KR100668653B1 - 시분할 이중화 방식의 무선 시스템에서의 송수신 신호분리 장치 및 그 방법 - Google Patents

시분할 이중화 방식의 무선 시스템에서의 송수신 신호분리 장치 및 그 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 동일한 주파수와 안테나를 사용하여 신호를 송신하거나 수신하는 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
본 발명에서는, 세 개의 서큘레이터(송신단, 안테나단, 수신단)를 이용하여 송신 신호가 안테나를 통해 방사되도록 할 때 누설되는 신호인 송신 누설 신호의 크기를 최대한 감쇄시켜 수신단을 보호한다. 즉, 송신단 서큘레이터(circulator)와 안테나단 서큘레이터가 송신 신호 통과시 누설되는 송신 누설 신호의 크기를 송신 신호에 비해 일정 크기 감쇄시켜 제1 누설 경로로 출력하면, 송신단 서큘레이터와 수신단 서큘레이터 역시 송신 신호 통과시 누설되는 송신 누설 신호를 제3 누설 경로로 출력시켜 일정 크기 감쇄시킨다. 그러면, 제1 및 제3 누설 경로를 통해 각각 수신되는 송신 누설 신호는 상호 상쇄되고, 송신단 서큘레이터와 수신단 서큘레이터를 통과하는 제2 누설 경로를 통해 수신되는 송신 누설 신호 만이 수신단으로 출력된다. 이로 인해, 송신 누설 신호는 송신 신호에 반해 일반적으로 40dB 정도의 신호 감쇄를 거친 후, 수신단으로 전해진다.
이를 통하여, 수신단 보호로 인한 안정적인 무선 시스템을 제공한다.
시분할 이중화(TDD), 무선 시스템, 신호 분리, 서큘레이터, 격리도

Description

시분할 이중화 방식의 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 장치 및 그 방법 {APPARATUS AND METHOD FOR SEPARATION TRANSMITTING AND RECEIVING SIGNAL FOR TIME DIVISION DUPLEXING RADIO SYSTEM}
도 1과 도 2는 종래 기술에 따른 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 장치를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 장치를 세부적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3에 도시한 송수신 신호 분리기의 동작 과정을 개념적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 3에 도시한 안테나단 반사계수 측정기를 자세히 도시한 도면이다.
도 6은 도 3에 도시한 송수신 신호 분리 장치의 동작 과정을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
본 발명은 시분할 이중화 방식의 무선 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 송신 신호와 수신 신호를 분리하는 송수신 신호 분리 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
시분할 이중화(Time Division Duplexing)란, 한 개의 프레임 내부를 송신용과 수신용으로 분할하여 단일 주파수로 양방향 통신을 하는 전송 방식으로서, 일반적으로 무선 통신에서 송신과 수신에는 서로 다른 주파수를 사용하나, 시분할 이중화 방식은 동일한 주파수를 시분할하여 송수신용으로 구분 후 사용함으로써, 양방향 통신이 가능하다.
이러한 시분할 이중화 방식의 무선 시스템은 시간적으로 송수신 신호를 분리하기 위해 여러 가지 구조를 이루는데, 이 중 고출력 스위치를 이용한 구조가 일반적이다. 이러한 고출력 스위치를 이용한 무선 시스템에 대한 표시예가 첨부된 도 1이다.
도 1에 도시되어 있듯이, 기존의 무선 시스템은 고출력 스위치(102)를 이용하여 전력 증폭기(101)로부터 수신되는 송신 신호와 양방향 결합기(103)로부터 수신되는 수신 신호를 분리한다.
그러나, 이러한 고출력 스위치(102)는 다이오드와 같은 반도체 소자를 이용하여 제조해야만 하며, 이러한 반도체 소자는 장기간 사용시 성능 저하를 가져오는데, 이는 곧 무선 시스템의 신뢰성 저하를 가져온다.
뿐만 아니라, 고출력 스위치를 동작시키기 위한 부가적인 제어 신호 역시 요구되며, 이러한 구조의 무선 시스템은 외부로부터 송수신 제어 신호를 인가 받아야만 하는 단점이 있다.
한편, 송수신 신호를 효율적으로 분리하기 위한 다른 방안으로 서큘레이터 (circulator)를 이용한 무선 시스템이 있는데, 이에 대한 표시예가 첨부된 도 2이다.
도 2에 도시되어 있듯이, 기존의 무선 시스템은 단일 개수의 서큘레이터(202)를 이용하여 송신 신호와 수신 신호를 각각 분리한다.
하지만, 상기한 구조의 무선 시스템에서 송수신단 간의 격리도(-누설되는 송신 신호 감쇄율-)는 서큘레이터(202)의 격리도에 의존하는데, 일반적으로 서큘레이터의 격리도가 20dB 내외이므로 상기한 구조 역시 수신단의 신호 민감도를 저하시킨다. 따라서, 수신단을 보호하기 위한 부가적인 장치가 요구된다.
수신단 보호를 위한 관련 기술로서 등록번호가 US 6,567,648 B1인 미국 특허가 있는데, 이는 안테나로부터 수신되는 신호와 누설되는 송신 신호 중 송신 신호만을 필터링(filtering)하여 수신단에서 상쇄하도록 함으로써, 수신단을 보호한다.
하지만, 상기한 기술 역시 누설 신호를 상쇄하기 위한 필터 및 증폭기 등이 요구되므로, 수신단을 보호하기 이한 부가 장치가 필요하기는 마찬가지다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 서큘레이터를 이용하여 수신단으로 누설되는 송신 신호의 크기를 일정 크기 감쇄시킴으로써, 누설 신호로부터 수신단을 보호할 수 있는 시분할 이중화 방식의 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 안테나를 통해 방사된 송신 신호가 다시 안테나를 통해 반사되어 수신단으로 누설되는 현상을 방지할 수 있는 시분할 이중화 방식의 무선 시 스템에서의 송수신 신호 분리 장치 및 그 방법을 제공하기 위한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따른 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 장치는, 동일한 주파수와 안테나를 사용하여 신호를 송신하거나 수신하는 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 장치에 있어서, 송신 신호의 크기를 증폭시켜 출력하는 전력 증폭기; 상기 전력 증폭기에 의해 증폭된 송신 신호를 신호의 전송 손실이 가장 적은 전송 경로로 통과시키며, 송신 누설 신호―여기서, 송신 누설 신호는 송신 신호가 상기 전송 경로를 통과할 때 누설되는 신호임―를 상기 송신 누설 신호의 크기를 일정량 감쇄시키는 제1, 제2 및 제3 누설 경로를 이용하여 각각 출력하는 송신단 서큘레이터(CIRCULATOR); 상기 전송 경로를 통하여, 상기 송신단 서큘레이터로부터 전달되는 송신 신호를 안테나를 통하여 방사되도록 하며, 상기 송신 누설 신호를 제1 누설 경로로 출력시켜 일정량 감쇄시키는 안테나단 서큘레이터; 및 상기 송신단 서큘레이터 및 상기 안테나단 서큘레이터로부터 상기 제1 및 제3 누설 경로를 통하여 각각 수신되는 송신 누설 신호를 상호 반전시켜 상쇄시킨 후, 상기 제2 누설 경로를 통하여 수신되는 송신 누설 신호를 일정 크기 감쇄시켜 출력하는 수신단 서큘레이터를 포함한다.
그리고, 상기 안테나단 서큘레이터의 전송 경로를 통해 수신되는 송신 신호 및, 상기 안테나를 통해 외부로부터 수신되는 수신 신호의 일부를 샘플링(sampling)하는 양방향 결합기; 및 상기 샘플링된 송신 및 수신 신호의 전력을 측정하여 상기 안테나의 반사 계수를 측정한 후, 상기 측정된 반사 계수가 기준치를 초과하면 상기 전력 증폭기의 송신 신호 출력을 차단시키는 반사계수 측정기를 더 포함한다.
또한, 본 발명의 특징에 따른 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 방법은, 동일한 주파수와 안테나를 사용하여 신호를 송신하거나 수신하는 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 방법에 있어서, a)송신 신호의 크기를 증폭시켜 출력하는 단계; b)상기 크기 증폭된 송신 신호를 전송 경로로 통과시킬 때 누설되는 신호인 송신 누설 신호의 크기를 일정 크기 감쇄시키는 제1, 제2 및 제3 누설 경로로 상기 송신 누설 신호를 각각 출력하는 단계; c)상기 송신 신호가 안테나를 통해 방사될 때 누설되는 송신 누설 신호를 제1 누설 경로로 출력시켜 일정 크기 감쇄시키는 단계; d)상기 제1 및 제3 누설 경로를 통해 수신되는 송신 누설 신호를 상호 상쇄시킨 후, 상기 제2 누설 경로를 통해 수신되는 송신 누설 신호를 일정 크기 감쇄시켜 출력하는 단계; 및 e)상기 안테나를 통해 외부로부터 수신되는 수신 신호의 크기를 일정 크기 증폭시켜 외부로 출력하는 단계를 포함한다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 장치를 세부적으로 도시한 도면이다.
도 3에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 무선 시스템에서의 송수 신 신호 분리 장치(300)는 전력 증폭기(310)와 송수신 신호 분리기(320), 양방향 결합기(330), 저잡음 증폭기(340) 및 반사계수 측정기(350)를 포함하며, 송수신 신호 분리기(320)는 송신단 서큘레이터(circulator, 321)와 안테나단 서큘레이터(322) 및 수신단 서큘레이터(323)를 포함한다.
자세히 설명하면, 먼저 전력 증폭기(310)는 안테나(360)를 통해 외부로 방사될 송신 신호를 일정 크기 증폭하여 출력한다.
송수신 신호 분리기(320)는 세 개의 서큘레이터(321, 322, 323)를 이용하여 송신 신호와 수신 신호를 분리하는데, 각 서큘레이터(321, 322, 323)는 3포트 소자이다.
양방향 결합기(330)는 송신 신호를 안테나(360)로 방사하거나, 안테나(360)로부터 수신되는 수신 신호를 송수신 신호 분리기(320)로 인가한다. 이때, 양방향 결합기(330)는 추후 반사 계수 측정을 위해 송신 및 수신 전력을 각각 측정한다.
저잡음 증폭기(340)는 송수신 신호 분리기(320)로부터 인가되는 수신 신호를 일정 크기 증폭하여 외부로 전송한다.
반사계수 측정기(350)는 양방향 결합기(300)가 측정한 송신 및 수신 전력을 각각 비교하여 반사 계수를 측정한 후, 측정된 반사 계수가 기준값을 초과하면 경보 신호를 발생시킴과 동시에 전원 제어 신호를 전력 증폭기(310)로 출력하여, 동작을 중지시킨다.
즉, 반사계수 측정기(350)는 송신 전력과 수신 전력의 값이 거의 동일할 경우, 이는 반사 계수가 기준치를 초과하는 것이므로 전력 증폭기(310)의 동작을 제 어한다.
이를 통해, 안테나 탈장 등으로 인해 안테나 단의 반사 계수가 높아지는 상황에서 전력 증폭기(310)의 고출력 송신 신호가 안테나 단에서 반사되어 수신단으로 누설되는 현상을 방지한다. 이는 곧, 별도의 부가 장치 없이 수신단을 보호할 수 있다.
다음으로, 송수신 신호 분리기(320)의 각 서큘레이터 및 이를 이용한 신호 분리 과정에 대해 알아본다.
먼저, 송신단 서큘레이터(321)는 전력 증폭기(310)로부터 출력되는 고출력 송신 신호를 전송 경로(포트 1->포트 2, 신호 전송 손실이 가장 적은 경로)로 출력시킨다. 이때, 고출력 송신 신호는 낮은 삽입 손실을 갖는다.
이후, 안테나단 서큘레이터(322)는 포트 1을 통해 입력되는 고출력 송신 신호를 전송 경로(포트 1->포트 2)로 출력시켜, 안테나(360)를 통해 방사되도록 한다. 이때 방사되는 고출력 송신 신호 역시 낮은 삽입 손실을 갖는다.
한편, 송신단 서큘레이터(321)는 전송 경로로 송신 신호를 출력시킬 때 누설되는 송신 누설 신호를 나머지 두 개의 누설 경로(②, ③)로 출력시키는데, 이때 송신 누설 신호는 전송 경로로 출력되는 송신 신호에 반해 일반적으로 -20dB의 신호 감쇄를 갖는다.
즉, 본 발명에 따른 각각의 서큘레이터(321, 322, 323)는 일정 크기의 격리도(일반적으로 -20dB) 만큼 송신 누설 신호를 감쇄시킨 후, 누설 경로를 통해 송신 누설 신호를 출력시킨다. 이를 통해 수신단을 보호한다.
이와 동시에, 안테나단 서큘레이터(322)는 전송 경로로 송신 신호를 출력시킬 때 누설되는 송신 누설 신호를 제1 누설 경로(①)를 통해 출력시키는데, 이때 출력되는 송신 누설 신호 역시 전송 경로로 출력되는 송신 신호에 반해 일반적으로 -20dB의 신호 감쇄를 갖는다.
한편, 수신단 서큘레이터(323)는 송신단 서큘레이터(321)의 누설 신호로부터 제2 누설 경로(②) 및 제3 누설 경로(③)로 누설 신호를 출력한다.
상기한 신호 흐름 과정을 보면, 송신 누설 신호는 제1 내지 제3 누설 경로(①~③)를 통해 수신단(저잡음 증폭기)으로 누설된다.
그러나, 제1 누설 경로(①)를 따라 수신단으로 누설되는 송신 누설 신호는 제3 누설 경로(③)를 따라 수신단으로 누설되는 송신 누설 신호와 상호 반전되어 상쇄된다.
그리고, 제2 누설 경로(②)를 따라 수신단으로 누설되는 송신 누설 신호 역시 송신단 서큘레이터(321) 및 수신단 서큘레이터(323)를 통해 일정 크기 신호 감쇄(일반적으로 -40dB)가 이루어짐으로써, 사실상 수신단으로 누설되는 신호는 아주 작은 크기를 갖는다. 이는 곧, 수신단 보호를 통한 무선 시스템의 신뢰성을 높일 수 있다.
도 4는 도 3에 도시한 송수신 신호 분리기의 동작 과정을 개념적으로 도시한 도면으로서, 신호를 주체로 하여 설명한다.
도 4에 도시되어 있듯이, 고출력 송신 신호(-전력 증폭기 출력 신호-)는 송 신단 서큘레이터(321)의 전송 경로를 통과하면서 경로 AB 사이에 T1ejφ1 의 전달 함수를 가지고 안테나단 서큘레이터(322)로 입력된다.
그리고, 경로 BE 사이의 전달 함수를 T5ejφ5 라 하면, 고출력 송신 신호는 안테나단까지 아래의 [수학식 1]과 같은 전달 함수를 가지며 전송된다.
송신 신호 전달 함수 =T1× T5×ej(φ1+φ5)
여기서, 전달 함수의 크기는 일반적으로 1dB 미만으로 주어진다.
한편, 제2 누설 경로(①)에 대한 전달 함수는 경로 AD의 전달 함수를 I2ejφ2라 하고 경로 DF의 전달 함수를 I6ejφ6이라 하면, 아래의 [수학식 2]와 같다.
제2 누설 경로에 대한 전달 함수 =I2×I6×ej(φ2+φ6)
여기서, 일반적으로 격리도(-송신 누설 신호 감쇄율-)의 값이 20dB정도이므로, 전체적으로도 40dB의 격리도를 가진다.
또한, 제1 및 제3 누설 경로(②, ③)의 신호 흐름은 방향이 서로 반대이므로 상호 결합하게 되어 아래의 [수학식 3]과 같다.
제1 누설 경로에 대한 전달 함수(경로 ABC)+제3 누설 경로에 대한 전달 함수(경로 ADC) = T1× I3× ej(φ1+φ3) + I2×T4× ej(φ2+φ4)
여기서, T△의 값과 I△ 의 값들은 거의 동일하므로 위상 성분이 아래의 [수학식 4]의 관계를 만족하면 제2 누설 경로(②)에 의한 송신 누설 신호와 제3 누설 경로(③)에 의한 송신 누설 신호는 서로 상쇄되어 수신단으로 인가되지 않는다.
φ1+φ3=φ2+φ4+π
따라서, 고출력 송신 신호에 의해 수신단으로 누설되는 전력은 단일 개수의 서큘레이터에 따른 격리도에 비해 두 배의 격리도를 가지고 수신단으로 입력된다.
도 5는 도 3에 도시한 안테나단 반사계수 측정기를 자세히 도시한 도면이다.
도 5에 도시되어 있듯이, 반사계수 측정기(350)는 송신 전력 측정기(351)와 수신 전력 측정기(352) 및 비교기(353)를 포함하며, 양방향 결합기(330)는 송신신호 결합기(331) 및 수신신호 결합기(332)를 포함한다.
먼저, 양방향 결합기(330)의 송신신호 결합기(331)는 전력 증폭기(310)가 일정 크기 증폭시킨 송신 신호의 일부를 샘플링(sampling)한다.
수신신호 결합기(332)는 안테나(360)로부터 수신되는 수신 신호의 일부를 샘플링한다.
반사계수 측정기(350)의 송신 전력 측정기(351)는 샘플링한 송신 신호의 전력을 측정하며, 수신 전력 측정기(352)는 샘플링한 수신 신호의 전력을 측정한다.
비교기(353)는 측정된 송신 및 수신 신호의 전력을 상호 비교하여 반사 계수를 측정한 후, 측정된 반사 계수가 기준치를 초과하면 경보 신호를 발생시켜 전력 증폭기(310)의 출력을 차단한다.
즉, 비교기(353)는 송신 전력과 수신 전력이 상호 비슷한 크기이면, 이는 곧 반사 계수가 기준치를 초과하는 크기이므로, 그에 따른 전원 제어 신호를 전력 증폭기(310)로 출력시켜 송신 신호의 출력을 차단시킨다.
이는 곧, 안테나 탈장 등으로 인해 안테나 단의 반사 계수가 높아지는 상황에서 전력 증폭기(310)의 고출력 송신 신호가 안테나 단에서 반사되어 수신단으로 누설되는 현상을 방지할 수 있다.
그러면, 상기한 구조를 이루는 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 장치의 동작 과정에 대해 알아본다.
도 6은 도 3에 도시한 송수신 신호 분리 장치의 동작 과정을 순차적으로 도시한 흐름도이다.
도 6에 도시되어 있듯이, 송수신 신호 분리 장치(300)의 전력 증폭기(310)는 안테나(360)를 통해 외부로 방사될 송신 신호를 일정 크기 증폭하여 출력한다(S610).
그러면, 송신단 서큘레이터(321)는 신호 전송 손실이 가장 적은 경로인 전송 경로(포트 1->포트 2)로 출력 송신 신호를 출력시킨다(S620).
이후, 안테나단 서큘레이터(322)는 송신단 서큘레이터(321)로부터 수신되는 고출력 송신 신호를 전송 경로(포트 1->포트 2)로 출력(S621)시켜, 안테나(360)를 통해 방사되도록 한다(S622).
한편, 송신단 서큘레이터(321)는 전송 경로로 송신 신호를 출력시킬 때 누설되는 송신 누설 신호를 나머지 두 개의 누설 경로(②, ③)로 출력(S630)시키는데, 이때 누설되는 송신 신호는 전송 경로로 출력되는 송신 신호에 반해 일반적으로 20dB의 신호 감쇄를 갖는다.
즉, 본 발명에 따른 각각의 서큘레이터(321, 322, 323)는 일정 크기의 격리도(일반적으로 -20dB) 만큼 송신 누설 신호를 감쇄시킨 후, 각각의 누설 경로(②, ③)를 통해 송신 신호를 출력시킨다. 이를 통해 수신단을 보호한다.
이와 동시에, 안테나단 서큘레이터(322)는 전송 경로로 송신 신호를 출력시킬 때 누설되는 송신 신호를 제1 누설 경로(①)를 통해 출력(S631)시키는데, 이때 출력되는 송신 신호 역시 전송 경로로 출력되는 송신 신호에 반해 일반적으로 20dB의 신호 감쇄를 갖는다.
상기한 신호 흐름 과정을 보면, 송신 누설 신호는 제1 내지 제3 누설 경로(①~③)를 통해 수신단(저잡음 증폭기)으로 누설된다.
그러나, 제1 누설 경로(①)를 따라 수신단으로 누설되는 송신 누설 신호는 제3 누설 경로(③)를 따라 수신단으로 누설되는 송신 누설 신호와 상호 반전되어 상쇄된다(S632).
그리고, 제2 누설 경로(②)를 따라 수신단으로 누설되는 송신 누설 신호 역시 송신단 서큘레이터(321) 및 수신단 서큘레이터(323)를 통해 일정 크기 신호 감쇄(일반적으로 40dB)가 이루어짐으로써, 사실상 수신단으로 누설되는 신호는 아주 작은 크기를 갖는다. 이는 곧, 수신단 보호를 통한 무선 시스템의 신뢰성을 높일 수 있다.
이후, 저잡음 증폭기(340)는 안테나(360)를 통해 수신되는 수신 신호를 일정 크기 증폭하여 외부로 송신한다(S633).
한편, 양방향 결합기(330)의 송신신호 결합기(331)는 전력 증폭기(310)가 일정 크기 증폭시킨 송신 신호의 일부를 샘플링(sampling)하고, 수신신호 결합기(332) 역시 안테나 단에서 반사되는 수신 신호의 일부를 샘플링한다(S623).
그러면, 반사계수 측정기(350)의 송신 전력 측정기(351)는 샘플링한 송신 신호의 전력을 측정하며, 수신 전력 측정기(352) 역시 샘플링한 수신 신호의 전력을 측정한다(S624).
이후, 비교기(353)는 측정된 송신 및 수신 신호의 전력을 상호 비교하여 반사 계수를 측정(S625)한 후, 측정된 반사 계수가 기준치를 초과(S626)하면 경보 신호를 발생시켜 전력 증폭기(310)의 출력을 차단한다(S627).
즉, 비교기(353)는 송신 전력과 수신 전력이 상호 비슷한 크기이면, 이는 곧 반사 계수가 기준치를 초과하는 크기(1 이상)이므로, 그에 따른 전원 제어 신호를 전력 증폭기(310)로 출력시켜 송신 신호의 출력을 차단시킨다.
이는 곧, 안테나 탈장 등으로 인해 안테나 단의 반사 계수가 높아지는 상황에서 전력 증폭기(310)의 고출력 송신 신호가 안테나 단에서 반사되어 수신단으로 누설되는 현상을 방지할 수 있다.
이처럼, 본 발명의 실시예에 따른 시분할 이중화 방식의 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 장치 및 그 방법은 높은 격리도를 가진 서큘레이터를 이용하여 수신단으로 누설되는 송신 신호의 크기를 일정 크기 감쇄시킴으로써, 부가적인 반도체 소자 없이 고출력 송신 신호로부터 수신단을 보호할 수 있다.
또한, 본 발명은 안테나를 통해 방사된 송신 신호가 다시 안테나를 통해 반사되어 수신단으로 누설되는 현상을 방지함으로써, 수신단 보호로 인한 안정적인 무선 시스템을 제공한다.
도면과 발명의 상세한 설명은 단지 본 발명의 예시적인 것으로서, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명에 따른 시분할 이중화 방식의 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 장치 및 그 방법은 높은 격리도를 가진 서큘레이터를 이용하여 수신단으로 누설되는 송신 신호의 크기를 일정 크기 감쇄시킴으로써, 부가적인 반도체 소자 없이 송신 누설 신호로부터 수신단을 보호할 수 있다.
또한, 본 발명은 안테나를 통해 방사된 송신 신호가 다시 안테나를 통해 반사되어 수신단으로 누설되는 현상을 방지함으로써, 수신단 보호로 인한 안정적인 무선 시스템을 제공한다.

Claims (8)

  1. 동일한 주파수와 안테나를 사용하여 신호를 송신하거나 수신하는 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 장치에 있어서,
    송신 신호의 크기를 증폭시켜 출력하는 전력 증폭기;
    상기 전력 증폭기에 의해 증폭된 송신 신호를 신호의 전송 손실이 가장 적은 전송 경로로 통과시키며, 송신 누설 신호―여기서, 송신 누설 신호는 송신 신호가 상기 전송 경로를 통과할 때 누설되는 신호임―를 상기 송신 누설 신호의 크기를 일정량 감쇄시키는 제1, 제2 및 제3 누설 경로를 이용하여 각각 출력하는 송신단 서큘레이터(CIRCULATOR);
    상기 전송 경로를 통하여, 상기 송신단 서큘레이터로부터 전달되는 송신 신호를 안테나를 통하여 방사되도록 하며, 상기 송신 누설 신호를 제1 누설 경로로 출력시켜 일정량 감쇄시키는 안테나단 서큘레이터; 및
    상기 송신단 서큘레이터 및 상기 안테나단 서큘레이터로부터 상기 제1 및 제3 누설 경로를 통하여 각각 수신되는 송신 누설 신호를 상호 반전시켜 상쇄시킨 후, 상기 제2 누설 경로를 통하여 수신되는 송신 누설 신호를 일정 크기 감쇄시켜 출력하는 수신단 서큘레이터
    를 포함하는 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 안테나단 서큘레이터의 전송 경로를 통해 수신되는 송신 신호 및, 상기 안테나를 통해 외부로부터 수신되는 수신 신호의 일부를 샘플링(sampling)하는 양 방향 결합기; 및
    상기 샘플링된 송신 및 수신 신호의 전력을 측정하여 상기 안테나의 반사 계수를 측정한 후, 상기 측정된 반사 계수가 기준치를 초과하면 상기 전력 증폭기의 송신 신호 출력을 차단시키는 반사계수 측정기
    를 더 포함하는 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 반사계수 측정기는,
    상기 샘플링된 송신 신호의 전력을 측정하는 송신 전력 측정기;
    상기 샘플링된 수신 신호의 전력을 측정하는 수신 전력 측정기; 및
    상기 측정된 송신 및 수신 신호의 전력이 동일하면, 경보 신호를 발생함과 동시에 상기 전력 증폭기로 송신 신호 출력을 차단하는 제어 신호를 송신하는 비교기
    를 포함하는 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 장치.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 안테나를 통해 외부로부터 수신되는 수신 신호의 크기를 일정 크기 증폭시켜 출력하는 저잡음 증폭기
    를 더 포함하는 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 장치.
  5. 삭제
  6. 동일한 주파수와 안테나를 사용하여 신호를 송신하거나 수신하는 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 방법에 있어서,
    a)송신 신호의 크기를 증폭시켜 출력하는 단계;
    b)상기 크기 증폭된 송신 신호를 전송 경로로 통과시킬 때 누설되는 신호인 송신 누설 신호의 크기를 일정 크기 감쇄시키는 제1, 제2 및 제3 누설 경로로 상기 송신 누설 신호를 각각 출력하는 단계;
    c)상기 송신 신호가 안테나를 통해 방사될 때 누설되는 송신 누설 신호를 제1 누설 경로로 출력시켜 일정 크기 감쇄시키는 단계;
    d)상기 제1 및 제3 누설 경로를 통해 수신되는 송신 누설 신호를 상호 상쇄시킨 후, 상기 제2 누설 경로를 통해 수신되는 송신 누설 신호를 일정 크기 감쇄시켜 출력하는 단계; 및
    e)상기 안테나를 통해 외부로부터 수신되는 수신 신호의 크기를 일정 크기 증폭시켜 외부로 출력하는 단계
    를 포함하는 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 방법.
  7. 제6 항에 있어서,
    f)상기 안테나를 통해 방사되는 송신 신호와 상기 안테나를 통해 외부로부터 수신되는 수신 신호의 일부를 샘플링(sampling)하는 단계; 및
    g)상기 샘플링된 송신 및 수신 신호의 전력을 측정하여 상기 안테나의 반사 계수를 측정한 후, 상기 측정된 반사 계수가 기준치를 초과하면 상기 송신 신호의 출력을 차단시키는 단계
    를 더 포함하는 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 방법.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 g)단계는,
    상기 샘플링된 송신 신호의 전력을 측정하는 단계;
    상기 샘플링된 수신 신호의 전력을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 송신 및 수신 신호의 전력이 동일하면, 경보 신호를 발생함과 동시에 상기 송신 신호의 출력을 차단시키는 단계
    를 포함하는 무선 시스템에서의 송수신 신호 분리 방법.
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