KR100726232B1

KR100726232B1 - 시분할복신 무선통신시스템의 고주파 전단 장치

Info

Publication number: KR100726232B1
Application number: KR1020040064148A
Authority: KR
Inventors: 나권; 안영진; 이동근
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2004-07-28
Filing date: 2004-08-16
Publication date: 2007-06-08
Also published as: KR20060010677A

Abstract

본 발명은 시분할복신(TDD : Time Division Duplex) 무선통신시스템의 고주파 전단(front-end) 장치에 관한 것으로, 신호 경로(signal path)의 소정 위치에 설치되며, 상기 경로를 통과하는 신호를 검출하기 위한 검출기와, 전력증폭기로부터 출력되는 신호를 안테나 피드 라인으로 전달하고, 상기 안테나 피드라인으로부터의 신호를 스위치로 전달하기 위한 서큘레이터와, 상기 검출기로부터의 신호와 제어보드로부터의 스위치 온/오프 신호에 근거해서 스위치 제어신호를 발생하는 스위치 제어기와, 저잡음 증폭기의 입력단에 설치되며, 상기 스위치 제어기로부터의 제어신호에 따라 온/오프 동작을 수행하는 상기 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같은 본 발명은 보드의 실/탈장, 제어신호 발생장치의 이상을 포함하는 모든 이상 상황으로 인해 발생할수 있는 송신신호와 스위치 제어신호의 불일치에 대해서 저잡음 증폭기를 보호할 수 있는 이점이 있다.

TDD, RF전단장치, LNA, VSWR

Description

시분할복신 무선통신시스템의 고주파 전단 장치{RF FRONT-END APPARATUS IN TDD WIRELESS COMMUNICATION SYSTEM}

도 1은 RF 스위치(switch)를 사용하는 RF 전단 장치를 보여주는 도면.

도 2는 서큘레이터와 RF스위치를 조합하여 사용하는 RF 전단 장치를 보여주는 도면.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 저잡음 증폭기(LNA)를 보호하기 위한 제어회로를 개략적으로 도시하는 도면.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시분할복신(TDD : Time Division Duplex) 시스템의 RF전단(Front-End) 장치의 구성을 도시하는 도면.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 시분할복신(TDD : Time Division Duplex) 시스템의 RF전단(Front-End) 장치의 구성을 도시하는 도면.

도 6은 본 발명에 따른 TDD 시스템에서 송신신호와 스위치 제어신호의 타이밍도를 보여주는 도면.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 시분할복신(TDD : Time Division Duplex) 시스템의 RF전단(Front-End) 장치의 구성을 도시하는 도면.

도 8은 도 7에서 설명된 VSWR 알람 발생기의 상세 구성을 보여주는 도면.

도 9는 도 7에서 설명된 스위치 제어기의 상세 구성을 보여주는 도면.

본 발명은 시분할복신(TDD : Time Division Duplex) 방식의 무선통신 시스템에서 고주파(RF : Radio Frequency) 전단(Front-End) 장치에 관한 것으로, 특히 수신단 저잡음 증폭기(LNA : Low Noise Amplifier)를 보호하기 위한 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 업/다운 링크의 효율적 시간 배분을 통해 무선자원을 효율적으로 사용하는 TDD 방식의 무선통신 시스템에서 RF 전단(Front-End)장치는 주로 RF 스위치(switch)를 사용하는 방식과, 서큘레이터(circulator)와 RF 스위치를 조합하여 사용하는 방식으로 구분된다.

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도 1은 RF 스위치(switch)를 사용하는 RF 전단 장치를 보여주고 있다.

도시된 바와 같이, 송신부(Transmitter)(101)의 출력단에 전력증폭기(Power Amp)(102)가 연결되고, 저잡음 증폭기(LNA : Low Noise Amp)(104)의 출력단에 수신부(Receiver)(103)가 연결된다. 여기서, SPDT(Single Pole Double Throw)스위치(105)는 송신일때는 상기 전력증폭기(102)로부터의 송신신호가 필터(106)에 연결되도록 스위칭되고, 수신일때는 상기 필터(106)로부터의 수신신호가 상기 저잡음 증폭기(104)에 연결되도록 스위칭된다. 상기 필터(106)는 송신신호 및 수신신호를 대역 필터링하는 기능을 수행한다. 한편, 방향성 커플러(D/C : Directional Coupler)(107)는 상기 필터(106)와 안테나 사이에 연결되며, 송신신호 및 수신신호를 커플링하는 기능을 수행한다. 이렇게 커플링된 신호는 송신신호 및 수신신호의 이상유무를 모니터링하는데 사용된다. 상기 도 1과 같은 구조는 제어신호에 의해 RF스위치(105)에서 송수신 경로(path)가 전환되는 방식이다. 이러한 구조는 단순하여 적용하기 쉽고, RF신호와 스위치 제어신호의 동기가 맞지 않을 경우에도 스위치의 격리도(isolation)가 커서 수신단의 저잡음 증폭기로 허용치 이하의 RF전력이 전달된다. 그러나, 고전력 RF스위치의 경우 그 가격이 비싸 주로 송신전력이 1W 미만인 시스템서만 사용된다.

도 2는 서큘레이터와 RF스위치를 조합하여 사용하는 RF 전단 장치를 보여주고 있다.

도시된 바와 같이, 송신부(Transmitter)(201)의 출력단에 전력증폭기(202)가 연결되고, 저잡음 증폭기(204)의 출력단에 수신부(203)가 연결된다. 서큘레이터(205)는 상기 전력증폭기(202)로부터의 송신신호를 필터(207)에 연결하고, 상기 필터(207)로부터의 신호를 상기 저잡음 증폭기에 연결하는 기능을 수행한다. 상기 필터(207)는 송신신호 및 수신신호를 대역 필터링하는 기능을 수행한다. 한편, 방향성 커플러(208)는 상기 필터(207)와 안테나 사이에 연결되며, 송신신호 및 수신신호를 커플링하는 기능을 수행한다. 이렇게 커플링된 신호는 송신신호 및 수신신호의 이상유무를 모니터링하는데 사용된다. 한편, 스위치(206)는 상기 저잡음 증폭기(204)와 상기 서큘레이터(205) 사이에 연결되며, 제어보드(도시하지 않음)로부터의 제어신호에 의해 온/오프 동작을 수행하여 상기 서큘레이터(205)로부터의 신호를 상기 저잡음 증폭기(204)로 연결 혹은 연결하지 않는다. 상기 도 2와 같은 구조는 순방향에 대해서는 신호감쇠가 거의 없이 전송되고 역방향에 대해서는 신호 전달 손실이 큰 특성을 이용하여 송수신을 분리하는 방식이다. 이러한 구조는 안테나 피드라인에 문제가 발생될 경우, 송신전력의 반사전력이 저잡음 증폭기로 유입되어 저잡음 증폭기의 입력단 회로에 영구적인 손상을 일으킬 수 있다. 또한, 이러한 구조는 송신전력이 수 W (7~8 W 정도) 미만인 시스템에서 사용된다.

상술한 RF 전단(Front-End) 구조들은 앞서 설명한 바와 같이 저전력의 고주파 신호를 사용하는 TDD 시스템(system)에 적용할 수는 있지만, 대전력(대략 10W 이상)의 고주파 신호를 사용하는 시스템에서는 부품의 파워 레이팅(power rating), 브레이크 다운(break down) 및 비현실적인 가격 등으로 인해 적용 할 수 없는 문제점이 있다. 특히, 도 1과 같은 방식으로 대전력을 처리할 수 있도록 RF 전단(Front-End) 구현 시 그 비용이 많이 들며(약 $1,500), 도 2와 같은 방식은 비교적 중전력까지 처리 할 수 있으나 안테나 피드 라인에 문제 발생시 송신전력의 반사전력이 저잡음 증폭기(LNA)로 유입되어 저잡음 증폭기(LNA)의 입력단 회로에 영구적인 손상을 일으킬 수 있는 문제점이 있다.

또한, 서큘레이터와 소전력 RF 스위치를 사용하는 도 2의 구조는, RF신호(또는 송신신호)와 소전력 RF스위치 제어 신호간에 불일치가 발생할 경우, 상기 소전력 스위치 뒷단의 저잡음 증폭기에 심각한 손상을 일으키는 문제점이 있다. 예를들어, 일반 기지국에서 사용하는 60W급의 송신전력이 서큘레이터에 유입될 때, 제어신호의 오류에 의해 RF스위치가 온(On)되면, 약 20dBm 이상의 전력이 저잡음 증폭기로 전달되어 저잡음 증폭기에 영구적인 손상을 입힐 수 있다.

이상 살펴본 바와 같이, 시분할복신 시스템에서 송신신호 혹은 송신신호의 반사파(또는 정재파)가 저잡음 증폭기로 유입될 경우, 저잡음 증폭기에 영구적인 손상을 일으킬 수 있다. 출력이 큰 시스템일수록 수신단이 받는 손상은 더 증가하게 되며, 따라서 이러한 상태에서 수신단의 손상을 최소화하기 위한 보호회로가 필요한 실정이다. 하나의 방편으로 수신단에 고전력을 제한하는 리미터(Limiter)를 사용할수 있으나, 이것은 정상상태에서 삽입 손실(Insertion Loss)이 발생하여 잡음지수(NF : Noise Figure) 성능을 감소시키며 기지국 전체의 재료비 측면에서도 비용이 상승하는 문제점이 있다.

따라서 상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 시분할복신(TDD) 방식의 무선통신시스템에서 대전력의 고주파 신호를 처리할 수 있는 RF 전단(Front-End)장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 시분할복신(TDD)방식의 무선통신시스템에서 송신신호와 제어신호간의 불일치로 인한 저잡음 증폭기의 손상을 방지하기 위한 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 대전력을 사용하는 시분할복신(TDD)방식의 무선통 신시스템에서 저잡음 증폭기로 유입되는 송신전력을 감쇠시키기 위한 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 시분할복신(TDD) 방식의 무선통신시스템에서 정재파비(VSWR) 알람을 이용해 수신경로에 위치한 스위치를 제어하기 위한 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 시분할복신(TDD)방식의 무선통신시스템에서 정재파비 알람 발생시 수신경로에 위치한 스위치를 제어하여 저잡음증폭기를 보호하기 위한 장치를 제공함에 있다.

상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 시분할복신(TDD : Time Division Duplex) 무선통신시스템의 고주파 전단(front-end) 장치에 있어서, 신호 경로(signal path)의 소정 위치에 설치되며, 상기 경로를 통과하는 신호를 검출하기 위한 검출기와, 전력증폭기로부터 출력되는 신호를 안테나 피드 라인으로 전달하고, 상기 안테나 피드라인으로부터의 신호를 스위치로 전달하기 위한 서큘레이터와, 상기 검출기로부터의 신호와 제어보드로부터의 스위치 온/오프 신호에 근거해서 스위치 제어신호를 발생하는 스위치 제어기와, 저잡음 증폭기의 입력단에 설치되며, 상기 스위치 제어기로부터의 제어신호에 따라 온/오프 동작을 수행하는 상기 스위치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 검출기는, 송신신호 경로에 설치되며, 상기 경로를 통과하는 신호를 커플링하기 위한 커플러와, 상기 커플러로부터의 상기 커플링된 신호의 크기에 따라 송신신호 유무를 나타내는 송신신호 온/오프 신호를 상기 스위치 제어기로 발생하는 신호검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하기로, 상기 검출기는, 상기 서큘레이터의 후단 신호 경로(signal path)에 설치되며, 상기 경로를 통과하는 송신신호 및 수신신호를 커플링하기 위한 커플러와, 상기 커플러로부터의 상기 커플링된 송신신호와 수신신호의 비율(ratio)을 계산하고, 상기 비율을 소정 기준(threshold)과 비교하여 수신신호가 송신신호의 반사파로 판단된 경우 정재파비 알람 신호를 상기 스위치 제어기로 발생하는 신호검출기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면의 참조와 함께 상세히 설명한다. 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 대전력을 사용하는 시분할복신(TDD) 방식의 무선통신시스템에서 저잡음 증폭기를 보호하기 위한 RF 전단(Front-End) 장치에 대해 설명할 것이다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 저잡음 증폭기(LNA)를 보호하기 위한 제어회로를 개략적으로 도시하고 있다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 LNA 보호를 위한 제어회로는, 신호커플러(Signal Coupler)(301), 신호검출기(Signal Detector)(303), 스위치 제어기(Switch Controller)(305) 및 스위치(Switch)(307)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 신호커플러(301)는 송신 신호 경로(Tx Signal Path)에 설치되고, 상기 스위치(307)는 저잡음 증폭기(LNA)의 입력단에 설치된다.

도 3을 참조하면, 먼저 신호커플러(301)는 신호 경로(signal path)에 설치되며, 상기 신호경로를 통과하는 신호(송신 및 수신 신호)를 커플링하여 신호검출기(303)로 출력한다. 여기서, 상기 신호커플러(301)는 기저대역(BaseBand)단, IF(Intermediate Frequency)단, RF(radio Frequency)단 중 어느 한 곳에 설치될 수 있다. 상기 신호검출기(303)는 상기 신호커플러(301)에서 커플링된 신호의 크기로부터 송신신호 유무를 검사하고, 상기 송신신호 유무에 따라 하이(High) 또는 로우(Low) 신호를 출력한다. 예를들어, 신호가 있으면, TTL(Transistor-Transistor Logic) 하이(High) 신호를 출력하고, 신호가 없으면 TTL 로우(Low)신호를 출력한다. 다른 예로, 상기 신호검출기(303)는 상기 커플러(301)에서 커플링된 송신신호와 수신신호의 비율(ratio)을 검출하고, 상기 비율과 소정 기준(threshold)을 비교하여 수신신호가 송신신호의 반사파(또는 정재파)로 판단되는 경우 정재파비(VSWR) 알람 신호를 발생한다.

스위치 제어기(305)는 제어보드(도시하지 않음)로부터 수신되는 스위치 온/오프 신호와 상기 신호검출기(303)로부터의 송신신호 온/오프 신호(또는 정재파비 알람 신호)를 이용해 최종적으로 스위치(307)를 제어하기 위한 제어신호를 발생한다. 상기 스위치(307)는 상기 스위치 제어기(305)로부터의 상기 제어신호에 따라 온/오프 동작을 수행해서 수신경로를 통해 전달되는 신호를 상기 저잡음 증폭기로 연결 혹은 연결하지 않는다. 예를 들어, 상기 제어보드로부터 스위치 온(ON) 신호를 수신하고, 상기 신호검출기(303)로부터 송신신호 온(ON) 신호를 수신할 경우, 상기 스위치 제어기(305)는 송신신호가 있는 것으로 판단하여 스위치(307)를 오프(Off)시킨다. 다른 예로, 상기 신호검출기(303)로부터의 정재파비 알람을 수신할 경우, 상기 제어보드로부터의 제어신호에 관계없이 상기 스위치(307)를 오프시켜 수신단을 보호한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시분할복신(TDD : Time Division Duplex) 시스템의 RF전단(Front-End) 장치의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 RF 전단 장치는, 송신부(401), 전력증폭기(402), 수신부(404), 저잡음 증폭기(405), 제1 방향성 커플러(406), 전력검출기(Power Detector)(407), 스위치 제어기(408), 스위치(409), 서큘레이터(410), 필터(412), 제2 방향성 커플러(413) 및 안테나(414)를 포함하여 구성된다.

도 4를 참조하면, 먼저 전력증폭기(302)는 송신부(301)로부터의 송신신호를 전력 증폭하여 출력한다. 일반적으로, 상기 전력증폭기(302)의 출력단에는 아이솔레이터(isolator)가 구성되며, 상기 아이솔레이터는 상기 전력증폭기(302)의 종단회로를 보호하는 기능을 수행한다. 제1 방향성 커플러(406)는 상기 전력증폭기(302)로부터 출력되는 송신신호를 커플링하여 전력검출기(407)로 출력한다.

상기 서큘레이터(410)는 도시된 방향성에 따라 상기 제1 방향성 커플러(406) 로부터의 신호를 필터(412)로 전달하고, 상기 필터(412)로부터의 신호를 스위치(409)로 전달한다. 여기서, 상기 서큘레이터(410)는 송신신호 경로와 수신신호 경로 사이에 20dB 정도의 신호격리(isolation)를 제공하고, 안테나측과 각각의 송수신 경로 사이에 0.3dB 정도의 경로 손실(path loss)을 제공한다.

상기 필터(412)는 상기 서큘레이터(410)와 제2 방향성 커플러(413) 사이에 연결되며, 송신신호 및 수신신호를 대역 필터링하는 기능을 수행한다. 상기 제2 방향성 커플러(413)는 상기 필터(412)와 안테나(414) 사이에 연결되며, 송신신호 및 수신신호를 커플링하는 기능을 수행한다. 이렇게 커플링된 신호는 송수신 신호의 이상유무를 모니터링하는데 사용된다.

상기 전력검출기(407)는 상기 제1 방향성 커플러(406)로부터의 상기 커플링된 신호의 전력을 검출해서 송신신호 유무를 검사하고, 상기 송신신호의 유무에 따라 하이(High) 또는 로우(Low) 신호를 출력한다. 예를들어, 상기 송신신호가 있으면 TTL 하이(High) 신호를 출력하고, 상기 송신신호가 없으면 TTL 로우(Low)신호를 출력한다. 스위치 제어기(409)는 제어보드(도시하지 않음)로부터 수신되는 스위치 온/오프 신호와 상기 전력검출기(407)로부터의 송신신호 온/오프 신호에 근거해서 최종적으로 스위치(409)를 제어하기 위한 제어신호를 발생한다.

상기 스위치(409)는 상기 스위치 제어기(408)로부터의 상기 제어신호에 따라 온/오프 동작을 수행해서 상기 서큘레이터(410)로부터의 신호를 저잡음 증폭기(405)의 입력단에 연결 혹은 연결하지 않는다. 상기 저잡음 증폭기(405)는 상기 스위치(409)로부터의 신호를 저잡음 증폭하여 수신부(404)로 출력한다. 이때, 상기 스위치 제어기(408)는 RF 출력이 있다고 판단되는 경우, 제어보드로부터의 스위치 제어신호가 온(on)일지라도 상기 스위치(409)를 오프(off)시켜 상기 저잡음 증폭기(405)를 보호한다.

상기 저잡음 증폭기(405)를 보호하기 위한 방안에 대해 자세히 살펴보면 다음과 같다.

도 6은 본 발명에 따른 TDD 시스템에서 송신신호와 스위치 제어신호의 타이밍도를 보여주고 있다.

도시된 바와 같이, 제어보드로부터 발생되는 스위치 제어신호(Switch Control Signal)는 실제 송신(Tx) 구간이 시작되기 전에 오프(off)되고, 수신(Rx)구간이 시작되기 전에 온(on)된다. 시스템이 정상 동작할 경우, 발생되는 신호는 (송신신호 On, 제어신호 Off), (송신신호 Off, 제어신호 On), (송신신호 Off, 제어신호 Off)의 3가지 경우이다. 한편, 저잡음 증폭기(405)에 손상을 주는 경우는 (송신신호 On, 제어신호 On)의 한가지 경우이다. 여기서, 상기 (송신신호 Off, 제어신호 Off)의 경우는 비정상일 경우에도 발생하지만 송신(Tx)에서 수신(Rx)으로 전환되기까지의 구간인 TTG(Tx Transition Gap)과 수신(Rx)에서 송신(Tx)으로 전환되기까지의 구간인 RTG(Rx Transition Gap)에서도 동일한 상황이 발생하므로 고려하지 않기로 한다. 즉, 본 발명은 (송신신호 On, 제어신호 On)의 경우만 비정상적인 경우로 간주한다.

하기 <표 1>은 본 발명에 따른 스위치 제어기(408)의 동작을 보여준다. 하기 <표 1>에서 알수 있듯이, 송신신호와 스위치 제어신호간에 불일치가 발생할 경우, 상기 스위치 제어기(408)는 스위치(409)를 오프(Off)시켜 저잡음 증폭기(405)로 유입되는 전력을 차단한다.

입력1 (From 전력검출기)	입력2 (From 제어보드)	상태	출력
TTL/High (송신신호 On)	TTL/High (스위치 On)	비정상(LAN 손상)	TTL/Low (스위치 Off)
TTL/High (송신신호 On)	TTL/Low (스위치 Off)	정상(Tx)	TTL/Low (스위치 Off)
TTL/Low (송신신호 Off)	TTL/On (스위치 On)	정상(Rx,TTG,RTG)	TTL/High (스위치 On)
TTL/Low (송신신호 Off)	TTL/Low (스위치 Off)	비정상(수신불능) 정상(TTG,RTG)	TTL/High (스위치 Off)

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 시분할복신(TDD : Time Division Duplex) 시스템의 RF전단(Front-End) 장치의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 RF 전단 장치는, 송신부(501), 전력증폭기(502), 아이솔레이터(503), 수신부(504), 저잡음증폭기(505), 제1 방향성 커플러(506), 전력검출기(Power Detector)(507), 스위치 제어기(508), 스위치(509), 서큘레이터(510), 쿼터웨이브(λ/4) 전송선 라인(511), 필터(512), 제2 방향성 커플러(513) 및 안테나(514)를 포함하여 구성된다.

도 5를 참조하면, 먼저 전력증폭기(502)는 송신부(501)로부터의 송신신호를 전력 증폭하여 출력한다. 아이솔레이터(503)는 상기 전력증폭기(502)의 출력단에 연결되며, 상기 전력증폭기(502)의 종단회로를 보호하는 기능을 수행한다. 아울러, 송신모드에서 급전선(antenna feed line path)의 이상으로 반사되어 되돌아오는 신호를 종단(termination)시키는 역할을 수행한다. 한편 상기 아이솔레이터(503)는 일반적으로 전력증폭기(502)의 출력단에 구성되는 아이솔레이터를 그대로 사용할 수도 있다. 제1방향성 커플러(506)는 상기 아이솔레이터(503)로부터 출력되는 송신신호를 커플링하여 전력검출기(507)로 출력한다.

상기 서큘레이터(510)는 도시된 방향성에 따라 상기 제1 방향성 커플러(506)로부터의 신호를 필터(512)로 전달하고, 상기 필터(512)로부터의 신호를 쿼터웨이브 전송선 라인(511)으로 전달한다. 여기서, 상기 서큘레이터(510)는 송신신호 경로와 수신신호 경로 사이에 20dB 정도의 신호 격리(isolation)를 제공한다. 아울러, 안테나측과 각각의 송수신 경로 사이에 0.3dB 정도의 경로 손실(path loss)을 제공한다.

상기 필터(512)는 상기 서큘레이터(510)와 상기 방향성 커플러(513) 사이에 연결되며, 송신신호 및 수신신호를 대역 필터링하는 기능을 수행한다. 상기 방향성 커플러(513)는 상기 필터(512)와 안테나(514) 사이에 연결되며, 송신신호 및 수신신호를 커플링하는 기능을 수행한다. 이렇게 커플링된 신호는 송신신호 및 수신신호의 이상유무를 모니터링하는데 사용된다.

상기 쿼터웨이브 전송선 라인(511)은 상기 서큘레이터(510)와 상기 SPDT스위치(509) 사이에 연결된다. 상기 쿼터웨이브 전송선 라인(511)의 부하 상태(SPDT 스위치(509)의 연결상태)에 따라 상기 서큘레이터(510) 측에서 바라본 임피던스는 오픈(SPDT 스위치(509)가 접지(ground)에 연결된 상태)되거나 50Ω(SPDT 스위치(509)가 저잡음 증폭기(505)에 연결된 상태)이 된다. 실제로, 상기 SPDT 스위치(509)가 접지(ground)에 연결되면, 상기 쿼터웨이브 전송선 라인(511)은 서큘레이터(510)와 SPDT 스위치(509) 사이에 20dB정도의 격리도를 제공한다.

상기 전력검출기(507)는 상기 제1 방향성 커플러(506)로부터의 상기 커플링된 신호의 전력을 검출해서 송신신호 유무를 검사하고, 상기 송신신호의 유무에 따라 하이(High) 또는 로우(Low) 신호를 출력한다. 예를들어, 상기 송신신호가 있으면 TTL 하이(High) 신호를 출력하고, 상기 송신신호가 없으면 TTL 로우(Low)신호를 출력한다. 스위치 제어기(508)는 제어보드(도시하지 않음)로부터 수신되는 스위치 온/오프 신호와 상기 전력검출기(507)로부터의 송신신호 온/오프 신호에 근거해서 최종적으로 SPDT 스위치(409)를 제어하기 위한 제어신호를 발생한다. 이때, 상기 스위치 제어기(508)는 상술한 <표 1>과 같이 동작하여 송신전력으로 인해 저잡음 증폭기(505)가 손상되는 것을 방지한다. 예를들어, RF 출력이 있다고 판단되는 경우, 제어보드로부터의 스위치 제어신호가 (on)일지라도 상기 SPDT 스위치(509)를 오프(off)시켜(또는 접지로 연결시켜) 상기 저잡음 증폭기(505)를 보호한다.

상기 SPDT 스위치(509)는 상기 스위치 제어기(508)로부터의 상기 제어신호에 따라 상기 쿼터웨이브 전송선 라인(511)의 부하를 접지(ground)에 단락시키거나 상기 저잡음 증폭기(505)의 입력단에 연결한다. 여기서, 상기 전송선 라인(511)의 부하가 접지에 단락되면 상기 쿼터웨이브 전송선 라인(511)과 상기 저잡음 증폭기(505) 사이에 26dB 정도의 신호 격리도가 발생하고, 상기 전송선 라인(511)의 부하가 상기 저잡음 증폭기(505)에 연결되면 0.3∼0.4dB 정도의 신호손실이 발생한다. 여기서, 상기 SPDT스위치(509)는 실제로 구현시 핀(PIN) 다이오드, 트랜지스터(예, GaAs FET(field effect transistor)) 등으로 구현할 수 있다.

상기 저잡음 증폭기(505)는 상기 SPDT 스위치(509)로부터의 신호를 저잡음 증폭하여 수신부(504)로 출력한다.

여기서, 상기 도 5의 구성에 근거한 구체적인 동작을 살펴보면 다음과 같다. 앞서 언급한 바와 같이, TDD 시스템은 대전력의 송신신호가 수신측 저잡음 증폭기(505)로 유입되지 않도록 하는 것이 매우 중요하다.

다시 도 5를 참조하면, 먼저 전력증폭기(503)에서 출력되는 대전력(예 : 60W)의 송신신호는 아이솔레이터(506) -> 서큘레이터(510) -> 필터(512) -> 방향성 커플러(513) -> 안테나(514)의 경로를 통해 방사된다. 이때 SPDT 스위치(509)는 스위치 제어기(508)로부터의 제어신호에 의해 접지(ground)에 연결된 상태이다.

따라서, 일측이 접지에 단락(short)된 쿼터웨이브 전송선 라인(예 : 2.35 GHz에서 유효 파장길이의 1/4)(511)의 다른 측에서 바라본 임피던스(impedance)는 전송선로 이론(∞=jZ₀ tan βℓ, ℓ=λ/4)에 의해 오픈 임피던스(open impedance)가 되어 대전력의 송신신호가 수신단으로 전달되는 것을 방지한다. 실제로, 이 상태에서 상기 쿼터웨이브 전송선 라인(511)은 20dB 이상의 송신신호 격리도를 제공한다. 또한, 상기 SPDT 스위치(509)는 26dB(NEC사의 uPG2009 사용예) 정도의 송신신호 격리도를 제공한다. 따라서, 최종적으로 서큘레이터(510)의 누설을 통해 수신측 저잡음 증폭기(505)의 입력단에서 유기되는 송신측 전력을 산출해보면 다음과 같다.

-18.5 dBm = +47.8dBm(전력증폭기 출력,60W) - 0.3 dB (아이솔레이터 손실) - 20 dB (서큘레이터 격리도) - 20 dB (λ/4 전송선로 격리도) - 26 dB (SPDT 스위 치 격리도)

상기한 바와 같이, 저잡음 증폭기(505)의 입력단에 유기되는 송신(Tx) 전력은 약 -18dBm이 된다. 이 값은 저잡음 증폭기(Agilent사의 MGA72543 사용예) 입력단의 Input IP3 (+ 12 dBm) 보다 매우 작은 값으로, 송신모드시 수신측 저잡음 증폭기(306)의 입력단에 아무런 전기적인 손상을 일으키지 않는다.

상기한 바와 같이, 도 5와 같은 구조는 저잡음 증폭기(505)로 유입되는 송신전력을 감쇠시켜 저잡음 증폭기(505)를 보호하는 특징을 갖는다. 더욱이, 송신신호와 스위치 제어신호의 불일치가 발생할 경우, 상기 스위치 제어기(508)가 스위치(509)를 오프(Off)시킴으로써 제어체계의 문제로 인한 저잡음 증폭기(505)의 손상을 미연에 방지한다.

도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 시분할복신(TDD : Time Division Duplex) 시스템의 RF전단(Front-End) 장치의 구성을 도시하고 있다.

도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 RF전단장치는, 송신부(701), 전력증폭기(702), 수신부(704), 저잡음증폭기(705), 제1스위치(706), 제2스위치(707), 스위치 제어기(708), 서큘레이터(710), 필터(712), 방향성 커플러(713) 및 안테나(714)를 포함하여 구성된다.

도 7을 참조하면, 먼저 전력증폭기(702)는 송신부(701)로부터의 송신신호를 전력 증폭하여 출력한다. 여기서, 상기 전력증폭기(702)의 출력단에는 아이솔레이터(isolator)가 구성되며, 상기 아이솔레이터는 상기 전력증폭기(702)의 종단회로 를 보호하는 기능을 수행한다.

상기 서큘레이터(710)는 도시된 방향성에 따라 상기 전력증폭기(702)로부터의 신호를 필터(712)로 전달하고, 상기 필터(712)로부터의 신호를 제2스위치(707)로 전달한다. 여기서, 상기 서큘레이터(710)는 송신신호 경로와 수신신호 경로 사이에 20dB 정도의 신호 격리(isolation)를 제공한다. 아울러, 안테나측과 각각의 송수신 경로 사이에 0.3dB 정도의 경로 손실(path loss)을 제공한다.

상기 필터(712)는 상기 서큘레이터(710)와 방향성 커플러(713) 사이에 연결되며, 송신신호 및 수신신호를 대역 필터링하는 기능을 수행한다. 상기 방향성 커플러(713)는 상기 필터(512)와 안테나(514) 사이에 연결되며, 송신신호 및 수신신호를 커플링하는 기능을 수행한다. 이렇게 커플링된 송신신호와 수신신호는 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio) 알람 발생부(715)로 제공된다. 여기서, 커플링(Coupling) 값은 일 예로 30dB를 사용할수 있다.

상기 VSWR 알람 발생기(715)는 상기 방향성 커플러(713)로부터 수신되는 커플링된 송신신호와 수신신호의 비율(ratio)을 계산하고, 상기 비율과 미리 정해진 기준(Threshold)을 비교하여 수신신호가 송신신호의 반사파(또는 정재파(standing wave))로 판단된 경우 정재파비 알람(VSWR Alarm)을 발생한다. 예를들어, 송신신호와 수신신호의 비가 3:1보다 적게 나타나면, 다시말해 송신신호와 수신신호의 차이가 소정 기준보다 적게 나타나면, 수신되는 신호를 송신신호의 반사파(또는 정재파)로 간주한다. 일반적으로 수신되는 단말기의 신호가 반사되는 신호에 비하여 상당히 낮은 레벨(level)이지만, 단말기 신호 외에 비교적 높은 방해(Jamming) 신호가 수신되는 경우도 있으므로, 이러한 경우도 고려하여 알람 발생의 기준이 되는 송신신호와 수신신호의 비를 3:1로 정한 것이다.

제2스위치(707)는 스위치 제어기(708)로부터의 제어신호에 따라 온/오프 동작을 수행하여 상기 서큘레이터(710)로부터의 신호를 저잡음 증폭기(705)의 입력단에 연결 혹은 연결하지 않는다. 여기서, 상기 제2스위치와 상기 서큘레이터(710) 사이에는 도시하지는 않았지만 쿼터웨이브 전송선 라인이 구성될 수 있다. 상기 저잡음 증폭기(705)는 상기 제2스위치(707)로부터의 신호를 저잡음 증폭하여 출력한다. 제1스위치(706)는 상기 스위치 제어기(708)로부터의 제어신호에 따라 온/오프 동작을 수행하여 상기 저잡음 증폭기(705)로부터의 신호를 수신부(704)에 연결 혹은 연결하지 않는다. 상기 제1 및 제2스위치(706,707)는 RF스위치로, 예를들어 도시된 바와 같이, SPST(Single Pole Single Throw)스위치 또는 SPDT(Single Pole Double Throw)스위치를 사용할수 있다. 실제 구현시, 상기 RF스위치는 핀(PIN) 다이오드 등으로 구현할수 있다. 여기서, 수신단에 2개의 스위치를 사용한 것은 수신단을 이중으로 보호화기 위해서이다. 상기 제2스위치(707)에서 1차적으로 송신전력의 수신단 유입을 차단하고, 상기 제1스위치(706)에서 2차적으로 송신전력의 수신단 유입을 차단한다.

스위치 제어기(708)는 제어보드(도시하지 않음)로부터 수신되는 스위치 온/오프 신호와 상기 VSWR 알람 발생기(715)로부터의 정재파비 알람 신호에 근거해서 최종적으로 상기 스위치들(706,707)을 제어하기 위한 제어신호를 발생한다.

여기서, 상기 스위치 제어기(708)는 하기 <표 2>과 같이 동작하여 급전선 이상으로 반사되어 되돌아오는 송신전력으로 인해 저잡음 증폭기(705)가 손상되는 것을 방지한다. 하기 <표 2>에서 알 수 있듯이, 상기 스위치 제어기(708)는 상기 VSWR 알람 발생기(715)로부터 정재파비 알람이 발생하지 않고 상기 제어보드로부터의 스위치 제어신호가 온(On)일 경우에만 상기 스위치들(706,707)을 주 경로(main path)로 연결(ON) 시키고 다른 경우들에는 스위치들(706,707)을 접지(ground)에 연결(on)시킨다. 즉, 비정상 상태(정재파비 알람)가 발생하면 제어보드로부터의 스위치 온/오프 신호와 관계없이 강제적으로 저잡음증폭기를 보호하게 된다. 한편 <표 2>는 2개의 제어 신호(control signal)들을 입력해서 동작하는 스위치를 예를들어 설명한 것이다.

제어 입력				신호 경로 상태
정재파비알람 VSWR_ARM	스위치 온/오프신호 (clk_TDD)	제1스위치제어신호 (Switch_ctl_A)	제2스위치제어신호 (Switch_ctl_B)	주 경로 (main path)	접지 (ground)
High	Low	High	Low	Off	On
High	High	High	Low	Off	On
Low	Low	High	Low	Off	On
Low	High	Low	High	On	Off

상술한 도 7의 구성들중, VSWR 알람 발생기(715)와 스위치 제어기(708)는 본 발명의 핵심 구성들로 좀더 자세히 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 VSWR 알람 발생기(715)의 상세 구성을 살펴보면 다음과 같다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 VSWR 알람 발생기(715)는 제1레벨검출기(801), 제2레벨검출기(802), 제1저역통과필터(803), 제2저역통과필터(804) 및 비교기(805)를 포함하여 구성된다.

도 8을 참조하면, 상기 제1레벨검출기(801)는 상기 방향성 커플러(713)에서 커플링된 송신신호 (Equipment 커플링 신호)의 레벨(또는 크기)을 검출하여 출력한 다. 상기 제2레벨검출기(802)는 상기 방향성 커플러(713)에서 커플링된 수신신호(Antenna 커플링 신호)의 레벨을 검출하여 출력한다. 상기 제1저역통과필터(803)는 상기 제1레벨검출기(801)로부터의 신호를 저역 통과 필터링하여 잡음을 제거하여 출력한다. 상기 제2저역통과필터(804)는 상기 제2레벨검출기(802)로부터의 신호를 저역 통과 필터링하여 잡음을 제거하여 출력한다.

비교기(805)는 상기 제1저역통과필터(803)로부터의 신호와 상기 제2저역통과필터(804)로부터의 신호의 비율(ratio)을 계산하고, 상기 계산된 비율과 소정 기준(Threshold)을 비교하여 수신신호가 송신신호의 반사파(또는 정재파)로 판단되는 경우 정재파비(VSWR) 알람(하이 신호)을 상기 스위치 제어기(708)로 발생한다.

여기서, 측정구간(또는 신호를 검출하는 시간구간)은 상기 도 6을 참조했을 때 최소한 Tx와 Rx의 한 주기로 설정되어야 한다. 만일, 신호를 검출하는 시간이 Tx 신호와 동기를 맞추어 수행된다면, 전력증폭기 후단의 시간지연(Time Delay)이 수 nsec이므로 반사되어 되돌아오는 신호도 거의 Tx 구간에 나타나기 때문에, 상기 Tx 신호 구간에서만 신호를 검출하면 된다. 그러나, 동기를 맞추지 않은 상태에서 측정구간을 짧게 설정하여 신호를 검출하게 되면, 그 검출구간이 Rx구간일 경우 정상상태에서도 안테나(Antenna) 커플링 신호(수신신호)가 장비(Equipmnet) 커플링 신호(송신신호)보다 크게 되어 정재파비 알람을 발생시키게 되므로, 이러한 점들을 고려했을 때 최소한 Tx와 Rx의 한 주기 동안 신호를 검출하는 것이 바람직하다.

그러면, 여기서 상기 스위치 제어기(708)의 상세 구성을 살펴보기로 한다.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 스위치 제어기(708)는 반전기(901), 제1논리게이트(902) 및 제2논리게이트(903)를 포함하여 구성된다.

도 9를 참조하면, 상기 반전기(901)는 상기 VSWR 알람 발생기(715)로부터의 신호를 반전하여 출력한다. 제1논리게이트(902)는 상기 반전기(901)로부터의 신호와 상기 제어보드로부터의 스위치 온/오프 신호(CLK_TDD)를 부정 논리곱(NAND) 연산하여 출력한다. 이렇게 출력된 신호가 상기 <표 3>에서 설명된 제1스위치제어신호(Switch_ctl_A)이다.

한편, 상기 제2논리게이트(903)는 상기 반전기(901)로부터의 신호와 상기 제어보드로부터의 스위치 온/오프 제어 신호를 논리곱(AND) 연산하여 출력한다. 이렇게 출력된 신호가 상기 <표 3>에서 설명된 제2스위치제어신호(Switch_c시_B)이다. 즉, 본 발명의 실시 예에 따른 스위치들(706,707)은 2개의 입력 제어 신호(input control signal)들을 받아서 동작하는 스위치이다.

상기 도 9는 하나의 실시 예로서, 실제 구현시에는 상기와 같은 논리게이트들을 사용하지 않고 프로그램 가능한 로직 디바이스(programmable logic device)로 구현하는 것이 바람직하다. 예를들어, EPLD(Electronic Programmable Logic Device)에서 VHDL(Very high speed integrated circuits Hardware Description Language) 로 구현할수 있다. 이 방법은 하드웨어(hardware)적으로 구현하는 것보다 재료비나 공간적인 활용도 면에서 효율적이라 할수 있다. 그리고 부가적인 기능을 추가할 경우에도 하드웨어 변경없이 소프트웨어적으로 변경할수 있으므로 회로 변경이 보다 수월한 이점이 있다.

하기 <표 3>은 실제로 EPLD에서 VHDL로 구현한 소스(Source)를 보여준다. 하기 <표 3>는 다이버시티(Diversity)로 구현되는 2개의 수신경로들(A Path, B Path)을 각각 제어하도록 구현한 것이다.

--Switch A Control (수신 A Path에 있는 Switch Control) process(vswr_alm_a,clk_tdd_a) begin if vswr_alm_a = '0' and clk_tdd_a = '1' then switch_ctl_a2 <= '1'; switch_ctl_a1 <= '0'; else switch_ctl_a2 <= '0'; switch_ctl_a1 <= '1'; end if; end process; --Switch B Control (수신 B Path에 잇는 Switch Control) process(vswr_alm_b,clk_tdd_b) begin if vswr_alm_b = '0' and clk_tdd_b = '1' then switch_ctl_b2 <= '1'; switch_ctl_b1 <= '0'; else switch_ctl_b2 <= '0'; switch_ctl_b1 <= '1'; end if; end process;

상기 <표 3>에서도 알 수 있듯이, 본 발명은 비정상 상태(vswr_alm)가 발생하지 않고 스위치 온/오프 신호(clk_tdd)가 '1(하이)'일 경우에만 수신경로에 있는 스위치가 저잡음증폭기로 연결되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

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 실시예에 국한되어 정 해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명은 TDD 방식의 무선 통신 시스템에서, 보드의 실/탈장, 제어신호 발생장치의 이상을 포함하는 모든 이상 상황으로 인해 발생할수 있는 송신신호와 스위치 제어신호의 불일치에 대해서 저잡음 증폭기를 보호할수 있는 이점이 있다. 또한, 본 발명은 급선전(antenna feed line) 이상으로 반사되어 되돌아오는 송신전력으로부터 수신단(저잡음 증폭기)을 보호할수 있는 이점이 있다. 특히, 본 발명에 따른 구조를 현재 개발이 활발한 HPI(High Speed Portable Internet) 시스템의 RF전단(front-end)에 적용할 경우, 대전력 신호의 TDD 동작에 따른 기술적인 난관을 용이하게 해결할수 있다.

Claims

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시분할복신(TDD : Time Division Duplex) 무선통신시스템의 고주파 전단(front-end) 장치에 있어서,

송신신호가 통과되는 경로에 설치되며, 상기 경로를 통과하는 신호를 검출하기 위한 검출기와,

전력증폭기로부터 출력되는 신호를 안테나 피드 라인으로 전달하고, 상기 안테나 피드라인으로부터의 신호를 스위치로 전달하기 위한 서큘레이터와,

상기 검출기로부터의 신호와 제어보드로부터의 스위치 온/오프 신호에 근거해서 스위치 제어신호를 발생하는 스위치 제어기와,

저잡음 증폭기의 입력단에 위치되며, 상기 스위치 제어기로부터의 제어신호에 따라 온/오프 동작을 수행하는 상기 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제11항에 있어서,

상기 서큘레이터와 상기 스위치 사이에 연결되는 쿼터웨이브 전송선 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제11항에 있어서,

상기 전력증폭기의 출력단을 보호하고 급전선(antenna feed line)에 이상 발생시 반사되어 되돌아오는 신호를 종단하기 위한 아이솔레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제11항에 있어서,

상기 고주파 스위치는 SPDT(Single Pole Double Throw)스위치 또는 SPST(Single Pole Single Throw)스위치인 것을 특징으로 하는 장치.
제11항에 있어서, 상기 검출기는,

송신신호 경로에 설치되며, 상기 경로를 통과하는 신호를 커플링하기 위한 커플러와,

상기 커플러로부터의 상기 커플링된 신호의 크기에 따라 송신신호 유무를 나타내는 송신신호 온/오프 신호를 상기 스위치 제어기로 발생하는 신호검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제15항에 있어서,

상기 스위치 제어기는, 상기 신호검출기로부터 송신신호 온(On) 신호가 수신될 경우, 상기 스위치를 오프(Off)시키는 것을 특징으로 하는 장치.
제15항에 있어서,

상기 커플러는 기저대역(BaseBand)단, IF(Intermediate Frequency)단, RF(radio Frequency)단 중 어느 한 곳에 설치되는 것을 특징으로 장치.
제11항에 있어서, 상기 검출기는,

상기 서큘레이터의 후단 신호 경로(signal path)에 설치되며, 상기 경로를 통과하는 송신신호 및 수신신호를 커플링하기 위한 커플러와,

상기 커플러로부터의 상기 커플링된 송신신호와 수신신호의 비율(ratio)을 계산하고, 상기 비율을 소정 기준(threshold)과 비교하여 수신신호가 송신신호의 반사파로 판단된 경우 정재파비 알람 신호를 상기 스위치 제어기로 발생하는 신호검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제18항에 있어서,

상기 스위치 제어기는, 상기 신호검출기로부터 상기 정재파비 알람 신호가 수신될 경우, 상기 스위치를 오프(Off)시키는 것을 특징으로 하는 장치.
시분할복신(TDD : Time Division Duplex) 무선통신시스템에서 고주파 전단 장치에 있어서,

송신신호 경로에 설치되며, 상기 경로를 통과하는 신호를 커플링하기 위한 커플러와,

상기 커플러로부터의 상기 커플링된 신호의 크기에 따라 송신신호 유무를 나타내는 송신신호 온/오프 신호를 발생하는 신호검출기와,

상기 신호검출기로부터의 송신신호 온/오프 신호와 제어보드로부터의 스위치 온/오프 신호에 근거해서 스위치 제어신호를 발생하는 스위치 제어기와,

저잡음 증폭기의 입력단에 설치되며, 상기 스위치 제어기로부터의 제어신호에 따라 온/오프 동작을 수행하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제20항에 있어서,

상기 스위치는 SPDT(Single Pole Double Throw)스위치 또는 SPST(Single Pole Single Throw)스위치인 것을 특징으로 하는 장치.
제20항에 있어서,

상기 스위치 제어기는, 상기 신호검출기로부터 송신신호 온(0n) 신호가 수신될 경우, 상기 스위치를 오프(off)시키는 것을 특징으로 하는 장치.
제20항에 있어서,

상기 커플러는 기저대역(BaseBase)단, IF(Intermediate Frequency)단, RF(Radio Frequency)단 중 어느 한 곳에 설치되는 것을 특징으로 하는 장치.
시분할복신(TDD : Time Division Duplex) 무선통신시스템에서 고주파 전단 장치에 있어서,

안테나 피드라인에 설치되며, 정재파비를 검출하고 상기 검출된 정재파비를 소정 기준과 비교하여 정재파비 알람 신호를 발생하는 검출기와,

상기 검출기로부터의 신호와 제어보드로부터의 스위치 온/오프 신호에 근거해서 스위치 제어신호를 발생하는 스위치 제어기와,

저잡음 증폭기의 입력단에 설치되며, 상기 스위치 제어기로부터의 제어신호에 따라 온/오프 동작을 수행하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제24항에 있어서,

전력증폭기로부터 출력되는 신호를 안테나 피드라인으로 전달하고, 상기 안테나 피드라인으로부터의 신호를 상기 스위치로 전달하기 위한 서큘레이터를 더 포함하며,

상기 검출기는 상기 서큘레이터의 후단 신호 경로에 설치되는 것을 특징으로 하는 장치.
제24항에 있어서,

상기 스위치는 SPDT(Single Pole Double Throw)스위치 또는 SPST(Single Pole Single Throw)스위치인 것을 특징으로 하는 장치.
제24항에 있어서,

상기 스위치 제어기는, 상기 검출기로부터 상기 정재파비 알람 신호가 수신될 경우, 상기 스위치를 오프(Off)시키는 것을 특징으로 하는 장치.