KR100680273B1 - RF Front-End Part of Wireless LAN system - Google Patents

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KR100680273B1 KR1020050004405A KR20050004405A KR100680273B1 KR 100680273 B1 KR100680273 B1 KR 100680273B1 KR 1020050004405 A KR1020050004405 A KR 1020050004405A KR 20050004405 A KR20050004405 A KR 20050004405A KR 100680273 B1 KR100680273 B1 KR 100680273B1
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Abstract

본 발명은 무선 랜(Wireless LAN(Local Area Network)) 시스템의 RF Front-End 부분에 관한 것으로 보다 상세하게는 이중 대역인 IEEE 802.11b 대역(2.4 GHz - 2.4835 GHz)과 IEEE 802.11a 대역(5.15 GHz - 5.35 GHz)의 이중대역 신호를 단일 소자로 처리 해 줄 수 있는 혼합기에 관한 것이다.The present invention relates to the RF front-end portion of a wireless LAN (Local Area Network) system. -5.35 GHz) is a mixer that can process a dual band signal into a single device.

종래에는 안테나를 통해 수신하는 IEEE 802.11b 대역(2.4 GHz - 2.4835 GHz)과 IEEE 802.11a 대역(5.15 GHz - 5.35 GHz)의 신호를 혼합하기 위해서 각각 대역에 대한 두개의 혼합기와 두개의 전압제어 발진기를 사용해서 중간주파수(IF, Intermediate Frequency)의 신호로 변환시키는 방법을 사용하고 있으나 복잡한 구조와 높은 가격 및 생산적인 측면에서 문제가 있었다. Conventionally, two mixers and two voltage controlled oscillators for each band are used to mix signals in the IEEE 802.11b band (2.4 GHz to 2.4835 GHz) and the IEEE 802.11a band (5.15 GHz to 5.35 GHz) received through an antenna. Although it uses a method of converting to an intermediate frequency (IF) signal, there are problems in terms of complex structure, high price, and productivity.

따라서 본 발명에서는 APD(Anti-Parallel Diode)에 인가되는 바이어스 전압을 가변함으로서 SfLO(국부발진 주파수 중 첫번째 단일 국부발진 주파수(fLO)를 가지는 신호) , S2fLO(국부발진 주파수 중 단일 국부발진 주파수의 2차 하모닉인 첫 번째 단일 국부발진 주파수의 두배가 되는 주파수(2fLO)를 가지는 신호) 신호들의 진폭을 선택적으로 최대화하여 두 입력신호(SfRF(안테나를 통해 수신하는 상기 IEEE 802.11b 대역과 IEEE 802.11a 대역의 신호를 통칭함)과 국부발진기에서 생성되는 신호(SfLO, S2fLO)의 합과 차에 해당하는 출력신호(S|fRF±fLO|,S|fRF±2fLO|)의 진폭을 선택적으로 최대화시킬 수 있는 방법으로 SfRF 신호에 해당하는 무선 랜(Wireless LAN) 시스템의 이중 대역 신호인 IEEE 802.11b 대역 (2.4 GHz - 2.4835 GHz)과 IEEE 802.11a 대역 (5.15 GHz - 5.35 GHz) 신호를 단일 전압제어 발진기를 사용해서 중간 주파수(fIF)의 신호(SfIF)로 변환시킨 것으로써 단순한 구조와 낮은 제품생산비용 및 안정된 제품 생산을 목적으로 한 것이다.Therefore, in the present invention, by varying the bias voltage applied to the anti-parallel diode (APD), Sf LO (signal having the first single local oscillation frequency (f LO ) of the local oscillation frequency), S2f LO (single local oscillation frequency of the local oscillation frequency) Two input signals (Sf RF (the IEEE 802.11b band received through the antenna) by selectively maximizing the amplitude of the signals having a frequency (2f LO ) that is twice the first single local oscillation frequency, which is the second harmonic of the frequency. And signals in the IEEE 802.11a band) and the output signals (S | f RF ± f LO |, S | f RF ± 2f) that correspond to the sum and difference of the signals generated by the local oscillator (Sf LO , S2f LO ). In order to selectively maximize the amplitude of LO |), the IEEE 802.11b band (2.4 GHz-2.4835 GHz) and IEEE 802.11a band (5.15), which are dual-band signals in a wireless LAN system, corresponding to Sf RF signals. GHz-5.35 GHz) signal to a single voltage Using the control oscillator is for the purpose of simple structure and low manufacturing costs, and stable production written to is converted to a signal (Sf IF) intermediate frequency (f IF).

혼합기, 이중 대역 혼합기, 다중기능(Multi-Function), 가변 바이어스, 무선 랜(Wireless LAN)Mixers, Dual Band Mixers, Multi-Function, Variable Bias, Wireless LAN

Description

무선 랜(Wireless LAN) 시스템의 RF Front-End 부분 {RF Front-End Part of Wireless LAN system}RF Front-End Part of Wireless LAN System {RF Front-End Part of Wireless LAN System}

도1은 종래에 사용하고 있는 무선 랜(Wireless LAN) 시스템 수신기의 RF Front-End 부분(500)을 설명하기 위한 예시도면. 1 is an exemplary view for explaining the RF front-end portion 500 of a conventional wireless LAN system receiver.

도2는 본 발명에서 제시한 것을 무선 랜(Wireless LAN) 시스템 수신기의 RF Front-End 부분(500)에 적용 했을 때 설명하기 위한 예시도면. FIG. 2 is an exemplary diagram for explaining the present invention when applied to the RF front-end portion 500 of a wireless LAN system receiver.

도3은 본 발명에서 제시한 이중 대역 혼합기의 내부적인 구조에 대한 예시도면. Figure 3 is an exemplary view of the internal structure of the dual band mixer presented in the present invention.

도4는 APD(Anti-Parallel Diode)에 인가된 바이어스를 바이어스 전압2(즉, 0 V)로 했을 때 회로와 이에 따른 I-V 특성 곡선(314) 및 컨덕턴스(conductance)(315)를 설명하기 위한 예시도면. Fig. 4 is an example for explaining the circuit, and therefore the IV characteristic curve 314 and conductance 315, when the bias applied to the anti-parallel diode (APD) is bias voltage 2 (i.e., 0 V). drawing.

도5는 APD(Anti-Parallel Diode)에 인가된 바이어스를 바이어스 전압1(즉, a V)로 했을 때 회로와 이에 따른 I-V 특성 곡선(316) 및 컨덕턴스(conductance)(317)를 설명하기 위한 예시도면. FIG. 5 is an example for explaining the circuit, and therefore the IV characteristic curve 316 and conductance 317, when the bias applied to the anti-parallel diode (APD) is bias voltage 1 (i.e., a V). drawing.

도6은 APD(Anti-Parallel Diode)에 인가된 바이어스 변화에 따른 두 입력신호에 의해서 출력측에 나타난 주파수 하모닉 성분들을 설명하기 위한 예시도면. FIG. 6 is an exemplary diagram for explaining frequency harmonic components shown at an output side by two input signals according to a bias change applied to an anti-parallel diode (APD). FIG.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

100 : IEEE 802.11b 대역 안테나부 120 : IEEE 802.11b 대역 믹서부100: IEEE 802.11b band antenna unit 120: IEEE 802.11b band mixer unit

200 : IEEE 802.11a 대역 안테나부 220 : IEEE 802.11a 대역 믹서부200: IEEE 802.11a band antenna unit 220: IEEE 802.11a band mixer unit

110 : IEEE 802.11b 대역 저잡음 증폭부(LNA) 130 : IEEE 802.11b 국부 발진부110: IEEE 802.11b band low noise amplifier (LNA) 130: IEEE 802.11b local oscillator

210 : IEEE 802.11a 대역 저잡음 증폭부 LNA) 230 : IEEE 802.11a 국부 발진부210: IEEE 802.11a band low noise amplifier LNA 230: IEEE 802.11a local oscillator

310 : APD(Anti-parallel Diode) 320 : 가변 바이어스부310: APD (Anti-parallel Diode) 320: variable bias unit

330 : 단일 전압 제어 발진부 400 : 이득 제어 증폭부330: single voltage controlled oscillator 400: gain control amplifier

500 : RF Front-End 부500: RF Front-End Part

본 발명은 무선 랜(Wireless LAN) 시스템 수신기의 RF Front-End 부분(500)에 이중 대역 혼합기를 적용하여 저가격 제품 구현과 더불어 종래의 무선 랜(Wireless LAN) 시스템의 RF Front-End 부분보다 간단한 구조로 구현 하도록 설계된 무선 랜(Wireless LAN) 시스템에 관한 것이다.The present invention applies a dual-band mixer to the RF front-end portion 500 of a wireless LAN system receiver and implements a low-cost product, and has a simpler structure than the RF front-end portion of a conventional wireless LAN system. The present invention relates to a wireless LAN system designed to be implemented.

무선 랜(Wireless LAN)이란 간단한 설비와 최소한의 회선 연결만으로 주파수 또는 적외선 기술을 이용하여 공중을 통해 무선으로 데이터를 전송 및 수신이 가능한 시스템이다.Wireless LAN is a system that can transmit and receive data wirelessly over the air using frequency or infrared technology with simple equipment and minimal line connection.

더 자세히는 빌딩이나 가정집의 구내 통신망 구축과 대학 캠퍼스내의 무선 인터넷 망 그리고, 노트북 컴퓨터 또는 개인휴대 단말기를 사용하여 초고속 무선 인터넷을 즐길 수 있는 기술이며 이러한 기술에 사용하고 있는 기존 무선 랜(Wireless LAN) 시스템은 IEEE 802.11b 대역을 사용하여 음성이나 간단한 데이터를 전송하였으나 최근에는 사용자들이 점차 많아지고 유선망처럼 인터넷이나 실시간 동영상과 같은 많은 데이터의 송수신을 요구함에 따라 IEEE 802.11a 대역을 사용하게 되었다. 하지만 이 대역을 사용하기 위해 기존에 사용하던 IEEE 802.11b 대역 무선 랜(Wireless LAN) 시스템을 바꿔야 하는 문제가 생겨 최근에는 무선 랜(Wireless LAN)에서 사용되는 IEEE 802.11b 대역과 IEEE 802.11a 대역을 송수신할 수 있는 하나의 무선 랜(Wireless LAN) 시스템으로 구성되고 있다.More specifically, it is possible to build high-speed wireless Internet using a laptop computer or a portable terminal, and to build a campus network in a building or a home, a wireless internet network on a university campus, and to use a conventional wireless LAN. The system transmits voice or simple data using the IEEE 802.11b band, but recently, as the number of users increases and demands transmission and reception of a lot of data such as the Internet or real-time video like a wired network, the IEEE 802.11a band is used. However, in order to use this band, there is a problem that the existing IEEE 802.11b band wireless LAN system needs to be replaced, and recently, the IEEE 802.11b band and the IEEE 802.11a band used in the wireless LAN are transmitted and received. It consists of one wireless LAN system.

상기와 같은 용도의 무선 랜(Wireless LAN) 시스템 수신기의 RF Front-End 부분(500)은 도1에서 보듯이 초고주파 영역에 속하는 IEEE 802.11b 대역 (2.4 GHz - 2.4835 GHz) 신호를 수신하기 위한 안테나(100)와; 잡음과 함께 안테나를 타고 들어오는 약한 신호를 증폭하는 LNA(110); 그리고 혼합 회로에 특정 주파수를 발생시키는 전압제어 발진부(130)와; 상기 안테나부로부터 수신된 IEEE 802.11b 대역 (2.4 GHz - 2.4835 GHz), 신호를 상기 전압제어 발진부에서 발생되는 주파수와 혼합하여 낮은 주파수 신호로 변환하는 혼합부(120)로 구성 되어 있으며 또 다른 대역인 IEEE 802.11a 대역 (5.15 GHz - 5.35 GHz) 신호를 수신하기 위한 안테나(200)와; 잡음과 함께 안테나를 타고 들어오는 약한 신호를 증폭하는 LNA(210); 그리고 혼합 회로에 특정 주파수를 발생시키는 전압제어 발진부(230)와; 상기 안테나부로부터 수신된 IEEE 802.11a 대역 (5.15 GHz - 5.35 GHz) 신호를 상기 전압제어 발진부에서 발생되는 주파수와 혼합하여 낮은 주파수 신호로 변환하는 혼합부(220)로 구성되어 있으며. 이 두 대역에 대한 상기 혼합부에 의해 변환된 낮은 주파수 신호를 증폭하기 위한 이득 제어 증폭부(400)로 구성 되어 있다.The RF front-end portion 500 of the wireless LAN system receiver for the above purpose is an antenna for receiving an IEEE 802.11b band (2.4 GHz-2.4835 GHz) signal belonging to the ultra-high frequency region as shown in FIG. 100); LNA 110 for amplifying a weak signal coming through the antenna with noise; And a voltage controlled oscillator 130 generating a specific frequency in the mixed circuit; IEEE 802.11b band (2.4 GHz-2.4835 GHz) received from the antenna unit, the mixing unit 120 for mixing the signal with the frequency generated from the voltage controlled oscillator and converting it into a low frequency signal and another band An antenna 200 for receiving an IEEE 802.11a band (5.15 GHz-5.35 GHz) signal; LNA 210 for amplifying a weak signal coming through the antenna with noise; And a voltage controlled oscillator 230 generating a specific frequency in the mixing circuit; And a mixing unit 220 for converting an IEEE 802.11a band (5.15 GHz-5.35 GHz) signal received from the antenna unit into a low frequency signal by mixing the frequency generated from the voltage controlled oscillator. And a gain control amplifier 400 for amplifying the low frequency signal converted by the mixing section for these two bands.

종래 기술인 도1과 같은 방법을 사용하게 되면 이중 대역인 IEEE 802.11b 대역 (2.4 GHz - 2.4835 GHz)과 IEEE 802.11a 대역 (5.15 GHz - 5.35 GHz) 신호를 혼합하기 위해 혼합기 부분이 두개가 들어가며 또한 두 대역 간격이 멀기 때문에 발진부도 두개가 들어가서 회로가 복잡하며 높은 가격 및 생산적인 측면에서 문제가 되고 있다. Using the conventional method as shown in Fig. 1 , two mixer sections are included to mix dual band IEEE 802.11b band (2.4 GHz-2.4835 GHz) and IEEE 802.11a band (5.15 GHz-5.35 GHz). Because of the large band spacing, the oscillator also has two oscillating parts, which is a complicated circuit and becomes a problem in terms of high price and productivity.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 도2처럼 APD(Anti-Parallel Diode)에 인가되는 바이어스 전압을 가변함으로서 SfLO(국부발진 주파수 중 첫번째 단일 국부발진 주파수(fLO)를 가지는 신호) , S2fLO(국부발진 주파수 중 단일 국부발진 주파수의 2차 하모닉인 첫 번째 단일 국부발진 주파수의 두배가 된 주파수(2fLO)를 가지는 신호) 신호들의 진폭을 선택적으로 최대화하여 두 입력신호(SfRF(안테나를 통해 수신하는 상기 IEEE 802.11b 대역과 IEEE 802.11a 대역의 신호를 통칭함)과 국부발진기에서 생성되는 신호(SfLO,S2fLO))의 합과 차에 해당하는 출력신호(S|fRF±fLO|,S|fRF±2fLO|)의 진폭을 선택적으로 최대화시킬 수 있는 방법으로 SfRF 신호에 해당하는 무선 랜(Wireless LAN) 시스템의 이중 대역 신호인 IEEE 802.11b 대역 (2.4 GHz - 2.4835 GHz)과 IEEE 802.11a 대역 (5.15 GHz - 5.35 GHz) 신호를 단일 전압제어 발진기와 단일 이중대역 혼합기를 사용해서 중간 주파수(fIF)의 신호로 변환시킬 수가 있으며 무선 랜(Wireless LAN) 시스템의 복잡성과 저가격 및 안정된 제품 생산을 목적으로 한다.The present invention (the signal having a first one of the local oscillation frequency local oscillator frequency (f LO)) APD (Anti -Parallel Diode) by varying the bias voltage applied Sf LO to as Fig. 2 in order to solve the above problems, S2f LO two input signals to maximize the amplitude of the (local oscillation frequency of the single local secondary harmonic is the first single local signal having a frequency (2f LO) twice the oscillation frequency of the oscillation frequency) signal to selectively (Sf RF ( Output signal (S | f RF ) corresponding to the sum and difference between the signals of the IEEE 802.11b band and the IEEE 802.11a band received through the antenna) and the signals generated by the local oscillator (Sf LO , S2f LO )) IEEE 802.11b band (2.4 GHz), a dual-band signal in a wireless LAN system that corresponds to an Sf RF signal in a way to selectively maximize the amplitude of ± f LO |, S | f RF ± 2f LO | 2.4835 GHz) and IEEE 802.11a band ( 5.15 GHz-5.35 GHz) signals can be converted into signals of intermediate frequency (f IF ) using a single voltage controlled oscillator and a single dual band mixer, and are designed for the complexity, low cost, and stable production of wireless LAN systems. It is done.

본 발명은 도2처럼 무선 랜(Wireless LAN) 시스템의 RF Front-End 부분(500)에 관한 것으로서, 입력신호(SfRF)에 해당하는 이중 대역인 IEEE 802.11b 대역 (2.4 GHz - 2.4835 GHz)과 IEEE 802.11a 대역 (5.15 GHz - 5.35 GHz)신호를 수신하기 위한 각각 대역에 대한 안테나(100,200)와 각각 안테나를 통해 잡음과 함께 타고 들어오는 약한 신호를 증폭하기 위한 각각 대역에 대한 저잡음 증폭부(110,210)가 있으며 SMD(Surface Mount Device) 유형의 소자로 구현된 이중 대역 혼합기(310)와; 이중 대역 혼합기에 필요한 주파수 신호를 발생시키는 단일 전압제어 발진부(330); 그리고 바이어스 전압을 가변시킬 수 있는 가변 바이어스부(320)로 구성되어 있으며 더 세부적인 동작 원리는 다음과 같다.The present invention relates to the RF front-end portion 500 of a wireless LAN system as shown in FIG. 2 , and includes a dual band IEEE 802.11b band (2.4 GHz-2.4835 GHz) corresponding to an input signal (Sf RF ). Antennas (100,200) for each band for receiving IEEE 802.11a band (5.15 GHz-5.35 GHz) signals and low noise amplifiers (110,210) for each band for amplifying weak signals coming in with noise through the antennas, respectively And a dual band mixer 310 implemented with a SMD (Surface Mount Device) type device; A single voltage controlled oscillator 330 for generating a frequency signal necessary for the dual band mixer; And it is composed of a variable bias unit 320 that can vary the bias voltage and more detailed operation principle is as follows.

도3은 상기에서 설명한 도2 부분에서 이중 대역 혼합기(300)와 혼합기의 내부 구조 즉, APD(310)를 도시 한 것으로 Anti-Parallel Diode(310)는 두개의 다이오드가 서로 다른 방향으로 평행하게 단일 소자로 되어 있다. 3 illustrates the internal structure of the dual band mixer 300 and the mixer, that is, the APD 310 in the above-described portion of FIG. 2, wherein the anti-parallel diode 310 has a single diode in parallel with each other in different directions. It is an element.

도4a는 정현파형을 가지는 국부 발진기 전압(VLO)의 전원(330)과 가변 바이어스 전압(VDC)의 전원(320) 그리고 전원 임피던스(313) 및 APD(310)로 구성되어 있으며 이 정현파형을 가지는 국부 발진기 전압(VLO)의 전원에 바이어스 전압2(즉, 0 V)로 했을 때 단일 소자인 Anti-Parallel Diode(310)(즉, 내부 구조는 방향이 다른 단일 다이오드 두개)가 사용하게 되어 고조파 혼합으로 동작을 하게 되는 것을 설명하고 있다. FIG. 4A shows a power supply 330 of a local oscillator voltage V LO having a sinusoidal waveform, a power supply 320 of a variable bias voltage V DC , a power supply impedance 313, and an APD 310. When the local oscillator voltage (V LO ) has a bias voltage of 2 (i.e. 0 V), the anti-parallel diode 310 (that is, the internal structure has two single diodes with different directions) is used. It explains that it works by harmonic mixing.

도4b는 도4a처럼 동작했을 때 APD(310)의 I-V 특성 곡선(314)을 도시한 것으로 이 곡선은 대칭의 I-V 곡선 특성 때문에 기본 주파수 성분이 억압되고 국부 발진기(330)의 2차 고조파 만이 SfRF 신호와 혼합하므로 원하는 출력을 얻을 수 있다. FIG. 4B shows the IV characteristic curve 314 of the APD 310 when operated as shown in FIG. 4A , which shows that the fundamental frequency component is suppressed due to the symmetrical IV curve characteristics and only the second harmonic of the local oscillator 330 is Sf. By mixing with the RF signal, the desired output is achieved.

도4c는도4a처럼 동작했을 때 시간에 따른 컨덕턴스(conductance)인

Figure 112006078222269-pat00034
(315)를 보여 주는 것으로서 각각의 다이오드에 컨덕턴스(conductance)는 다음과 같다. Figure 4c is the conductance (conductance) over time when operating as shown in Figure 4a
Figure 112006078222269-pat00034
As shown in (315), the conductance of each diode is as follows.

Figure 112006078222269-pat00035

Figure 112006078222269-pat00036

Figure 112006078222269-pat00037
Figure 112006078222269-pat00035

Figure 112006078222269-pat00036

Figure 112006078222269-pat00037

위식에서 알 수 있듯이 전체 컨덕턴스(conductance)

Figure 112006078222269-pat00038
는 대칭적인 쌍곡선 함수를 갖으며 단일 다이오드의 국부 발진기(LO) 주기에 비해 컨덕턴스의 수가 두 배가 된다는 것을 알 수 있다. As can be seen from the above equation, the total conductance
Figure 112006078222269-pat00038
It has a symmetric hyperbolic function and can be seen that the number of conductances is doubled compared to the local oscillator (LO) period of a single diode.

이어 APD(310)에서 SfRF신호와 혼합기에 필요한 주파수를 가지는 신호를 발생시키는 국부 발진기(330)의 신호를 혼합 했을 때 전류

Figure 112006078222269-pat00039
는 다음과 같이 구할 수 있다.Next, when the APD 310 mixes the signal of the local oscillator 330 which generates the Sf RF signal and the signal having the frequency required for the mixer, the current
Figure 112006078222269-pat00039
Can be obtained as

Figure 112006078222269-pat00040

Figure 112006078222269-pat00041

Figure 112006078222269-pat00042

Figure 112006078222269-pat00043
Figure 112006078222269-pat00040

Figure 112006078222269-pat00041

Figure 112006078222269-pat00042

Figure 112006078222269-pat00043

상기 식에서 알 수 있듯이 전체전류에 포함된 주파수는

Figure 112006078222269-pat00044
이며,
Figure 112006078222269-pat00045
이 홀수항 만을 가진다. 즉, Anti-Parallel Diode(310) 혼합기는 국부발진기 주파수에 대한 고조파 성분을 이용하여 혼합기
Figure 112006078222269-pat00046
로 동작이 가능하다는 것을 이론적으로 알 수 있으며 수신기에서 필요한 중간주파수의 출력은 주파수
Figure 112006078222269-pat00047
로서 저역통과 여파기를 통하여 사용할 수 있다.As can be seen from the above equation, the frequency included in the total current is
Figure 112006078222269-pat00044
Is,
Figure 112006078222269-pat00045
It has only odd terms. That is, the Anti-Parallel Diode (310) mixer uses a harmonic component for the local oscillator frequency.
Figure 112006078222269-pat00046
Theoretically it can be seen that it is possible to operate with
Figure 112006078222269-pat00047
It can be used as a low pass filter.

도5a는 정현파형을 가지는 국부 발진기 전압(VLO)의 전원(330)과 가변 바이어스 전원(320)의 전압(VDC), 그리고 전원 임피던스(313) 및 Anti-Parallel Diode(310) 중 다이오드(311) 한 개만 구성되어 있는 것을 도시한 것이며 이 정현파형을 가지는 국부 발진기 전압(VLO)의 전원에 바이어스 전압1(즉, a V)로 인가되었을 때 Anti-Parallel Diode(310)중 한 개의 다이오드(311)만 순방향으로 동작하게 되어 기본 혼합(fRF-fLO)으로 동작하는 것을 설명하고 있다. 5A illustrates a power supply 330 of a local oscillator voltage V LO having a sinusoidal waveform, a voltage V DC of a variable bias power supply 320, and a diode of a power supply impedance 313 and an anti-parallel diode 310. 311) Only one of the anti-parallel diodes 310 is applied when the bias voltage 1 (i.e., a V) is applied to the local oscillator voltage V LO having the sinusoidal waveform. Only 311 is described to operate in the forward direction and thus operate in basic mixing (f RF -f LO ).

도5b는 도5a처럼 동작했을 때 이상적인 단일 다이오드처럼 동작하게 되어 단일 다이오드에 대한 I-V 특성 곡선(316)을 도시한 것이며 이러한 I-V 곡선 특성 때문에 국부 발진기(330)의 기본 주파수 성분과 SfRF 신호에 해당하는 RF(Radio Frequency)신호가 혼합하므로 원하는 출력을 얻을 수 있다. Figure 5b when operated as shown in Figure 5a ideal It acts like a single diode and shows an IV characteristic curve 316 for a single diode. Because of this IV curve characteristic, the fundamental frequency component of the local oscillator 330 and the RF (Radio Frequency) signal corresponding to the Sf RF signal are mixed. You can get the output you want.

도5c는 도5a처럼 동작 했을 때 시간에 따른 컨덕턴스(conductance)

Figure 112005002642946-pat00014
(317)를 도시 한 것이며 정현파형을 가지는 국부 발진기 전압(VLO)의 전원이 양과 음의 값으로 반복함에 따라, 다이오드는 스위칭처럼 도통 상태(ON)와 차단 상태(OFF)를 반복하게 된다. 따라서 다이오드의 컨덕턴스는 정현파형을 가지는 국부 발진기 전압(VLO)의 전원과 같은 주기로 동작 한다는 것을 알 수 있다. FIG. 5C shows conductance with time when operated as in FIG. 5A
Figure 112005002642946-pat00014
As shown in FIG. 317 and the power of the local oscillator voltage V LO having a sinusoidal waveform is repeated with a positive and negative value, the diode repeats the conduction state (ON) and the disconnection state (OFF) like switching. Therefore, it can be seen that the conductance of the diode operates at the same period as the power supply of the local oscillator voltage V LO having a sinusoidal waveform.

이어 이상적인 단일 다이오드에 SfRF 신호에 해당하는 RF 신호와 혼합기에 필요한 주파수 신호를 발생시키는 국부 발진기(330) 신호를 혼합 했을 때 전류

Figure 112006078222269-pat00015
는 다음과 같이 구할 수 있다.Then, when the RF signal corresponding to the Sf RF signal is mixed with the local oscillator 330 signal which generates the frequency signal required for the mixer, an ideal single diode is used.
Figure 112006078222269-pat00015
Can be obtained as

Figure 112006078222269-pat00048

Figure 112006078222269-pat00049

Figure 112006078222269-pat00050

Figure 112006078222269-pat00051
Figure 112006078222269-pat00048

Figure 112006078222269-pat00049

Figure 112006078222269-pat00050

Figure 112006078222269-pat00051

상기 식에서 DC항(직류성분)은 무시 할 수 있으며

Figure 112006078222269-pat00052
와
Figure 112006078222269-pat00053
항은 여파기로 제거 된다. 여기에서
Figure 112006078222269-pat00054
이며, 전체전류에 포함된 주파수는
Figure 112006078222269-pat00055
로 나타나는 것을 이론적으로 알 수 있으며 수신기에서 필요한 중간주파수의 출력은 주파수(fRF-fLO)로서 저역통과 여파기를 통하여 사용 할 수 있다. In the above formula, the DC term (direct current component) can be ignored.
Figure 112006078222269-pat00052
Wow
Figure 112006078222269-pat00053
The term is removed with a filter. From here
Figure 112006078222269-pat00054
The frequency included in the total current is
Figure 112006078222269-pat00055
Theoretically, the output of the intermediate frequency required by the receiver can be used through the lowpass filter as frequency (f RF -f LO ).

수동소자(APD, Varactor, Schottky, SRD 다이오드)와 같은 비선형 특성을 갖는 소자에 단일 주파수(fLO)를 인가하면 비선형 요소에 의해 단일 국부발진 주파수의 정수배에 해당하는 주파수 성분-하모닉(2fLO, 3fLO, 4fLO ...etc)들 및 입력 단일 주파수(fLO) 성분이 출력측에 나타난다.When a single frequency (f LO ) is applied to a device with nonlinear characteristics such as passive devices (APD, Varactor, Schottky, SRD diodes), the frequency component-harmonic (2f LO , corresponding to an integer multiple of the single local oscillation frequency by the nonlinear element) is applied. 3f LO , 4f LO ... etc) and the input single frequency (f LO ) component appear on the output side.

도6은 도3의 구조에 해당하는 입력신호 SfRF를 입력시킨 구조를 나타내는 것으로서 APD(Anti-Parallel Diode)(310)의 출력측에서 두 입력신호(즉 IEEE 802.11b 대역(2.4 GHz - 2.4835 GHz)과 IEEE 802.11a대역(5.15 GHz - 5.35 GHz) 신호인 SfRF 신호와 국부발진 주파수중 첫번째 단일 국부발진 주파수(fLO), 첫번째 단일 국부발진주파수의 두배가 되는 주파수(2fLO)의 합과 차에 해당하는 출력신호 성분(S|fRF±fLO|,S|fRF±2fLO|)을 얻을 수 있다는 것을 도식적으로 설명하고 있다.
본 발명에서는 APD(Anti-Parallel Diode)(310)로 인가되는 바이어스 전압(VDC)을 가변함으로서 국부발진 주파수 중 첫 번째 단일 국부발진 주파수(fLO), 첫 번째 단일 국부발진 주파수의 두 배가 되는 주파수(2fLO) 신호들의 진폭을 선택적으로 최대화하여 두 입력신호인 SfRF 와 (SfLO, S2fLO)의 합과 차에 해당하는 출력신호(S|fRF±fLO|,S|fRF±2fLO|)의 진폭을 선택적으로 최대화 시킬 수 있으므로 본 발명에서 고안한 이중대역 혼합기(310)를 무선 랜(Wireless LAN) 시스템에 적용하여 종래 발명에서 제안된 방법보다 이중 대역인 IEEE 802.11b 대역 (2.4 GHz - 2.4835 GHz)과 IEEE 802.11a 대역 (5.15 GHz - 5.35 GHz) 신호를 수신하는데 구조가 간단하고 저렴한 가격 및 높은 생산성을 갖는 무선 랜(Wireless LAN) 시스템을 제품화할 수 있다. FIG. 6 shows a structure in which the input signal Sf RF corresponding to the structure of FIG. 3 is inputted, and two input signals (ie, IEEE 802.11b bands (2.4 GHz to 2.4835 GHz)) at the output side of the anti-parallel diode (APD) 310. And the difference between the first single local oscillation frequency (f LO ) and the first single local oscillation frequency (2f LO ) of the Sf RF signal and the IEEE 802.11a band (5.15 GHz to 5.35 GHz) signal and the local oscillation frequency. It is shown schematically that the output signal components corresponding to the following equations (S | f RF ± f LO |, S | f RF ± 2f LO |) can be obtained.
In the present invention, by varying the bias voltage (V DC ) applied to the anti-parallel diode (APD) 310, the first single local oscillation frequency (f LO ) of the local oscillation frequency, which is twice the first single local oscillation frequency By selectively maximizing the amplitude of the frequency (2f LO ) signals, the output signal corresponding to the sum and difference of the two input signals Sf RF and (Sf LO , S2f LO ) (S | f RF ± f LO |, S | f RF Since the amplitude of ± 2f LO |) can be maximized selectively, the dual band mixer 310 of the present invention can be applied to a wireless LAN system, which is a dual band IEEE 802.11b band than the conventional method. It is possible to commercialize a wireless LAN system with a simple structure, low cost, and high productivity to receive (2.4 GHz-2.4835 GHz) and IEEE 802.11a band (5.15 GHz-5.35 GHz) signals.

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이상에서 상술한 바와 같이 APD(Anti-Parallel Diode)(310)에 인가되는 바이어스 전압을 가변함으로서 국부발진 주파수 중 첫번째 단일 국부발진 주파수(fLO)와 첫번째 단일 국부발진 주파수의 두배가 되는 주파수(2fLO, 단일 국부발진 주파수의 2차 하모닉)를 가진 신호들의 진폭을 선택적으로 최대화하여 두 입력신호(즉 IEEE 802.11b 대역(2.4 GHz - 2.4835 GHz)과 IEEE 802.11a 대역(5.15 GHz - 5.35 GHz) 신호인 SfRF신호)와 국부발진 주파수 중 첫 번째 단일 국부발진 주파수를 가진 신호 SfLO, 첫번째 단일 국부발진 주파수의 두배가 되는 주파수(2fLO)를 가진 신호 S2fLO의 합과 차에 해당하는 출력신호(S|fRF±fLO|,S|fRF±2fLO|)의 진폭을 선택적으로 최대화시킬 수 있는 방법으로 SfRF 신호에 해당하는 무선 랜(Wireless LAN)의 이중 대역 신호인 IEEE 802.11b 대역 (2.4 GHz - 2.4835 GHz)과 IEEE 802.11a 대역 (5.15 GHz - 5.35 GHz) 신호를 단일 전압제어 발진기(330)를 사용해서 종래에 사용되었던 방식보다 효과적으로 구조를 간단하게 할 수 있으며, 제품의 가격을 저하 시키는데 효과가 있다.As described above, by varying the bias voltage applied to the anti-parallel diode (APD) 310, a frequency 2f that is twice the first single local oscillation frequency f LO and the first single local oscillation frequency among the local oscillation frequencies 2f. By selectively maximizing the amplitude of signals with LO , the second harmonic of a single local oscillation frequency, two input signals (ie IEEE 802.11b band (2.4 GHz-2.4835 GHz) and IEEE 802.11a band (5.15 GHz-5.35 GHz) signals) Sf RF signal) and the signal Sf LO having the first single local oscillation frequency of the local oscillation frequency, and the output signal corresponding to the sum and difference of the signal S2f LO having a frequency (2f LO ) that is twice the first single local oscillation frequency. IEEE 802.11b, a dual-band signal in a wireless LAN that corresponds to an Sf RF signal in a way that can selectively maximize the amplitude of (S | f RF ± f LO |, S | f RF ± 2f LO |) Band (2.4 GHz-2.4835 GHz) and IEE E 802.11a band (5.15 GHz-5.35 GHz) signal using a single voltage controlled oscillator 330 can simplify the structure more effectively than the conventional method, it is effective to reduce the price of the product.

Claims (3)

IEEE 802.11b 대역 (2.4 GHz - 2.4835 GHz)의 주파수를 가진 신호와 IEEE 802.11a 대역 (5.15 GHz - 5.35 GHz)의 주파수를 가진 신호를 수신하기 위한 무선 랜(Wireless LAN) 시스템의 RF Front-End 부분에 있어서,RF Front-End portion of a wireless LAN system for receiving signals with frequencies in the IEEE 802.11b band (2.4 GHz-2.4835 GHz) and signals with frequencies in the IEEE 802.11a band (5.15 GHz-5.35 GHz) To 안테나를 통하여 수신되어 저잡음 증폭기를 통하여 증폭된 신호를 단일 전압제어 발진기로부터 발생하는 신호와 혼합하는 APD(Anti Parallel Diode)(310)와; 상기 증폭된 신호를 수신용 중간주파수의 신호로 변화시키기 위한 혼합에 필요한 국부발진신호를 발생시키는 단일 전압제어 발진부(330); 상기 국부발진신호에 가해지는 바이어스 전압을 가변시킬 수 있는 가변 바이어스부(320);An anti-parallel diode (APD) 310 for mixing signals received through the antenna and amplified through the low noise amplifier with signals generated from a single voltage controlled oscillator; A single voltage controlled oscillator 330 for generating a local oscillation signal necessary for mixing to convert the amplified signal into a signal of an intermediate frequency for reception; A variable bias unit 320 capable of varying a bias voltage applied to the local oscillation signal; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선랜(Wireless LAN)시스템의 RF Front-End 부분RF Front-End portion of a wireless LAN system, characterized in that it comprises a 삭제delete 삭제delete
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