포트와 출력포트의 순서가 달라지게 되므로, 입력신호와 동일한 신호가 안테나를 통하여 방사되게 됨을 알 수 있다.In this case, the input signal is changed through the two hybrid couplers (750, 780), the order of the input port and the output port, it can be seen that the same signal as the input signal is radiated through the antenna.
또한, 안테나를 통해 입력된 수신신호는, 수신경로의 제4 및 제3하이브리드 커플러(770, 780)를 통과하고, LNA(790)를 거쳐 제2하이브리드 커플러(760)에 입력된다. 이후, 제1하이브리드 커플러(750)를 거친 신호는 BTS로 전달될 수 있다. 입력되는 수신신호는, 각각 2개의 하이브리드 커플러를 통하면서 각 경우에 모두 입력포트와 출력포트의 순서가 달라지게 되므로, 안테나로 입력되는 입력신호와 동일한 신호가 BTS에 전달됨을 알 수 있다. 즉, 수신신호가 입력되는 제4하이브리드 커플러(780)의 포트와 상기 LNA(790)로 신호를 전달하는 상기 제3하이브리드 커플러(770)의 포트는 그 순서가 상이하고, 상기 LNA(790)로부터 신호가 입력되는 상기 제2하이브리드 커플러(760)의 포트와 상기 BTS로 상기 수신신호를 전달하는 상기 제1하이브리드 커플러(750)의 포트는 그 순서가 상이하며, 상기 제3하이브리드 커플러(770)의 포트와 상기 LNA(790)로부터 신호가 입력되는 상기 제2하이브리드 커플러(760)의 포트는 순서가 다름을 알 수 있다.In addition, the received signal input through the antenna passes through the fourth and third
한편, 제1서큘레이터(710)의 격리도 특성으로 인해 제3서큘레이터(730)를 통과하여 제4하이브리드 커플러(780)에 입력되는 신호는 2개의 하이브리드 커플러(760, 780)를 통하면서 입력포트와 출력포트의 순서가 동일하므로, 서로 상쇄되어, 입력되는 수신신호가 다시 안테나(110)를 통하여 방사되지 않게 되며, 또한, 상기 제2서큘레이터(720)의 격리도 특성으로 인해 제4서큘레이터(740)를 거쳐 제4하이브리드 커플러(780)에 입력되는 신호는 2개의 하이브리드 커플러(760, 780)를 통하면서 입력포트와 출력포트의 순서가 동일하므로, 서로 상쇄되어, 입력되는 수신신호가 다시 안테나(110)를 통하여 방사되지 않는다.On the other hand, due to the isolation characteristics of the
도 8은 본 발명에 따른 TDD 스위칭 장치의 제3실시예 구조도이다.8 is a structural diagram of a third embodiment of a TDD switching device according to the present invention.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 TDD 스위칭 장치는, 제1 내지 제4서큘레이터(810, 820, 830, 840), 제1 및 제2하이브리드 커플러(hybrid coupler)(850, 860) 및 제1 및 제2LNA(870, 880)를 포함하여 구성된다. 상기 제1 및 제3서큘레이터(810, 830)는 시계방향의 방향성을 가지고, 상기 제2 및 제4서큘레이터(820, 840)는 시계반대방향의 방향성을 가진다.As shown in the figure, the TDD switching device of the present invention includes the first to
제1하이브리드 커플러(850)를 통해 입력된 송신신호는 제1서큘레이터(810), 제3서큘레이터(830) 및 제2하이브리드 커플러(860)로 연결되는 경로와, 제2서큘레이터(820), 제4서큘레이터(840) 및 제2하이브리드 커플러(860)로 연결되는 경로를 통해 안테나(110)로 전달되어 방사된다.The transmission signal input through the first
이때, 입력신호는 2개의 하이브리드 커플러를 통하면서 입력포트와 출력포트의 순서가 달라지게 되므로, 입력신호와 동일한 신호가 안테나를 통하여 방사되게 됨을 알 수 있다.In this case, since the input signal is changed through the two hybrid couplers and the order of the input port and the output port, it can be seen that the same signal as the input signal is radiated through the antenna.
한편, 안테나를 통해 입력된 수신신호는, 제2하이브리드 커플러(860)를 통과하면서 2개의 신호로 나뉜다. Meanwhile, the received signal input through the antenna is divided into two signals while passing through the second
먼저, 상기 제3서큘레이터(830)로 입력되는 신호는, 제1LNA(870), 제1서큘레이터(810) 및 제1하이브리드 커플러(850)의 경로를 통해 거쳐 출력되며, 제4서큘레 이터(840)로 입력되는 신호는 제2LNA(880), 제2서큘레이터(820) 및 제1하이브리드 커플러(850)의 경로를 통해 출력된다. 이때, 안테나를 통해 입력되는 수신신호는, 2개의 하이브리드 커플러를 통하면서 입력포트와 출력포트의 순서가 달라지게 되어, 입력신호와 동일한 신호가 BTS로 입력됨을 알 수 있다.First, the signal input to the
한편, 상기 제1서큘레이터(810)의 격리도 특성으로 인해 상기 제2하이브리드 커플러(860)에 입력되는 신호는 2개의 하이브리드 커플러(860을 두번 통과함)를 통하면서 입력포트와 출력포트의 순서가 동일하므로, 서로 상쇄되어, 입력되는 수신신호가 다시 안테나(110)를 통하여 방사되지 않게 되며, 또한, 상기 제2서큘레이터(820)의 격리도 특성으로 인해 상기 제2하이브리드 커플러(860)에 입력되는 신호는 2개의 하이브리드 커플러(860을 두번 통과함)를 통하면서 입력포트와 출력포트의 순서가 동일하므로, 서로 상쇄되어, 입력되는 수신신호가 다시 안테나(110)를 통하여 방사되지 않는다.On the other hand, due to the isolation characteristic of the
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
상기한 바와 같은 본 발명은, 하이브리드 커플러를 배치하여 그 특성을 이용 함으로써, 송신 선로에 배치되는 스위치를 없앨 수 있도록 하여, TDD 방식의 송신 선로의 신뢰성을 향상할 수 있도록 하는 효과가 있다.The present invention as described above has the effect of enabling the elimination of a switch disposed on a transmission line by disposing a hybrid coupler and utilizing its characteristics, thereby improving the reliability of the TDD transmission line.
또한, 본 발명은 하이브리드 커플러를 배치하여 그 특성을 이용함으로써, 송신 선로에 배치되는 스위치를 없앨 수 있도록 하여, IM 특성을 개선하도록 하는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of improving the IM characteristics by arranging the hybrid coupler and utilizing its characteristics, thereby eliminating the switch disposed on the transmission line.
Claims (17)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020050088769 | 2005-09-23 | ||
KR20050088769 | 2005-09-23 |
Publications (1)
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Family
ID=38104991
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020050114254A KR100676843B1 (en) | 2005-09-23 | 2005-11-28 | Apparatus for time division dupexing switch |
Country Status (1)
Country | Link |
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KR (1) | KR100676843B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100998170B1 (en) | 2008-12-19 | 2010-12-03 | 한국과학기술원 | Isolator for maintaing high isolation characteristic and communication having the same |
KR101840879B1 (en) | 2011-12-26 | 2018-03-22 | 한국전자통신연구원 | RF front-end apparatus of wireless transceiver using RF passive elements |
-
2005
- 2005-11-28 KR KR1020050114254A patent/KR100676843B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100998170B1 (en) | 2008-12-19 | 2010-12-03 | 한국과학기술원 | Isolator for maintaing high isolation characteristic and communication having the same |
KR101840879B1 (en) | 2011-12-26 | 2018-03-22 | 한국전자통신연구원 | RF front-end apparatus of wireless transceiver using RF passive elements |
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