KR100499474B1 - Front-end system for high temperature superconductor - Google Patents
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Abstract
본 발명은 고온 초전도에 관한 것으로, 특히 무선통신 시스템에서 원하는 대역의 신호만 선별하여 통과 및 증폭시키는 고온 초전도 프론트-엔드 시스템에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명에 따른 고온 초전도 프론트-엔드 시스템은 안테나의 상태를 모니터링하기 위한 방향성 결합기, 한 개 이상의 필터링 수단과 증폭 수단, 주(main) 경로의 오작동 시 비상경로로 바이패스 해주는 복수의 바이패스 스위치로 된 저온부를 포함하여 구성된다. The present invention relates to high temperature superconductivity, and more particularly, to a high temperature superconducting front-end system that selects, passes and amplifies only signals of a desired band in a wireless communication system. Such a high temperature superconducting front-end system according to the present invention includes a directional coupler for monitoring the state of the antenna, one or more filtering means and amplification means, and a plurality of bypasses for bypassing the emergency path in the case of a malfunction of the main path. It is comprised including the low temperature part which became a switch.
Description
본 발명은 무선 통신시스템에서 원하는 대역의 신호만 선별하여 통과 및 증폭시키는 고온 초전도 프론트-엔드 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a high temperature superconducting front-end system for selecting, passing and amplifying only signals of a desired band in a wireless communication system.
일반적으로 통신 서비스는 크게 사용자들이 이용하는 단말기와 이 단말기와 통신을 위한 서비스 업자가 운영하는 기지국 그리고, 이들 간의 통신을 위한 공간상의 서비스 망으로 나눌 수 있다. In general, a communication service can be largely divided into a terminal used by a user, a base station operated by a service provider for communicating with the terminal, and a service network in a space for communication therebetween.
이 중 기지국의 성능은 양질의 서비스를 위해 통신망을 효율적으로 구성하기 위한 핵심 부분이라 할 수 있다. Among them, the performance of the base station is a key part for efficiently configuring the communication network for high quality service.
예를 들어, 기지국의 용량이 크다면 하나의 기지국이 보다 많은 사용자에게 서비스를 제공할 수 있으며, 기지국의 커버리지가 충분히 넓다면 기지국의 수를 줄여 적은 수의 기지국으로도 넓은 영역을 관리할 수 있다. For example, if the capacity of the base station is large, one base station can provide services to more users, and if the base station coverage is large enough, the number of base stations can be reduced to manage a large area with a small number of base stations. .
상기와 같은 기지국의 수신단에 사용되는 필터는 기지국으로 도달하는 신호를 가장 먼저 받아들이는 부분이며, 이 필터의 성능에 따라 통화 감도, 통화 도달 거리, 단말기 소모 전력 및 통화 가능 사용자의 수가 영향을 받는다. The filter used at the receiving end of the base station is the part which first receives the signal reaching the base station, and the performance of the filter affects the call sensitivity, the call reach distance, the power consumption of the terminal, and the number of users who can talk.
현재 무선 통신의 사용량이 증대함에 따라 제한된 주파수 재원을 효율적으로 활용하여 보다 많은 사용자에게 서비스를 제공하기 위해서는 시스템에 부가되는 잡음을 제거하여 신호 대 잡음 비를 높여야 하므로, 우수한 성능을 지닌 기지국의 초단 필터의 필요성은 당연한 귀결이라 할 수 있다. As the usage of wireless communication increases, in order to efficiently utilize limited frequency resources to provide services to more users, it is necessary to remove the noise added to the system to increase the signal-to-noise ratio. The necessity of this is a natural consequence.
무선통신에서 사용되는 주파수 영역에서 초전도체는 일반 도체에 비해 현저히 작은 낮은 표면저항을 지니고 있다. 고온초전도체를 이용하면 기존의 마이크로파 소자보다 월등히 우수한 특성, 즉 매우 작은 입력 손실, 높은 아웃 오브 밴드 리젝션 레비오를 지닌 소형의 마이크로파 필터 제작이 가능하다. In the frequency domain used in wireless communication, superconductors have a significantly lower surface resistance than ordinary conductors. The use of high temperature superconductors enables the fabrication of compact microwave filters with significantly better characteristics than conventional microwave devices: very small input loss and high out-of-band rejection.
또한, 고온 초전도 필터가 액체질소(77K)이하의 저온에서 동작하기 때문에, 잡음지수 특성에서 큰 개선을 기대할 수 있다. 이론적으로 잡음지수는 동작온도에 비례하며, 큰 영향을 받는다. 같은 소자라 할지라도 동작온도가 낮으면 잡음지수도 낮고, 동작온도가 높으면 잡음지수도 높아진다. 기존 수신기 전단의 잡음 수준은 대개 3~5dB 수준인 것으로 알려져 있다. 반면 고온초전도 필터와 GaAs LNA를 냉각하여 60K 정도에서 작동시킬 경우 잡음 수준이 1dB 이하의 매우 낮은 값을 가진다. 필터 전단에 부수적인 장치가 추가된다고 하더라도 잡음지수 1.5 dB이하의 수신전단부 제작이 가능하다. In addition, since the high temperature superconducting filter operates at a low temperature below the liquid nitrogen (77K), a large improvement in the noise figure characteristics can be expected. Theoretically, the noise figure is proportional to the operating temperature and is greatly affected. Even the same device has a low noise figure when the operating temperature is low, and also increases the noise figure when the operating temperature is high. The noise level at the front end of a conventional receiver is usually known to be 3 to 5 dB. On the other hand, when the high-temperature superconducting filter and GaAs LNA are cooled and operated at about 60K, the noise level is very low, below 1dB. Even if ancillary equipment is added in front of the filter, it is possible to manufacture the receiving end with the noise figure below 1.5 dB.
그러나, 무선통신 사용자 수가 급증하면서 무선통신 환경은 급속도로 악화되고 있다. 이러한 환경 아래에서도 양질의 통화 품질을 유지하면서 고속, 대용량 전송을 할 수 있는 기술에 대한 필요가 절실한데 만약, 해당서비스의 주파수 밴드 외부에 강력한 신호가 존재할 경우, 이 신호들은 상호간의 인터모듈레이션을 통해 해당 서비스의 주파수 내부로 침투할 수 있다. 이럴 경우, 수신전단부의 신호 특성에 현저한 악영향을 끼치게 된다. However, with the rapid increase in the number of wireless communication users, the wireless communication environment is rapidly deteriorating. Under these circumstances, there is an urgent need for a technology capable of high-speed and large-capacity transmission while maintaining high quality call quality. If strong signals exist outside the frequency band of the service, these signals are intermodulated with each other. It can penetrate into the frequency of the service. In this case, the signal characteristics of the reception front end have a significant adverse effect.
일반적으로 기지국에 채용되어 있는 기존필터는 5폴로 정도의 체비셰프형 필터인데 이 필터의 주파수 선택도는 아웃 오브 밴드 영역에서의 감쇄 기울기가 ~5dB/MHz 수준이다. 이에 반하여 8~32폴로 정도의 고온초전도 필터는 20~100dB/MHz의 높은 신호 선택도를 보인다. 이러한 장점 때문에 고온초전도체로 제작한 필터는 해당 주파수 영역 외부의 신호를 거의 완벽하게 걸러낼 수 있다. 기존 필터의 우수한 잡음 지수 특성과 주파수 선택도 특성을 지닌 고온 초전도 필터로 대체하면, 통화 감도가 개선되고, 통화 도달 거리가 증가하며, 단말기 소모 전력이 감소하고, 통화 절단율이 감소하며, 통화 가능 사용자 수가 증가한다. In general, the conventional filter employed in the base station is a 5 polo Chebyshev type filter whose frequency selectivity is ~ 5dB / MHz in the attenuation slope of the out of band region. On the other hand, high temperature superconducting filters with 8 ~ 32 polo show high signal selectivity of 20 ~ 100dB / MHz. Because of these advantages, filters made from high temperature superconductors can almost completely filter out signals outside the frequency range. Replacing high-temperature superconducting filters with superior noise figure and frequency selectivity of existing filters improves call sensitivity, increases call reach, reduces handset power consumption, reduces call cutoff, and enables calls The number of users increases.
그러나 종래에는 고온 초전도 필터 시스템을 구성하고, 바이패스를 할 수 있는 방법을 제시하였으나, 바이패스 스위치가 상온부에 위치하고 있으므로 이 스위치 및 연결된 선에 의한 유실(loss)을 피할 수 없고, 이러한 유실은 수신단 전체의 잡음지수로 이어져, 고온 초전도 필터를 사용하는 장점을 상쇄시키는 문제점이 있다. However, in the related art, a high temperature superconducting filter system has been proposed and a method for bypassing has been provided. However, since the bypass switch is located at room temperature, the loss caused by the switch and the connected wire cannot be avoided. There is a problem that leads to the noise figure of the entire receiver, which offsets the advantage of using a high temperature superconducting filter.
따라서, 본 발명의 목적은 이상에서 언급한 종래 기술의 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 고온 초전도 필터 및 관련 RF 부품을 저온에서 동작시킴으로서 무선 통신 시스템의 성능을 개선시키는 고온 초전도 프론트-엔드 시스템을 제공하기 위한 것이다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a high temperature superconducting front-end system that improves the performance of a wireless communication system by operating a high temperature superconducting filter and related RF components at low temperatures in view of the problems of the prior art mentioned above. It is to.
본 발명의 다른 목적은 필터와 LNA 뿐만 아니라 안테나의 성능을 모니터 할 수 있는 방향성 결합기 및 프론트-엔드 전체의 성능을 모니터 할 수 있는 포트를 구성하여 잡음지수의 증가를 최대한 억제하는 고온 초전도 프론트-엔드 시스템을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to configure a directional coupler to monitor the performance of the antenna as well as the filter and LNA, and a high temperature superconducting front-end to suppress the increase of the noise figure by configuring the port to monitor the performance of the entire front end. It is to provide a system.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 특징에 따르면, 안테나의 성능을 모니터링하기 위한 방향성 결합기, 주 경로의 오작동시 비상경로로 바이패스 해주는 바이패스 스위치, 그리고 한 개 이상의 필터링 수단과 증폭 수단을 포함하여 구성된 저온부가 냉각된 상태에서 동작하고, 상기 저온부 내 방향성 결합기에 한 개 이상의 샘플링 포트를 연결하여 주 경로부터 일정 정도의 신호를 커플링하여 샘플링 포트로 내보냄으로써 안테나의 상태를 모니터링 할 수 있다.바람직하게 상기 바이패스 스위치는 상기 방향성 결합기와 필터링 수단 사이의 마이크로스트립 트랜스미션 라인으로 된 주 경로 상에 입력 단자와 출력 단자가 연결되고, 상기 입력 단자와 출력 단자 사이에 적어도 한 개 이상의 다이오드를 통해 비상 출력단자가 연결되며, 상기 저온부가 정상 동작시에는 상기 다이오드에 전원을 공급하지 않고, 이상 동작시에는 상기 다이오드에 전원을 공급하는 전원 단자가 연결되며, 상기 다이오드에 전원이 공급되지 않으면 입력 단자로 입력된 상기 방향성 결합기의 출력 신호를 출력 단자를 통해 필터링 수단으로 출력하고, 상기 다이오드에 전원이 공급되면 입력 단자로 입력된 신호를 상기 비상 출력단자로 바이패스시킨다.바람직하게, 상기 필터링 수단은 고온 초전도체를 이용하고, 증폭수단은 HEMT 소자를 이용하며, 바이패스 스위치는 상용의 릴레이 스위치와 SPDT 고체 상태 스위치 중 적어도 어느 하나를 이용한다. 바람직하게 상기 방향성 결합기와 필터링 수단과 증폭 수단과 바이패스 스위치의 각 연결 부위가 납땜, 와이어 본딩, RF 신호전달용 케이블 중 적어도 어느 하나로 연결된다. According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a directional coupler for monitoring the performance of the antenna, a bypass switch for bypassing the emergency path in the case of malfunction of the main path, and one or more filtering means and amplification means The low temperature unit configured to operate in a cooled state, and by connecting one or more sampling ports to the directional coupler in the low temperature unit by coupling a predetermined amount of signals from the main diameter to monitor the state of the antenna Preferably, the bypass switch has an input terminal and an output terminal connected to a main path of a microstrip transmission line between the directional coupler and the filtering means, and at least one diode is connected between the input terminal and the output terminal. Emergency output terminal is connected through the above In the normal operation, the power supply terminal does not supply power to the diode, and in abnormal operation, a power terminal for supplying power to the diode is connected. If the power supply is not supplied to the diode, the output of the directional coupler input to the input terminal is output. The signal is output to the filtering means through an output terminal, and when power is supplied to the diode, the signal input to the input terminal is bypassed to the emergency output terminal. Preferably, the filtering means uses a high temperature superconductor, and amplifying means. Uses a HEMT element, and the bypass switch uses at least one of a commercial relay switch and an SPDT solid state switch. Preferably, each connection portion of the directional coupler, the filtering means, the amplifying means and the bypass switch is connected to at least one of a solder, wire bonding, and RF signal transmission cable.
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이하 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 구성 및 작용을 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a configuration and an operation according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
먼저, 잡음 지수(noise figure)는 시스템의 입력단과 출력단 사이에서 신호 대 잡음비가 얼마나 악화되었는지 측정하는 값으로서 일반적으로 캐스케이딩 된 시스템에서의 잡음 지수는 아래의 식에 의해서 결정된다. First, the noise figure is a measure of how much the signal-to-noise ratio deteriorates between the input and output of the system. In general, the noise figure of a cascaded system is determined by the following equation.
이와 같이 뒷단의 잡음 지수가 앞단의 증폭율로 나누어지므로 초단에 높은 증폭율을 갖는 저잡음 증폭기가 위치할 경우 전체 시스템의 잡음 지수는 초단 증폭기로 들어오기 전 경로에서의 잡음지수와 이 초단 증폭기의 특성에 의해 크게 좌우된다. Since the noise figure at the rear stage is divided by the amplification ratio at the front stage, when a low noise amplifier with a high amplification ratio is located at the very first stage, the noise figure of the whole system is characterized by the noise figure in the path before entering the first stage amplifier and its characteristics. Depends largely on
도 1은 본 발명에 따른 고온 초전도 프론트-엔드 시스템의 제 1 실시예를 보여주는 도면이다. 1 shows a first embodiment of a high temperature superconducting front-end system according to the present invention.
도 1을 참조하면, 고온 초전도 프론트-엔드 시스템은 한 개 이상의 필터링 수단(4)과 증폭 수단(5, 6), 주 경로의 오작동 시 비상경로로 바이패스 해주는 복수의 바이패스 스위치(3, 7)로 구성되는 저온부(16)와, 안테나의 성능을 모니터링 할 수 있는 한 개 이상의 방향성 결합기(2)와, 수신기 전체의 성능을 모니터링할 수 있는 제 1, 2, 3 샘플링 포트(13, 14, 15)와, 상기 증폭 수단(5, 6)을 구동하는 증폭기 구동회로(11, 12)와, 상기 바이패스 스위치(3,7)를 구동하고 시스템 이상 시 알람을 발생하는 알람 및 스위치 구동회로(10)로 구성된다. Referring to FIG. 1, the high temperature superconducting front-end system includes one or more filtering means 4 and amplification means 5 and 6 and a plurality of bypass switches 3 and 7 which bypass the emergency path in the event of a malfunction of the main path. A low temperature section 16, one or more directional couplers (2) capable of monitoring the performance of the antenna, and first, second, third sampling ports (13, 14, 15), an amplifier driving circuit (11, 12) for driving the amplification means (5, 6), and an alarm and switch driving circuit for driving the bypass switches (3, 7) and generating an alarm in the event of system failure ( 10).
그리고, 상기 필터링 수단(4)은 고온 초전도체를 이용한 필터이고, 증폭수단(5)으로 HEMT 소자를 이용한 저잡음 증폭기이다. The filtering means 4 is a filter using a high temperature superconductor, and a low noise amplifier using an HEMT element as the amplifying means 5.
또한, 한 개 이상의 필터 수단(4), 증폭 수단(5), 바이패스 스위치(3)가 저온부(16)에 위치하여 냉각된 상태에서 동작한다. 이때 상기 바이패스 스위치(6)는 상용의 릴레이 스위치나 SPDT 고체 상태 스위치를 사용한다. 도 3은 상기 바이패스 스위치의 상세 구조를 보인 것으로서, 주 경로(51)는 마이크로 스트림 트랜스미션 라인으로 되어 있고, 상기 주 경로 상에 입력 단자(55)와 출력 단자(56)가 있다. 상기 입/출력 단자(55,56) 사이에 다이오드(52)를 통해 비상 출력단자(57)가 연결된다. 상기 비상출력단자(57)는 관용필터/증폭기(17)에 연결된다. 상기 다이오드(52)는 전원 단자(58)로부터 공급되는 전원에 의해 온/오프된다. 상기 전원 단자(58)는 냉각기가 정상 동작시에는 전원을 공급하지 않아 다이오드(52)를 오프시키고, 냉각기에 이상이 생긴 경우에만 전원을 공급하여 상기 다이오드(52)를 온시킨다. 즉 상기 다이오드(52)는 정상 동작시에는 오프되어 입력 단자(55)로 입력된 신호가 그대로 출력 단자(56)로 진행된다. 하지만 냉각기에 이상이 생긴 경우에는 온 되어 입력 단자(55)로 입력된 신호를 그대로 비상출력 단자(57)로 바이패스한다. 상기 다이오드(52)와 반대로 동작하는 복수의 다이오드(53,54)가 상기 다이오드(52)와 비상 출력단자(57) 사이에 구비될 수 있다. 그리고, 상기 방향성 결합기(2)는 도2와 같이 상온부에 위치하거나 도 1과 같이 저온부(16)에 위치하여 냉각된다. In addition, one or more filter means 4, amplification means 5, and bypass switch 3 are located in the low temperature portion 16 and operate in a cooled state. At this time, the bypass switch 6 uses a commercial relay switch or an SPDT solid state switch. 3 shows a detailed structure of the bypass switch, in which the main path 51 is a micro stream transmission line, and there is an input terminal 55 and an output terminal 56 on the main path. The emergency output terminal 57 is connected through the diode 52 between the input / output terminals 55 and 56. The emergency output terminal 57 is connected to a conventional filter / amplifier 17. The diode 52 is turned on / off by the power supplied from the power supply terminal 58. The power supply terminal 58 turns off the diode 52 because the cooler does not supply power in the normal operation, and supplies power only when the cooler has an abnormality to turn on the diode 52. That is, the diode 52 is turned off in the normal operation so that the signal input to the input terminal 55 proceeds to the output terminal 56 as it is. However, when an abnormality occurs in the cooler, it turns on and bypasses the signal inputted to the input terminal 55 to the emergency output terminal 57 as it is. A plurality of diodes 53 and 54 that operate opposite to the diode 52 may be provided between the diode 52 and the emergency output terminal 57. In addition, the directional coupler 2 is positioned at room temperature as shown in FIG. 2 or cooled at the low temperature unit 16 as shown in FIG. 1.
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상기와 같은 고온 초전도 프론트 엔드 시스템은 동작은 RF 신호가 안테나(1)를 통해 들어온다. 그러면 안테나(1)나 전송 선로(18)에 이상이 생겼는지 아닌지 여부를 판단할 수 있어야 하는데, 그러기 위해서는 방향성 결합기(2)를 사용하여 입력신호의 아주 작은 부분(-30dB)을 커플링한 후 샘플링 포트(13)로 뽑아내어 이 신호를 검사함으로써 프론트-엔드 시스템 이전에서 생긴 이상을 점검할 수 있다. 하지만, 이러한 RF 회로는 자체의 잡음지수를 갖고 있기 때문에 전체적으로 시스템의 성능을 저하시키는 역할을 하지만, 상기 방향성 결합기(2)를 저온부(16) 앞에 넣으면, 수동 회로에서의 잡음지수가 다음과 같이 온도의 함수이므로 저온부(16)의 온도가 매우 낮게 되므로 잡음지수에 끼치는 영향은 미미하다. The operation of such a high temperature superconducting front end system is that the RF signal comes through the antenna (1). It should then be possible to determine whether or not something is wrong with the antenna (1) or the transmission line (18). To do so, use a directional coupler (2) to couple a small fraction (-30dB) of the input signal and then sample it. By pulling this out to port 13 and checking this signal, you can check for anomalies before the front-end system. However, the RF circuit has a noise figure of its own, which plays a role in degrading the performance of the system as a whole. However, when the directional coupler 2 is placed in front of the low temperature section 16, the noise figure in the passive circuit is as follows. Since the temperature of the low temperature section 16 is very low since it is a function of, the influence on the noise figure is insignificant.
만약, 냉동기의 용량이 충분하지 못하여 상기 방향성 결합기(2)를 도 2에 도시된 바와 같이 외부에 설치하는 방식의 응용도 가능하다. If the capacity of the refrigerator is not sufficient, the application of the method of installing the directional coupler 2 to the outside as shown in FIG. 2 is also possible.
도 2는 본 발명에 따른 고온 초전도 프론트-엔드 시스템의 제 2 실시예로 방향성 결합기(22)를 저온부(36)의 외부에 설치한 것이다. 2 is a second embodiment of the high temperature superconducting front-end system according to the present invention in which the directional coupler 22 is installed outside the low temperature section 36.
이어서, 초전도 시스템은 저온부(16)에 의해 냉각되어 매우 낮은 온도에서 구동된다. 일반적인 동작상황에서는 입력 신호가 저온부(16)의 바이패스 스위치(3)를 그대로 통과하여 저온부(16)에 위치한 필터 수단(4)에서 여과된 후, 저온 증폭수단(5)에서 1차 증폭되고 2차 증폭 수단(6)에서 다시 증폭된다. The superconducting system is then cooled by the low temperature section 16 to run at a very low temperature. In a typical operating situation, the input signal is passed through the bypass switch 3 of the low temperature section 16 as it is, filtered by the filter means (4) located in the low temperature section 16, and then amplified first by the low temperature amplification means (5). The amplification means 6 is amplified again.
이때, 증폭기 전 단계에서의 특성을 평가하기 위하여 상온 2차 증폭 수단(6) 후단에서 약간의 신호를 커플링하여 제 2 샘플링 포트(14)로 연결해 놓는다. At this time, in order to evaluate the characteristics at the stage before the amplifier, some signals are coupled to the second sampling port 14 at the rear end of the room temperature secondary amplifying means 6.
이렇게 하면, 제 2 샘플링 포트(14)에 이상이 있는지 없는지 여부를 선로를 해제하지 않고서도 조사할 수 있다. In this way, whether or not there is an abnormality in the second sampling port 14 can be checked without disconnecting the line.
상기 2차 증폭 수단(6)을 통과한 신호는 바이패스 스위치(7)를 경유하여 파워 디바이더(8)에 입력된다. 파워 디바이더(8)에서 주 경로로 나온 신호는 업-다운 컨버터 모듈(9)로 입력되면서 후단의 시스템에 연계된다. The signal passing through the secondary amplifying means 6 is input to the power divider 8 via the bypass switch 7. The signal from the power divider 8 to the main path is input to the up-down converter module 9 and connected to the system at the later stage.
그리고, 상기 파워 디바이더(8)에서도 제 3 샘플링 포트(15)를 설치하여 프론트-엔드 시스템 전체의 성능을 평가할 수 있는 단자를 만든다. In the power divider 8, a third sampling port 15 is also provided to make a terminal for evaluating the performance of the entire front-end system.
만약 저온부(16)에 이상이 발생할 경우 초전도 필터가 동작하지 않기 때문에 신호를 바이패스하여 관용 필터/증폭기(17)가 있는 경로로 바꾸어 줄 필요가 있다.If an abnormality occurs in the low temperature section 16, since the superconducting filter does not operate, it is necessary to bypass the signal and change the path to the conventional filter / amplifier 17.
이때, 필터 수단(4) 앞단의 바이패스 스위치(3)와 증폭 수단(5) 뒷단의 바이패스 스위치(7)가 동시에 작동되면서 관용 필터/증폭기(17)가 있는 경로로 신호를 보내주게 된다. 하지만 이런 스위치 및 스위치까지 연결된 선로 역시 잡음지수를 갖고 있으므로 도 3에서 스위치에 대하여 자세히 설명한다. At this time, the bypass switch 3 at the front end of the filter means 4 and the bypass switch 7 at the rear end of the amplification means 5 are simultaneously operated to send a signal to the path with the conventional filter / amplifier 17. However, since such a switch and a line connected to the switch also have a noise figure, the switch will be described in detail in FIG.
도 3은 본 발명에 따른 고온 초전도 프론트-엔드 시스템의 바이패스 스위치의 상세 구성을 보여주는 도면이다. 3 is a view showing a detailed configuration of the bypass switch of the high temperature superconducting front-end system according to the present invention.
도 3을 참조하면, 주 경로(51)는 트랜스미션 라인으로 되어 있어서 평상시에는 입력단자(55)를 통해 들어온 신호가 주 경로인 전송선로(51)를 따라 거의 손실없이 출력 단자(56)로 그냥 통과한다. Referring to FIG. 3, the main path 51 is a transmission line so that a signal input through the input terminal 55 normally passes through the output line 56 with little loss along the transmission line 51 as the main path. do.
이때 정상 동작 상태에서는 바이패스 시스템이 꺼져 있기 때문에 즉, 전원 단자(58)에서 전원을 공급하지 않으므로 제 1 다이오드(52)는 오프(OFF), 제 2 다이오드(53) 및 제 3 다이오드(54)는 온(ON) 상태가 되어, 아무런 신호도 비상 출력 단자(57)로 나오지 못한다. 즉, 상기 비상 출력단자(57)가 연결되는 관용필터/증폭기(17)에 아무런 신호도 공급되지 않는다. At this time, since the bypass system is turned off in the normal operating state, that is, no power is supplied from the power supply terminal 58, the first diode 52 is turned off, the second diode 53, and the third diode 54. Is ON, and no signal comes to the emergency output terminal 57. That is, no signal is supplied to the conventional filter / amplifier 17 to which the emergency output terminal 57 is connected.
그러나 냉각기에 이상이 생겨 초전도 필터가 제 역할을 못하면, 전원단자(58)로부터 신호가 입력되어 제 1 다이오드(52)는 온(ON), 제 2 다이오드(53) 및 제 3 다이오드(54)가 오프(OFF) 상태로 됨으로서 입력단자(55)의 신호가 그대로 비상 출력단자(57)를 통해 관용필터/증폭기(17)로 빠져나오게 된다. However, when the superconducting filter fails to function due to an abnormality in the cooler, a signal is input from the power supply terminal 58 so that the first diode 52 is ON, the second diode 53 and the third diode 54 are turned on. By being in an OFF state, the signal of the input terminal 55 exits to the conventional filter / amplifier 17 through the emergency output terminal 57 as it is.
도 4는 본 발명에 따른 고온 초전도 프론트-엔드 시스템의 구성이 와이어 본딩으로 연결된 상태를 보여주는 도면이다. 4 is a view showing a state in which the configuration of the high-temperature superconducting front-end system according to the present invention is connected by wire bonding.
도 4를 참조하면, 방향성 결합기, 바이패스 스위치, 필터, 증폭기의 각 연결 부위가 와이어 본딩으로 연결된 상태로 패키지 할 수 있다. Referring to FIG. 4, each connection part of the directional coupler, the bypass switch, the filter, and the amplifier may be packaged in a wire bonding state.
이상의 설명에서와 같이 본 발명은 무선통신 시스템에서 원하는 대역의 신호만 선별하여 통과 및 증폭시키는 고온초전도 마이크로파 필터 시스템은 고온 초전도 필터 및 관련 RF 부품을 저온에서 동작시킴으로서 무선 통신 시스템의 성능을 개선시키는 효과가 있으며, 시스템을 여러 단계에서 모니터링하여 안정적으로 동작시킬 수 있으며, 이에 따라 부가되는 잡음지수 상승을 최소화 할 수 있는 효과가 있다. As described above, the present invention provides an effect of improving the performance of a wireless communication system by operating a high temperature superconducting filter and related RF components at a low temperature. The system can be operated stably by monitoring the system at various stages, thereby minimizing the increase in noise figure.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다.Those skilled in the art will appreciate that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 실시예에 기재된 내용으로 한정하는 것이 아니라 특허 청구 범위에 의해서 정해져야 한다. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the examples, but should be defined by the claims.
도 1은 본 발명에 따른 고온 초전도 프론트-엔드 시스템의 제 1 실시예를 보여주는 도면 1 shows a first embodiment of a high temperature superconducting front-end system according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 고온 초전도 프론트-엔드 시스템의 제 2 실시예를 보여주는 도면2 shows a second embodiment of a high temperature superconducting front-end system according to the invention;
도 3은 본 발명에 따른 고온 초전도 프론트-엔드 시스템의 바이패스 스위치를 보여주는 도면3 shows a bypass switch of a high temperature superconducting front-end system according to the present invention.
도 4는 본 발명에 따른 본 발명에 따른 고온 초전도 프론트-엔드 시스템의 구성이 와이어 본딩으로 연결된 상태를 보여주는 도면4 is a view showing a state in which the configuration of the high-temperature superconducting front-end system according to the present invention according to the invention connected by wire bonding
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1, 21 : 안테나 2, 22 : 방향성 결합기1, 21: antenna 2, 22: directional coupler
3, 7, 23, 27 : 스위치 4, 24 : 필터3, 7, 23, 27: switch 4, 24: filter
5, 6, 25, 26 : 증폭기 16, 36 : 저온부5, 6, 25, 26: amplifier 16, 36: low temperature part
Claims (7)
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|---|---|---|---|
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ID=32378601
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- 2002-04-11 KR KR10-2002-0019755A patent/KR100499474B1/en not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20030080893A (en) | 2003-10-17 |
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