KR100277437B1

KR100277437B1 - Wireless Signal Repeater

Info

Publication number: KR100277437B1
Application number: KR1019980011864A
Authority: KR
Inventors: 서원석
Original assignee: 김의숙; 주식회사대한산업전자; 윤병무; 주식회사고속도로 정보통신공단
Priority date: 1998-04-03
Filing date: 1998-04-03
Publication date: 2001-01-15
Also published as: KR19990079329A

Abstract

본 발명은 무선신호 중계장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수신장치와 송신장치가 인접한 곳에 위치한 중계장치에서 송신장치로부터 출력된 무선신호가 수신장치에 궤환되어 나타나는 피드백 현상을 제거할 수 있는 중계장치에 관한 것으로 무선신호 수신장치와; 상기 무선신호 수신장치와 인접한 장소에 위치한 무선 신호 송신장치를 갖는 무선신호 중계장치에 있어서; 입력된 신호를 일정시간 동안 지연시키는 신호지연회로와; 상기 신호지연회로를 거친 신호의 레벨을 조정하는 가변감쇄장치와; 상기 가변감쇄장치에 의해 레벨조정된 신호의 통과여부를 결정하는 쵸핑회로로 구성된 여파장치를 부가하여 구성되며 송신안테나로부터 수신안테나로 궤환된 신호가 발진되는 것을 신호지연회로와 쵸핑회로를 통해 제거하므로써 깨끗한 신호를 중계할 수 있는 효과를 갖는다.The present invention relates to a wireless signal relay device, and more particularly, a relay device capable of eliminating a feedback phenomenon in which a wireless signal output from a transmitter is fed back to a receiver in a relay device located adjacent to a receiver and a transmitter. It relates to a radio signal receiving apparatus; 10. A radio signal relay having a radio signal transmitter located at a location adjacent to the radio signal receiver; A signal delay circuit for delaying the input signal for a predetermined time; A variable attenuating device for adjusting the level of the signal passing through the signal delay circuit; By adding a filter device composed of a chopping circuit for determining whether or not the level of the signal adjusted by the variable attenuator, and by eliminating the oscillation of the signal fed back from the transmitting antenna to the receiving antenna through the signal delay circuit and the chopping circuit It has the effect of relaying clean signals.

Description

Wireless signal repeater

본 발명은 수신안테나로부터 입력되는 신호를 증폭시켜 출력하는 무선신호 중계장치에 관한 것으로서, 상세하게는 수신안테나와 송신장치가 인접한 곳에 위치한 중계장치에서 송신장치로부터 출력된 무선신호가 수신장치에 궤환되어 나타나는 피드백 현상을 일으키는 발진현상을 차단하여 노이즈를 제거할 수 있는 무선 중계장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless signal repeater for amplifying and outputting a signal input from a receiving antenna. In detail, a wireless signal output from a transmitting device is fed back to a receiving device in a repeater located near a receiving antenna and a transmitting device. The present invention relates to a wireless repeater capable of removing noise by blocking an oscillation phenomenon causing a feedback phenomenon.

일반적인 재방송신호 중계장치는 외부에 가설된 수신안테나로부터 수신된 신호를 주파수 대역별로 나누어 AM(Amplitude Modulation)과 FM(Frequency Mo- dulation)신호로 분리하여, 이를 몇단의 증폭기로 증폭하여 지하공간이나 터널 내부에 부설된 송신안테나에 공급하므로써 전파를 발사하는 방식을 사용되고 있으며,A general rebroadcast signal repeater divides signals received from externally received reception antennas into frequency bands and separates them into AM (Amplitude Modulation) and FM (Frequency Modulation) signals, which are amplified by several stages of amplifiers and used in underground spaces or tunnels. It uses a method of emitting radio waves by supplying to an internal transmission antenna.

무선 통신기술의 발달로 휴대용 통신장비가 대중화되고 있어 이동통신장비도 지하공간에서 지상과 동일한 송,수신환경이 요구되고 있어 지하상가나 터널에서도 지표나 건축구조물의 전파차폐를 극복하기 위해 지하무선 중계장치를 통해 무선 전파신호를 중계하고 있다.With the development of wireless communication technology, portable communication equipments are becoming popular, and mobile communication equipments are required to transmit and receive the same environment as the ground in underground spaces. The device is relaying radio wave signals.

상기와 같은 용도로 사용되는 무선 중계장치는 통상적으로 외부로부터 신호를 입력하는 무선신호 수신장치와, 상기 무선신호 수신장치로부터 출력되는 신호를 증폭하기위한 증폭장치와, 상기 증폭장치로부터 출력되는 신호를 전력증폭하는 전력증폭기와, 상기 전력증폭기로부터 외부로 방사하기위한 무선신호 송신장치로 구성 되며, 이와같이 구성되는 중계장치는 설치 장소의 지형적 특성이나, 건물 구조상의 문제로 수신안테나와 송신안테나가 부득이하게 인접한 조건에서는 송신 안테나에서 발사된 신호가 수신안테나로 되돌아가, 유해한 발진현상을 일으켜, 증폭이득을 높임에 따라 피드백 현상에 의해 불필요한 잡음과 고조파 성분이 발생하게 되고 증폭 이득의 제한을 받을 뿐만 아니라 동작의 불안정등으로 출력파형이 일그러지는 등의 문제점이 있다.The wireless relay device used for the above-described purposes typically includes a wireless signal receiver for inputting a signal from the outside, an amplifier for amplifying a signal output from the wireless signal receiver, and a signal output from the amplification apparatus. It consists of a power amplifier for power amplification, and a wireless signal transmission device for radiating to the outside from the power amplifier, the relay device configured in this way is unavoidable for the receiving antenna and the transmitting antenna due to the geographic characteristics of the installation site or the problem of the building structure. In the adjacent condition, the signal emitted from the transmitting antenna returns to the receiving antenna and causes harmful oscillation. As the gain of amplification gain increases, unnecessary noise and harmonics are generated by the feedback phenomenon, and the gain of the amplification gain is not only limited. Problems such as distortion of the output waveform due to instability There is.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 송신안테나로부터 출력된 신호가 수신안테나로 궤환되어 나타나는 피드백현상에 의해 발생하는 노이즈를 제거하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve this problem, and an object thereof is to remove noise caused by a feedback phenomenon in which a signal output from a transmission antenna is fed back to a reception antenna.

본 발명의 또다른 목적은 수신된 신호를 증폭하는 과정에서 고속으로 신호를 속단(chopping)하는 여파장치를 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a filter device for chopping a signal at high speed in the process of amplifying a received signal.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 무선신호 수신장치와;The present invention for achieving this object is a wireless signal receiving apparatus;

상기 무선신호 수신장치로부터 입력되는 신호를 증폭하기위한 증폭장치와;An amplifying apparatus for amplifying a signal input from the wireless signal receiving apparatus;

상기 무선신호수신장치에 무선신호 송신장치로부터 출력된 무선신호가 궤환되어 나타나는 피드백 현상을 제거하는 여파장치와;A filter unit for removing a feedback phenomenon caused by feedback of a radio signal output from a radio signal transmitter to the radio signal receiver;

상기 여파장치로부터 출력되는 신호를 전력증폭하는 전력증폭기와;A power amplifier for power amplifying the signal output from the filter device;

상기 전력증폭기로부터 출력되는 신호를 외부로 방사하기위한 무선신호 송신장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.It characterized in that it comprises a wireless signal transmission device for radiating the signal output from the power amplifier to the outside.

본 발명에 따른 구성의 세부적 특징은 입력된 신호를 일정시간 동안 지연시키는 신호지연회로와;Detailed features of the configuration according to the present invention includes a signal delay circuit for delaying an input signal for a predetermined time;

상기 신호지연회로를 거친 신호의 레벨을 조정하는 가변감쇄장치와;A variable attenuating device for adjusting the level of the signal passing through the signal delay circuit;

상기 가변감쇄장치에 의해 레벨조정된 신호의 통과여부를 결정하는 쵸핑회로로 여파회로를 구성하는 점이다.The filtering circuit is constituted by a chopping circuit which determines whether or not a signal adjusted by the variable attenuator passes.

도 1은 본 발명에 따른 무선신호중계장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도,1 is a block diagram schematically showing the configuration of a wireless signal relay device according to the present invention;

도 2는 도 1의 여파회로의 구성을 나타내는 블록도,2 is a block diagram showing the configuration of the filter circuit of FIG.

도 3은 도 2의 쵸핑회로의 구성을 나타내는 회로도,3 is a circuit diagram showing the configuration of the chopping circuit of FIG.

도 4은 도 3의 각 노드에서 나타나는 신호의 파형도,4 is a waveform diagram of a signal appearing at each node of FIG. 3;

도 5는 도 2의 쵸핑회로의 다른 실시에 예시도,5 illustrates another embodiment of the chopping circuit of FIG. 2;

도 6는 도 2의 신호 지연회로의 예시도,6 is an exemplary diagram of a signal delay circuit of FIG. 2;

도 7은 도 3의 쵸핑회로의 구동을 조절하는 스위칭 펄스의 예시도,7 is an exemplary diagram of a switching pulse that regulates driving of the chopping circuit of FIG. 3;

도 8은 쵸핑회로의 입력신호 및 출력신호를 나타내는 파형도이다.8 is a waveform diagram illustrating an input signal and an output signal of a chopping circuit.

이하 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 동작을 설명하기로 한다. 도 1은 본 발명에 따른 무선중계장치의 구성을 개략적으로 나타낸 블록도이다.Hereinafter, the configuration and operation thereof according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 is a block diagram schematically showing the configuration of a wireless relay apparatus according to the present invention.

무선신호를 입력받는 수신용 안테나(10)와, 상기 수신용 안테나(10)로부터 입력된 무선신호를 일정 전압레벨로 증폭하는 전치증폭기(20)와, 상기 전치증폭기(20)를 거쳐 입력된 무선신호의 피드백 현상에 의한 고조파 발진에 의한 노이즈를 제거하기 위한 여파장치(30)와, 상기 여파장치(30)를 통해 속단된 무선신호를 송신 안테나(60)를 통해 출력하기 위해 전력증폭하는 전력증폭기(40)와, 상기 전력증폭기(40)에 연결되어 전력 증폭된 신호의 밴드에 속하는 신호를 필터링하는 필터(50)와상기 필터링된 신호를 송신하기위한 송신장치로 구성된다.A wireless antenna input through a receiving antenna 10 for receiving a radio signal, a preamplifier 20 for amplifying a radio signal input from the receiving antenna 10 to a predetermined voltage level, and the preamplifier 20. Filter device 30 for removing noise due to harmonic oscillation due to the feedback feedback of the signal, and a power amplifier for amplifying the power to output the radio signal short-circuited through the filter device through the transmission antenna 60 40, a filter 50 connected to the power amplifier 40 to filter a signal belonging to a band of the power amplified signal, and a transmission device for transmitting the filtered signal.

이는 개략적인 구성을 의미하며 부수적인 소자에 대한 언급은 본 발명의 요지를 선명히 하기 위해 생략하기로 한다.This means a schematic configuration, and reference to additional devices will be omitted to clarify the gist of the present invention.

한편 도 1의 여파회로(30)는 도 2에 나타난 바와 같이 신호 지연회로(31)와, 레벨 조절부(32) 및 쵸핑회로(33)로 구성된다.Meanwhile, the filter circuit 30 of FIG. 1 is composed of a signal delay circuit 31, a level adjuster 32 and a chopping circuit 33 as shown in FIG.

상기 신호 지연회로(31)는 도 6에서와 같이 다수개의 코일과 캐패시터로 구성되는 L-C 공진회로로 구성될 수 있으며코일과 캐패시터의 전하저장 및 방전의 공진수를 이용하여 신호의 지연을 조절할 수 있는 것으로 전치증폭기(20)에 의해 적당한 레벨로 증폭된다음 지연회로에 인가되는 신호는 지연회로를 거치는 과정에서 약 5∼10㎲동안 지연되어 나오게 된다.The signal delay circuit 31 may be composed of an LC resonance circuit composed of a plurality of coils and capacitors, as shown in FIG. 6, and the delay of the signal may be adjusted by using the resonance number of charge storage and discharge of the coil and the capacitor. After being amplified to a suitable level by the preamplifier 20, a signal applied to the delay circuit is delayed for about 5 to 10 [mu] s in the course of passing through the delay circuit.

이때 송신안테나를 통해 출력된 신호가 다시 수신안테나를 통해 궤환되어 입력되는 신호를 전치증폭 및 변조과정을 통해 검출하여 위상을 반전시켜(Shift) 지연시킨다. 레벨 조절부(32)는 상기 신호 지연회로(31)를 거친 신호를 일정 레벨에 도달하도록 가감 동작하여 적절히 가변 조절하게 된다.At this time, the signal output through the transmission antenna is fed back through the reception antenna, and the input signal is detected through preamplification and modulation, and the phase is inverted (Shift) and delayed. The level adjusting unit 32 adjusts the signal passing through the signal delay circuit 31 so as to reach a predetermined level and variably adjusts the signal.

한편 도 3은 도 2의 쵸핑회로의 일례를 나타내는 것으로서 입력된 신호를 스위칭 수단을 이용하여 신호의 단속을 수행한다. 이러한 쵸핑회로는 DSB-SC 변조 시스템에 널리 사용되는 것으로서, 도 3에서는 일렉트로 마그네틱 스위치(Electro Magnetic Switch)를 나타내고 있으며, 이는 저주파 신호의 쵸핑에 사용되며 포토 다이오드 또는 전계효과스위칭소자(Field Effect Transistor)등을 사용할 수도 있다.3 illustrates an example of the chopping circuit of FIG. 2, and performs an interruption of a signal by using a switching means. Such a chopping circuit is widely used in a DSB-SC modulation system, and FIG. 3 shows an electro magnetic switch, which is used for chopping a low frequency signal, and is a photo diode or a field effect switching device. Etc. can also be used.

이때 노드(a)에 도 4의 (a)와 같은 입력신호가 주어지게 되면, 노드(b) 즉 스위칭 수단에 인가되는 구동 펄스는 도 4의 (b)와 같이 주어지게 된다. 이 때 노드(c)에서는 쵸핑(chopping)된 결과 신호 즉, 도 4의 (c)와 같은 펄스가 발생된다.At this time, if the input signal as shown in (a) of Figure 4 is given to the node (a), the driving pulse applied to the node (b), that is, the switching means is given as shown in (b) of FIG. At this time, the node c generates a chopped result signal, that is, a pulse as shown in (c) of FIG. 4.

한편 고주파의 신호를 쵸핑하는 경우에는 도 5에서와 같이 4개의 다이오드를 병렬로 구성한 브리지 다이오드를 주로 사용하게 된다. 이 다이오드들은 각자 입력신호의 필터링을 스위칭하게 된다. 이러한 동작은 각 다이오드가 동일한 방법으로 수행하게 되며, 입력신호가 없을 때 즉 f(t)=0 일 때 출력신호가 0을 나타낼 수 있도록 하는 조건에서 최적의 동작을 수행하게 된다.On the other hand, when chopping a high frequency signal, as shown in FIG. 5, a bridge diode having four diodes in parallel is mainly used. These diodes each switch the filtering of the input signal. This operation is performed by each diode in the same way, and performs the optimum operation under the condition that the output signal is 0 when there is no input signal, that is, f (t) = 0.

이 때 상기 쵸핑회로(33)의 구동 펄스는 도 7에서 나타난 바와 같이 온(On) 동작과 오프(Off)동작을 반복하여 제공하게 된다. 이 때 온(On)타임은 오프(Off)타임보다 약간 작은 값을 갖는다. 그 이유는 스위칭 동작의 과도시기에 발생하는 잡음을 제거하기 위한 것으로 대략 5∼10 ㎲의 듀티를 갖게된다.At this time, the driving pulse of the chopping circuit 33 repeatedly provides an on operation and an off operation as shown in FIG. 7. At this time, the On time has a value slightly smaller than the Off time. The reason for this is to eliminate the noise generated during the transient period of switching operation, and has a duty of approximately 5 to 10 kHz.

스위칭수단의 개폐동작으로 신호의 통과와 차단이 반복되면서 신호의 속단(On/Off)이 반복된다. 이러한 쵸핑과정에서 발생한 불필요한 잡음과 고조파 성분은 제거되고, 깨끗한 방송신호만을 송신 안테나(60)에 공급되어 터널이나 지하공간에 방송중계 신호를 발사해 준다.As the opening and closing of the switching means repeats the passage and interruption of the signal, the on / off of the signal is repeated. Unnecessary noise and harmonic components generated during the chopping process are removed, and only a clean broadcast signal is supplied to the transmitting antenna 60 to emit a broadcast relay signal in a tunnel or underground space.

따라서, 송신안테나를 통해 출력된 신호가 궤환되어 수신안테나에 입력될 때, 이 신호를 신호 지연회로를 통해 위상을 반전시켜 지연시킨다. 이와 같이 수신안테나를 통해 입력된 신호중 일정 주파수를 가지고 궤환되는 신호가 발진되는 것을 방지하기 위해 지연된 신호를 쵸핑회로를 이용하여 속단시켜 궤환된 신호만을 상쇄시켜 발진현상에 의한 잡음을 제거한다.Therefore, when the signal output through the transmission antenna is fed back to the receiving antenna, the signal is delayed by inverting the phase through a signal delay circuit. As described above, in order to prevent oscillation of a signal fed back with a certain frequency among the signals input through the reception antenna, the delayed signal is accelerated by using a chopping circuit to cancel only the returned signal to remove noise caused by the oscillation phenomenon.

이 때 상기 쵸핑회로의 스위칭 구동동작은 송신안테나를 통해 출력되는 주파수와 밀접한 관계를 가지며, 정상적인 입력신호는 온(On)타임동안 후단에 전달되어 전력증폭기를 통해 증폭되어 송신안테나를 거쳐 출력된다. 한편 수신안테나를 통해 입력되는 신호에 포함된 궤환신호는 변조과정에서 검출되어 위상 반전되고 쵸핑회로의 오프(Off)타임동안 상쇄되어 후단에 이르지 못하게 된다.At this time, the switching driving operation of the chopping circuit has a close relationship with the frequency output through the transmission antenna, and the normal input signal is transmitted to the rear stage during the on time and amplified by the power amplifier and output through the transmission antenna. On the other hand, the feedback signal included in the signal input through the receiving antenna is detected during the modulation process, the phase is reversed and canceled during the off time of the chopping circuit to prevent the rear end.

이와 같이 방송신호를 쵸핑하므로써, 유해한 피드백 현상을 방지할 수 있는 원리는 다음과 같다. 쵸핑회로에 의해 속단된 방송신호는 일반적으로 진폭변조와 같은 고주파 신호이다. 이같은 신호는 쵸핑회로를 거치면서 속단된 신호로 바뀌어져 나오게 된다. 스위치가 온(On)되면 신호가 통과되어 송신 안테나(60)로부터 중계신호가 발생된다.By chopping the broadcast signal in this way, the principle of preventing harmful feedback phenomenon is as follows. The broadcast signal accelerated by the chopping circuit is generally a high frequency signal such as amplitude modulation. This signal is converted into a fast signal through the chopping circuit. When the switch is On, a signal passes and a relay signal is generated from the transmitting antenna 60.

이와 같이 발사된 신호의 일부가 수신안테나(10)로 되돌아가면, 되돌아간 신호 즉 피드백 신호는 지연회로(31)를 거쳐 쵸핑회로(33)에 도달하게 된다. 이것이 도달되기 직전에 쵸핑 회로는 오프(Off)되어 유해한 피드백 신호를 차단해준다.When a part of the signal emitted in this way returns to the reception antenna 10, the returned signal, that is, the feedback signal, reaches the chopping circuit 33 via the delay circuit 31. Just before this is reached, the chopping circuit is turned off to block harmful feedback signals.

따라서, 이 오프기간(약 5초∼10㎲) 송신안테나(60)로부터의 발신신호는 끊어지게된다. 따라서 송신안테나(60)로부터 출력되어 피드백된 신호에 의해 발진되는 것을 차단하게 된다.Therefore, the transmission signal from the transmission antenna 60 is cut off during this off period (about 5 seconds to 10 ms). Therefore, the oscillation is prevented from being oscillated by the signal output from the transmission antenna 60 and fed back.

도 8은 본 발명에 따른 증폭결과를 나타내는 파형도로서, 8(a)는 수신안테나를 통해 입력된 신호를 나타내고 있다. 이 신호에는 송신안테나를 통해 궤환된 신호가 자체 발진등을 통해 생성되는 잡음을 포함하고 있다. 본 발명에 따른 증폭회로를 거쳐 도 8(b)와 같이 피드백 되어 발진된 신호가 제거된 신호가 증폭되어 송신안테나를 통해 출력된다.8 is a waveform diagram showing an amplification result according to the present invention, where 8 (a) shows a signal input through a reception antenna. This signal contains noise generated by the oscillation lamp of the signal fed back through the transmitting antenna. The signal from which the oscillated signal is removed as shown in FIG. 8 (b) through the amplifying circuit according to the present invention is amplified and output through a transmission antenna.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 지하 터널등 수신안테나와 송신안테나가 인접한 거리에 설치된 중계 장치에서 송신안테나로부터 수신안테나로 궤환된 신As described above, according to the present invention, a feedback apparatus is fed back from a transmitting antenna to a receiving antenna in a relay apparatus in which a receiving antenna and a transmitting antenna are located in a distance between adjacent underground tunnels.

호가 발진되는 것을 신호지연회로와 쵸핑회로를 통해 제거하므로써 깨끗한 신호를 중계할 수 있는 효과를 갖는다.By eliminating the oscillation of the call through the signal delay circuit and the chopping circuit, the clean signal can be relayed.

Claims

A wireless signal receiving apparatus;

An amplifying device for amplifying a signal introduced into the wireless signal receiving device;

A filter device for removing feedback from the signal amplified by the amplifying device, which is output from the wireless signal transmitting device and fed back to the wireless signal receiving device;

A power amplifier for power amplifying the signal output through the filter device;

And a wireless signal transmitter for radiating the power-amplified signal to the outside.

The method of claim 2

The signal delay circuit is a wireless signal relay device, characterized in that composed of a plurality of resonant circuits.

The method of claim 2

The chopping circuit is a wireless signal relay device, characterized in that the electro magnetic switch (Electro Magnetic Switch) as the switching means.

The method of claim 2

And the chopping circuit uses a parallel bridge diode as a switching means.

The method according to claim 3 or 4

On of the chopping circuit. The off-signal has a duty of 5 to 10 ms, and the on-time is slightly shorter than the off time.