KR100277128B1 - 듀얼밴드 무선통신 시스템에서 방해주파수 수신신호 감쇄장치 - Google Patents

Abstract

가. 청구범위에 기재된 발명이 속하는 기술분야

본 발명은 무선통신 시스템의 수신장치에 관한 것으로, 특히 듀얼밴드 수신장치에 관한 것이다.

나. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

듀얼밴드 무선수신장치에서 설정된 두 개의 서로 다른 주파수대역의 수신신호들중에서 방해주파수 수신신호를 감쇄시키는 장치의 제공.

다. 발명의 해결 방법의 요지

제어신호에 의해 공진주파수를 변환하여 제1밴드 수신신호와 제2밴드 수신신호중에서 방해주파수 수신신호를 접지단으로 출력한다.

라. 발명의 중요한 용도

듀얼밴드 이동무선이단말기의 전원소비를 절약한다.

Description

듀얼밴드 무선통신 시스템에서 방해주파수 수신신호 감쇄장치

본 발명은 무선통신 시스템의 수신장치에 관한 것으로, 특히 듀얼밴드 수신장치에 관한 것이다.

무선통신 시스템에서 듀얼밴드 수신장치라 함은 두 개의 서로 다른 주파수 대역을 가지는 신호의 수신이 가능한 장치를 말한다. 예를 들어 PCS 서비스와 IMT-2000 서비스를 지원하는 듀얼밴드 이동무선단말기에 구비되는 수신장치는 PCS 주파수 대역(Rx:1840~1870MHz) 또는 IMT-2000 주파수 대역(Rx:1920~1980MHz)의 신호를 수신할 수가 있다. 이로인해, 사용자는 선택적으로 상기 PCS 서비스 또는 IMT-2000 서비스를 받을 수가 있다.

일반적으로 듀얼밴드 수신장치에 구비되는 듀플렉서(Duplex)는 안테나를 통하여 신호를 입력하여 설정된 두 개의 주파수 대역의 신호만을 통과 시키고 다른 주파수 대역의 신호는 감쇄 시켜야 한다. 그리고 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier)는 상기 두 개의 주파수 대역의 신호들을 증폭하는 동작을 수행한다. 그리고 밴드패스필터는 상기 증폭된 두 개의 주파수 대역의 신호들중에서, 수신하고자 하는 주파수 대역의 신호를 통과시킨다. 또한 상기 밴드패스필터는 상기 저잡음 증폭기의 증폭동작에 의한 불요방사주파수성분을 제거한다. 그리고 계속해서 수신장치는 상기 밴드패스필터로부터 출력된 무선 주파수대역의 신호를 여러단계에 거쳐 강압시켜 기저대역(Base Band)신호로 변환한다. 그리고 수신장치는 상기 기저대역의 신호를 샘플링하며, 신호의 복조동작을 수행한다.

도 1은 무선통신 시스템에서 종래의 무선통신 시스템의 듀얼밴드 수신장치의 일부분을 도시한 도면이다.

상기 도 1은 듀얼밴드 수신장치의 일부분만을 도시하였다. 저잡음 증폭기(105)의 출력단과 전력 증폭기(107)의 입력단에 대한 세부적인 설명은 본 발명의 주관심사가 아니기 때문에 생략한다.

듀플렉서(103)는 안테나(101)로부터 신호를 입력하며, 설정된 두 개의 서로 다른 주파수 대역의 수신신호들을 통과시켜 저잡음 증폭기(105)로 출력한다. 그리고 듀플렉서(103)는 전력 증폭기(107)로부터 송신신호를 입력하며, 설정된 두 개의 서로 다른 주파수 대역의 신호를 통과시켜 안테나(101)로 출력한다. 상기 송신신호는 주파수 혼합기(도시하지 않음)에 의해 업-컨버팅(Up-Converting)되며 밴드패스필터등과 구동 증폭기를 거친 신호이다.

저잡음 증폭기(105)는 상기 설정된 두 개의 서로 다른 주파수 대역의 수신신호들을 입력하여 증폭하는 동작을 수행한다. 그런데 상기한 바와 같이, 저잡음 증폭기(105)는 상기 두 개의 서로 다른 주파수 대역의 수신신호들을 구분하지 않고 증폭시킨다는 것을 알 수가 있다.

한편, 무선통신 시스템의 듀얼밴드 수신장치는 설정된 두 개의 서로 다른 주파수대역의 수신신호들중에서 선택적으로 한 개의 신호만을 수신하며, 수신된 신호에 대하여 복조등의 동작을 수행한다. 따라서 상기 두 개의 서로 다른 주파수 대역의 수신신호들 중에서 선택되지 않은 주파수대역의 수신신호(이하 "방해주파수 수신신호"라 칭한다)는 선택된 주파수대역의 수신신호(이하 "선택주파수 수신신호"라 칭한다)에 대하여 방해신호가 된다.

즉, 상기 도 1에서 저잡음 증폭기(105)는 선택주파수 수신신호 뿐만 아니라 방해주파수 수신신호도 증폭시키게 된다. 그런데 저잡음 증폭기(105)는 개발자의 설계에 따라 해당 이득(Gain)과 1dB 억압지점을(1dB Compression Point)를 가지게 된다. 상기 1dB 억압지점은 저잡음 증폭기(105)가 선형적으로 증폭시킬 수 있는 입력신호 세기의 한계를 의미한다. 따라서 저잡음 증폭기(105)가 증폭동작을 수행할시, 상기 저잡음 증폭기(105)의 1dB 억압지점보다 더 큰 세기를 가지는 방해주파수 수신신호가 입력되면, 저잡음 증폭기(105)는 그 선형성을 잃고 말아 선택주파수 수신신호에게 영향을 끼치게 된다. 예를들어 소정 듀얼밴드 무선이동단말기가 현재 IMT-2000 서비스를 제공하고 있으며, 수신장치에 구비되는 소정 저잡음 증폭기가 20dB 이득을 가지며 1dB 억압지점이 -5dBm이라고 할 때, 상기 저잡음 증폭기는 -10dBm의 수신신호가 입력되면 상기 수신신호를 +10dBm로 증폭하여 출력한다. 그런데 이때, 상기 듀얼밴드 무선이동단말기가 PCS 기지국에 근접하게 되어, 갑자기 -5dBm의 큰 방해주파수신호가 입력되면, 상기 저잡음 증폭기는 그 선형성을 유지하지 못하게 되어 수신신호를 +15dBm로 증폭하지 못하고 +14dBm로 증폭하여 출력하게 된다. 따라서 상기 1dB 억압지점보다 더 큰 세기를 가지는 방해주파수 수신신호의 영향을 막기위해서, 저잡음 증폭기의 1dB 억압지점이 충분히 커져야 된다는 것을 알 수가 있다. 그러나 1dB 억압지점을 높이기 위해서는 저잡음 증폭기가 많은 전류를 소비해야 하기 때문에, 이동무선단말기에서 고려되어야할 가장 중요한 요소중의 하나인 배터리 수명을 단축시키는 문제점이 발생하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 듀얼밴드 무선수신장치에서 설정된 두 개의 서로 다른 주파수대역의 수신신호들중에서 방해주파수 수신신호를 감쇄시키는 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 듀얼밴드 무선수신장치에서 제어신호에 의해 방해주파수 수신신호를 감쇄시켜, 제1대역신호 또는 제2대역신호를 선택적으로 출력시키는 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 듀얼밴드 무선수신장치에서 제어신호에 의해 공진주파수를 변환하여 방해주파수 수신신호를 감쇄시켜, 입력되는 제1대역신호 또는 제2대역신호를 선택적으로 출력시키는 장치를 제공함에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 무선통신 시스템의 수신장치가, 안테나를 통하여 신호를 입력하며 설정된 제1밴드 수신신호 및 제2밴드 수신신호를 통과시키는 듀얼밴드 듀플렉서와, 제어신호에 의해 공진주파수를 가변시키고 상기 가변되는 공진주파수가 상기 제1밴드 수신신호 및 제2밴드 수신신호의 수신주파수와 동일하여, 상기 두 개의 밴드의 수신신호중에서 방해주파수 수신신호를 선택적으로 감쇄시키고 선택주파수 수신신호를 출력하는 공진장치와, 상기 공진장치로부터 입력되는 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기로 이루어짐을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 무선통신 시스템의 듀얼밴드 수신장치의 일부분을 도시한 도면.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 방해주파수 수신신호 감쇄장치를 도시한 도면.

도 3a는 제어전압신호를 인가하였을 때, 제1대역 수신신호와 제2대역 수신신호의 감쇄정도를 도시한 그래프.

도 3b는 제어전압신호를 인가하지 않았을 때, 제1대역 수신신호와 제2대역 수신신호의 감쇄정도를 도시한 그래프.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 듀얼밴드 수신장치에 구비되는 방해주파수수신신호 감쇄장치를 도시한 도면이다. 이하 상기 도 1을 참조하여 설명한다.

듀플렉서(103)는 안테나(101)로부터 신호를 입력하며 설정된 두 개의 서로 다른 주파수 대역의 수신신호들(이하 "제1대역 수신신호" 및 "제2대역 수신신호"라 칭한다)을 통과시킨다. 그리고 도시된 바와 같이 제1코일(203), 제1캐패시터(204), 제2캐패시터(206) 및 접지단(210)의 구성은 공진기로서, 제1코일(203)의 인덕턴스값과 제1캐패시터(204) 및 제2캐패시터(206)의 캐패시턴스값에 의해 공진주파수가 결정된다.

한편, 제어전압신호는 저항(209)과 코일(208)을 경유하여 다이오드(205)의 애노드 단자에 입력된다. 상기 제어전압신호는 상기 제1대역 수신신호 또는 제2대역 수신신호를 선택적으로 수신하기 위하여, 듀얼밴드 이동무선단말기의 제어부(도시하지 않음)로부터 출력되는 신호이다. 즉, 상기 제어전압신호가 인가되지 않으면 다이오드(205)는 턴-오프(Turn-Off) 되어 제2캐패시터(206)에는 전하가 축적되지 않는다. 이로인해 직렬로 연결된 제1코일(203), 제1캐패시터(204)만이 공진기로서 동작하게 된다. 이때, 기설정된 제1코일(203)과 제1캐패시터(204)의 각 인덕턴스값과 캐패시턴스값에 의한 상기 공진기의 공진주파수가 상기 제2대역 수신신호의 주파수에 맞춰져 있으면, 상기 공진기는 상기 제2대역 수신신호에 대한 임피던스가 거의 0에 가깝게 된다. 이로인해, 상기 제2대역 수신신호는 접지단(210)으로 흐르게 되어 그 세기가 감쇄된다. 이때, 상기 제2대역 수신신호는 방해주파수 수신신호가 되며 제1대역 수신신호가 선택주파수 수신신호가 된다.

다른 한편, 상기 제어전압신호가 인가되면 다이오드(205)는 턴-온(Turn-On) 되며 제2캐패시터(206)는 전하를 축적한다. 이로인해 제1코일(203), 제1캐패시터(204) 그리고 제2캐패시터(206)가 공진기로서 동작하게 된다. 마찬가지로 기설정된 제1코일(203)과 제1캐패시터(204) 및 제2캐패시터(206)의 각 인덕턴스값과 캐패시턴스값에 의한 상기 공진기의 공진주파수가 상기 제1대역 수신신호의 수신주파수에 맞춰져 있으면, 상기 공진기는 상기 제1대역 수신신호에 대한 임피던스가 거의 0에 가깝게 된다. 이로인해, 상기 제1대역 수신신호는 접지단(210)로 흐르게 되어 그 세기가 감쇄된다. 이때, 상기 제1대역 수신신호가 방해주파수 수신신호가 되며 상기 제2대역 수신신호가 선택주파수 수신신호가 된다.

저잡음 증폭기(105)는 입력되는 신호를 증폭하여 듀얼밴드 수신장치에 구비되는 밴드패스필터로 출력한다. 그런데 이때, 상기한 바와 같이 저잡음 증폭기(105)에 입력되는 신호는 본 발명의 실시예에 따른 방해주파수 수신신호 감쇄장치에 의해, 방해주파수 수신신호가 감쇄된 신호이다.

도 3a는 제어전압신호를 인가하였을 때, 제1대역 수신신호와 제2대역 수신신호의 감쇄정도를 도시한 그래프이다. 이하 상기 도 2를 참조하여 설명한다.

상기 도 2의 방해주파수 제거장치를 실제 구성하여 시뮬레이션 할시, 제1대역 수신신호를 PCS 수신신호(Rx:1840~1870MHz)로 선정하였으며, 제2대역 수신신호를 IMT-2000 수신신호(Rx:1920~1980MHz)로 선정하였다. 그리고 상기 도 3a의 그래프는 제어전압신호를 인가하지 않아서 공진주파수를 IMT-2000 수신주파수로 맞추었을 때, 저전압 증폭기(105)의 입력단에서의 PCS 수신신호와 IMT-2000 수신신호의 감쇄정도를 나타낸다. 이때, 가로축은 주파수를 의미하며 세로축은 신호의 감쇄정도를 의미한다. 도시된 바와 같이, 선택주파수 수신신호인 PCS 수신신호는 1700MHz~1940MHz 대역에서 거의 감쇄가 일어나지 않는다. 그러나 방해주파수 수신신호인 IMT-2000 수신신호는 1960MHz~2200MHz 대역에서 감쇄가 발생한다. 특히, 공진주파수인 2130MHz에서 상기 IMT-2000 수신신호의 감쇄가 크게 발생하고 있다는 것을 알 수가 있다.

도 3b는 제어전압신호를 인가하지 않았을 때, 제1대역 수신신호와 제2대역 수신신호의 감쇄정도를 도시한 그래프이다. 이하 상기 도 2를 참조하여 설명한다.

상기 도 3b의 그래프는 제어전압신호를 인가하여 공진주파수를 PCS 수신주파수로 맞추었을 때, 저전압 증폭기(105)의 입력단에서의 PCS 수신신호와 IMT-2000 수신신호의 감쇄정도를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 방해주파수 수신신호인 PCS 수신신호는 1700MHz~1940MHz 대역에서 감쇄가 발생한다. 그러나 선택주파수 수신신호인 IMT-2000 수신신호는 1960MHz~2200MHz 대역에서 거의 감쇄가 일어나지 않는다. 특히, 공진주파수인 1850MHz에서 상기 PCS 수신신호의 감쇄가 크게 발생하고 있다는 것을 알 수가 있다.

상기 도 2 내지 도 3b의 설명에서, 본 발명의 실시예에 따른 방해주파수 수신신호 감쇄장치는 제어전압신호에 의해 방해주파수 수신신호를 감쇄시켜, 제1대역 수신신호 또는 제2대역 수신신호를 선택적으로 저잡음 증폭기로 출력시킨다는 것을 알 수가 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예는 입력되는 제1대역 수신신호와 제2대역 수신신호를 선택적으로 출력하여, 방해주파수 수신신호의 세기에 대응하여 저잡음 증폭기가 1dB 억압지점을 높이지 않아도 되기 때문에 듀얼밴드 이동무선이단말기의 전원소비를 절약할 수 있는 잇점이 있다.

Claims (7)

1. 무선통신 시스템의 수신장치에 있어서,

   안테나를 통하여 신호를 입력하며 설정된 제1밴드 수신신호 및 제2밴드 수신신호를 통과시키는 듀얼밴드 듀플렉서와,

   제어신호에 의해 공진주파수를 가변시키고 상기 가변되는 공진주파수가 상기 제1밴드 수신신호 및 제2밴드 수신신호의 수신주파수와 동일하여, 상기 두 개의 밴드의 수신신호중에서 방해주파수 수신신호를 선택적으로 감쇄시키고 선택주파수 수신신호를 출력하는 공진장치와,

   상기 공진장치로부터 입력되는 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기로 이루어짐을 특징으로 하는 방해주파수 수신신호 감쇄장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 제어신호가,

   상기 공진 주파수를 결정하는 상기 공진장치의 캐패시턴스값을 가변시킴을 특징으로 하는 방해주파수 수신신호 감쇄장치.
3. 제 2항에 있어서, 상기 공진장치가,

   일측을 통하여 상기 제1밴드 수신신호와 제2밴드 수신신호를 입력하는 코일과, 각각의 일측이 상기 코일의 타측과 병렬로 연결되며 타측이 접지단에 접속되는 두 개의 캐패시터로 구성되는 공진기와,

   상기 제어신호에 의해 상기 두 개의 캐패시터중에서 한 개의 캐패시터를 온-오프시키는 스위치부로 이루어져,

   상기 스위치부의 온-오프 동작에 따라 상기 공진기의 공진주파수를 가변시켜 상기 제1밴드 수신신호와 제2밴드 수신신호중에서 방해주파수 수신신호를 선택적으로 감쇄시킴을 특징으로 하는 방해주파수 수신신호 감쇄장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 스위치부가,

   애노드단자가 상기 코일의 타측에 연결되고 캐소드단자가 상기 두 개의 캐패시터중에서 한 개의 캐패시터에 연결되어 상기 제어신호에 의해 온-오프 동작을 수행하는 다이오드임을 특징으로 하는 방해주파수 수신신호 감쇄장치.
5. 통신 시스템에서 듀얼밴드 수신신호 공진장치에 있어서:

   일측을 통하여 제1밴드 수신신호와 제2밴드 수신신호를 입력하는 코일과,

   각각의 일측이 상기 코일의 타측과 병렬로 연결되며 타측이 접지단에 접속되는 두 개의 캐패시터로 구성되는 공진기와;

   제어신호에 의해 상기 두 개의 캐패시터중에서 한 개의 캐패시터를 온-오프시키는 스위치부로 이루어져,

   상기 스위치부의 온-오프 동작에 따라 상기 공진기의 공진주파수를 가변시켜 상기 제1밴드 수신신호와 제2밴드 수신신호중에서 방해주파수 수신신호를 상기 접지단으로 출력하여 감쇄시킴을 특징으로 하는 방해주파수 수신신호 감쇄장치.
6. 제 5항에 있어서, 상기 스위치부가,

   애노드단자가 상기 코일의 타측에 연결되고 캐소드단자가 상기 두 개의 캐패시터중에서 한 개의 캐패시터에 연결되어 상기 제어신호에 의해 온-오프 동작을 수행하는 다이오드임을 특징으로 하는 방해주파수 수신신호 감쇄장치.
7. 제 6항에 있어서, 상기 가변되는 공진주파수가,

   상기 제1밴드 수신신호 및 제2밴드 수신신호의 수신주파수와 동일함을 특징으로 하는 방해주파수 수신신호 감쇄장치.