KR100679079B1 - 이동통신 시스템에서 다중 대역 수신장치 - Google Patents

이동통신 시스템에서 다중 대역 수신장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이동통신 시스템에서 다중 대역 수신장치에 관한 것으로서, 스위치드 커패시터(Switched capacitor)를 이용하여 각 대역별로 소자값을 스위칭함으로써 안테나를 통해 수신되는 RF 대역의 신호들 중 소정 주파수 대역의 수신신호를 선별하여 증폭부로 출력하는 필터링부와, 스위치드 커패시터를 이용하여 상기 수신 신호에 맞는 입/출력 임피던스 매칭 소자의 값을 선택하고, 상기 선택된 레벨로 임피던스 매칭을 실행하며, 상기 수신 신호를 저잡음 증폭하여 출력하는 증폭부를 포함하는 것을 특징으로 하여, 소자수나 구현 면적, 전력 소모 면에서 큰 이득을 가지며, 잡음 성능도 우수한 이점이 있다.
수신장치, LNA, 필터, 스위치드 커패시터, 저잡음증폭기

Description

이동통신 시스템에서 다중 대역 수신장치{APPARATUS FOR RECEIVING OF MULTI BAND IN A MOBILE COMMUNICATION SYSTEM}
도 1은 종래 기술에 따른 이동통신 시스템의 다중 대역 수신장치 구성의 예를 도시한 도면,
도 2는 종래 기술에 따른 이동통신 시스템의 다중 대역 수신장치 구성의 또 다른 예를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서 다중 대역 수신장치 구성을 도시한 도면,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스위치드 커패시터(Switched Capacitor)를 이용한 가변 대역 통과 필터(Tunable Bandpass Filter) 회로를 도시한 회로도,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스위치드 커패시터(Switched Capacitor)를 이용한 스위칭 저잡음 증폭기(Switching Low Noise Amplifier : Switching LNA) 회로를 도시한 회로도, 및,
도 6은 본 발명에 따른 스위칭 저잡음 증폭기(Switching Low Noise Amplifier : Switching LNA)를 이용한 수신단 시뮬레이션 결과를 도시한 도면.
본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히, 스위칭 소자를 이용한 저전력 다중 대역 수신 장치에 관한 것이다.
우리나라의 이동 통신 가입자는 해마다 증가하고 있으며, 이에 따라 이동 통신 서비스 시장도 급속하게 성장하고 있다. 그리고 고속의 데이터 패킷 전송 서비스 및 WAP(wireless application protocol), 블루투스(Bluetooth) 등의 기술 도입으로 이동 통신 시스템의 장비의 대체가 가속화될 전망이기에, 이동 통신 시스템의 부품에 관한 부품시장도 매년 성장하고 있다.
또한, 이러한 이동 통신 시스템의 발전에 따라 통신 서비스 제공업체들은 주파수 자원 문제에 직면하고 있다. 이는 국내 서비스 업체간의 주파수뿐만 아니라 국가와 국가간의 이동 통신 시스템의 서비스에 있어서도 마찬가지이다. 현재 우리나라에서 셀룰러(Cellular)는 800MHz을, PCS(personal communication service)는 1.8GHz를, IMT-2000(International Mobile Telecommunication- 2000)은 2GHz의 주파수 대역을 사용하여 이동 통신 가입자에게 통신 서비스를 제공한다. 이와 같이, 서비스 주파수 대역이 점점 높아짐에 따라 디지털 변조에 필요한 신호로 주파수를 낮추거나 높이는데 중요한 역할을 담당하는 부분으로 송수신장치에 대한 연구가 중요시되고 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 이동통신 시스템의 다중 대역 수신장치 구성을 도시한 도면이다. 상기 종래 기술에 따른 다중 대역 수신장치는 각각의 대역 별로 설계된 수신단(100, 110, 120)을 병렬로 연결하여 각각의 대역에 맞는 수신단(100, 110, 120)을 스위칭함으로써 구현한다. 상기 수신단(100, 110, 120)은 안테나(130), RF 대역통과필터(101, 111, 121), 저잡음증폭기(LNA: low noise amplifier)(103, 113, 123), 주파수 혼합기(Mixer)(105, 115, 125)를 포함한다.
도 1을 참조하면, 먼저 안테나(Antenna)(130)를 통해 수신된 RF 대역의 신호는 RF 대역통과필터(101, 111, 121)로 입력된다. 상기 RF 대역통과필터(101, 111, 121)는 상기 안테나(130)를 통해 수신된 신호를 무선주파수 대역에서 필터링한 후, 저잡음증폭기(LNA: low noise amplifier)(103, 113, 123)로 출력한다. 상기 저잡음증폭기(103, 113, 123)는 상기 RF 대역통과필터(101, 111, 121)에서 출력된 신호를 입력받아 미리 설정된 설정 이득율로 저잡음 증폭한 후 주파수 혼합기(Mixer)(105, 115, 125)로 출력한다. 상기 주파수 혼합기(105, 115, 125)는 상기 저잡음증폭기(103, 113, 123)에서 출력된 신호를 국부발진기에서 생성된 정현파 신호(sinusoidal signal)와 믹싱하여 중간주파수 대역으로 천이된 신호를 출력한다. 상기 주파수 혼합기(105, 115, 125)에서 출력된 신호는 중간주파수 필터(도시하지 않음) 및 중간주파수/자동이득 제어 증폭기(도시하지 않음)를 거쳐 기저대역(Base Band) 모뎀(modem)(도시하지 않음)에 입력된다.
다시 말해, 종래의 RF 수신장치에서는 RF 대역통과필터(101, 111, 121)의 주파수 특성이 고정되어 있어, 다중 대역 수신장치를 구현하기 위해 각각의 대역에 맞는 수신기를 스위칭하였다. 이 경우, 수신기의 수가 많아지고, 이로 인하여 수신 기의 용적이 커지며 가격이 높아지는 문제점이 있다. 즉, 상기 병렬 구조를 이용한 다중 대역 수신장치는 다중 대역으로 구현함에 있어 기존의 각 대역별로 개별적으로 사용하는 수신단에 비해 소자수나 구현 면적, 전력 소모 면에서 큰 이득이 없다.
도 2는 종래 기술에 따른 이동통신 시스템의 다중 대역 수신장치 구성을 도시한 도면으로, 상기 도 1의 다중 대역 수신 장치의 문제점을 보완하기 위해 제안되었다.
도 2를 참조하면, 상기 다중 대역 수신 장치는 모든 밴드 대역을 커버하는 광대역 RF 회로를 사용하여 저잡음증폭기(low noise amplifier : LNA)(207), 주파수 혼합기(Mixer)(209) 회로를 공유하며, 이때, RF 대역 통과 필터(band pass filter)(201, 203, 205)는 일반적으로 광대역 특성을 얻기가 힘들므로 대역(band)별로 따로 구성한다. 이 경우, 소자수나 구현 면적을 줄이는 장점이 있지만, 더 넓은 대역(bandwidth)을 얻기 위해 더 많은 전력 소모가 필요하고, 광대역 매칭(matching)을 하기 위해 저항 매칭을 사용하게 되므로 RF 잡음 성능도 나빠지게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 이동통신 시스템에서 스위칭 소자를 이용한 저전력 다중 대역 수신 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 이동통신 시스템에서 스위칭 소자를 이용한 가변 RF 대역 통과 필터(Tunable RF Bandpass filter)와 가변 저잡음증폭기(Tunable LNA) 회로로 구성된 다중 대역 수신 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 실시 예에 따르면, 이동통신 시스템에서 다중 대역 수신 장치에 있어서, 스위치드 커패시터(Switched capacitor)를 이용하여 각 대역별로 소자값을 스위칭함으로써 안테나를 통해 수신되는 RF 대역의 신호들 중 소정 주파수 대역의 수신신호를 선별하여 증폭부로 출력하는 필터링부와, 스위치드 커패시터를 이용하여 상기 수신 신호에 맞는 입/출력 임피던스 매칭 소자의 값을 선택하고, 상기 선택된 레벨로 임피던스 매칭을 실행하며, 상기 수신 신호를 저잡음 증폭하여 출력하는 증폭부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 본 발명은 이동통신 시스템에서 다중 대역 수신장치에 대해 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 이동통신 시스템에서 다중 대역 수신 장치의 구성을 도시한 도면이다. 여기서, 상기 다중 대역 수신 장치는 각 대역이 서로 중첩되지 않는 소정 개수의 대역에 대한 RF 웨이브 신호를 수신하는 안테나부(301), 상기 안테나부(301)에서 수신되는 상기 RF 웨이브 신호로부터 하나의 대역에 해당하는 RF 웨이브 신호를 선택하여 발생시키는 필터링부(303), 상기 필터링부(303)로부터 제공되는 선택 대역의 RF 웨이브 신호를 저잡음 증폭시키는 증폭부(305), 상기 증폭부(305)로부터 제공되는 증폭된 RF 웨이브 신호와 발진주파수의 차를 구하여 IF 웨이브 신호를 발생시키는 주파수 변환부(307)를 포함한다.
상기 도 3을 참조하면, 상기 안테나부(301)는 서로 다른 이동통신 기기의 기지국으로부터 전송되는 서로 다른 주파수 대역의 미약한 RF 웨이브 신호들을 수신한다. 상기 필터링부(303)는 상기 안테나부(301)를 통해 수신되는 RF 대역의 신호들 중 사용자가 선택한 하나의 주파수 신호를 통과시키기 위한 가변 RF 대역 통과 필터(Tunable RF Bandpass Filter)로 구성된다. 여기서, 상기 가변 RF 대역 통과 필터는 스위치드 커패시터(Switched capacitor)를 이용하여 사용자가 선택한 대역 주파수에 맞도록 통과 대역을 선택한다. 즉, 상기 스위치드 커패시터를 이용한 밴드 스위칭을 통해 상기 안테나부(301)를 통해 수신되는 복수 개의 무선 주파수 대역 신호로부터 사용자가 선택한 주파수 대역의 신호를 필터링하여 출력하고 불필요한 신호 성분을 제거한다.
상기 증폭부(305)는 스위칭 저잡음 증폭기(Switching Low Noise Amplifier : Switching LNA)로 구성되며, 상기 필터링부(303)로부터 입력되는 하나의 대역의 RF 웨이브 신호를 스위치드 커패시터(Switched capacitor)를 통한 대역 매칭을 이용하여 각 주파수에 따른 소정 이득율로 저잡음 증폭한 후 주파수 변환부(307)로 출력한다. 여기서, 상기 주파수 변환부(Mixer)(307)는 상기 증폭부(305)로부터 입력되는 상기 증폭된 신호와 국부 발진기에서 생성된 정현파 신호(sinusoidal signal)를 믹싱하여 중간주파수(Intermediate Frequency : IF) 대역으로 천이된 신호를 출력한다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 스위치드 커패시터(Switched Capacitor)를 이용한 가변 대역 통과 필터(Tunable Bandpass Filter) 회로를 도시한 회로도이다. 여기서, 상기 가변 대역 통과 필터는 다수의 스위치드 커패시터단(제 1(400), 제 2(410), 제 3(420), 제 4 스위치드 커패시터단(430))과 다수의 인덕터(제 1(L1)(407), 제 2(L2)(417), 제 3(L3)(427), 제 4 인덕터(L4)(437))를 포함하여 구성된다.
상기 도 4를 참조하면, 상기 가변 대역 통과 필터(Tunable Bandpass Filter)(303) 회로는 입력단(노드 41)에 제 1 스위치드 커패시터단(400)과 제 1 인덕터(L1)(407)의 일단이 공동으로 접속된다. 상기 제 1 인덕터(L1)(407)의 타단(노드 42)에는 상기 제 2 인덕터(L2)(417)와 상기 제 3 인덕터(L3)(427)와 상기 제 4 인덕터(L4)(437)의 일단이 공동으로 접속된다. 상기 제 2 인덕터(L2)(417)의 타단(노드 43)에는 제 2 스위치드 커패시터단(410)이 접속되고, 상기 제 3 인덕터(L3)(427)의 타단(노드 44)에는 제 3 스위치드 커패시터단(420)이 접속되며, 상기 제 4 인덕터(L4)(437)의 타단(노드 45)에는 제 4 스위치드 커패시터단(430)과 상기 가변 대역 통과 필터(Tunable Bandpass Filter) 회로의 출력단이 공동으로 접속된다.
상기 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 스위치드 커패시터단(400, 410, 420, 430)은 소정 개수의 특정 대역에 대응하는 스위치드 커패시터들로 구성된다. 예를 들어, 상기 각각의 스위치드 커패시터단(400, 410, 420, 430)은 3개의 대역, 즉 대역 1, 대역 2, 대역 3 각각에 대응하는 3 개의 스위치드 커패시터들로 구성될 수 있다.
상기 예를 이용하여 상기 제 1 스위치드 커패시터단(400)의 자세한 회로 구성을 살펴보면, 상기 제 1 스위치드 커패시터단(400)의 일단(41)에는 대역 1에 대응하는 제 1 스위치드 커패시터(C1)(405), 대역 2에 대응하는 제 2 스위치드 커패시터(C2)(403), 대역 3에 대응하는 제 3 스위치드 커패시터(C3)(401)의 일단이 공동으로 접속된다. 각 스위치드 커패시터(C1, C2, C3)(405, 403, 401)의 타단에는 각각 스위치가 직렬 접속되어 상기 스위치드 커패시터(C1, C2, C3)(405, 403, 401)를 도통 및 차단시킨다. 여기서, 상기 스위치는 모뎀의 제어에 따라 온/오프(on/off)되며, 각 스위치의 타단은 접지에 연결된다. 상기 스위치가 온 될시, 해당 스위치드 커패시터가 충전되고, 상기 스위치가 오프될 시, 해당스위치드 커패시터는 방전된다. 상기 스위치드 커패시터의 스위치를 온/오프함으로써 회로의 등가 커패시턴스를 조절할 수 있으며, 이로써 대역폭의 확장이 가능하다.
상기 제 2, 제 3, 제 4 스위치드 커패시터단(410, 420, 430)의 회로도 상기 제 1 스위치드 커패시터단(400)과 동일한 형태로 구성된다. 즉, 상기 제 2 스위치드 커패시터단(410)에는 상기 대역 1에 대응하는 제 4 스위치드 커패시터(C4)(411), 상기 대역 2에 대응하는 제 5 스위치드 커패시터(C5)(413), 상기 대역 3에 대응하는 제 6 스위치드 커패시터(C6)(415)가 포함되며, 상기 제 3 스위치드 커패시터단(420)에는 상기 대역 1에 대응하는 제 7 스위치드 커패시터(C7)(421), 상기 대역 2에 대응하는 제 8 스위치드 커패시터(C8)(423), 상기 대역 3에 대응하는 제 9 스위치드 커패시터(C9)(425)가 포함되며, 상기 제 4 스위치드 커패시터단(430)에는 상기 대역 1에 대응하는 제 10 스위치드 커패시터(C10)(431), 상기 대역 2에 대응하는 제 11 스위치드 커패시터(C11)(433), 상기 대역 3에 대응하는 제 12 스위치드 커패시터(C12)(435)가 포함될 수 있다. 여기서, 상기 스위치드 커패시터는 MIM(Metal-insulator-metal) 커패시터와 MOS(Metal-oxide-P type Silicon) 커패시터로 구현될 수 있다.
이로써, 상기 가변 대역 통과 필터(Tunable Bandpass Filter)(303)는 상기 스위치드 커패시터를 이용하여 상기 모뎀의 제어 신호에 따라 각 대역별로 소자값을 스위칭하며, 이로써, 수신자가 선택한 대역 주파수에 맞도록 통과 대역을 선택한 후, 상기 선택된 대역 주파수를 스위칭 저잡음 증폭기(305)의 입력단으로 출력한다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 스위치드 커패시터(Switched Capacitor)를 이용한 스위칭 저잡음 증폭기(Switching Low Noise Amplifier : Switching LNA)(305) 회로를 도시한 회로도이다. 상기 스위칭 저잡음 증폭기(305) 회로는 입 력 임피던스 정합을 위한 가변 매칭 회로단(Switching matching circuit)(500)과 증폭단(510) 및 부하 임피던스 정합을 위한 스위칭 로드 임피던스단(520)을 포함하여 구성된다.
도 5를 참조하면, 상기 가변 매칭 회로단(500)은 입력 임피던스 정합(matching)을 위한 스위칭 매칭 회로로서, 상기 모뎀의 스위치드 커패시터(Switched capacitor) 제어를 통해 사용자가 선택한 대역 주파수에 맞도록 상기 입력 임피던스 매칭 소자의 값을 선택할 수 있다. 이로써, 상기 저잡음 증폭기(305)의 입력단에 구비된 상기 가변 매칭 회로단(500)은 수신된 입력신호에 대하여 상기 선택된 레벨로 임피던스 매칭을 실행한 후 상기 증폭단(510)에 상기 입력신호를 인가한다.
상기 가변 매칭 회로단(500)은 입력단(IN)에 제 1 인덕터(LG)(501)의 일단이 접속되고, 상기 제 1 인덕터(LG)(501)의 타단(노드 51)에 소정 개수의 스위치드 커패시터(C1, C2, C3)(503, 505, 507)의 일단이 공동으로 접속되며, 각 스위치드 커패시터(C1, C2, C3)(503, 505, 507)의 타단에는 각각 스위치가 직렬 접속되어 상기 스위치드 커패시터(C1, C2, C3)(503, 505, 507)를 도통 및 차단시킨다. 여기서, 상기 스위치는 모뎀의 제어에 따라 온/오프(on/off)되며, 각 스위치의 타단은 접지에 연결된다. 상기 스위치가 온 될시, 해당 스위치드 커패시터가 충전되고, 상기 스위치가 오프될 시, 해당스위치드 커패시터는 방전된다. 상기 스위치드 커패시터(503, 505, 507)의 스위치를 온/오프함으로써 회로의 등가 커패시턴스를 조절할 수 있으며, 이로써, 대역폭의 확장이 가능하다.
상기 입력단(IN)으로 특정 대역에 해당하는 주파수가 인가될 시, 상기 스위치드 커패시터(C1, C2, C3)(503, 505, 507) 중 상기 모뎀의 제어에 따라 온(on)되는 스위치에 직렬 접속된 커패시터(들)이 충전된다. 예를 들어, 상기 커패시터 C1(503)의 타단에 접속된 스위치만이 상기 모뎀의 제어에 따라 온(on) 되는 경우, 상기 스위치의 전도 경로는 상기 커패시터 C1(503)의 임피던스 전도 경로를 제공하고, 상기 커패시터 C1(503)의 타단을 접지에 클램프시킨다. 그리하여, 상기 커패시터 C1(503)은 일단에 공급되는 전압(예를 들어, 15V) 및 타단에 공급되는 0V의 전압을 가지며, 양단에 +V(예를 들어, 15V)전압으로 충전된다.
상기 증폭단(510)은 두개의 트랜지스터 M1(513), M2(511)와 제 2 인덕터(LS)(515)로 구성되어, 상기 가변 매칭 회로단(500)을 거쳐 인가되는 저전력의 수신신호를 증폭한다. 상기 트랜지스터 M2(511)의 드레인은 노드(53)에 접속되고, 소오스는 상기 트랜지스터 M1(513)의 드레인에 접속되며, 게이트는 소정 전압이 인가되는 바이어스(bias)에 접속된다. 여기서, 상기 트랜지스터 M2(511)는 상기 소정 전압을 근거로 상기 트랜지스터 M1(513)에 안정적인 바이어스 전압을 공급하는 정전압 공급수단으로 동작한다. 즉, 상기 트랜지스터 M2(511)가 턴온(turn on)될 시, 상기 노드(53)의 전위는 상기 트랜지스터 M1(513)의 드레인에 공급된다. 여기서, 상기 M2(511)의 드레인(노드 53)은 상기 주파수 변환부(307)의 입력단으로 연결되는 상기 스위칭 저잡음 증폭기(305)의 출력단(OUT)이 접속된다. 상기 트랜지스터 M1(513)의 드레인은 상기 트랜지스터 M2(511)의 소오스에 접속되고, 상기 트랜지스터 M1(513)의 소오스는 제 2 인덕터의(LS)(515) 일단에 접속되며, 게이트는 상기 가변 매칭 회로단(500)의 상기 제 1 인덕터(LG)(501)의 타단(노드 51)에 접속된다. 상기 트랜지스터 M1(513)이 턴온(turn on)될 시, 상기 드레인의 전위는 상기 제 2 인덕터(Ls)(515)의 일단에 공급된다.
상기 스위칭 로드 임피던스단(520)은 부하 임피던스 정합을 위한 회로로서, 상기 모뎀의 스위치드 커패시터(Switched capacitor) 제어를 통해 사용자가 선택한 대역 주파수에 맞도록 출력 임피던스 매칭 소자의 값을 선택한다. 이로써, 상기 스위칭 로드 임피던스단(520)은 상기 증폭단(510)에 의해 증폭된 신호에 대하여 상기 선택된 레벨로 임피던스 매칭을 실행한 후, 최종 출력단(OUT)을 통해 증폭된 신호를 출력한다.
상기 스위칭 로드 임피던스단(520)의 회로를 자세히 살펴보면, 전원에서 공급되는 전압이 그대로 인가되는 노드 52에 소정 개수의 스위치와 제 3 인덕터(LD)(521)의 일단이 공동으로 접속되고, 각 스위치의 타단에는 각각 스위치드 커패시터(C4, C5, C6)(523, 525, 527)가 직렬 접속되어 상기 스위치에 따라 도통 및 차 단된다. 상기 제 3 인덕터(LD)(521)와 상기 스위치드 커패시터(C4, C5, C6)(523, 525, 527)의 타단은 노드 53에 접속된다. 여기서, 상기 스위치는 모뎀의 제어에 따라 온/오프(on/off)되고, 상기 모뎀의 제어에 따라 온(on)되는 스위치에 연결된 상기 스위치드 커패시터(들)(523, 525, 527)는 상기 전원에 의해 충전되며, 상기 스위치가 오프(off)될 시 방전된다. 즉, 상기 스위치드 커패시터(523, 525, 527)의 스위치를 온/오프함으로써 회로의 등가 커패시턴스를 조절할 수 있으며, 이로써, 대역폭의 확장이 가능하다. 여기서, 상기 스위치드 커패시터는 MIM(Metal-insulator-metal) 커패시터와 MOS(Metal-oxide-P type Silicon) 커패시터로 구현될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 스위칭 저잡음 증폭기(Switching Low Noise Amplifier : Switching LNA)를 이용한 수신단 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이다.
상기 도 6을 참조하면, 가변 RF 스위치드 커패시터를 이용하여 상기 스위칭 저잡음 증폭기를 구현함으로써, 사용자의 선택에 따른 다중 대역을 수신할 수 있으며, 이때, 상기 저잡음 증폭기를 통과한 주파수 대역의 이득(Gain)은 모두 20 dB이상으로 우수한 성능을 나타냄을 알 수 있다.
한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
본 발명의 목적은 이동통신 시스템에서 스위칭 소자를 이용한 가변 RF 대역 통과 필터(Tunable RF Bandpass filter)와 가변 저잡음증폭기(Tunable LNA) 회로를 이용하여 다중 대역 수신 장치를 구성함으로써, 각 대역별로 수신단을 따로 구성하여 병렬로 연결할 필요가 없이 하나의 수신단으로 필요한 대역의 신호를 수신할 수 있어 구현 면적과 가격이 크게 줄어드는 이점이 있다. 또한, 스위치드 커패시터(Switched capacitor)를 사용한 스위칭 저잡음증폭기(switching LNA) 회로를 이용하여 각 대역별로 소자값을 스위칭하기 때문에 광대역 회로가 필요 없고, 이로써, 저전력으로 동작 가능하며, 잡음 성능도 우수한 이점이 있다.

Claims (12)

  1. 이동통신 시스템에서 다중 대역 수신장치에 있어서,
    스위치드 커패시터(Switched capacitor)를 이용하여 각 대역별로 소자값을 스위칭함으로써 안테나를 통해 수신되는 RF 대역의 신호들 중 소정 주파수 대역의 수신신호를 선별하여 증폭부로 출력하는 필터링부와,
    스위치드 커패시터를 이용하여 상기 수신 신호에 맞는 입/출력 임피던스 매칭 소자의 값을 선택하고, 상기 선택된 레벨로 임피던스 매칭을 실행하며, 상기 수신 신호를 저잡음 증폭하여 출력하는 증폭부를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 증폭부로부터의 증폭 신호와 국부발진기에서 생성된 정현파 신호를 믹싱하여 중간 주파수 대역으로 천이된 신호를 출력하는 혼합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스위치드 커패시터는 MIM(Metal-insulator-metal) 커패시터, MOS(Metal-oxide-P type Silicon) 커패시터 중 적어도 하나로 구현되는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제 1 항에 있어서 상기 증폭부는,
    상기 필터링부로부터 출력되는 수신 신호를 증폭하는 증폭단과,
    상기 필터링부와 상기 증폭단 사이의 임피던스 매칭을 실행하는 제 1 임피던스 매칭단과,
    상기 증폭단의 출력신호에 대하여 임피던스 매칭을 실행하는 제 2 임피던스 매칭단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 임피던스 매칭단은 입력단이 제 1 인덕터의 일단과 접속되고, 상기 제 1 인덕터의 타단은 소정 개수의 스위치드 커패시터의 일단과 출력단이 공동으로 접속되며, 각 스위치드 커패시터의 타단에는 각각 스위치가 직렬 접속되는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스위치는 모뎀의 제어에 따라 온/오프(on/off)되는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 임피던스 매칭단은 소정 개수의 스위치와 제 3 인덕터의 일단이 전원에 공동으로 접속되고, 각 스위치의 타단에는 각각 스위치드 커패시터가 직렬 접속되며, 상기 제 3 인덕터와 상기 스위치드 커패시터의 타단이 출력단과 공동으로 접속되는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 스위치는 모뎀의 제어에 따라 온/오프(on/off)되는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제 4 항에 있어서 상기 증폭단은,
    상기 제 1 임피던스 매칭단으로부터 출력되는 수신 신호를 소정 이득으로 저잡음 증폭하는 증폭기와,
    소정 DC 전원을 근거로 상기 증폭기에 안정적인 바이어스 전압을 공급하는 정전압 공급단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 증폭기는 상기 정전압 공급단에서 제공되는 전압을 드레인 전원으로 하며, 게이트는 상기 제 1 임피던스 매칭단의 출력단에 접속되고, 소오스는 제 1 인덕터에 접속되는 제 1 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 정전압 공급단은 상기 제 2 임피던스 매칭단의 출력을 드레인 전원으로 하며, 게이트는 소정 전압이 인가되는 바이어스(bias)에 접속되고, 소오스는 상기 증폭기의 드레인에 접속되며, 게이트는 소정 전압이 인가되는 바이어스(bias)에 접속되는 제 2 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터링부는 모뎀의 제어 신호에 따라 각 대역별로 상기 소자값이 스위칭되는 것을 특징으로 하는 장치.
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