KR100415577B1

KR100415577B1 - 저잡음 주파수 변환기

Info

Publication number: KR100415577B1
Application number: KR10-2001-0085633A
Authority: KR
Inventors: 김원호; 한재송
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2004-01-24
Also published as: KR20030055611A

Abstract

본 발명은 스위칭회로없이 두 편파(Polarization)중 하나를 선택 수신하여 주파수 변환가능하며 신호특성의 저하없이 출력가능한 저잡음 주파수 변환기에 관한 것으로, LHCP 위성신호를 제1국부발진신호와 혼합하여 제1중간주파신호로 변환하는 제1믹서와, RHCP 위성신호를 제2국부발진신호와 혼합하여 제2중간주파신호로 변환하는 제2믹서와, 서로 다른 대역의 제1,2국부발진신호를 각각 발생시켜 상기 제1,2믹서에 각각 인가하는 제1,2국부발진기를 구비하여, RHCP 신호와 LHCP 신호를 서로 다른 대역의 중간주파신호로 변환하여 하나의 케이블로 동시에 출력하고, 스퓨리어스감쇄기를 더 구비하여 스퓨리어스신호를 제거함으로서, 스위칭회로없이 구현되며 신호특서의 저하가 없는 저잡은 증폭회로를 제공하는 것이다.

Description

저잡음 주파수 변환기{LOW NOISE BLOCKDOWN CONVERTER}

본 발명은 위성안테나에 부착되어 위성신호를 고주파신호로 주파수변환하는저잡음주파수변환기(Low Noise Blockdown converter)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스위칭회로없이 두 편파(Polarization)중 하나를 선택 수신하여 주파수 변환가능하며 신호특성의 저하없이 출력가능한 저잡음 주파수 변환기에 관한 것이다.

디지탈 위성방송 수신시스템은 도 4에 도시한 바와 같이, 방송위성송신국(42)이 우리나라의 KBS나 EBS등과 같은 여러 방송사로부터 광케이블을 통해 다수 채널의 방송신호를 제공받아 비디오와 오디오를 분리 압축하고, 이들 몇 개의 TV신호를 하나의 고주파 반송파(RF Carrier)에 싣기 위하여 다중화(Multiplexing) 및 변조(Modulation) 과정을 거친후, 고출력 증폭기(HPA)와 카세그린 안테나를 이용 지상으로부터 약 36,000Km의 정지 궤도에 떠있는 위성(43)으로 전송하면, 위성(43)에서 이를 지상으로 송출하는 것으로, 상기 위성(43)에서 송출된 위성신호를 수신하기 위해서는 수신안테나를 포함한 수신장치(44)가 구비되어 있어야 한다.

일반적으로, 시청자 측에 구비되는 수신장치는 위성 신호 수신용 파라볼라안테나와, 상기 파라볼라안테나에서 수신된 위성신호를 고주파대역의 신호로 변환하는 저잡음주파수변환기(LNB)와, 저잡음주파수변환기로부터 입력된 고주파신호를 복조 및 디코딩하여 디지털비디오, 오디오신호를 복원하고 이를 수상기(텔레비젼)에 제공하는 셋탑박스로 이루어진다.

그런데, 현재 북미지역에서는 위성신호중 우향원형편파(RHCP:Right Hand Circular Polarization)와 좌향원형편파(LHCP:Left Hand Circular Polarization)를 선택적으로 수신하는 방식으로 이루어져 있다.

따라서, 종래 북미지역의 저잡음 주파수 변환기는 도 2에 도시된 바와 같이, LHCP를 수신하는 제1프로브(1a)와 RHCP를 수신하는 제2프로브(1b)를 구비한 피드혼(1)과, 상기 피드혼(1)의 제1,2프로브(1a,1b)로 수신된 위성신호를 각각 저잡음증폭하는 제1,2저잡음증폭기(2,3)와, 상기 제1,2저잡음증폭기(2,3)로부터 출력된 위성신호에서 대역외 잡음을 제거하는 제1,2밴드패스필터(4,5)와, 상기 제1,2밴드패스필터(4,5)를 통과한 신호를 국부발진신호와 혼합하여 주파수다운시키는 제1,2믹서(6,7)와, 상기 제1,2믹서(6,7)에 동시에 국부발진신호를 제공하는 국부발진기(8)와, 상기 제1,2믹서(6,7)의 출력신호중 중간주파대역외 신호를 제거하는 제1,2로우패스필터(9,10)와, 상기 제1,2로우패스필터(9,10)를 통과한 중간주파신호를 증폭하는 제1,2중간주파증폭기(11,12)와, 상기 제1,2중간주파증폭기(11,12)로부터 출력된 RHCP 중간주파신호와 LHCP 중간주파신호중 하나를 선택 출력하는 멀티스위치(13)와, 상기 멀티스위치(13)의 RHCP 중간주파신호출력단과 LHCP 중간주파신호 출력단에 각각 연결되어 출력된 중간주파신호를 증폭출력하는 제3,4중간주파증폭기(14,15)로 이루어진다.

상기 피드혼(1)으로 수신되는 RHCP와, LHCP는 12,2 ~ 12.7GHz 대역의 신호로서, 제1,2피드혼(1a, 1b)에서 수신된 동일한 주파수의 LHCP신호와 RHCP신호중, LHCP신호는 제1저잡음증폭기(2), 제1대역통과필터(4)를 통과한 후, 제1믹서(6)에서 국부발진신호와 혼합되어 주파수다운된다. 또한, RHCP신호는 제2저잡음증폭기(3), 제2밴드패스필터(5)를 통과하여 제2믹서(7)에서 국부발진신호와 혼합되어 주파수다운된다. 이때, 제1,2믹서(6,7)에는 국부발진기(8)에서 11.25GHz의 국부발진신호를각각 공급해 준다. 그리고, 변환된 중간주파신호는 제1,2로우패스필터(9,10), 제1,2중간주파증폭기(11,12)를 통해 멀티스위치(13)로 입력되고, 멀티스위치(13)에서 선택된 편파신호가 제3,4중간증폭기(14,15)를 거쳐 출력된다. 즉, 멀티스위치(13)에 소정레벨(예를 들어, 18V)의 제어신호(Vc)가 입력되면 LHCP의 중간주파신호가 출력되고, 그렇지 않을 경우, RHCP의 중간주파신호가 출력된다.

이와 같은 종래의 저잡음 주파수 변환기에서는, RHCP와 LHCP 신호중 하나를 선택하기 위해서 스위칭방식이 필요하며, 그에 따라 수신특성이 저하되어 비효율적이라는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 그 목적은 스위칭회로없이 두 편파(Polarization)중 하나를 선택 수신하여 주파수 변환가능하며 신호특성의 저하없이 출력가능한 저잡음 주파수 변환기를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 저잡음 주파수 변환기를 도시한 블럭도이다.

도 2는 본 발명에 의한 저잡음 주파수 변환기를 도시한 블럭도이다.

도 3은 본 발명에 따른 저잡음 주파수 변환기의 동작특성을 나타내는 스펙트럼도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

21 : 피드혼 21a : 제1프로브

21b : 제2프로브 22,23 : 제1,2저잡음증폭기

24,25 : 제1,2밴드패스필터 26, 27 : 제1,2믹서

28, 29 :제1,2국부발진기 30,31 : 제1,2로우패스필터

32,33 : 제1,2중간주파증폭기 34 : 제3로우패스필터

35 : 제1하이패스필터 36 : 스퓨리어스감쇄기

37 : 제3중간주파증폭기

상술한 목적을 달성하기 위한 구성수단으로서, 본 발명에 의한 저잡음 주파수 변환기는

LHCP를 수신하는 제1프로브와 RHCP를 수신하는 제2프로브를 구비한 피드혼;

상기 피드혼의 제1,2프로브로 수신된 각각의 위성신호를 저잡음증폭하는 제1,2저잡음증폭기;

상기 제1,2저잡음증폭기로부터 출력된 위성신호에서 각각 대역외 잡음을 제거하는 제1,2밴드패스필터;

상기 제1밴드패스필터를 통과한 LHCP 위성신호를 제1국부발진신호와 혼합하여 제1중간주파신호로 변환하는 제1믹서;

상기 제2밴드패스필터를 통과한 RHCP 위성신호를 제2국부발진신호와 혼합하여 제2중간주파신호로 변환하는 제2믹서;

상기 제1믹서에 제1국부발진신호를 인가하는 제1국부발진기;

상기 제2믹서에 제2국부발진신호를 인가하는 제2국부발진기;

각각 상기 제1,2믹서의 출력신호중 제1,2중간주파대역외 신호를 제거하는 제1,2로우패스필터;

상기 제1,2로우패스필터를 통과한 제1,2중간주파신호를 증폭하는 제1,2중간주파증폭기;

상기 제1중간주파증폭기의 출력신호중 제1중간주파대역보다 높은 신호를 제거하는 제3로우패스필터;

상기 제2중간주파증폭기의 출력신호중 제2중간주파대역보다 낮은 신호를 제거하는 제1하이패스필터;

상기 제3로우패스필터와 제1하이패스필터의 통과신호중 스퓨리어스신호를 감쇄시키는 스퓨리어스감쇄기; 및

상기 스퓨리어스감쇄기를 통과한 제1,2중간주파수신호를 증폭하여 출력하는 제3중간주파증폭기로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 의한 저잡음 주파수 변환기의 구성및 작용을 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 저잡음 주파수 변환기를 도시한 구성도로서, LHCP 신호를 수신하는 제1프로브(21a)와 RHCP 신호를 수신하는 제2프로브(21b)를 구비한 피드혼(21)과, 상기 피드혼(21)의 제1,2프로브(21a,21b)로 수신된 각각의 편파신호를 저잡음증폭하는 제1,2저잡음증폭기(22,23)와, 상기 제1,2저잡음증폭기(22,23)로부터 출력된 위성신호에서 각각 대역외 잡음을 제거하는 제1,2밴드패스필터(24,25)와, 상기 제1밴드패스필터(24)를 통과한 LHCP 위성신호를 제1국부발진신호와 혼합하여 제1중간주파신호로 변환하는 제1믹서(26)와, 상기 제2밴드패스필터(25)를 통과한 RHCP 위성신호를 제2국부발진신호와 혼합하여 제2중간주파신호로 변환하는 제2믹서(27)와, 상기 제1믹서(26)에 제1국부발진신호를 인가하는 제1국부발진기(28)와, 상기 제2믹서(27)에 제2국부발진신호를 인가하는 제2국부발진기(29)와, 각각 상기 제1,2믹서(26,27)의 출력신호중 제1,2중간주파대역외 신호를 제거하는 제1,2로우패스필터(30,31)와, 상기 제1,2로우패스필터(30,31)를 통과한 제1,2중간주파신호를 증폭하는 제1,2중간주파증폭기(32,33)와, 상기 제1중간주파증폭기(32)의 출력신호중 제1중간주파대역보다 높은 신호를 제거하는 제3로우패스필터(34)와, 상기 제2중간주파증폭기(33)의 출력신호중 제2중간주파대역보다 낮은 신호를 제거하는 제1하이패스필터(35)와, 상기 제3로우패스필터(34)와 제1하이패스필터(35)의 통과신호중 스퓨리어스신호를 감쇄시키는 스퓨리어스감쇄기(36)와, 상기 스퓨리어스감쇄기(36)를 통과한 제1,2중간주파수신호를 증폭하여 함께 출력하는 제3중간주파증폭기(37)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 저잡음 주파수 변환기에서, 피드혼(21), 제1,2저잡음증폭기(22), 제1,2대역통과필터(24,25)의 기능은 종래와 동일하므로 설명을 생략하고, 종래와 동작상태가 달라지는 제1,2믹서(26,27) 및 후단의 동작에 대해서 설명한다.

상기와 같이, 본 발명에 의한 저잡음 주파수변환기는 LHCP 신호와 RHCP 신호를 서로 다른 대역의 중간주파신호로 변환하여 하나의 케이블을 통해 함께 출력할 수 있도록 한 것으로, 이를 위하여, 제1,2국부발진기(28,29)는 각각 서로 다른 대역의 제1,2국부발진신호를 발생시킨다. 따라서, 제1,2믹서(26,27)는 동일한 주파수의 LHCP신호와 RHCP신호를 각각 서로 다른 주파수의 제1,2국부발진신호와 혼합하여 차신호를 발생시킴으로서, 서로 다른 대역의 LHCP 중간주파신호와 RHCP 중간주파신호가 발생된다.

도 3은 상기 도 2에 도시한 저잡은 주파수 변환기의 작용을 설명하기 위한 스펙트럼도로서, 피드혼(21)의 제1,2프로브(21a,21b)로 수신되는 LHCP 위성신호와 RHCP 위성신호는 12,2 ~ 12.7 GHz 대역의 신호이며, 상기 제1국부발진신호(LO₁)는 11.3GHz이고, 제2국부발진신호(LO₂)는 10.55GHz이다. 따라서, LHCP 위성신호를 제1국부발진신호(LO₁)와 혼합시 0.9 ~ 1.4 GHz의 차신호가 발생하고, RHCP 위성신호를 제2국부발진신호(LO₂)와 혼합시 1.65 ~ 2.15 GHz의 차신호가 발생한다.

상기와 같이, 제1,2믹서(26,27)에서 각각 발생된 0.9 ~ 1.4 GHz 대역의 제1중간주파신호(LHCP용)와, 1.65 ~ 2.15 GHz 대역의 제2중간주파신호(RHCP용)는 각각의 로우패스필터(30,31)와 중간주파증폭기(32,33)를 통과한다. 상기 제1,2로우패스필터(30,31)는 제1,2중간주파신호가 모두 포함되는 대략 2,15GHz 이하의 신호는 통과시키고, 그 이상의 고주파신호는 저지한다.

그리고, 상기 제3로우패스필터(34)는 제1중간주파신호와 제2중간주파신호의 사이 주파수(약 1.5GHz)를 기준으로 저역인 제1중간주파신호를 통과시키고 그보다 높은 신호는 제거한다. 반대로, 제1하이패스필터(35)는 제1중간주파신호와 제중간주파신호의 사이 주파수(약 1.5GHz)를 기준으로 고역인 제2중간주파신호를 통과시키고, 그보다 낮은 신호는 제거한다.

따라서, 상기 제3로우패스필터(34)에서는 900~1400MHz의 제1중간주파신호가, 제1하이패스필터(35)에서는 1650~2150MHz의 제2중간주파신호가 출력되며, 상기 제1,2중간주파신호는 함께 제3중간주파증폭기(37)를 통해 외부로 출력된다.

이때, 스퓨리어스감쇄기(36)는 중간주파신호에 포함되는 스퓨리어스신호들을 제거한다.

이상과 같이, 본 발명은 LHCP신호와 RHCP를 서로 다른 대역의 중간주파신호로 변환하여 함께 출력하는 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 저잡음 주파수 변환기는 위성방송신호중 RHCP 신호와 LHCP신호를 서로 다른 대역의 중간주파신호로 변환하여 출력함으로서, 케이블로 연결되는 외부 튜너에서 두 편파신호중 하나를 선택이용할 수 있도록 하면서, 스위칭 수단과 같은 별도의 부가회로가 필요없어 생산단가를 낮출 수 있는효과가 있다. 또한, 본 발명에 따른 저잡음 주파수 변환기는 스위칭 방식을 사용하지 않음으로서, 연결되는 가구수에 구애받지 않고 사용할 수 있다는 우수한 효과가 있다.

Claims

LHCP를 수신하는 제1프로브와 RHCP를 수신하는 제2프로브를 구비한 피드혼;

상기 피드혼의 제1,2프로브로 수신된 각각의 위성신호를 저잡음증폭하는 제1,2저잡음증폭기;

상기 제1,2저잡음증폭기로부터 출력된 위성신호에서 각각 대역외 잡음을 제거하는 제1,2밴드패스필터;

상기 제1밴드패스필터를 통과한 LHCP 위성신호를 제1국부발진신호와 혼합하여 제1중간주파신호로 변환하는 제1믹서;

상기 제2밴드패스필터를 통과한 RHCP 위성신호를 제2국부발진신호와 혼합하여 제2중간주파신호로 변환하는 제2믹서;

상기 제1믹서에 제1국부발진신호를 인가하는 제1국부발진기;

상기 제2믹서에 제2국부발진신호를 인가하는 제2국부발진기;

각각 상기 제1,2믹서의 출력신호중 제1,2중간주파대역외 신호를 제거하는 제1,2로우패스필터;

상기 제1,2로우패스필터를 통과한 제1,2중간주파신호를 증폭하는 제1,2중간주파증폭기;

상기 제1중간주파증폭기의 출력신호중 제1중간주파대역보다 높은 신호를 제거하는 제3로우패스필터;

상기 제2중간주파증폭기의 출력신호중 제2중간주파대역보다 낮은 신호를 제거하는 제1하이패스필터;

상기 제3로우패스필터와 제1하이패스필터의 통과신호중 스퓨리어스신호를 감쇄시키는 스퓨리어스감쇄기; 및

상기 스퓨리어스감쇄기를 통과한 제1,2중간주파수신호를 증폭하여 출력하는 제3중간주파증폭기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 저잡음 주파수 변환기.
제 1 항에 있어서, 상기 제1국부발진신호는 11.3GHz, 제2국부발진신호는 10.55GHz, 제1중간주파신호는 0.9GHz ~ 1.4GHz, 제2중간주파신호는 1,65GHz ~ 2.15GHz 인것을 특징으로 하는 저잡음 주파수 변환기.
제 1 항에 있어서, 상기 스퓨리어스감쇄기는 750 MHz, 1500MHz, 2250MHz의 스퓨리어스신호를 바이패스시키는 것을 특징으로 하는 저잡음 주파수 변환기.