KR100734556B1 - Microwave wideband dynamic frequency divider - Google Patents

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KR100734556B1
KR100734556B1 KR1020060046337A KR20060046337A KR100734556B1 KR 100734556 B1 KR100734556 B1 KR 100734556B1 KR 1020060046337 A KR1020060046337 A KR 1020060046337A KR 20060046337 A KR20060046337 A KR 20060046337A KR 100734556 B1 KR100734556 B1 KR 100734556B1
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신현철
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광운대학교 산학협력단
신현철
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Abstract

A microwave wideband dynamic frequency divider is provided to remove an image frequency in a wideband with low power by coupling a variable phase shifter to an input terminal of the dynamic frequency divider. A microwave wideband dynamic frequency divider includes an image frequency removing mixer(100) having a phase shifter(110), a feedforward path divider(120), and a feedback path divider(130). The phase shifter(110) shifts a phase of an input frequency, and changes a phase change ratio variably. A control unit controls the phase shift ratio of the phase shifter(110) by determining an output signal element according to the input frequency to minimize a signal value of an unwanted frequency band. The phase shifter(110) has an RC-CR phase shifter structure, and forms a variable capacitor. The phase shifter(110) uniformly shifts a phase irrespective of the input frequency by varying the value of the variable capacitor according to the control of the control unit.

Description

마이크로파 광대역 능동 주파수 분주기{Microwave Wideband Dynamic Frequency Divider} Microwave Wideband Dynamic Frequency Divider

도 1은 종래 일반적인 마이크로파 동적 분주기의 구성을 나타낸 블록도.1 is a block diagram showing the configuration of a conventional general microwave dynamic frequency divider.

도 2a, 도 2b는 위상변환기 구조의 일 예를 나타낸 도면으로, 도 2a는 RC-CR 위상변환기 구조를 나타낸 것이고, 도 2b는 RC-CR 위상변환기를 다단계로 연결한 광대역 위상변환기의 구조를 나타낸 도면.2A and 2B are diagrams illustrating an example of a phase shifter structure, and FIG. 2A illustrates an RC-CR phase shifter structure, and FIG. 2B illustrates a structure of a broadband phase shifter in which a RC-CR phase shifter is connected in multiple stages. drawing.

도 3은 종래 위상변환기의 대역폭을 나타낸 도면.3 is a diagram illustrating a bandwidth of a conventional phase shifter.

도 4는 본 발명 마이크로파 광대역 능동주파수 분주기의 구성을 나타낸 블록도.Figure 4 is a block diagram showing the configuration of the microwave broadband active frequency divider of the present invention.

도 5는 본 발명에 있어서, 가변위상변환기의 구성을 나타낸 회로도.5 is a circuit diagram showing a configuration of a variable phase converter according to the present invention.

도 6a,도 6b는 본 발명에 있어서, 출력 주파수(fout)를 개념적으로 주파수 영역에서 나타낸 도면으로, 도 6a는 원하는 출력스펙트럼을 나타낸 것이고, 도 6b는 왜곡성분 억압도를 나타낸 도면.6A and 6B are diagrams conceptually showing an output frequency fout in the frequency domain according to the present invention, and FIG. 6A shows a desired output spectrum, and FIG. 6B shows a distortion component suppression diagram.

본 발명은 마이크로파를 입력받아 분주하는 능동 주파수 분주기로서, 광대역 에서 출력주파수에 나타나는 원하지 않는 주파수 성분을 효과적으로 줄일 수 있는 새로운 구조의 마이크로파 광대역 능동주파수 분주기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave wideband active frequency divider having a new structure which effectively reduces unwanted frequency components appearing at an output frequency in a wideband as an active frequency divider for receiving and dividing microwaves.

근래에 무선 통신 시스템에서 고속 주파수 분주기는 반송파 생성과 주파수 합성에서 중요한 요소로 여겨지고 있다. In recent years, high frequency frequency dividers in wireless communication systems have been considered as important factors in carrier generation and frequency synthesis.

일반적으로 주파수 분주기로는 동적 분주기인 밀러(Miller) 분주기 구조가 쓰이고 정적 분주기로는 D 플립플롭(D-F/F)을 이용한 분주기가 사용되고 있다. In general, a Miller divider structure, which is a dynamic divider, is used as a frequency divider, and a divider using D flip-flop (D-F / F) is used as a static divider.

이들 분주기는 그 분주율이 정수배로 고정 되어 있어, 다양한 형태의 분주비, 예를 들어 소수의 분주비를 갖기에는 한계가 있어, 원하는 출력 주파수를 다양하게 생성하는데 한계가 있다.These frequency dividers are fixed at an integer multiple, so there is a limit to having various types of division ratios, for example, a few division ratios, and thus there is a limit to generating various desired output frequencies.

따라서, 소수의 분주비를 갖는 분주기는, 동적 분주기와 정적 분주기를 주파수혼합기를 이용하여 적당한 방법으로 결합하여 구현하게 된다. Therefore, a divider having a small frequency division ratio is implemented by combining a dynamic divider and a static divider in an appropriate manner using a frequency mixer.

그러나 일반적인 주파수혼합기를 동적 분주기와 정적 분주기의 결합 이용수단으로 구성할 경우 출력 신호에서 영상주파수 성분이나 입력신호 성분등 원하지 않는 주파수 성분이 나타나 왜곡이 신해지는 문제가 있다.However, when a general frequency mixer is configured as a combined use means of a dynamic divider and a static divider, an unwanted frequency component such as an image frequency component or an input signal component appears in an output signal, causing distortion.

이와 같은 경우 영상 주파수 제거 혼합기를 이용하면 이러한 문제를 극복할 수 있는데, 이러한 영상주파수 제거 혼합기를 구동시키기 위해서는 입력신호를 I/Q로 변환하는 위상변환기가 필요하다. In this case, an image frequency elimination mixer can overcome this problem. In order to drive the image frequency elimination mixer, a phase converter for converting an input signal into I / Q is required.

일반적으로 위상변환기에는 RC-CR 위상변환기와 RC-CR을 다중으로 연결한 광대역 위상변환기가 쓰인다. In general, a phase shifter includes a RC-CR phase shifter and a broadband phase shifter in which multiple RC-CRs are connected.

이러한 위상 변환기들은 대역폭이 작거나 신호의 전력손실이 커서 최종 분주 기의 성능을 저하시킬 수 있다. These phase converters may have a low bandwidth or a high power loss of the signal, which may reduce the performance of the final divider.

그러므로 고성능의 분주기를 구현하기 위해서는 광대역에서 적은 손실을 갖는 위상변환기를 필요로 한다.Therefore, implementing high performance divider requires a low loss phase shifter in broadband.

본 발명에서는 가변 위상변환기를 사용하여 기존의 분주기의 성능을 향상시킨 마이크로파 광대역 능동주파수 분주기를 제안하고자 한 것이다. The present invention intends to propose a microwave broadband active frequency divider that improves the performance of a conventional divider using a variable phase shifter.

도 1은 일반적인 마이크로파 동적 분주기의 구성을 나타낸다. 1 shows a configuration of a general microwave dynamic divider.

이에 따르면 종래 일반적인 마이크로파 동적 분주기는 밀러(Miller) 분주기를 이용한 영상주파수 제거혼합기(10)와 이의 피드백 경로(feedback path)와 피드포워드 경로(feedforward path)로 구성된 1/N 정적분주기(20)(30)를 연결하고 정적분주기(20)(30)의 동작을 적절히 선택함으로써 소수의 분주비를 다양하게 결정 할 수 있는 구조이다. According to the conventional microwave dynamic frequency divider is a 1 / N static frequency divider (20) consisting of a video frequency cancellation mixer (10) using a Miller divider and its feedback path (feedback path) and feedforward path (feedforward path) By connecting 30 and appropriately selecting the operation of the static divider 20, 30 is a structure that can determine a small number of division ratios in various ways.

그 동작을 자세히 살펴보면, 피드포워드 경로에 있는 첫번째 피드포워드 정적분주기(20)를 동작시키고, 피드백 경로에 있는 두번째 피드백 정적 분주기(30)를 오프(off)시키고, 영상주파수제거 혼합기에서 상측대역을 선택하면 (N+1)/N의 분주비를 갖고, 하측대역을 선택하면 분주비는 (N-1)/N이 된다. Looking at the operation in detail, the first feedforward static divider 20 in the feedforward path is operated, the second feedback static divider 30 in the feedback path is turned off, and the upper band is removed from the de-mixer. If selected, the division ratio is (N + 1) / N. If the lower band is selected, the division ratio is (N-1) / N.

반대로, 피드포워드 경로의 첫번째 피드포워드 정적분주기(20)를 오프시키고 피드백경로의 피드백 정적분주기(30)를 동작시키고, 상측대역의 출력을 선택하면 분주비가 N/(N-1)이 되고, 하측대역을 선택하면 N/(N+1)의 분주비를 갖는다. Conversely, if the first feedforward static divider 20 of the feedforward path is turned off, the feedback static divider 30 of the feedback path is operated, and the output of the upper band is selected, the division ratio becomes N / (N-1), and the lower side Selecting a band has a division ratio of N / (N + 1).

이때, 정적분주기의 주파수 분주비 N을 조정함으로써, 최종 분주비를 원하는 값으로 조절할 수 있는 것이다.At this time, by adjusting the frequency division ratio N of the static divider, the final division ratio can be adjusted to a desired value.

영상 주파수 제거 혼합기(10)는 입력신호를 90도 위상변화를 시키기 위해서 위상변환기(11)가 필요하다. The image frequency removing mixer 10 needs a phase shifter 11 to change the phase of the input signal by 90 degrees.

그러한 위상변환기(11)로는 대표적으로 RC-CR 위상변환기와 이를 다단계로 연결한 광대역 위상변환기로 구성할 수 있다. Such a phase shifter 11 may be typically composed of a RC-CR phase shifter and a wideband phase shifter connected to the multi-stage.

도 2a, 도 2b는 위상변환기 구조의 일 예를 나타낸 도면으로, 도 2a는 RC-CR 위상변환기 구조를 나타낸 것이고, 도 2b는 RC-CR 위상변환기를 다단계로 연결한 광대역 위상변환기의 구조를 나타낸 것이다. 2A and 2B are diagrams illustrating an example of a phase shifter structure, and FIG. 2A illustrates an RC-CR phase shifter structure, and FIG. 2B illustrates a structure of a broadband phase shifter in which a RC-CR phase shifter is connected in multiple stages. will be.

상기와 같은 위상변환기들은 각각 저항과 캐패시터로 위상을 90도 변환시킨다는 공통점이 있다. The phase shifters as described above have a common feature of converting phases 90 degrees into resistors and capacitors, respectively.

도 3은 상기의 위상변환기의 대역폭을 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a bandwidth of the phase shifter.

도 3에서와 같이, 일반적으로 광대역 위상변환기와 RC-CR 위상변환기의 대역폭을 보면 광대역 위상변환기가 대역폭이 더 커 분주기의 동작범위를 보다 넓게 할 수 있다. In general, as shown in FIG. 3, when the bandwidths of the wideband phase shifter and the RC-CR phase shifter are used, the wideband phase shifter may have a larger bandwidth to widen the operating range of the divider.

그렇지만 광대역 위상변환기는 단수를 늘릴수록 전력손실이 커진다. 특히, 마이크로파에서는 전력 손실이 더 커지므로 전체 분주기의 전력소모를 증가 시키므로 마이크로파를 사용하는 대역에서는 적합하지 않다.However, the wider the stage, the greater the power loss. In particular, in the microwave, the power loss is larger, which increases the power consumption of the entire divider, which is not suitable in the band using the microwave.

다음의 수학식 1은 영상주파수 제거율(Image Rejection Ratio)을 진폭오차와 위상오차에 대한 함수로 나타낸 것이다. Equation 1 below shows the image frequency rejection ratio as a function of amplitude error and phase error.

Figure 112006036195509-pat00001
Figure 112006036195509-pat00001

여기에서, (ΔA/A)는 진폭오차이고 θ는 위상오차를 의미한다. Here, (ΔA / A) is amplitude error and θ means phase error.

따라서 진폭 오차와 위상 오차가 커지면 전체적인 영상주파수 제거율이 나빠짐을 알 수 있다. Therefore, it can be seen that as the amplitude error and the phase error become larger, the overall image frequency rejection rate becomes worse.

만약, 위상변환기(11)의 진폭오차와 위상 오차가 나빠지면 영상주파수 제거율이 나빠지고 따라서 분주된 신호의 왜곡이 심해지는 것이다. If the amplitude error and the phase error of the phase converter 11 become worse, the image frequency rejection rate becomes worse, and thus the distortion of the divided signal becomes worse.

따라서 위상변환기(11)는 넓은 대역폭에서 I/Q신호의 진폭과 위상을 동일하게 유지하는 것이 중요하다. Therefore, it is important for the phase converter 11 to maintain the same amplitude and phase of the I / Q signal over a wide bandwidth.

결국, 위상변환기(11)가 능동 분주기의 동작범위 및 성능을 결정하는 중요한 요소가 된다.As a result, the phase shifter 11 becomes an important factor in determining the operating range and performance of the active divider.

본 발명은 동적 분주기인 밀러 분주기와 디플립플롭(D-F/F)을 기반으로 하는 정적분주기를 영상주파수 제거 혼합기(Image Rejection Mixer)형태로 결합한 능동 분주기를 구성하고, 입력 단자에 가변 위상변환기(가변 위상천이기)를 결합하여, 광대역에서 저전력으로 효과적인 영상주파수를 제거하는 마이크로파 광대역 능동주파수 분주기를 제안하고자 한 것이다. The present invention constructs an active divider that combines a dynamic divider, a Miller divider, and a static divider based on a flip-flop (DF / F) in the form of an image rejection mixer, and has a variable phase at an input terminal. We have proposed a microwave broadband active frequency divider that combines a transducer (a variable phase shifter) to remove the effective image frequency at low power in a wide band.

본 발명은 입력주파수의 위상을 변화시키기 위한 위상변환기를 포함하는 영 상주파수 제거혼합기와, 영상주파수 혼합기에 피드백 경로(feedback path)와 피드포워드 경로(feedforward path)로 구성된 1/N 정적분주기를 연결하고 정적분주기의 동작 설정에 따라 분주비를 다양하게 결정 할 수 있도록 하는 구조를 갖으며, The present invention connects a 1 / N static divider comprising a feedback path and a feedforward path to an image frequency mixing mixer including a phase shifter for changing the phase of an input frequency and an image frequency mixer. And it has a structure to determine the division ratio in various ways according to the operation setting of the static divider,

상기 영상주파수 제거혼합기의 위상변환기에 있어 위상변화율을 가변적으로 변화시킬 수 있도록 가변위상변환기로 구성하고, 입력주파수에 따른 출력주파수를 판단하여 가변위상변환기의 위상변화율을 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다. And a control means for controlling the phase change rate of the variable phase converter by configuring the variable phase converter to vary the phase change rate in the phase converter of the image frequency elimination mixer and determining the output frequency according to the input frequency. It features.

이와 같은 특징을 갖는 본 발명을 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 그 구성 및 작용을 설명하면 다음과 같다.  Referring to the embodiment shown in the accompanying drawings, the present invention having such a feature will be described as follows.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 밀러 분주기를 이용한 영상주파수 제거혼합기(100)에 피드백 경로 정적분주기(130)와 피드포워드 경로 정적분기(120)로 구성된 1/N 정적분주기를 연결하고 피드백 정적분주기(130)와 피드포워드 정적분주기(120)의 동작 설정을 통해 분주비를 다양하게 결정 할 수 있도록 하는 구조를 갖으며, As shown in FIG. 4, the present invention connects a 1 / N static divider consisting of a feedback path static divider 130 and a feedforward path static divider 120 to an image frequency elimination mixer 100 using a Miller divider. Through the operation setting of the feedback static divider 130 and the feedforward static divider 120 has a structure that allows to determine various division ratio,

상기 영상주파수 제거혼합기(100)에 원하지 않는 출력주파수의 값을 최소화시키기 위하여 입력주파수(fin)의 위상을 설정되는 위상변화율에 따라 가변적으로 변화시키는 즉, 입력주파수(fin)에따라 90도 위상차를 만들 수 있도록 조절할 수 있는 가변위상변환기(110)를 구성하며, In order to minimize the value of the undesired output frequency in the image frequency elimination mixer 100, the phase of the input frequency fin is variably changed according to the set phase change rate, that is, the 90 degree phase difference according to the input frequency fin is changed. Configure the variable phase converter 110 that can be adjusted to make,

상기 입력주파수(fin)에 따른 출력주파수(fout)를 판단하여 가변위상변환기(110)의 위상변화율을 제어하는 제어수단(도면에 표시되지 않음)을 포함하여 구 성된다.It comprises a control means (not shown) for controlling the phase change rate of the variable phase converter 110 by determining the output frequency (fout) according to the input frequency (fin).

상기 가변위상변환기(110)는 RC-CR 위상변환기의 기본구조를 따르며 위상변화율을 결정하기 위한 가변 캐패시터(Cv)를 구성하고, 제어수단으로부터 제공되는 제어신호(Cs)에 따라 가변캐패시터(Cv)의 값을 변화시켜 입력주파수(fin)에 따른 원하는 출력주파수(fout)를 얻기위하여 90도 위상차를 만들어 줄 수 있도록 구성된다.The variable phase converter 110 follows the basic structure of the RC-CR phase converter and constitutes a variable capacitor Cv for determining the phase change rate, and according to the control signal Cs provided from the control means, the variable capacitor Cv. It is configured to make a 90 degree phase difference to obtain the desired output frequency (fout) according to the input frequency (fin) by changing the value of.

이와 같은 본 발명은, 밀러 분주기를 이용한 영상주파수 제거혼합기(100)에 피드백 경로와 피드포워드 경로로 구성된 1/N 정적분주기(130)(120)를 연결하고 피드백 정적분주기(130)와 피드포워드 정적분주기(120)의 동작을 선택 제어하여 분주비를 다양하게 결정 할 수 있도록 하는 구조를 갖는 능동적 주파수 분주기를 구성한다.As described above, the present invention connects the 1 / N static dividers 130 and 120 formed of the feedback path and the feedforward path to the image frequency elimination mixer 100 using the Miller divider, and the feedback static divider 130 and the feedforward. Selective control of the operation of the static divider 120 constitutes an active frequency divider having a structure that allows various division ratios to be determined.

원하는 출력주파수(fout)를 얻기 위하여 피드백 정적분주기(130) 또는 피드포워드 정적분주기(120)의 선택적인 동작설정이 필요하며, 장치 사용전 또는 제조공정상에서 장치의 사용지역(예: 국내, 대한민국) 즉 사용주파수에 따라 상기 피드포워드 정적분주기(120) 또는 피드백 정적분주기(130)의 동작상태를 설정하게 된다.In order to obtain the desired output frequency fout, selective operation setting of the feedback static divider 130 or the feedforward static divider 120 is required, and the region of use of the apparatus prior to the use of the apparatus or in the manufacturing process (eg, Korea, Korea) That is, the operating state of the feedforward static divider 120 or the feedback static divider 130 is set according to the use frequency.

일 실시예로 사용주파수 설정수단(1/N 정적분주기 설정수단)을 구성하며, 이러한 사용주파수 설정수단은 사용지역의 정보(code)를 입력하기 위한 수단이 포함되며, 이러한 정보로부터 해당 지역의 사용주파수에 따라 상기 피드포워드 정적분주기(120) 또는 피드백 정적분주기(130)의 동작설정(on 또는 off)을 수행하는 수단 을 포함하여 이루어지게 된다. In one embodiment, the use frequency setting means (1 / N static divider setting means) is constituted, and the use frequency setting means includes means for inputting information of a use area, and the use of the area from this information. And a means for performing an operation setting (on or off) of the feed forward static divider 120 or the feedback static divider 130 according to the frequency.

이때 피드포워드 정적분리(120)와 피드백 정적분주기(130)는 둘중 어느하나는 온 상태로 설정되고, 다른 하나는 오프 상태로 설정된다.At this time, one of the feed forward static separation 120 and the feedback static divider 130 is set to an on state, and the other is set to an off state.

즉, 피드포워드 정적분주기(120)가 온 상태로 설정되면, 피드백 정적분주기(130)는 오프상태로, 피드포워드 정적분주기(120)가 오프상태로 설정되며 피드백 정적분주기(130)는 온 상태로 설정되는 것이다.That is, when the feed forward static divider 120 is set to the on state, the feedback static divider 130 is set to the off state, the feed forward static divider 120 is set to the off state, and the feedback static divider 130 is turned on. It is set.

일반적으로 영상주파수 제거혼합기(100)는 2개의 혼합기(101,102)와 입력주파수(fin)의 위상을 변환시키기 위한 위상변환기로 구성되는 바,In general, the image frequency elimination mixer 100 is composed of two mixers 101 and 102 and a phase converter for converting a phase of an input frequency (fin).

상기 위상변환기를 가변위상변환기(110)로 구성한다.The phase shifter is configured as a variable phase shifter 110.

도 5는 상기 가변위상변환기(110)의 구성을 나타낸 도면이다.5 is a diagram illustrating a configuration of the variable phase converter 110.

이에 따르면 가변위상변환기(110)는 RC-CR 위상변환기를 따르는 기본구조를 갖으며, 가변 캐패시터(Cv)를 구성하여 가변 캐패시터(Cv)의 값을 변화시켜 입력주파수(fin)와 상관없이 위상변환이 일정하게 이루어질 수 있도록 구성한다.According to this, the variable phase converter 110 has a basic structure that follows the RC-CR phase shifter, and forms a variable capacitor Cv to change the value of the variable capacitor Cv so that the phase shift can be performed regardless of the input frequency fin. It is configured to be made constant.

상기 위상변환값을 결정하는 가변 캐패시터(Cv)의 값은 제어수단으로부터 입력주파수(fin)에 따라 결정하여 제어신호(Cs)로 가변위상변환기(110)에 제공하는 것으로, 이에 따라 가변위상변환기(110)의 가변 캐패시터(Cv)의 값이 변화된다. The value of the variable capacitor Cv for determining the phase shift value is determined according to the input frequency fin from the control means and is provided to the variable phase converter 110 as a control signal Cs. The value of the variable capacitor Cv of 110 is changed.

제어수단에서는 1/N정적분주기의 설정상태에 따라 원하는 출력력주파수(fout)의 값을 얻기위하여 상기 가변위상변환기(110)의 캐피시터(Cv)의 값을 제어하기 위한 제어신호(Cs)를 출력한다. The control means outputs a control signal Cs for controlling the value of the capacitor Cv of the variable phase converter 110 to obtain the desired output force frequency fout according to the setting state of the 1 / N static divider. do.

즉 제어수단은 사용주파수 설정수단에 설정된 사용주파수대역에 따라서, 장치가 동작하게 될 때 출력되는 출력주파수(fout)의 값을 확인하여 제어신호(Cs)를 생성하는 것으로, That is, the control means generates a control signal Cs by checking the value of the output frequency fout output when the device is operated according to the use frequency band set in the use frequency setting means.

제어수단은 입력주파수 대비 출력주파수의 값과 원하는 신호값의 출력을 위한 캐피시터(Cv)의 값에 대한 정보를 포함하고 있어, 출력주파수(fout)를 확인하고, 원하는 신호값과 비교하여 원하지 않는 주파수 성분값을 최소화하기 위하여 상기한 정보로부터 가변 위상변환기(110)의 캐패시터(Cv)값을 변환시키기위한 제어신호(Cs)를 생성하는 것이다.The control means includes information on the value of the output frequency relative to the input frequency and the value of the capacitor Cv for outputting the desired signal value, so as to check the output frequency fout and compare the desired signal value with the unwanted frequency. In order to minimize the component value, the control signal Cs for generating the capacitor Cv value of the variable phase converter 110 is generated from the above information.

이렇게 하므로써, RC-CR형태보다 큰 광대역에서 I/Q신호를 발생할 수 있고, 다단의 광대역 위상변환기에서 보다 입력신호의 전력손실을 최소화 할 수 있다. In this way, an I / Q signal can be generated at a wider bandwidth than the RC-CR type, and power loss of the input signal can be minimized more than in a wideband phase shifter.

입력신호가 마이크로파 대역으로 높아질수록 전력손실을 보상하기 위해서는 높은 전력을 소모해야 하므로, 전력손실을 최소화하는 것은, 전체회로의 전력소모를 줄이는데 매우 중요한 장점이 된다.As the input signal is high in the microwave band, high power must be consumed to compensate for power loss. Therefore, minimizing power loss is a very important advantage in reducing power consumption of the entire circuit.

이와 같은 본 발명의 동작을 설명하면 다음과 같다.The operation of the present invention as described above is as follows.

D-F/F로 구성되는 피드포워드 정적분주기(120) 및 피드백 정적분주기(130)중에서 피드백 정적 분주기(130)를 온(on), 피드포워드 정적 분주기(120)를 오프(off)로 설정한 분주기에서, 입력주파수(fin)는 가변 위상변환기(110)를 통해 90도의 위상차이를 갖는 신호가 되고, 이와 같이 90도의 위상차이를 갖는 신호는 동 적분주기인 밀러 분주기 2개로 구성된 영상주파수 제거 혼합기(100)로 입력된다. Among the feed forward static divider 120 and the feedback static divider 130 composed of DF / F, the feedback static divider 130 is turned on and the feed forward static divider 120 is set to off. In the divider, the input frequency (fin) becomes a signal having a phase difference of 90 degrees through the variable phase shifter 110, and thus the signal having a phase difference of 90 degrees is an image frequency composed of two Miller dividers which are dynamic integrating periods. Input to the elimination mixer 100.

이 주파수는 D-F/F으로 구성되는 피드백 정적분주기(130)에서 피드백 경로로 영상주파수 제거 혼합기(100)로 들어와 혼합된다.This frequency is mixed into the image frequency elimination mixer 100 as a feedback path in the feedback static divider 130 composed of D-F / F.

여기에서 피드백 정적분주기(130)로 부터 나오는 피드백 신호는 가변위상변환기(110)을 통해 입력된 신호는 서로 위상이 90도 차이가 난다.Here, the feedback signal from the feedback static frequency divider 130 is a signal input through the variable phase converter 110 is 90 degrees out of phase with each other.

따라서 이렇게 각각의 영상주파수 제거 혼합기(100)에서 혼합된 신호는 서로 더해짐으로서 고조파 성분인 영상주파수는 제거된다. Therefore, the signals mixed in the respective image frequency removing mixers 100 are added to each other, thereby eliminating the image frequency which is a harmonic component.

영상주파수가 제거된 신호는 출력신호(fout)가 되고 또한 피드백 정적분주기(130)정적분주기의 입력신호가된다.The signal from which the image frequency is removed becomes an output signal fout and also becomes an input signal of the feedback static divider 130.

이후 제어수단에서는 출력주파수(fout)를 확인하고, 출력주파수에 포함된 고조파 성분인 영상주파수를 판단하여 원하지 않는 주파수대의 값을 최소화하기 위하여 가변위상변환기(110)의 캐패시터(Cv)값을 조정하기 위한 제어신호(Cs)를 생성하여 출력한다.Thereafter, the control unit checks the output frequency fout, adjusts the capacitor Cv value of the variable phase converter 110 to minimize an unwanted frequency band by determining an image frequency which is a harmonic component included in the output frequency. The control signal Cs is generated and output.

가변위상변환기(110)에서는 이에 따라 캐피시터(Cv)값이 결정되며 이에 따라 입력주파수(fin)를 위상변환시켜 영상주파수 제거혼합기(100)의 혼합기(101)(102)로 출력한다.In the variable phase converter 110, the capacitor Cv is determined accordingly, and the input frequency fin is phase-shifted and output to the mixers 101 and 102 of the image frequency elimination mixer 100.

한편 피드백 정적분주기(130)는 상기에서와 같이 피드백 경로로 앞서 출력된 출력주파수(fout)를 1/N 분주하여 혼합기(101)(102)로 출력하게 된다.On the other hand, the feedback static divider 130 divides the output frequency fout previously output by the feedback path as described above by 1 / N and outputs it to the mixers 101 and 102.

혼합기(101)(102)에서는 상기의 가변위상변환기(110)를 통해 위상변환된 입력주파수(fin)와 상기의 피드백 정적분주기(130)를 통해 분주된 신호가 혼합되고, 이의 신호가 출력주파수(fout)로 결정된다. In the mixers 101 and 102, the input frequency fin phase-converted through the variable phase converter 110 and the signal divided by the feedback static divider 130 are mixed, and the signal thereof is converted into an output frequency ( fout).

여기서 초기 피드백 정적분주기(130)의 입력신호는 없으므로 초기 입력주파수(fin)가 그대로 피드백 경로의 피드백 정적분주기(130)의 입력신호가 되며 상기에서와 같은 과정을 반복진행하게 되면서 피드백되어 피드백 정정적 분주기(130)의 입력신호가 된다.In this case, since there is no input signal of the initial feedback static divider 130, the initial input frequency fin becomes the input signal of the feedback static divider 130 of the feedback path as it is and is fed back while repeating the above process. It becomes an input signal of the divider 130.

제어수단에서는 출력주파수(fout)를 확인하고, 이에 따라 상기에서와 같은 과정을 반복진행하면서 입력주파수(fin)에 포함되는 원하지 않는 주파수대의 값을 최소화시키기 위한 커패시터(Cv)의 값을 결정하게 되는 것이다.The control means checks the output frequency fout and accordingly determines the value of the capacitor Cv for minimizing the unwanted frequency band included in the input frequency fin while repeating the above process. will be.

이와 마찬가지로, 피드백 정적 분주기(130)를 사용하지 않고 피드포워드 정적 분주기(120)를 동작시키면, 입력 신호(fin)는 바로 피드포워드 정적 분주기(120)로 입력되어 90도의 위상차를 갖는 N분주된 신호가 영상주파수 제거 혼합기(100)로 입력된다. Similarly, when the feedforward static divider 120 is operated without using the feedback static divider 130, the input signal fin is directly input to the feedforward static divider 120 and has a phase difference of 90 degrees. The divided signal is input to the image frequency removing mixer 100.

또한 입력 신호(fin)는 가변 위상변환기(110)를 통해 90도 위상차를 갖는 신호가 되어 영상주파수 제거 혼합기(100)로 입력되어, 혼합기(101)(102)에서 서로 혼합된다. In addition, the input signal fin becomes a signal having a phase difference of 90 degrees through the variable phase shifter 110, is input to the image frequency removing mixer 100, and mixed with each other in the mixers 101 and 102.

이렇게 혼합된 각각의 혼합기 출력 신호가 합해지면서 원하지 않는 고조파 성분이 제거 된다. Each mixer's output signal is then summed to remove unwanted harmonics.

상기에서와 같이 제어수단에서는 출력주파수(fout)를 확인하고 이에 따라 가변위상변환기(110)의 캐피시터(Cv)값을 결정하기 위한 제어신호(Cs)를 출력하며 가 변위상변환기(110)에서 이의 신호에 따라서 위상변화율을 가변시키게 되면서 상기와 같은 과정을 반복진행하므로써, 우리가 원하는 신호를 왜곡없이 얻을 수 있게 된다. As described above, the control means checks the output frequency fout, and accordingly outputs a control signal Cs for determining the capacitor Cv value of the variable phase converter 110, and at the temporary displacement converter 110, By repeating the above process while varying the phase change rate in accordance with the signal, it is possible to obtain a desired signal without distortion.

도 6a,도 6b는 본 발명에 있어서, 출력 주파수(fout)를 개념적으로 주파수 영역에서 나타낸 그림으로, 도 6a는 원하는 출력스펙트럼을 나타낸 것이고, 도 6b는 왜곡성분 억압도이다. 6A and 6B are diagrams conceptually showing an output frequency fout in the frequency domain according to the present invention. FIG. 6A shows a desired output spectrum, and FIG. 6B is a distortion component suppression diagram.

도 6a와 같이 분주된 출력신호는 원치않는 고조파 신호보다 30~40dBc정도 커야 한다. 그렇게 되지 않으면 원하지 않는 고조파 성분이 제거 되었다고 볼 수 없고 우리가 원하는 신호를 깨끗하게만들 수가 없다. The divided output signal as shown in FIG. 6A should be about 30 to 40 dBc larger than the unwanted harmonic signal. Otherwise, we can't see that unwanted harmonics have been removed and we can't make the signal we want.

또한 일반적인 광대역 능동 분주기는 도 6b처럼 영상 주파수 억압(Image frequency suppression)이 광대역에서 이루어진다. In addition, in the general broadband active divider, as shown in FIG. 6B, image frequency suppression is performed in a wide band.

그러한 넓은 억압의 대역은 능동분주기의 동작 범위가 된다.Such a wide band of suppression becomes the operating range of the active divider.

이와 같은 본 발명을 적용하면, 광대역에서 저전력으로 효과적인 영상주파수를 제거할 수 있는 마이크로파 광대역 능동주파수 분주기를 제공할 수 있다.Applying the present invention as described above, it is possible to provide a microwave broadband active frequency divider capable of removing the effective image frequency at low power in the broadband.

Claims (2)

입력주파수의 위상을 변화시키기 위한 위상변환기를 포함하는 영상주파수 제거혼합기와, 영상주파수 혼합기에 피드백 경로(feedback path)와 피드포워드 경로(feedforward path)로 구성된 1/N 정적분주기를 연결하고 정적분주기의 동작 설정에 따라 분주비를 다양하게 결정 할 수 있도록 하는 구조를 갖는 능동주파수 분주기에 있어서,An image frequency elimination mixer including a phase shifter for changing the phase of the input frequency and a 1 / N static frequency divider composed of a feedback path and a feedforward path are connected to the image frequency mixer. In the active frequency divider having a structure that can determine the division ratio in accordance with the operation setting, 상기 영상주파수 제거혼합기의 위상변환기에 있어 위상변화율을 가변적으로 변화시킬 수 있도록 가변위상변환기로 구성하고, 원하지 않는 주파수대의 신호값을 최소로 하기 위하여 입력주파수에 따른 출력 신호 성분을 판단하여 가변위상변환기의 위상변화율을 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 광대역 능동주파수 분주기. The phase shifter of the image frequency elimination mixer is composed of a variable phase converter to variably change the phase change rate, and the output signal component according to the input frequency is judged to minimize the signal value of the unwanted frequency band. And a control means for controlling the rate of phase change of the microwave broadband active frequency divider. 제 1항에 있어서, 상기 가변위상변환기는 RC-CR 위상변환기를 따르는 기본구조를 갖으며, 가변 캐패시터(Cv)를 구성하여 제어수단의 제어에 따라 가변 캐패시터(Cv)의 값을 변화시켜 입력주파수(fin)와 상관없이 위상변환이 일정하게 이루어질 수 있도록 구성하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 광대역 능동주파수 분주기.The method of claim 1, wherein the variable phase converter has a basic structure that follows the RC-CR phase converter, and constitutes a variable capacitor (Cv) to change the value of the variable capacitor (Cv) under the control of the control means to the input frequency A microwave wideband active frequency divider, characterized in that it is configured so that the phase shift can be made constant regardless of fin.
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