KR100688190B1 - 선형증폭기를 내장한 무선신호 송수신장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선형증폭기를 내장한 무선신호 송수신장치에 관한 것으로서, 다중대역 신호가 수신 가능한 신호수신부와, 상기 신호수신부를 통해 수신된 신호의 전송경로를 신호의 통신규격 또는 대역별로 변경하는 동시에 특정규격 또는 대역의 신호를 증폭시키는 스위치모듈과, 상기 스위치모듈에서 신호의 전송경로가 분리되도록 수신된 신호의 통신규격 또는 대역에 따라 상이한 제어신호를 상기 스위치모듈로 출력하는 제어부로 구성되어,

GPS 신호용 선형증폭기를 SP3T 스위치에 실장함으로서 SP3T와 선형증폭기를 별도로 구비할 경우 노이즈가 증가하는 것을 방지할 수 있는 동시에 소형화를 꾀할 수 있으며, 까다로운 자체규격을 가지고 있는 미주 수출용 GPS 기능 내장형 이동통신 단말기 개발과정 중 소요되는 많은 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

이동통신 단말기, SP3T, GPS

Description

선형증폭기를 내장한 무선신호 송수신장치{Linear Amplifier Embedded RF Transmitting Apparatus}

도 1은 종래 무선신호 송수신장치의 구조가 도시된 블록도,

도 2는 본 발명에 의한 선형증폭기를 내장한 무선신호 송수신장치의 구조가 도시된 블록도,

도 3은 도 2중 스위치모듈(20)의 구조가 보다 자세히 도시된 도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

10 : 트라이밴드 안테나 20 : 스위치모듈

21 : SP3T 스위치 22 : 선형증폭기

30 : 제어부 60 : GPS 신호처리부

본 발명은 선형증폭기를 내장한 무선신호 송수신장치에 관한 것으로서, 특히 다중대역의 신호 및 다양한 통신규격에 따른 신호가 송수신 가능한 이동통신 단말 기에 장착되어 안테나를 통해 수신된 신호를 주파수대역에 따라 혹은 통신규격에 따라 분리할 수 있는 선형증폭기를 내장한 무선신호 송수신장치에 관한 것이다.

이동통신 단말기의 수출이 증가하면서 하나의 이동통신 단말기에서 다중대역의 신호를 송수신하거나 다양한 통신규격에 따른 신호를 송수신하도록 설계되는 경우가 있다. 이러한 다중대역 이동통신 단말기는 특히 해외수출이 많은 이동통신 단말기 사업의 경우 그 개발이 필수적인 바, 수출지역마다 사용하고 있는 이동통신 규격 또는 주파수 대역에 차이가 있기 때문이다.

다중대역 이동통신 단말기 중 하나인 트라이밴드(Tri-band) CDMA 이동통신 단말기의 경우 셀럴러, PCS, GPS 통신규격에 따른 신호를 수신할 수 있도록 구성된다. 이 때, GPS 신호의 경우 송신단 없이 수신단만 갖추고 있으면 되는 바, 이동통신 단말기의 무선신호 송수신장치는 GPS 신호의 수신감도를 높이기 위해 GPS 수신단에 선형증폭기를 추가하기도 했다.

도 1은 종래 트라이밴드 CDMA 이동통신 단말기의 내부가 도시된 블록도이다.

도시된 바와 같이, 종래 이동통신 단말기는 다중대역의 신호가 수신 가능한 트라이밴드 안테나(1)와, 상기 안테나와 이동통신 단말기의 임피던스를 매칭하는 안테나 매칭회로(2)와, 무선신호 송수신장치가 장착된 이동통신 단말기의 Conducted 성능을 테스트할 수 있는 RF 모바일 스위치(3)와, 수신한 신호의 전송경로를 그 주파수대역이나 통신규격에 따라 달리하는 스위치(4)로 구성된다.

GPS 신호가 수신된 경우 상기 스위치(4)를 통과한 신호는 GPS 신호가 처리 가능한 GPS 신호처리부(5)로 전송된다. GPS 신호처리부(5)는 도시된 바와 같이, 스위치(4)를 통과한 GPS 신호를 증폭하는 선형증폭기(6)와, 밴드패스 필터(7) 및 베이스밴드 컨버터(8)로 구성된다.

특히, 도시된 바와 같이 GPS 신호처리부(5)의 경우 선형증폭기(6)가 필수적인데, 이는 특정지역의 사업자 내부규격이 매우 까다로워 GPS 수신감도가 곧잘 문제시되기 때문이다. 특히, 버라이존과 같은 북미지역으로 이동통신 단말기를 수출하고자 하는 경우 GPS 수신감도 문제가 이동통신 단말기 개발 중에 주요 쟁점으로 떠오른다.

그러나, 부품을 실장할 수 있는 이동통신 단말기의 PCB 공간은 한정되어 있으므로 RF 특성이 잘 나오도록 선형증폭기를 GPS 신호처리부에 배치하는 것은 쉬운일이 아니다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이 선형증폭기를 연결할 경우 안테나에서 GPS 신호처리부까지 신호 전송경로가 증가하여 노이즈가 증가한다는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 무선신호 수신감도를 증가시킬 수 있는 선형증폭기를 스위치 내에 실장함으로서 공간의 소형화를 꾀할 수 있는 동시에 신호 수신 시 노이즈 발생을 방지할 수 있는 선형증폭기 내장형 무선신호 송수신장치를 제공하는데 있다.

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 선형증폭기를 내장한 무선 송수신장치의 특징에 따르면, 다중대역 신호가 수신 가능한 신호수신부와, 상기 신호수신부를 통해 수신된 신호의 전송경로를 신호의 통신규격 또는 대역별로 변경하는 동시에 특정규격 또는 대역의 신호를 증폭시키는 스위치모듈과, 상기 스위치모듈에서 신호의 전송경로가 분리되도록 수신된 신호의 통신규격 또는 대역에 따라 상이한 제어신호를 상기 스위치모듈로 출력하는 제어부로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 의한 선형증폭기를 내장한 무선신호 송수신장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 기지국 등을 통해 전송되는 셀룰러, PCS, GPS 통신규격에 따른 신호가 수신 가능한 트라이밴드 안테나(10)와, 상기 안테나(10)를 통해 수신되는 신호의 전송경로를 그 통신규격 또는 주파수대역에 따라 변경하는 동시에 특정 통신규격 또는 주파수대역에 따른 신호를 증폭하는 스위치모듈(20)과, 상기 스위치모듈(20)로 제어신호를 출력해서 수신되는 신호에 따라 그 전송경로가 결정되도록 하는 제어부(30)로 구성된다.

이 때, 상기 트라이밴드 안테나(10)는 외부에서 입력되는 신호가 수신되는 신호수신부로서 본 실시예의 경우 트라이밴드 안테나를 예를 들고 있다. 그러나 그 외에도 무선신호 송수신장치가 장착되는 이동통신 단말기에서 처리 가능한 신호의 통신규격이나 주파수대역에 따라 기타 다양한 종류의 신호수신수단으로 구성 가능하다.

또한, 상기 제어부(30)는 무선신호 송수신장치가 이동통신 단말기에 장착되는 설계과정에서 미리 상기 스위치모듈(20)로 출력할 제어신호가 결정될 수 있다. 즉, 이동통신 단말기가 수출 또는 판매될 지역에서 사용되는 통신규격 또는 대역에 따라 상기 스위치모듈(20)상의 수신신호 전송경로가 미리 설정 가능하다. 그러나, 필요에 따라 이동통신 단말기를 소비자에게 제공하는 사업자는 얼마든지 상기 제어부(30)에 엑세스하여 상기 스위치모듈(20)로 출력되는 제어신호를 변경할 수 있을 것이다.

따라서, 처음에 셀룰러 신호를 처리하도록 설정된 무선신호 송수신장치가 사업자의 필요에 따라 PCS 신호를 처리하도록 설정될 수 있다. 또한, 자동적으로 상기 제어부(30)에서 출력되는 제어신호가 변경되도록 프로그래밍하여 이동통신 단말기가 사용되는 지역의 통신규격 또는 대역이며, 이동통신 단말기의 사용자가 사용하고자 하는 통신규격 또는 대역에 따라 상기 스위치모듈(20)의 신호 전송경로가 변경되도록 할 수 있다.

가령, 예를 들어 미국 지역의 이동통신 단말기 사용자의 경우 셀룰러 통신규격에 의한 무선신호를 송수신하므로 기본적으로 상기 제어부(30)는 수신한 셀룰러 신호가 처리 가능하도록 상기 스위치모듈(20)상의 전송경로를 설정할 것이다. 그러나 사용자가 만일 GPS 서비스를 제공받고자 하는 경우 상기 제어부(30)로 간단히 명령어를 입력 함으로서 상기 스위치모듈(20) 상의 전송경로를 GPS 신호가 처리 가능하도록 변경할 수 있다.

한편, 본 발명의 의한 무선신호 송수신장치는 상기 스위치모듈(20)상의 전송경로를 통과한 셀룰러 통신규격에 의한 신호를 처리하는 셀룰러 신호처리부(40)와, PCS 통신규격에 의한 신호를 처리하는 PCS 신호처리부(50)와, GPS 통신규격에 의한 신호가 이동통신 단말기로 출력 가능하도록 처리하는 GPS 신호처리부(60)를 더 포함하여 구성된다.

상기 GPS 신호처리부(60)는 도시된 바와 같이 상기 스위치모듈(20)을 통과한 신호를 GPS 주파수대역으로 필터링하는 주파수대역 34MHz인 GPS용 밴드패스 필터(61)와, 상기 밴드패스 필터(61)에서 필터링된 신호를 베이스밴드 신호로 변환하는 베이스밴드 컨버터(62)로 구성된다. 이 때, 상기 베이스밴드 필터(62)는 무선신호인 RF를 베이스밴드로 변환 시켜주는 칩인 RFR6000으로 구성된다. 또한, 상기 밴드패스 필터(61)는 GPS용 SAW 필터로 구성된다.

기타, 본 발명에 의한 무선신호 송수신장치는 상기 트라이밴드 안테나(10)와 스위치모듈(20) 사이에 연결되어 임피던스 매칭을 수행하는 안테나 매칭회로(11)와, GPS 신호를 수신할 경우 무선신호 송수신장치의 수신회로의 성능(Conducted 성능)을 측정할 때 사용하는 RF 모바일 스위치(12)를 더 포함하여 구성된다.

이 때, 상기 RF 모바일 스위치(12)는 무선신호 송수신장치 설계과정에서 케이블과 연결되어 외부에서 무선신호 송수신장치의 수신회로의 성능을 측정할 수 있도록 하고 있으나, 제품 판매 시에는 고무가 실장된다. 따라서, 실제로 사용자가 이동통신 단말기를 사용 시 상기 트라인밴드 안테나(10)를 통해 수신된 신호는 상기 안테나 매칭회로(11)를 거쳐 상기 스위치모듈(20)로 인가된다.

도 3은 도 2의 스위치모듈(20)이 보다 상세히 도시된 블록도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 스위치모듈(20)은 상기 트라이밴드 안테나(10)를 통해 수신한 신호의 전송경로를 상기 제어부(30)에서 출력한 제어신호(Vcont1, Vcont2, Vcont3)에 따라 변경하는 SP3T(Single Pole 3 Throw) 스위치(21)와, 상기 SP3T 스위치(21)를 통과한 신호 중 GPS 통신규격에 따른 신호를 증폭시키는 선형증폭기(22)로 구성된다.

이 때, 상기 SP3T 스위치(21)의 신호출력단과 상기 선형증폭기(22) 사이에는 GPS 통신규격에 의한 신호만 상기 선형증폭기(22)로 인가되도록 하는 주파수 매칭회로(23)가 더 포함된다. 상기 주파수 매칭회로(23)는 GPS 통신규격에 적합하게 1575.42 MHz 주파수대역에 맞춰진 매칭회로이다.

기타, 본 발명에 의한 스위치모듈(20)은 외부에서 인가되는 바이어스 전원을 상기 선형증폭기(22)로 공급하는 바이어스 회로(24)를 더 포함한다.

이하, 본 발명에 의한 스위치모듈(20)의 동작방법을 도 3을 참고로 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

트라이밴드 안테나(10)를 통해 수신된 신호는 안테나 매칭회로(11)를 통해 스위치모듈(20)의 안테나 RF 공통포트로 입력된다. 이 때, 제어부(30)는 수신된 신호의 종류를 파악하고 상기 스위치모듈(20)의 제어신호 입력포트(Vcont1, Vcont2, Vcont3) 중 하나로 제어신호를 입력한다.

SP3T 스위치(21)는 한번에 하나의 스위치가 온되는 스위치이며, Vcont1,2,3 중 하이신호를 입력받은 쪽으로 스위치가 온된다. GPS 통신규격에 의한 신호가 수신되었으므로 상기 제어부(30)는 Vcont1으로 하이신호를, Vcont2,3으로는 로우신호를 출력할 것이다. 그러면, SP3T 스위치(21)는 스위치모듈(20)의 RF1 출력포트로 신호가 출력되도록 수신된 신호의 전송경로가 설정된다.

이 때, 스위치모듈(20)의 RF1 출력포트에는 GPS 신호처리부(60)가, RF2 출력포트에는 셀룰러 신호처리부(40)가, RF3 출력포트에는 PCS 신호처리부(50)가 연결된다. 따라서, RF1 출력포트를 통해 출력된 신호는 GPS 신호처리부(60)를 통해 처리된다.

한편, SP3T 스위치(21)가 신호의 전송경로를 설정하면, 상기 안테나 RF 공통포트를 통해 수신된 신호는 ST3T 스위치(21)를 통과한 후, 주파수 매칭회로(23)를 거쳐 선형증폭기(22)에서 증폭된 후 상기 RF1 출력포트를 통해 GPS 신호처리부(60)로 출력된다.

상기 GPS 신호처리부(60)는 트라이밴드 안테나(10)를 통해 수신된 신호가 스위치모듈(20) 상에서 증폭되어 입력되었으므로 별도로 신호를 증폭함이 없이 바로 밴드패스 필터(61)와 베이스밴드 컨버터(62)를 거쳐 이동통신 단말기로 출력한다.

이상, 본 발명의 실시예는 무선신호 송수신장치를 트라이밴드 이동통신 단말기에 적용한 경우에 한정되었으나, 기타 다중대역 이동통신 단말기에도 적용 가능하다. 또한, SP3T 중 GPS 신호 전송경로에 선형증폭기를 장착하는 경우를 예시하였으나, 필요에 따라 수신감도를 증가시켜야 하는 타 통신규격 신호의 전송경로에 선 형증폭기를 장착하는 것도 본 발명의 권리범위 내라고 할 것이다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 선형증폭기를 내장한 무선신호 송수신장치는 GPS 신호용 선형증폭기를 SP3T 스위치에 실장함으로서 SP3T와 선형증폭기를 별도로 구비할 경우 노이즈가 증가하는 것을 방지할 수 있는 동시에 소형화를 꾀할 수 있으며, 까다로운 자체규격을 가지고 있는 미주 수출용 GPS 기능 내장형 이동통신 단말기 개발과정 중 소요되는 많은 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 다중대역 신호가 수신 가능한 신호수신부와; 상기 신호수신부를 통해 수신된 신호의 전송경로를 신호의 통신규격 또는 대역별로 변경하는 스위치모듈과; 상기 스위치모듈에서 신호의 전송경로가 분리되도록 수신된 신호의 통신규격 또는 대역에 따라 상이한 제어신호를 상기 스위치모듈로 출력하는 제어부로 구성되는 무선신호 송수신장치에 있어서,

   상기 스위치모듈은 상기 신호수신부를 통해 전송된 신호의 전송경로를 상기 제어부의 제어신호에 따라 변경하는 스위치와; 상기 스위치를 통과한 신호 중 GPS 통신규격에 의한 신호를 증폭시키도록 상기 스위치와 연결되는 GPS 통신규격에 의한 신호의 전송경로에 장착된 증폭기로 구성되는 것을 특징으로 하는 선형증폭기를 내장한 무선신호 송수신장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 선형증폭기를 내장한 무선신호 송수신장치는 상기 신호수신부와 상기 스위치모듈 사이에 연결되어 임피던스 매칭기능을 수행하는 안테나 매칭회로를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선형증폭기를 내장한 무선신호 송수신장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 스위치는 SP3T(Single Pole Three Throw) 스위치로 구성되는 것을 특징으로 하는 선형증폭기를 내장한 무선신호 송수신장치.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 무선신호 송수신장치는 상기 스위치모듈과 연결되며 상기 신호수신부를 통해 수신된 신호 중, 셀룰러 통신규격에 의한 신호를 처리하는 셀룰러 신호처리부와; PCS 통신규격에 의한 신호를 처리하는 PCS 신호처리부와; GPS 통신규격에 의한 신호를 처리하는 GPS 신호처리부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 선형증폭기를 내장한 무선신호 송수신장치..
5. 삭제
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 GPS 신호처리부는 상기 스위치모듈에서 출력되는 GPS 신호를 필터링하는 밴드패스 필터와; 상기 밴드패스 필터를 통과한 신호를 베이스밴드 신호대역으로 변환하는 베이스밴드 컨버터로 구성되는 것을 특징으로 하는 선형증폭기를 내장한 무선신호 송수신장치.

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