KR100511296B1 - A low noise amplifier with exclude harmonics for linearity - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동통신 휴대단말기의 저잡음증폭기(LNA)에서 고조파 신호 성분을 제거하여 선형성을 개선하는 것으로, 듀플렉서와 저잡음증폭부와 하향변환부로 이루어지는 휴대단말기 무선수신부의 저잡음 증폭부에 있어서, 상기 듀플렉서로부터 인가되는 이동통신 고주파 신호의 일부를 추출하는 제1 결합기; 제1 결합기로부터 정상 출력되는 고주파 신호를 설정된 레벨로 저잡음 증폭하여 출력하는 저잡음증폭기; 저잡음증폭기로부터 출력되는 신호의 일부를 추출하는 제2 결합기; 제2 결합기가 출력하는 신호의 위상을 지연하여 반전된 위상으로 출력하는 제1 지연기; 제1 결합기와 제2 결합기로부터 각각 추출된 신호를 입력하여 고조파 신호 성분을 검출 출력하는 선형부; 선형부로부터 인가되는 고조파 신호와 상기 제1 지연기로부터 위상이 반전되어 인가되는 신호를 합성하여 상기 제1 지연기로부터 인가되는 신호의 고조파 성분을 제거 출력하는 제1 컴바이너가 포함되는 특징에 의하여, 낮은 증폭율의 저잡음증폭기로 큰 증폭율의 저잡음증폭기와 동일하게 작용하므로, 가격을 싸게 하고, 전력소모를 줄이며, 크기를 작게하고, 무선수신되는 신호를 고조파에 의한 잡음없이 증폭 출력하므로, 무선 수신되는 신호의 신뢰도가 제고되는 효과가 있다. The present invention improves linearity by eliminating harmonic signal components in a low noise amplifier (LNA) of a mobile communication portable terminal. The low noise amplifier of a mobile terminal wireless receiver comprising a duplexer, a low noise amplifier and a downconverter, A first combiner for extracting a part of an applied mobile communication high frequency signal; A low noise amplifier for low noise amplifying and outputting a high frequency signal normally output from the first combiner to a set level; A second coupler for extracting a part of the signal output from the low noise amplifier; A first delayer delaying a phase of a signal output by the second combiner and outputting the inverted phase; A linear unit configured to input a signal extracted from each of the first combiner and the second combiner to detect and output harmonic signal components; And a first combiner which combines a harmonic signal applied from a linear part and a signal applied by inverting a phase from the first delayer to remove and output harmonic components of the signal applied from the first delayer. Low noise amplifier with low amplification rate works the same as low noise amplifier with large amplification rate, thus reducing the cost, reducing power consumption, reducing the size, and wirelessly amplifying and outputting the received signal without harmonics. The reliability of the received signal is improved.
Description
본 발명은 이동통신 휴대단말기의 수신단에 사용되는 저잡음 증폭기(LNA: LOW NOISE AMPLIFIER)의 선형성(LINEARITY)을 개선하는 것으로, 특히, 무선수신단의 저잡음증폭기에서 발생하는 고조파(HARMONICS) 신호를 효율적으로 제거하여 선형성을 개선하는 고조파를 제거한 저잡음 증폭기 선형화 장치에 관한 것이다. The present invention improves the linearity of a low noise amplifier (LNA) used in a receiving terminal of a mobile communication terminal, and in particular, efficiently removes harmonic signals generated in a low noise amplifier of a wireless receiver. The present invention relates to a low noise amplifier linearization device that removes harmonics to improve linearity.
코드분할다중접속(CDMA)방식 이동통신 시스템은 가입된 휴대단말기를 이용하여 이동하면서 언제 어디서나 상대방과 즉시 접속하는 것으로, 운용특성상 휴대단말기(UE: USER EQUIPMENT)는 기지국(BS)으로부터 수신된 미약한 신호를 저잡음 상태로 증폭하여 처리가능한 일정한 레벨의 신호로 만든 후, 하향변환(DOWN-CONVERTING) 등의 처리를 한다. The code division multiple access (CDMA) mobile communication system connects to the other party anytime and anywhere while moving using a subscribed mobile terminal. Due to its operational characteristics, a mobile terminal (UE) is weak received from a base station (BS). The signal is amplified to a low noise state to be processed into a signal of a constant level, and then processed such as down-converting.
상기와 같은 저잡음증폭기(LNA)는, 무선수신되어 입력되는 신호가 어느 정도 일정한 한계의 레벨로 입력되는 경우 선형성 있게 소정 비율로 비례하여 증폭 출력하지만, 일정한 레벨의 한계를 넘는 상태로 입력되는 신호는, 소정 비율로 비례 증폭 출력하지 못하고 고조파(HARMONICS) 성분을 발생 포함시키므로, 수신기의 수신성능을 왜곡 저하시키는 문제가 있다. When the low noise amplifier (LNA) as described above is amplified and outputs linearly at a predetermined ratio when a signal received by wireless reception is input at a certain limit level, the signal is input in a state exceeding a limit of a predetermined level. In addition, since a harmonic component is generated without proportional amplification output at a predetermined ratio, there is a problem of lowering the reception performance of the receiver.
상기와 같이 일정한 레벨이 넘는 입력신호에 대하여서도, 고조파를 발생하지 않는 영역에서 동작하는 저잡음증폭기를 사용하려면, 상기 저잡음 증폭기의 출력이 높아야 되므로, 저잡음 증폭기의 부피가 커지며 가격이 비싸지는 동시에 많은 전력을 소모하는 등의 문제가 있으므로 휴대단말기에서 해결하여야 하는 문제로 남아 있었다. As described above, in order to use a low noise amplifier operating in a region that does not generate harmonics even for an input signal exceeding a certain level, since the output of the low noise amplifier must be high, the volume of the low noise amplifier is large and expensive, Since there is a problem such as consumption, it remained a problem to be solved in the mobile terminal.
상기와 같이 낮은 출력레벨의 저잡음 증폭기가 높은 레벨로 증폭하므로 발생하는 고조파 성분을 제거하는 경우, 수신신호의 선형성을 제고하는 동시에 수신기의 성능을 제고하고 휴대단말기의 가격을 낮추는 등의 효과가 있으므로, 선형증폭기의 고조파 신호 발생 제거 기술을 개발하여 휴대단말기에 적용할 필요가 있다, As described above, when the low noise amplifier of the low output level amplifies to a high level, the harmonics generated by the low output amplifier have the effect of improving the linearity of the received signal, improving the performance of the receiver and lowering the cost of the mobile terminal. It is necessary to develop the harmonic signal generation technology of the linear amplifier and apply it to the mobile terminal.
이하, 종래 기술에 의한 휴대단말기 저잡음 증폭기 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, a portable terminal low noise amplifier device according to the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.
종래 기술을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도1 은 종래 기술에 의한 휴대단말기 수신부의 저잡음 증폭기 기능 구성도 이다. It is attached to describe the prior art, Figure 1 is a functional diagram of a low noise amplifier of the portable terminal receiver according to the prior art.
종래 기술에 의한 휴대단말기의 수신부는, 무선으로 전송되는 고주파(RF) 신호를 송수신하는 안테나(10)와, The receiver of the conventional portable terminal includes an antenna 10 for transmitting and receiving radio frequency (RF) signals transmitted wirelessly,
상기 안테나(10)에 접속되어 송신(TX)되는 고주파 신호와 수신(RX)되는 고주파 신호를 분리하여 각각의 경로(PATH)로 전송하는 듀플렉서(DUPLEXER)(20)와, A duplexer (DUPLEXER) 20 which is connected to the antenna 10 and transmits a high frequency signal transmitted (TX) and a high frequency signal received (RX) to each path PATH;
상기 듀플렉서(20)를 통하여 수신된 고주파 신호를 저잡음으로 증폭하는 저잡음 증폭부(LNA)(30)와, A low noise amplifier (LNA) 30 for amplifying the high frequency signal received through the duplexer 20 with low noise;
상기 저잡음 증폭부(30)로부터 출력되는 고주파(RF) 신호를 하향변환(DOWN-CONVERTING)하여 출력하는 하향변환부(40)로 구성된다. The down-converting unit 40 down-converts and outputs a high frequency (RF) signal output from the low noise amplifying unit 30.
이하, 상기와 같은 구성의 종래 기술에 의한 휴대단말기 수신부를 첨부된 도1을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, a portable terminal receiver according to the related art having the above configuration will be described in detail with reference to FIG. 1.
상기 안테나(ANTENNA)(10)는 출력되는 고주파(RF) 신호를 무선송신하는 동시에 공중을 통하여 무선전송되는 고주파 신호를 무선수신하기 위한 것으로, 송수신 공용으로 사용되고, 듀플렉서(20)는 출력되는 고주파(RF) 신호를 상기 안테나(10)로 인가하며, 상기 안테나(10)로부터 무선수신되는 고주파(RF) 신호는 상기 저잡음 증폭기(LNA)(30)에 인가되도록 해당 경로를 각각 분리 설정하는 것으로, 일종의 여파기 또는 필터(FILTER)이다.The antenna (ANTENNA) (10) is for transmitting a radio frequency signal (RF) signal is output at the same time to receive a radio frequency signal wirelessly transmitted over the air, and is used for both transmission and reception, the duplexer 20 is output high frequency ( The RF signal is applied to the antenna 10, and a radio frequency signal (RF) received from the antenna 10 is separately set to be applied to the low noise amplifier (LNA) 30. It is a filter or a filter.
상기와 같이 듀플렉서(20)로부터 무선수신된 미약한 레벨의 고주파(RF) 신호를 인가받은 상기 저잡음 증폭기(LNA)(30)는 저잡음으로 증폭하여 일정한 레벨로 출력하므로 상기 하향변환부(40)에서 처리가능하게 되고, 상기 하향변환부(40)에서는 중간주파(IF)와 저주파 또는 기저대역(BASE BAND)의 신호로 단계적 하향변환하게 된다. As described above, the low-noise amplifier (LNA) 30, which receives the radio frequency (RF) signal having a weak level received from the duplexer 20, amplifies it to low noise and outputs it at a constant level. The downconversion unit 40 performs stepwise downconversion to a signal of an intermediate frequency IF and a low frequency or baseband signal.
상기 저잡음 증폭기(30)는 입력신호의 레벨이 어느 정도 레벨 이상이면, 소정의 이득(GAIN)으로 증폭하여 출력하지 못하는 동시에 고조파(HARMONICS) 성분 신호를 발생하는 비선형 특성이 발생된다. When the level of the input signal is above a certain level, the low noise amplifier 30 may generate a non-linear characteristic that does not amplify and output a predetermined gain GAIN and generates a harmonic component signal.
상기와 같은 저잡음 증폭기(10)의 입출력신호에 의한 비선형 특성을, 일 예로, 수학식으로 표현하면 다음과 같은 식으로 나타낼 수 있다. Non-linear characteristics caused by the input and output signals of the low noise amplifier 10 as described above, for example, can be expressed by the following equation.
E0 = 저잡음 증폭기 출력E 0 = low noise amplifier output
E1 = 저잡음 증폭기 입력E 1 = low noise amplifier input
K1 = 1차 고조파 상수K 1 = 1st harmonic constant
K2 = 2차 고조파 상수K 2 = 2nd harmonic constant
K3 = 3차 고조파 상수K 3 = 3rd harmonic constant
상기와 같은 수학식1에 의하여 저잡음 증폭기(30)의 입력과 출력을 표시하는 경우, 다른 일 예로, 입력되는 신호가 두 개의 주파수로 이루어지는 경우, 즉 입력되는 신호가 E1 = A(COS W1t + COS W2t) 인 경우는 출력되는 신호 E0 는 다음 수학식과 같이 표현된다.In the case of displaying the input and output of the low noise amplifier 30 according to Equation 1, as another example, when the input signal is composed of two frequencies, that is, the input signal is E 1 = A (COS W 1 In the case of t + COS W 2 t), the output signal E 0 is expressed as the following equation.
E0 = K1A(COS W1t + COS W2t) + K2A2(COS W1t + COS W2t)2 + K3A3(COS W1t + COS W2t)3 + .....E 0 = K 1 A (COS W 1 t + COS W 2 t) + K 2 A 2 (COS W 1 t + COS W 2 t) 2 + K 3 A 3 (COS W 1 t + COS W 2 t) 3 + .....
= K1A2 + K2A2 COS(W1-W2)t + (K1 A + 9/4K3A3)COS W1t + (K1A + 9/4K3A3 )COS W2t + 3/4K3A3 COS(2W1 - W2)t + 3/4K3A3 COS(2W2 - W1)t + K2A2 COS(W1 + W2)t + 1/2K2A2 COS W1t + 1/2K2A2 COS2 W2t + 3/4K3A3 COS(2W1 + W2)t + 3/4K3A3 COS(2W2 + W1)t + 1/4K3A3 COS3 W1t + 1/4K3A3 COS3 W2t + ...= K 1 A 2 + K 2 A 2 COS (W 1 -W 2 ) t + (K 1 A + 9 / 4K 3 A 3 ) COS W 1 t + (K 1 A + 9 / 4K 3 A 3 ) COS W 2 t + 3 / 4K 3 A 3 COS (2W 1 -W 2 ) t + 3 / 4K 3 A 3 COS (2W 2 -W 1 ) t + K 2 A 2 COS (W 1 + W 2 ) t + 1 / 2K 2 A 2 COS W 1 t + 1 / 2K 2 A 2 COS2 W 2 t + 3 / 4K 3 A 3 COS (2W 1 + W 2) t + 3 / 4K 3 A 3 COS (2W 2 + W 1 ) t + 1 / 4K 3 A 3 COS3 W 1 t + 1 / 4K 3 A 3 COS3 W 2 t + ...
상기와 같은 식을 분석하면, (2W1 - W2) 성분과 (2W2 - W1) 성분은 입력신호인 W1과 W2를 왜곡(DISTORTION)시키는 고조파(HARMONICS) 성분이다.When the above equation is analyzed, the (2W 1 -W 2 ) component and the (2W 2 -W 1 ) component are harmonic components that distort the input signals W 1 and W 2 .
상기와 같은 성분의 고조파 신호는 이동통신 휴대단말기의 저잡음증폭기(30) 성능을 저하시키는 동시에 수신기능을 저하시키고 전송되는 데이터에 오류를 발생시키는 원인이 되는 문제가 있다. The harmonic signal having the above components has a problem of lowering the performance of the low noise amplifier 30 of the mobile communication terminal, reducing the reception function and causing an error in the transmitted data.
본 발명은 이동통신용 휴대단말기 무선수신부의 저잡음 증폭기(LNA)로부터 발생하는 고조파 성분을 상쇄 제거하므로, 높은 레벨의 입력신호를 증폭 출력하면서도, 저전력을 소모하며 크기를 작게하고 왜곡없이 선형성을 제고하는 낮은 가격의 저잡음 증폭기 선형화 장치를 제공하는 것이 그 목적이다. The present invention cancels and removes harmonics generated from the low noise amplifier (LNA) of the wireless receiver of the mobile communication terminal for mobile communication. Therefore, while amplifying and outputting a high level input signal, it consumes low power, reduces the size, and improves linearity without distortion. It is an object to provide a low noise amplifier linearization device of cost.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출한 본 발명은, 듀플렉서와 저잡음증폭부와 하향변환부로 이루어지는 휴대단말기 무선수신부의 저잡음 증폭부에 있어서, 상기 듀플렉서로부터 인가되는 이동통신 고주파 신호의 일부를 추출하는 제1 결합기와; 상기 제1 결합기로부터 정상 출력되는 고주파 신호를 설정된 레벨로 저잡음 증폭하여 출력하는 저잡음증폭기와; 상기 저잡음증폭기로부터 출력되는 신호의 일부를 추출하는 제2 결합기와; 상기 제2 결합기가 출력하는 신호의 위상을 지연하여 반전된 위상으로 출력하는 제1 지연기와; 상기 제1 결합기와 제2 결합기로부터 각각 추출된 신호를 입력하여 고조파 신호 성분을 검출 출력하는 선형부와; 상기 선형부로부터 인가되는 고조파 신호와 상기 제1 지연기로부터 위상이 반전되어 인가되는 신호를 합성하여 상기 제1 지연기로부터 인가되는 신호의 고조파 성분을 제거 출력하는 제1 컴바이너가 포함되어 이루어지는 구성을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the present invention is a low noise amplifying unit of a mobile terminal wireless receiving unit comprising a duplexer, a low noise amplifier and a downconversion unit, extracting a part of a mobile communication high frequency signal applied from the duplexer 1 bonder; A low noise amplifier for low noise amplifying and outputting a high frequency signal normally output from the first combiner to a set level; A second combiner for extracting a part of the signal output from the low noise amplifier; A first delayer for delaying a phase of the signal output by the second combiner and outputting the inverted phase; A linear unit configured to input signals extracted from the first combiner and the second combiner to detect and output harmonic signal components; A first combiner which combines a harmonic signal applied from the linear unit and a signal applied by inverting a phase from the first delayer to remove and output harmonic components of the signal applied from the first delayer It is characterized by.
이하, 본 발명에 의한 것으로 고조파를 제거한 저잡음 증폭기 선형화 장치를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. Hereinafter, a low noise amplifier linearization apparatus which removes harmonics according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명을 설명하기 위하여 첨부된 것으로, 도2 는 본 발명에 의한 휴대단말기 무선 수신부의 기능 구성도 이며, 도3 은 본 발명에 의한 저잡음 증폭부의 기능 구성도 이고, 도4 는 본 발명에 의한 선형부의 상세 기능 구성도 이다. 2 is a functional configuration diagram of a wireless terminal wireless receiver according to the present invention, FIG. 3 is a functional configuration diagram of a low noise amplifier according to the present invention, and FIG. 4 is a linear configuration according to the present invention. It is a detailed functional diagram of the wealth.
상기 도2 내지 도4를 참조하여, 본 발명에 의한 것으로, 고조파를 제거한 저잡음 증폭기 선형화 장치를 설명하면, 안테나(15)로부터 무선 수신된 이동통신 고주파(RF) 신호는 듀플렉서(25)에 인가되어 잡음신호가 여파(FILTER)되고, 상기와 같이 무선수신되고 잡음성분이 여파된 이동통신 고주파 신호는, 저잡음증폭부(100)에 인가된다, 2 to 4, according to the present invention, a low-noise amplifier linearization apparatus in which harmonics are removed will be described. The radio frequency (RF) signal wirelessly received from the antenna 15 is applied to the duplexer 25. The noise signal is filtered and the mobile communication high frequency signal, which is wirelessly received and the noise component is filtered as described above, is applied to the low noise amplifier 100.
상기 본 발명에 의한 저잡음증폭부(100)는, 듀플렉서(25)로부터 인가된 것으로, 이동통신 고주파 신호의 일부를 추출하여 해당 경로로 별도 출력하는 제1 결합기(110)와, 상기 제1 결합기(110)에 접속하고 정상 경로로 인가되는 고주파 신호를 설정된 소정 레벨로 저잡음(LOW NOISE) 증폭하여 출력하는 저잡음증폭기(LNA)(120)와, 상기 저잡음증폭기(120)와 접속하고 상기 증폭되어 인가되는 신호의 일부를 추출하여 해당 경로로 별도 출력하는 제2 결합기(130)와, The low noise amplifier 100 according to the present invention is applied from the duplexer 25, and extracts a part of the mobile communication high frequency signal and outputs a separate path to the corresponding path and the first combiner ( 110 is connected to the low noise amplifier (LNA) 120 to amplify and output a low noise (LOW NOISE) a high frequency signal applied to the normal path to a predetermined predetermined level, and the low noise amplifier 120 is amplified and applied A second combiner 130 for extracting a part of the signal and outputting the signal to a corresponding path separately;
상기 제2 결합기(130)로부터 인가되는 신호를 지연(DELAY)시켜 위상이 반전된 상태로 출력하는 것으로, 상기 지연되어 위상이 반전된 신호는, 선형부(160)로부터 제1 컴바이너(150)에 인가되는 고조파 신호와의 위상(PHASE)이 반전된 상태로 지연(DELAY) 출력하는 제1 지연기(140)와, Delaying the signal applied from the second combiner 130 and outputting the phase inverted. The delayed phase inverted signal is transmitted from the linear unit 160 to the first combiner 150. A first delay unit 140 for outputting a delay in a state in which a phase PHASE of the harmonic signal applied to the signal is inverted;
상기 제1 결합기(110)와 제2 결합기(130)로부터 각각 추출된 신호를 입력하여 고조파 신호 성분을 검출 출력하는 것으로, 제1 결합기(110)로부터 인가되는 신호를 지연(DELAY)시켜 위상(PHASE)이 반전된 상태로 출력하는 제2 지연기(170); 상기 제2 지연기(170)와 제2 결합기(130)로부터 각각 인가되는 신호를 합성하여 신호성분이 제거된 고조파(HARMONICS) 성분만을 출력하는 제2 컴바이너(180); 상기 제2 컴바이너(180)가 출력하는 고조파(HARMONICS) 성분 신호의 위상(PHASE)을 반전시켜 출력하는 위상변환기(190); 상기 위상변환기(190)가 출력하는 고조파 신호를 소정 레벨로 증폭하여 출력하는 증폭기(200)가 포함되어 이루어지는 선형부(160)와, Input signals extracted from the first combiner 110 and the second combiner 130 to detect and output harmonic signal components, and delay the signal applied from the first combiner 110 to phase out the phase. A second delayer 170 outputting the inverted state; A second combiner 180 for synthesizing signals applied from the second delayer 170 and the second combiner 130 and outputting only harmonic components from which signal components are removed; A phase shifter 190 for inverting and outputting a phase PHASE of a harmonic component signal output by the second combiner 180; A linear unit 160 including an amplifier 200 for amplifying and outputting a harmonic signal output from the phase converter 190 to a predetermined level;
상기 선형부(160)로부터 인가되는 고조파(HARMONICS) 신호와 상기 제1 지연기(140)로부터 위상이 반전되어 인가되는 신호를 합성하여, 상기 제1 지연기(140)로부터 인가되는 신호의 고조파(HARMONICS) 성분을 제거 출력하는 것으로, 제1 지연기(140)의 신호와 상기 선형부(160)의 신호를 각각 입력하고 합성하여 상기 무선수신된 고주파(RF) 신호로부터 고조파(HARMONICS) 성분 신호를 상쇄 제거한 신호를 출력하는 제1 컴바이너(150)로 구성된다. Harmonics of the signal applied from the first delay unit 140 by combining the HARMONICS signal applied from the linear unit 160 and the signal applied by inverting the phase from the first delay unit 140. HARMONICS component is removed and output, and the signal of the first delay unit 140 and the signal of the linear unit 160 are respectively inputted and synthesized to generate a harmonic component signal from the radio frequency received RF signal. The first combiner 150 outputs the canceled cancel signal.
또한, 상기 선형부(160)를 구성하는 제2 지연기(170)는, 상기 제1 결합기(110)에서 출력되고 저잡음증폭기(120)와 제2 결합기(130)를 통하여 상기 제2 컴바이너(180)에 입력되는 신호의 위상과, 상기 제1 결합기(110)로부터 추출되어 입력되는 신호의 위상(PHASE)이 반전된 상태로 동기(SYNCHRONOUS)되도록 하는 구성이고, 상기 위상변환기(190)는, 상기 제2 컴바이너(180)로부터 인가되는 신호의 위상을 지연시켜, 상기 제1 지연기(140)를 통하여 제1 컴바이너(150)에 입력되는 고조파 신호의 위상(PHASE)과 반전 상태가 되도록 하는 구성이다. In addition, the second delay unit 170 constituting the linear unit 160 is output from the first coupler 110 and the second combiner through the low noise amplifier 120 and the second coupler 130. The phase of the signal input to 180 and the phase PHASE of the signal extracted from the first combiner 110 are synchronized so as to be synchronized in an inverted state. In addition, the phase of the signal applied from the second combiner 180 is delayed, and the phase PHASE of the harmonic signal input to the first combiner 150 through the first delayer 140 is inverted. It is a configuration to make a state.
이하, 상기와 같은 구성의 본 발명을 상기 도2 내지 도4를 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, the present invention having the above configuration will be described in detail with reference to FIGS. 2 to 4.
상기 안테나(15)에 의하여 무선수신되고 듀플렉서(25)에 의하여 잡음성분이 분리되어 상기 저잡음증폭부(100)에 인가된 신호는, 제1 결합기(DC: DIRECTIONAL COUPLER)(110)에 의하여 일부의 신호가 추출되고, 상기 추출된 일부의 신호는 선형부(160)에 인가되며, 나머지 신호는 정상 경로를 통하여 저잡음증폭기(120)에 인가되어 저잡음 특성으로 증폭되므로 소정의 레벨로 증폭되어 출력된다. The signal received wirelessly by the antenna 15 and the noise component is separated by the duplexer 25 and applied to the low noise amplifier 100 is partially transmitted by a first combiner (DC) DIRECTIONAL COUPLER (DC) 110. The signal is extracted, and the extracted part of the signal is applied to the linear unit 160, and the rest of the signal is applied to the low noise amplifier 120 through the normal path and amplified by a low noise characteristic, so that it is amplified to a predetermined level and output.
상기 저잡음증폭기(120)로부터 저잡음(LOW NOISE) 특성으로 증폭되어 출력되는 신호는, 상기 제2 결합기(DC)(130)에 인가되어 일부의 신호가 다시 추출되며, 상기 추출된 일부의 신호는 선형부(160)에 인가되고, 나머지 신호는, 정상 경로를 통하여 제1 지연기(140)에 인가되어 위상이 반전되는 상태로 지연(DELAY) 조정되어 제1 컴바이너(COMBINER)(150)에 인가된다. The signal amplified and output from the low noise amplifier 120 to a low noise characteristic is applied to the second combiner (DC) 130 to extract some signals, and the extracted some signals are linear. The remaining signal is applied to the unit 160 and the remaining signal is applied to the first delay unit 140 through a normal path, and the delay is adjusted so that the phase is inverted to the first combiner 150. Is approved.
상기 선형부(160)는 제1 결합기(110)가 추출하여 인가한 것으로 무선수신된 이동통신 고주파 입력신호와, 상기 제2 결합기(130)에 의하여 추출된 것으로, 상기 저잡음증폭기(120)가 이동통신 고주파 입력신호를 증폭하는 과정에서 발생된 고조파(HARMONICS) 성분 신호가 포함된 상태의 신호를 일부 추출하여 각각 입력한다. 상기 저잡음증폭기(120)는 적정 레벨 이상의 신호가 입력되어 증폭되는 경우, 해당 고조파 신호를 발생하여 함께 출력하는 특성이 있다. The linear unit 160 is extracted by the first combiner 110 and extracted by the mobile communication high frequency input signal received by the second coupler 130 and the low noise amplifier 120 is moved. A part of a signal including a harmonic component signal generated in the process of amplifying a communication high frequency input signal is extracted and input. The low noise amplifier 120 has a characteristic of generating and outputting a corresponding harmonic signal when a signal having an appropriate level or more is input and amplified.
상기 제1 결합기(110)에 의하여 일부가 추출된 입력신호는, 선형부(160)의 제2 지연기(170)에 인가되어 지연(DELAY)되므로 위상(PHASE)이 반전되고, 상기 위상이 반전된 신호는 상기 제2 컴바이너(180)에 인가한다. 상기 제2 컴바이너(180)는 상기 제2 지연기(170)와 제2 결합기(130)로부터 각각 인가되는 신호를 위상(PHASE)이 반전된 상태로 동기(SYNCHRONOUS) 시키고 합성한다. Since the input signal partially extracted by the first combiner 110 is applied to the second delay unit 170 of the linear unit 160 and delayed, the phase PHASE is inverted and the phase is inverted. The applied signal is applied to the second combiner 180. The second combiner 180 synchronizes and synthesizes the signals applied from the second delayer 170 and the second combiner 130 with the phase PHASE inverted.
즉, 상기 제2 컴바이너(180)는, 제2 지연기(170)로부터 입력된 이동통신 수신 고주파(RF) 신호와 제2 결합기(130)로부터 입력된 저잡음 증폭신호가 반전상태로 동기(SYNCHRONOUS)되어 입력되므로, 순수한 이동통신 고주파(RF) 신호는 서로 상쇄(OFFSET)되어 없어지고, 상기 저잡음증폭기(120)에 의하여 증폭되는 과정에서 발생한 고조파(HARMONICS) 신호만이 출력된다. That is, the second combiner 180 synchronizes the mobile communication received high frequency (RF) signal input from the second delay unit 170 and the low noise amplified signal input from the second combiner 130 in an inverted state. Since SYNCHRONOUS is inputted, pure mobile communication high frequency (RF) signals are offset and disappeared from each other, and only harmonic signals generated in the process of being amplified by the low noise amplifier 120 are output.
상기와 같이 제2 컴바이너(180)에 의하여 이동통신 고주파(RF) 신호가 상쇄된 상태로 출력되는 고조파(HARMONICS) 신호는, 상기 위상변환기(190)에 인가되어 위상(PHASE)이 지연(DELAY) 또는 조정되어, 상기 증폭기(200)에 인가되고, 상기 증폭기(200)에 의하여 소정의 레벨로 증폭되는 고조파(HARMONICS) 신호는, 상기 제1 컴바이너(150)에 인가된다. As described above, the HARMONICS signal outputted by the second combiner 180 in a state where the mobile communication high frequency (RF) signal is canceled is applied to the phase shifter 190 so that the phase PHASE is delayed ( Or a harmonic (HARMONICS) signal amplified by the amplifier 200 and amplified to a predetermined level by the amplifier 200 is applied to the first combiner 150.
또한, 상기 제2 결합기(130)로부터 저잡음 증폭되므로 고조파(HARMONICS) 성분 신호를 포함하는 이동통신 신호는 제1 지연기(140)에 의하여 위상이 반전된 상태로 지연(DELAY)된 후에 상기 제1 컴바이너(150)에 인가된다. In addition, since the low noise amplification from the second combiner 130, the mobile communication signal including a harmonic component signal is delayed by the first delayer 140 in a phase inverted state and then the first Is applied to the combiner 150.
이때, 상기 선형부(160)로부터 출력되는 고조파(HARMONICS) 신호는, 상기 제1 지연기(140)로부터 출력되는 것으로 이동통신 신호를 포함하는 고조파 신호의 위상(PHASE)과 반대의 위상상태로 지연(DELAY)시켜 출력한다. In this case, the harmonic signal output from the linear unit 160 is output from the first delay unit 140 and is delayed in a phase state opposite to the phase PHASE of the harmonic signal including the mobile communication signal. (DELAY) to output.
상기 제1 컴바이너(150)는, 제1 지연기(140)로부터 인가되는 것으로 고조파 신호가 포함된 이동통신 신호를 입력하는 동시에, 상기 선형부(160)에 의하여 위상이 반전된 상태로 인가되는 고조파(HARMINICS) 신호를 각각 입력하고 합성상태로 더하므로써, 상기 제1 지연기(140)로부터 인가되는 신호에 포함되는 고조파 신호는, 상기 선형부로부터 위상(PHASE)이 반전된 상태로 인가되는 고조파(HARMONICS) 신호에 의하여, 고조파 신호의 성분이 서로 상쇄(OFFSET)되어 제거되고, 순수한 이동통신 신호만이 출력된다. The first combiner 150 is input from the first delayer 140 and inputs a mobile communication signal including a harmonic signal, and is applied in a state where the phase is inverted by the linear unit 160. The harmonic signals included in the signal applied from the first retarder 140 are applied in a state in which the phase PHASE is inverted from the linear part by inputting each harmonic signal to the synthesized state. By harmonics, the components of the harmonic signals are offset and removed from each other, and only pure mobile communication signals are output.
좀더 상세히 설명하면, 상기 수학식 2에서의 고조파 성분인 (2W1 - W2)와 (2W2 - W1)이 상기 제1 컴바이너(150)에서 상쇄되어 소멸되는 것으로, 즉, 상기 제1 지연기(140)로부터 출력되는 고조파 성분 (2W1 - W2) 및 (2W2 - W1 )와 선형부(160)로부터 출력되는 고조파 성분 (2W1 - W2) 및 (2W2 - W1)은 위상이 서로 반전된 상태이고, 상기 제1 컴바이너(150)에서 더해지는 경우 서로 상쇄되어 제거된다.In more detail, the harmonic components (2W 1 -W 2 ) and (2W 2 -W 1 ) in Equation 2 are canceled and disappeared from the first combiner 150, that is, the second harmonic component output from the first delayer (140) (2W 1 - W 2) and (2W 2W 1) and the harmonic component output from the linear part (160) (2W 1 - W 2) and (2W 2W 1 ) is in a state in which phases are inverted from each other, and when added in the first combiner 150, they are canceled and removed from each other.
그러므로, 상기 위상변환기(190)는, 상기 제1 지연기(140)로부터 출력되는 고조파(HARMONICS) 신호의 위상(PHASE)과 정확하게 반전되도록 조정하는 것이 필요하다. Therefore, the phase shifter 190 needs to be adjusted so as to be accurately inverted with the phase PHASE of the harmonic signal output from the first delayer 140.
따라서, 상기와 같은 구성의 본 발명 저잡음증폭부(100)로부터 출력되는 고주파(RF) 신호는, 낮은 증폭율의 저잡음증폭기(120)에 의하여 발생되는 고조파(HARMONICS) 신호가 상쇄되어 제거되므로, 선형성이 개선되어 출력되고 휴대단말기 무선수신기의 성능이 개선되므로, 저증폭율 또는 저 이득(GAIN)의 저잡음증폭기(120)를 사용할 수 있고, 크기를 작게하며, 적은 전력을 소모하게 된다. Accordingly, the high frequency (RF) signal output from the low noise amplifier 100 of the present invention having the above-described configuration is linearized because the harmonic signal generated by the low noise amplifier 120 having a low amplification rate is canceled out. Since the improved output and the performance of the wireless receiver wireless receiver are improved, the low noise amplifier 120 having a low amplification factor or low gain GAIN can be used, the size is small, and the power consumption is low.
상기와 같은 구성의 본 발명은 이동통신용 휴대단말기 무선수신부에 낮은 증폭율의 저잡음증폭기(LNA)를 사용하여도 무선수신되는 이동통신 신호의 선형성(LINEARITY)을 개선하여 휴대단말기의 무선수신 성능을 제고하는 산업적 이용효과가 있다. The present invention having the above configuration improves the wireless reception performance of the mobile terminal by improving the linearity (LINEARITY) of the mobile communication signal which is wirelessly received even when using a low noise amplifier (LNA) of low amplification rate in the mobile terminal wireless receiver. There is an industrial use effect.
또한, 낮은 증폭율의 저잡음증폭기를 휴대단말기의 무선수신단에 사용하고, 큰 증폭율의 저잡음증폭기와 동일하게 작용하므로, 휴대단말기의 가격을 싸게 하고, 전력소모를 줄이며, 크기를 작게하는 산업적 이용효과가 있다. In addition, since the low noise amplifier with low amplification rate is used for the wireless receiver of the mobile terminal and works the same as the low noise amplifier with a large amplification rate, the industrial use effect of lowering the cost of the mobile terminal, reducing power consumption, and reducing the size There is.
또한, 휴대단말기 무선수신부 저잡음증폭기의 선형성이 개선되고, 무선수신되는 신호의 고조파에 의한 잡음 또는 왜곡을 상쇄하며, 일정한 레벨로 증폭 출력하고, 상대방 가입자가 전송하는 통신신호를 수신자에게 정확하게 전달하므로, 이동통신 시스템에 의하여 무선 송수신되는 신호의 신뢰도를 제고하는 사용상 편리한 효과가 있다. In addition, the linearity of the low noise amplifier of the wireless terminal of the mobile terminal is improved, and the noise or distortion caused by the harmonics of the wireless signal is canceled, and amplified and output at a constant level, the communication signal transmitted by the other subscriber is accurately transmitted to the receiver, There is a convenient effect in use to improve the reliability of the signal wirelessly transmitted and received by the mobile communication system.
도1 은 종래 기술의 휴대단말기 수신부 저잡음 증폭기 기능 구성도, 1 is a block diagram of a low noise amplifier function of a portable terminal receiver according to the related art;
도2 는 본 발명에 의한 휴대단말기 수신부의 기능 구성도, 2 is a functional configuration diagram of a mobile terminal receiver according to the present invention;
도3 은 본 발명에 의한 저잡음 증폭부의 상세 기능 구성도, 3 is a detailed functional configuration diagram of a low noise amplifier according to the present invention;
도4 는 본 발명에 의한 선형부의 상세 기능 구성도 이다. 4 is a detailed functional configuration of the linear portion according to the present invention.
** 도면의 주요부분에 대한 부호 설명 ** ** Explanation of symbols on the main parts of the drawing **
10,15 : 안테나 20,25 : 듀플렉서10,15 antenna 20,25 duplexer
30,100 : 저잡음증폭부 40,45 : 하향변환부30,100: low noise amplifier 40,45: downconverter
110 : 제1 결합기 120 : 저잡음증폭기110: first coupler 120: low noise amplifier
130 : 제2 결합기 140 : 제1 지연기130: second coupler 140: first delay unit
150 : 제1 컴바이너 160 : 선형부150: first combiner 160: linear portion
170 : 제2 지연기 180 : 제2 컴바이너170: second delay unit 180: second combiner
190 : 위상변환기 200 : 증폭기190: phase shifter 200: amplifier
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