KR100262521B1 - 주파수 분배기를 이용한 주파수 변환기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주파수 분배기를 이용한 주파수 변환기에 관한 것으로서, 특히 개인 휴대 통신 시스템에서 변조된 중간 주파수의 신호를 받아 고주파 대역으로 변환하기 위하여 사용되는 주파수 변환기 구성에 관한 것이다.
본 발명은 주파수 분배기의 출력을 국부 발진 입력으로 받아 혼합하는 제 1 혼합기, 국부 발진기의 출력을 국부 발진 입력으로 받아 혼합하는 제 2 혼합기, 외부 제어기의 제어에 의하여 혼합될 신호를 발생시키는 국부 발진기 및 상기 국부 발진기의 출력 신호를 받아 분배하여 상기 제 1 혼합기로 제공하는 주파수 분배기를 포함한다. 그리고 본 발명은 4.95MHz의 입력 신호를 1930 ~ 1990MHz의 출력 신호로 변환함에 있어서, 중간 주파수를 39.2MHz와 176.2MHz로 선택하고 이를 위한 국부 발진기의 주파수를 137MHz와 1753.8 ~ 1813.8MHz로 선택한다.
본 발명은, 다수의 국부 발진기가 필요한 주파수 상승 변환기에서 중간 주파수의 설정을 적절히 하고 고정 국부 발진기의 주파수를 분배하여 사용하는 주파수 분배기를 이용함으로써, 회로의 구성을 단순화 하고 생산 단가를 절감시키는 효과를 얻을 수 있다.

Description

주파수 분배기를 이용한 주파수 변환기
본 발명은 주파수 분배기(Frequency Divider)를 이용한 주파수 변환기(Frequency converter)에 관한 것으로서, 특히 개인 휴대 통신 시스템(Personal Communication System: PCS)에서, 변조된 중간 주파수(Intermediate Frequency: IF)의 신호를 받아 고주파(Radio Frequency: RF) 대역으로 변환하기 위하여 사용되는 주파수 변환기 구성에 관한 것이다.
저주파대에서 기본 대역을 가지는 신호 스펙트럼을 좀 더 높은 주파수로 변환하기 위해서 사용되는 가장 기본적인 방법은, 헤테로다인(Heterodyne)을 이용하는 것이다. 헤테로다인 방식의 기본 원리는 실제 무선 통신에 사용되는 고주파(Radio Frequency: RF)나 음성 신호인 저주파가 아닌 특정한 중간 주파수(Intermediate Frequency: IF)를 사용하여 변조를 수행한다는 것이다. 그러므로 헤테로다인 방식은, 증폭(Amplification)과 여파(Filtering)등의 작업을, 수신된 주파수와는 관계없이 고정된 중심 주파수에서 수행할 수 있다는 장점을 가지게 된다.
이러한 변조 방식을 수행하기 위해서는 혼합기(Mixer)가 필수적으로 사용되는데, 혼합기는 입력 주파수를 고정된 혼합 주파수와 합성하여 중간 주파수 성분을 생성해 내는데 사용된다.
신호를 송출하는 송신기 장치에서는 주파수 상승 변환기(Up-Converter) 내에서 혼합기를 사용한다. 주파수 상승 변환기는 중간 주파수 대역의 입력 주파수 신호를 원하는 주파수 대역의 신호로 변환해 준다. 주파수 변환기는 주파수를 변환하기 위하여 기본적으로 주파수 혼합기와 주파수 여파기(Frequency Filter) 및 국부 발진기(Local Oscillator: LO)를 포함한다.
도 1 은 종래 기술에 의한 주파수 상승 변환기의 기본적인 구성을 나타낸 구조도이다. 도시된 바와 같이, 3개의 혼합기와 3개의 국부 발진기로 구성되어 있다. 입력된 중간 주파수 신호 f1 은 3개의 혼합기를 거쳐서 원하는 고주파 신호 f4 로 변환된다. 혼합기에서 입력 주파수와 혼합될 신호는 국부 발진기에서 생성된다. 국부 발진기는 기준 주파수(Reference Frequency)를 받아, 혼합기에서 혼합될 안정된 주파수 성분을 생성해 낸다. 또한 국부 발진기는 외부로부터 데이터를 입력받아 생성해낼 주파수 성분을 결정한다.
상기된 바와 같이 구성된 주파수 상승 변환기는 입력 주파수 f1 과 출력 주파수 f4 의 이격도와 고정 주파수의 사용 여부에 따라 주파수 혼합기와 국부 발진기의 개수를 결정한다.
4.95MHz 대역의 f1 신호를 받아 1930 ~ 1990 MHz 대역의 주파수 신호로 변환한다고 하자. 이러한 경우 주파수 혼합기와 국부 발진기는, 주파수 여파기의 선택도에 따라 달라질 수 있으나, 일반적으로 3개씩이 필요하다. 많은 국부 발진기의 사용은, 회로의 구성을 복잡하게 하고 생산 원가를 상승하게 한다. 그러므로 회로의 구성을 간단하게 하기 위하여 필요한 국부 발진기의 개수를 줄일 필요가 있다.
따라서 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 개인 휴대 통신 시스템에서 중간 주파수를 적절히 선택함으로써, 필요한 국부 발진기의 수를 줄여 회로의 단순도와 경제성을 높이도록 구성된 개인 휴대 통신 기지국을 위한 주파수 상승 변환기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1 은 종래 기술에 의한 주파수 상승 변환기의 기본적인 구성을 나타낸 구성도.
도 2 는 본 발명에 의한 주파수 상승 변환기의 기본적인 구성을 나타낸 구성도.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 창안된 본 발명의 바람직한 일 실시예는,
주파수 분배기의 출력을 국부 발진 입력으로 받아 혼합하는 제 1 혼합기;
국부 발진기의 출력을 국부 발진 입력으로 받아 혼합하는 제 2 혼합기;
외부 제어기의 제어에 의하여 혼합될 신호를 발생시키는 국부 발진기; 및
상기 국부 발진기의 출력 신호를 받아 분배하여 상기 제 1 혼합기로 제공하는 주파수 분배기를 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 제 1 혼합기의 입력을 f1 , 상기 제 2 중간 주파수를 f3 , 상기 주파수 분배기의 분배값을 N이라 할 때, 상기 국부 발진기의 출력을 f6 은,
Figure 1019970076530_B1_M0002
으로 표현되는 것이 바람직하며,
상기 국부 발진기는, 기준 주파수와 외부 제어기로부터 입력된 데이터에 의하여 생성될 신호의 주파수를 결정하는 것이 바람직하다.
또한 상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 바람직한 실시예는, 4.95MHz의 입력 신호를 1930 ~ 1990MHz의 출력 신호로 변환함에 있어서, 중간 주파수를 39.2MHz와 176.2MHz로 선택하고 이를 위한 국부 발진기의 주파수를 137MHz와 1753.8 ~ 1813.8MHz로 선택한다.
본 발명은 다수의 국부 발진기를 사용하는 대신 주파수 분배기를 사용함으로써, 회로를 간단하게 한다.
도 2 는 본 발명에 의한 주파수 상승 변환기의 기본적인 구성을 나타낸 구조도이다. 도시된 바와 같이, 3개의 혼합기와 2개의 국부 발진기 및 1개의 주파수 분배기로 구성되어 있다.
f1 은 4.95MHz의 중간 주파수 입력 신호이고 f4 는 1930 ~ 1990 MHz까지의 고주파 출력 신호라고 하자. f3 를 176.2MHz라고 정하면 주파수 상승 변환기는 3개의 주파수 혼합기와 2개의 국부 발진기 및 1개의 주파수 분배기로 구성된다.
제 1 국부 발진기(LO#1)은 고정 주파수 합성기(Synthesizer)로서 발진 주파수는 137MHz이다. 제 2 국부 발진기(LO#2)는 1753.8 ~ 1813.8MHz 대역의 주파수를 발생시키는 주파수 합성기이다. 4.95MHz의 입력 신호가 들어올 때 1930 ~ 1990MHz 대역의 출력 신호를 만들어 내기 위해서는 f3 를 176.2MHz로 정한다. 그러면 f6 은 수학식 1 과 같이 결정된다.
Figure 1019970076530_B1_M0001
N이 4 라면 f6 은 137MHz가 되고, f5 는 34.25MHz가 된다.
상기와 같이 구성된 주파수 상승 변환기는 외부의 제어기에 의하여 주파수 합성기에 필요한 데이터를 받는다. 제 1 국부 발진기(LO#1)은 외부 제어기에 의하여 137MHz의 신호를 발생시키며, 제 2 국부 발진기(LO#2)는 f4 -176.2MHz의 신호를 발생시킨다. 그러면 결과적으로 혼합기#3는 f4 라는 원하는 출력 신호를 발생시키게 된다.
상기한 바와 같이 동작하는 본 발명은, 다수의 국부 발진기가 필요한 주파수 상승 변환기에서 중간 주파수의 설정을 적절히 하고 고정 국부 발진기의 주파수를 분배하여 사용하는 주파수 분배기를 이용함으로써, 회로의 구성을 단순화 하고 생산 단가를 절감시키는 효과를 얻을 수 있다.

Claims (4)

  1. 주파수 분배기의 출력을 국부 발진 입력으로 받아 혼합하는 제 1 혼합기;
    국부 발진기의 출력을 국부 발진 입력으로 받아 혼합하는 제 2 혼합기;
    외부 제어기의 제어에 의하여 혼합될 신호를 발생시키는 국부 발진기; 및
    상기 국부 발진기의 출력 신호를 받아 분배하여 상기 제 1 혼합기로 제공하는 주파수 분배기를 포함하는, 주파수 분배기를 이용한 주파수 변환기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 혼합기의 입력을 f1 , 상기 제 2 중간 주파수를 f3 , 상기 주파수 분배기의 분배값을 N이라 할 때, 상기 국부 발진기의 출력을 f6 은,
    Figure 1019970076530_B1_M0002
    으로 표현되는, 주파수 분배기를 이용한 주파수 변환기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 국부 발진기는, 기준 주파수와 외부 제어기로부터 입력된 데이터에 의하여 생성될 신호의 주파수를 결정하는, 주파수 분배기를 이용한 주파수 변환기.
  4. 4.95MHz의 입력 신호를 1930 ~ 1990MHz의 출력 신호로 변환함에 있어서, 중간 주파수를 39.2MHz와 176.2MHz로 선택하고 이를 위한 국부 발진기의 주파수를 137MHz와 1753.8 ~ 1813.8MHz로 선택하는, 주파수 분배기를 이용한 주파수 변환기.
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