KR100743589B1

KR100743589B1 - 기지국내 송수신 겸용 전력 검출장치

Info

Publication number: KR100743589B1
Application number: KR1020000059973A
Authority: KR
Inventors: 홍석준
Original assignee: 유티스타콤코리아 유한회사
Priority date: 2000-10-12
Filing date: 2000-10-12
Publication date: 2007-07-27
Also published as: KR20020029168A

Abstract

본 발명은 2:1 구조의 스위치를 사용하여 수신신호의 전력과 송신신호의 전력을 공동으로 검출할 수 있도록 한 기지국내 송수신 겸용 전력 검출장치에 관한 것으로, 안테나를 통해 기지국에 수신되는 RF 수신신호를 검출 조건에 따라 필터링하는 Rx 필터부와, 상기 Rx 필터부를 통과한 RF 수신신호의 전력을 선형 검출기의 선형성에 따른 범위에 맞게 가변 증폭하는 가변 저전력 증폭기와, 기지국에서 안테나를 통해 송신하고자 하는 RF 송신신호를 검출 조건에 따라 필터링하는 Tx 필터부와, 상기 Tx 필터부를 통과한 RF 송신신호의 전력을 선형 검출기의 선형성에 따른 범위에 맞게 가변 감쇄하는 가변 감쇄기와, 2:1 구조의 스위치를 이용하여 RF 수신신호 또는 RF 송신신호에 대한 전력 검출경로를 선택하는 스위치부와, 상기 스위치부에서 선택된 전력 검출경로에 따라 입력되는 RF 수신신호 또는 RF 송신신호를 DC 전압으로 변환하는 선형 검출기와, 상기 선형 검출기에서 변환된 DC 전압을 증폭하는 비반전 증폭기로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

기지국내 송수신 겸용 전력 검출장치 {POWER DETECTOR OF TRANSMISSION AND RECEPTION DOUBLE USE IN BASE STATION}

도 1의 (가)는 종래 기지국내 수신신호의 전력 검출장치의 블록 구성도이고, (나)는 종래 기지국내 송신신호의 전력 검출장치의 블록 구성도,

도 2는 본 발명에 의한 기지국내 송수신 겸용 전력 검출장치의 블록 구성도,

도 3의 (가)는 도 2의 비반전 증폭기의 회로 구성도이고, (나)는 비반전 증폭기의 입출력 관계를 보인 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : Rx 필터부 12 : 가변 저전력 증폭기

13 : Tx 필터부 14 : 가변 감쇄기

15 : 스위치부 16 : 선형 검출기

17 : 비반전 증폭기

본 발명은 기지국내 송수신 겸용 전력 검출장치에 관한 것으로, 특히 2:1 구조의 스위치를 사용하여 수신신호의 전력과 송신신호의 전력을 공동으로 검출할 수 있도록 한 기지국내 송수신 겸용 전력 검출장치에 관한 것이다.

종래 이동통신 시스템의 기지국에는 수신신호의 전력과 송신신호의 전력을 검출하기 위한 전력 검출장치가 구비되어 있다.

이러한 종래 전력 검출장치는 도 1의 (가),(나)에 도시된 바와 같이 수신측과 송신측이 별도로 구성되어 있다.

즉, 종래 기지국내 수신신호의 전력 검출장치는 도 1의 (가)에 도시된 바와 같이 Rx 필터 및 LNA(Low Noise Amplifier)(1)와, 제1,제2 혼합기(3,4) 및 AGC(Auto Gain Controller)(5)를 구비한 DNCU(DowN Converter Unit)(2)로 이루어지고, 기지국내 송신신호의 전력 검출장치는 도 1의 (나)에 도시된 바와 같이 Tx 필터(6)와 전력 검출기(8)를 구비한 BTRU(BTS Transceiver Unit)(7)로 이루어진다.

상기 수신신호의 전력 검출장치는 상기 AGC(5)를 통해 기지국에 수신된 수신신호의 전력을 검출하고, 상기 송신신호의 전력 검출장치는 상기 BTRU(7)내 자체 전력 검출기(8)를 통해 기지국에서 송신한 송신신호의 전력을 검출한다.

그러나, 상기와 같은 종래 전력 검출장치에 있어서 수신신호의 전력 검출장치의 경우 기지국에 수신되는 수신신호가 Rx 필터 및 LNA(1), 제1,제2 혼합기(3,4) 등의 내부 디바이스(Device)들을 통과함에 따라 감쇄되므로 부정확한 전력 검출이 이루어질 수 있는 문제점이 있었다.

또한, 전력 검출장치가 수신측과 송신측마다 별도로 구현됨에 따라 각각의 신호에 대한 전력 검출이 불편한 문제점이 있으며, 특히 한 채널의 수신신호 및 송신신호에 대한 전력만을 검출할 수밖에 없었다고 하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 2:1 구조의 스위치를 사용하여 수신신호의 전력과 송신신호의 전력을 공동으로 검출할 수 있도록 한 기지국내 송수신 겸용 전력 검출장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 수신주파수 전 대역의 수신신호와 송신주파수 전 대역의 송신신호에 대한 전력 검출이 가능한 기지국내 송수신 겸용 전력 검출장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 한 채널의 수신신호와 송신신호에 대한 전력 검출이 가능한 기지국내 송수신 겸용 전력 검출장치를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 수신주파수 대역 이외의 간섭성 스퓨리어스(Spurious)에 대한 전력 검출이 가능한 기지국내 송수신 겸용 전력 검출장치를 제공하는 데에 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 기지국내 송수신 겸용 전력 검출장치는, 안테나를 통해 기지국에 수신되는 RF 수신신호를 검출 조건에 따라 필터링하는 Rx 필터부와, 상기 Rx 필터부를 통과한 RF 수신신호의 전력을 선형 검출기의 선형성에 따른 범위에 맞게 가변 증폭하는 가변 저전력 증폭기와, 기지국에서 안테나를 통해 송신하고자 하는 RF 송신신호를 검출 조건에 따라 필터링하는 Tx 필터부와, 상기 Tx 필터부를 통과한 RF 송신신호의 전력을 선형 검출기의 선형성에 따른 범위에 맞게 가변 감쇄하는 가변 감쇄기와, 2:1 구조의 스위치를 이용하여 RF 수신신호 또는 RF 송신신호에 대한 전력 검출경로를 선택하는 스위치부와, 상기 스위치부에서 선택된 전력 검출경로에 따라 입력되는 RF 수신신호 또는 RF 송신신호를 DC 전압으로 변환하는 선형 검출기와, 상기 선형 검출기에서 변환된 DC 전압을 증폭하는 비반전 증폭기로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 기지국내 송수신 겸용 전력 검출장치의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 기지국내 송수신 겸용 전력 검출장치의 블록 구성도로서, 안테나(Ant)를 통해 기지국에 수신되는 RF 수신신호를 검출 조건에 따라 Rx 필터 또는 Rx 채널 필터를 사용하여 필터링하는 Rx 필터부(11)와, 상기 Rx 필터부(11)를 통과한 RF 수신신호의 전력을 선형 검출기의 선형성에 따른 범위(Range)에 맞게 가변 증폭하는 가변 저전력 증폭기(12)와, 기지국에서 안테나(Ant)를 통해 송신하고자 하는 RF 송신신호를 검출 조건에 따라 Tx 필터 또는 Tx 채널 필터를 사용하여 필터링하는 Tx 필터부(13)와, 상기 Tx 필터부(13)를 통과한 RF 송신신호의 전력을 선형 검출기의 선형성에 따른 범위에 맞게 가변 감쇄하는 가변 감쇄기(14)와, 2:1 구조의 스위치를 이용하여 수신신호의 전력을 검출할 것인지 아니면 송신신호의 전력을 검출한 것인지에 대한 전력 검출경로를 선택하는 스위치부(15)와, 상기 스위치부(15)에서 선택된 전력 검출경로에 따라 입력되는 RF 수신신호 또는 RF 송신신호를 DC 전압으로 변환하는 선형 검출기(Linear Detector)(16)와, 상기 선형 검출기(16)에서 변환된 DC 전압을 증폭하는 비반전 증폭기(17)로 구성된다.

도 3의 (가)는 상기 도 2의 비반전 증폭기(17)의 회로 구성도로서, 두 개의 저항(R1,R2)과 하나의 OP 앰프(OP)로 이루어지며, 도 3의 (나)는 상기 도 2의 비반전 증폭기(17)의 입출력 관계를 보인 그래프로서, 입출력 관계가 비례 관계임을 알 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 기지국내 송수신 겸용 전력 검출장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 스위치부(15)내 2:1 구조의 스위치를 이용하여 전력 검출경로를 선택한다.

즉, 2:1 구조의 스위치를 수신측 경로 또는 송신측 경로로 온/오프시킴으로써 수신신호의 전력을 검출할 것인지 아니면 송신신호의 전력을 검출한 것인지를 선택한다.

여기서, 수신신호의 전력을 먼저 검출하고자 한다면, 동작은 다음과 같다.

Rx 필터부(11)는 안테나(Ant)를 통해 기지국에 수신되는 RF 수신신호를 검출 조건에 따라 필터링하는데, 이때 검출 조건이 수신주파수 전 대역의 수신신호 전력 검출일 경우에는 Rx 필터를 사용하여 해당하는 RF 수신신호를 필터링하고, 한 채널의 수신신호 전력 검출일 경우에는 Rx 채널 필터를 사용하여 해당하는 RF 수신신호를 필터링한다.

이어, 가변 저전력 증폭기(12)는 상기 Rx 필터부(11)를 통과한 RF 수신신호의 전력을 상기 선형 검출기(16)의 선형성에 따른 범위에 맞게 가변 증폭한다.

이때, 상기 선형 검출기(16)는 0.1GHz∼2.5GHz 주파수 대역에서 선형성(- 70dBm∼-10dBm)이 60dB 범위를 가지고 있으므로, 예를 들어 -100dBm∼-40dBm의 수신신호 전력을 검출하려면 상기 가변 저전력 증폭기(12)의 이득을 30dB로 설계해야 한다.

이후, 상기 선형 검출기(16)는 상기 가변 저전력 증폭기(12)에서 증폭된 RF 수신신호를 스위치부(15)를 통해 입력하여 DC 전압으로 변환한다.

이때, 상기 선형 검출기(16)는 -70dBm∼-10dBm의 RF 수신신호를 0.45∼1.7V의 DC 전압으로 출력하게 된다.

이후, 비반전 증폭기(17)를 통해 상기 선형 검출기(16)에서 변환된 DC 전압을 증폭하여 최종적으로 RF 수신신호의 전력을 검출한다.

이때, 상기 비반전 증폭기(17)는 도 3의 (가)에 도시된 OP 앰프(OP)를 통해 Vout=(1+R1/R2)Vin 만큼 증폭하게 되며, 저항(R1,R2)의 값을 변경함에 따라 원하는 Vout 값을 얻을 수 있게 된다.

다음으로, 송신신호의 전력 검출동작을 설명하면, 상기 Tx 필터부(13)는 기지국에서 안테나(Ant)를 통해 송신하고자 하는 RF 송신신호를 검출 조건에 따라 필터링하는데, 이때 검출 조건이 송신주파수 전 대역의 송신신호 전력 검출일 경우에는 Tx 필터의 커플링 테스트 포트(Coupling Test Port)를 사용하여 해당하는 RF 송신신호를 필터링하고, 한 채널의 송신신호 전력 검출일 경우에는 Tx 채널 필터의 커플링 테스트 포트를 사용하여 해당하는 RF 송신신호를 필터링한다.

이어, 가변 감쇄기(14)는 상기 Tx 필터부(13)를 통과한 RF 송신신호의 전력을 상기 선형 검출기(16)의 선형성에 따른 범위에 맞게 가변 감쇄한다.

즉, RF 송신신호 전력의 최대값이 -10dBm이 되도록 가변 감쇄기(14)의 이득을 감쇄시키고, 상기 가변 저전력 증폭기(12)의 설계와 마찬가지로 가변 감쇄기(14)의 이득을 30dB로 설계한다.

이후, 상기 선형 검출기(16)는 상기 가변 감쇄기(14)에서 감쇄된 RF 송신신호를 스위치부(15)를 통해 입력하여 DC 전압으로 변환한다.

이후, 비반전 증폭기(17)를 통해 상기 선형 검출기(16)에서 변환된 DC 전압을 증폭하여 최종적으로 RF 송신신호의 전력을 검출한다.

즉, RF 송신신호의 전력을 전압 단위로 검출한다.

한편, 본 발명에서는 상기 Rx 필터부(11)에서 Rx 노치(Notch) 필터를 사용하여 수신주파수 대역 이외의 간섭성 스퓨리어스에 대한 전력을 검출할 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 2:1 구조의 스위치를 사용하여 수신신호의 전력과 송신신호의 전력을 공동으로 검출할 수 있게 되는 효과가 있으며, 이때 한 채널의 수신신호와 송신신호는 물론 수신주파수 전 대역의 수신신호와 송신주파수 전 대역의 송신신호에 대한 전력 검출이 가능하다.

그리고, 수신주파수 대역 이외의 간섭성 스퓨리어스에 대한 전력 검출도 가능하다.

또한, 본 발명의 전력 검출장치를 기지국내 FEU에 부착하여 사용할 수 있으며(이때, 필터부는 제외하도록 함), 휴대용으로 개발하여 간편하게 사용할 수 있다.

Claims

안테나를 통해 기지국에 수신되는 RF 수신신호를 검출 조건에 따라 Rx 필터 또는 Rx 채널 필터를 사용하여 필터링하는 Rx 필터부와,

상기 Rx 필터부를 통과한 RF 수신신호의 전력을 선형 검출기의 선형성에 따른 범위에 맞게 가변 증폭하는 가변 저전력 증폭기와,

기지국에서 안테나를 통해 송신하고자 하는 RF 송신신호를 검출 조건에 따라 Tx 필터 또는 Tx 채널 필터를 사용하여 필터링하는 Tx 필터부와,

상기 Tx 필터부를 통과한 RF 송신신호의 전력을 선형 검출기의 선형성에 따른 범위에 맞게 가변 감쇄하는 가변 감쇄기와,

2:1 구조의 스위치를 이용하여 RF 수신신호 또는 RF 송신신호에 대한 전력 검출경로를 선택하는 스위치부와,

상기 스위치부에서 선택된 전력 검출경로에 따라 입력되는 RF 수신신호 또는 RF 송신신호를 DC 전압으로 변환하는 선형 검출기와,

상기 선형 검출기에서 변환된 DC 전압을 증폭하는 비반전 증폭기로 구성되는 것을 특징으로 하는 기지국내 송수신 겸용 전력 검출장치.
제1항에 있어서, 상기 Rx 필터부의 검출 조건이 수신주파수 전 대역의 수신신호 전력 검출일 경우 Rx 필터를 사용하여 해당 RF 수신신호를 필터링하는 것을 특징으로 하는 기지국내 송수신 겸용 전력 검출장치.
제1항에 있어서, 상기 Rx 필터부의 검출 조건이 한 채널의 수신신호 전력 검출일 경우 Rx 채널 필터를 사용하여 해당 RF 수신신호를 필터링하는 것을 특징으로 하는 기지국내 송수신 겸용 전력 검출장치.
제1항에 있어서, 상기 Tx 필터부의 검출 조건이 송신주파수 전 대역의 송신신호 전력 검출일 경우 Tx 필터의 커플링 테스트 포트를 사용하여 해당 RF 송신신호를 필터링하는 것을 특징으로 하는 기지국내 송수신 겸용 전력 검출장치.
제1항에 있어서, 상기 Tx 필터부의 검출 조건이 한 채널의 송신신호 전력 검출일 경우 Tx 채널 필터의 커플링 테스트 포트를 사용하여 해당 RF 송신신호를 필터링하는 것을 특징으로 하는 기지국내 송수신 겸용 전력 검출장치.
제1항에 있어서, 상기 Rx 필터부에서 Rx 노치 필터를 사용하여 수신주파수 대역 이외의 간섭성 스퓨리어스에 대한 전력을 검출하는 것을 특징으로 하는 기지국내 송수신 겸용 전력 검출장치.