KR100784136B1 - 일체형 저잡음 증폭기 및 이를 이용한 시분할 이중통신시스템의 수신 장치 - Google Patents

일체형 저잡음 증폭기 및 이를 이용한 시분할 이중통신시스템의 수신 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 일체형 저잡음 증폭기 및 이를 이용한 시분할 이중통신 시스템의 수신 장치에 관한 것으로서, 외부로부터 입력되는 신호를 검출하여 분기시키는 제 1 결합부와, 상기 제 1 결합부에서 분기된 신호의 수신 경로를 제어하는 경로 제어부와, 상기 경로 제어부에 의해 수신 경로에 전달된 신호를 증폭하는 수신 증폭부 및 상기 수신 증폭부에서 출력된 신호를 검출하여 결합시키는 제 2 결합부로 구성되는 저잡음 증폭기가 일체형으로 이루어진 일체형 저잡음 증폭기에 관한 것이다.
저잡음 증폭, 결합부, 격리부, 종단부, 순환부, 스위치, 시분할 이중통신

Description

일체형 저잡음 증폭기 및 이를 이용한 시분할 이중통신 시스템의 수신 장치 {ONE-BODY LOW NOISE AMPLIFIER AND RECEIVER OF TIME DIVISION DUPLEX SYSTEM USING THESAME}
도 1은 종래의 시분할 이중통신 시스템의 수신 장치 구성도
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 일체형 저잡음 증폭기 구성도
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시분할 이중통신 시스템의 수신 장치 구성도
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 시분할 이중통신 시스템의 수신 장치 구성도
* 주요 도면부호에 대한 설명 *
10, 230, 330 : 송수신 안테나 20 : 서큘레이터
30 : 저잡음 증폭기 40 : 대역통과 여파기
50 : 분배기 60, 210 : 송신 신호
100 : 일체형 저잡음 증폭기 110, 360 : 제 1 결합부
111 : 제 1-1 포트 112 : 제 1-2 포트
113 : 제 1-3 포트 114 : 제 1-4 포트
211 : 제 2-1 포트 212 : 제 2-2 포트
213 : 제 2-3 포트 214 : 제 2-4 포트
311 : 제 3-1 포트 312 : 제 3-2 포트
313 : 제 3-3 포트 314 : 제 3-4 포트
411 : 제 4-1 포트 412 : 제 4-2 포트
413 : 제 4-3 포트 414 : 제 4-4 포트
160, 410 : 저항 165, 335 : 경로 제어부
170, 340 : 스위치부 180, 345 : 스위치 제어부
185, 420 : 수신 증폭부 190, 425 : 증폭 소자
195, 430 : 제 2 결합부 200, 300 : 수신 장치
220, 320 : 순환부 350 : 종단부
외부로부터 입력되는 신호를 검출하여 분기시키는 제 1 결합부와, 상기 제 1 결합부에서 분기된 신호의 수신 경로를 제어하는 경로 제어부와, 상기 경로 제어부에 의해 수신 경로에 전달된 신호를 증폭하는 수신 증폭부 및 상기 수신 증폭부에서 출력된 신호를 검출하여 결합시키는 제 2 결합부가 일체형으로 이루어지는 저잡음 증폭기에 관한 것이다.
또한, 일체형 저잡음 증폭기의 수신 신호와 시분할 이중통신 시스템의 송신 신호를 한쪽 경로만으로 통과시키는 순환부 및 상기 순환부에서 출력된 신호를 송수신하는 송수신 안테나가 더 포함되어 이루어지는 시분할 이중통신 시스템의 수신 장치에 관한 것이다.
한편, 송신 및 수신 신호를 송수신하는 송수신 안테나와, 상기 송수신 안테 나로부터 신호를 한쪽 경로만으로 통과시키는 순환부와, 상기 순환부에 의해 통과된 신호의 수신 경로를 제어하는 경로 제어부와, 상기 경로 제어부에 의해 수신 경로에 전달된 신호를 정합하여 종단시키는 종단부와, 상기 경로 제어부에 의해 수신 경로에 전달된 신호를 검출하여 분기시키는 제 1 결합부와, 상기 제 1 결합부에서 분기된 신호를 증폭하는 수신 증폭부 및 상기 수신 증폭부에서 출력된 신호를 검출하여 결합시키는 제 2 결합부로 이루어지는 시분할 이중통신 시스템의 수신 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 시분할 이중통신 시스템의 수신 장치 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 수신 장치는 수신 및 송신 신호(60)를 송수신하는 송수신 안테나(10)와, 시분할 이중통신 시스템의 송신 및 수신 모드에 따라 상기 송수신 안테나(10)로부터 신호를 송신 경로 또는 수신 경로에 한쪽 경로만으로 통과시키는 서큘레이터(20)와;, 상기 서큘레이터(20)에서 출력된 수신 신호를 저잡음으로 증폭하여 출력하는 저잡음 증폭기(30)와, 상기 저잡음 증폭기(30)에서 출력된 신호를 통과대역 내의 신호로 대역 제한하여 통과시키는 대역통과 여파기(40)와, 상기 대역통과 여파기(50)에서 통과된 신호를 분배하는 분배기(50)로 구성된다.
상기 수신 모드에서 송수신 안테나로(10)부터 인가되는 수신 신호는 상기 서큘레이터(20)가 연결된 저잡음 증폭기(30)로 수신 신호를 출력한다. 상기 저잡음 증폭기(30)는 수신 신호를 증폭하여 상기 대역통과 여파기(40)로 출력한다. 이에 대역통과 여파기(40)는 통과대역 내의 신호로 대역 제한하여 통과시켜 분배기(50) 로 출력하고, 상기 분배기(50)는 수신 신호를 분배한다.
또한, 상기 송신 모드에서의 송신 신호(60)는 상기 서큘레이터(20)에 의해 송신 경로에서 상기 송수신 안테나(10)로 송신 신호(60)를 출력하여 공중으로 송출된다. 이때, 상기 서큘레이터(20)의 격리도 특성저하에 의하여 수신 경로로 간섭 신호가 혼입되어 임피던스 부정합이 발생되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 외부로부터 입력되는 신호를 검출하여 분기시키는 제 1 결합부와, 상기 제 1 결합부에서 분기된 신호의 수신 경로를 제어하는 경로 제어부와, 상기 경로 제어부에 의해 수신 경로에 전달된 신호를 증폭하는 수신 증폭부 및 상기 수신 증폭부에서 출력된 신호를 검출하여 결합시키는 제 2 결합부로 구성되는 저잡음 증폭가 일체형으로 이루어진 일체형 저잡음 증폭기를 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 시분할 이중통신 시스템의 수신 장치는 상기 일체형 저잡음 증폭기의 수신 신호와 시분할 이중통신 시스템의 송신 신호를 한쪽 경로만으로 통과시키는 순환부 및 상기 순환부에서 출력된 신호를 송수신하는 송수신 안테나가 더 포함되 어 상기 순환부가 우수한 격리도 특성을 제공하는데 그 목적이 있다.
한편, 송신 및 수신 신호를 송수신하는 송수신 안테나와, 상기 송수신 안테나로부터 신호를 한쪽 경로만으로 통과시키는 순환부와, 상기 순환부에 의해 통과된 신호의 수신 경로를 제어하는 경로 제어부와, 상기 경로 제어부에 의해 수신 경로에 전달된 신호를 정합하여 종단시키는 종단부와, 상기 경로 제어부에 의해 수신 경로에 전달된 신호를 검출하여 분기시키는 제 1 결합부와, 상기 제 1 결합부에서 분기된 신호를 증폭하는 수신 증폭부 및 상기 수신 증폭부에서 출력된 신호를 검출하여 결합시키는 제 2 결합부로 이루어지는 시분할 이중통신 시스템의 수신 장치는 송신 모드인 경우에 시분할 이중통신 시스템의 송신 신호가 상기 순환부를 통해 상기 송수신 안테나로 출력되도록 상기 경로 제어부의 스위치부가 상기 스위치부의 일측단자에 연결된 종단부의 저항에 절체되어 상기 순환부가 우수한 격리도 특성을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 실시예는 외부로부터 입력되는 신호를 검출하여 분기시키는 제 1 결합부와, 상기 제 1 결합부에서 분기된 신호의 수신 경로를 제어하는 경로 제어부와, 상기 경로 제어부에 의해 수신 경로에 전달된 신호를 증폭하는 수신 증폭부 및 상기 수신 증폭부에서 출력된 신호를 검출하여 결합시키는 제 2 결합부가 일체형으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1 실시예 따른 특징에 의하면, 상기 제 1 및 제 2 결합부는 신 호가 입력되어 출력하는 입, 출력부와, 상기 입력된 신호의 일부 전력 신호가 검출되어 분기시키는 분기부 및 상기 일부 전력 신호에 대하여 저항에 의해 정합되어 격리시키는 격리부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1 실시예 따른 특징에 의하면, 상기 경로 제어부는 신호가 어느 한 경로에 전달되도록 병렬로 구성되어 절환하는 스위치부와 상기 스위치부가 절환되도록 제어하는 스위치 제어부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1 실시예 따른 특징에 의하면, 상기 수신 증폭부는 상기 수신 경로에 전달된 신호를 증폭하는 증폭 소자가 병렬로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 2 실시예는 외부로부터 입력되는 신호를 검출하여 분기시키는 제 1 결합부와, 상기 제 1 결합부에서 분기된 신호의 수신 경로를 제어하는 경로 제어부와, 상기 경로 제어부에 의해 수신 경로에 전달된 신호를 증폭하는 수신 증폭부 및 상기 수신 증폭부에서 출력된 신호를 검출하여 결합시키는 제 2 결합부로 이루어지는 일체형 저잡음 증폭기에 있어서, 상기 저잡음 증폭기의 수신 신호와 시분할 이중통신 시스템의 송신 신호를 한쪽 경로만으로 통과시키는 순환부와, 상기 순환부에서 출력된 신호를 송수신하는 송수신 안테나가 포함되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 실시예는 송신 및 수신 신호를 송수신 하는 송수신 안테나와, 상기 송수신 안테나로부터 신호를 한쪽 경로만으로 통과시키는 순환부와, 상기 순환부에 의해 통과된 신호의 수신 경로를 제어하는 경로 제어부와, 상기 경로 제 어부에 의해 수신 경로에 전달된 신호를 저항으로 정합하여 종단시키는 종단부와, 상기 경로 제어부에 의해 수신 경로에 전달된 신호를 검출하여 분기시키는 제 1 결합부와, 상기 제 1 결합부에서 분기된 신호를 증폭하는 수신 증폭부 및 상기 수신 증폭부에서 출력된 신호를 검출하여 결합시키는 제 2 결합부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 3 실시예에 따른 특징에 의하면, 상기 경로 제어부는 신호가 어느 한 경로에 전달되도록 절환하는 스위치부와 상기 스위치부가 절환되도록 제어하는 스위치 제어부로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명의 제 3 실시예에 따른 특징에 의하면, 상기 수신 증폭부는 상기 수신 경로에 전달된 신호를 증폭하는 증폭 소자가 병렬로 이루어지는 것을 특징으로 하는 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 일체형 저잡음 증폭기 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일체형 저잡음 증폭기(100)는 제 1 결합부(110), 경로 제어부(165), 수신 증폭부(185), 제 2 결합부(195)로 구성되고, 상기 경로 제어부는 스위치부(170), 스위치 제어부(180)로 이루어진다.
상기 제 1 결합부(110)는 하이브리드 커플러(Hybrid Coupler)로 이루어지며, 외부로부터 제 1-1 포트(111)에 입력된 신호는 두 경로로 분기되어 출력된다. 즉, 제 1-3 포트(113)와 제 1-4 포트(114)를 통하여 출력되며, 또한 제 1-2 포트(112)는 격리 포트로서 이에 연결된 저항(160)에 의하여 상기 제 1-1 포트(111)에 입력된 신호에 대하여 정합하여 격리시킴으로써 상기 제 1-1 포트(111)에 간섭 신호가 혼입되어 발생되는 임피던스 부정합을 방지한다.
상기 경로 제어부(165)는 상기 스위치부(170)가 병렬로 구성되어 상기 스위치 제어부(180)에 의해서 상기 제 1 결합부(110)에서 분기된 신호를 각각의 수신 경로에 전달되도록 절체하거나 차단한다. 상기 스위치 제어부(180)는 상기 스위치부(170)가 절체 되거나 또는 차단되도록 제어한다.
상기 수신 증폭부(185)는 상기 스위치부(170)가 절체되어 전달된 신호를 각 수신 경로에 병렬로 구성되는 증폭 소자(190)에 의하여 저잡음으로 증폭한다.
상기 제 2 결합부(195)는 하이브리드 커플러(Hybrid Coupler)로 이루어지며, 상기 수신 증폭부(185)에서 증폭하여 각각의 수신 경로로 전송되어진 증폭된 신호가 두 개의 제 2-1 포트(211)와 제 2-2 포트(212)를 통해 각각 입력된 후에 하나의 신호로 결합되어 제 2-4 포트(214)를 통하여 출력된다. 또한, 제 2-3 포트(213)는 격리 포트로서 이에 연결된 저항(160)으로 상기 제 2-4 포트(214)의 신호에 대하여 정합하여 격리시킨다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 시분할 이중통신 시스템의 수신 장치 구성도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 시분할 이중통신 시스템의 수신 장치(200)는 송신 및 수신 신호를 송수신 하는 송수신 안테나(230)와, 상기 송수신 안테나(230)로부 터 신호를 한쪽 경로만으로 통과시키는 순환부(220) 및 상기 순환부(220)에 의해 통과된 신호를 증폭하도록 상기 일체형 저잡음 증폭기(100)가 포함되어 이루어진다.
상기 순환부(220)는 제 1 포트에 입력된 신호는 제 2 포트로만 출력되므로 시분할 이중통신 시스템의 송신 모드인 경우 송신 신호(210)는 상기 송수신 안테나(230)로만 출력되며, 상기 경로 제어부(165)의 스위치부(170)가 수신 경로에 병렬로 구성되어 상기 스위치 제어부(180)에 의해 차단된다. 상기 제 2 포트로 입력된 신호는 제 3 포트로만 출력되므로 수신 모드인 경우 상기 송수신 안테나(230)로부터의 수신 신호는 제 1 결합부(110)로만 입력된다. 상기 제 1 결합부(110)의 제 1-1 포트(111)에 입력된 신호는 두 경로로 분기되어 출력된다. 즉, 제 1-3 포트(113)와 제 1-4 포트를 통하여 출력되며, 상기 제 1-3 및 1-4 포트 각각의 경로에 병렬로 구성된 상기 수신 증폭부(185)에 출력되고, 제 1-2 포트(112)는 격리 포트로서 이에 연결된 저항(160)으로 상기 제 1-1 포트(111)에 입력된 신호를 정합하여 격리시킨다.
한편, 상기 송신 모드인 경우에 상기 수신 경로에 병렬로 구성된 상기 경로 제어부(165)의 스위치부(170)가 차단되고, 상기 제 1 결합부(110)에 의해서 상기 순환부(220)가 우수한 격리도 특성을 갖게 됨으로써, 상기 순환부(220)에 간섭 신호가 혼입되는 것을 방지한다.
상기 제 1 결합부(110)의 제 1-3 포트(113)와 제 1-4 포트(114)에서 출력된 신호가 각각의 수신 경로에 병렬로 구성되어 상기 스위치 제어부(180)에 의해 절체되는 상기 스위치부(170)를 통해 상기 수신 증폭부(185)에 입력되며, 상기 수신 증폭부(185)에 입력된 신호는 각 수신 경로에 병렬로 구성된 증폭 소자(190)에 의해서 저잡음으로 증폭되어 상기 제 2 결합부(195)의 제 2-1 포트(211)와 제 2-2 포트(212)를 통해 입력된 후 하나의 신호로 결합되어 제 2-4 포트(214)를 통하여 출력된다. 또한, 제 2-3 포트(213)는 격리 포트로서 이에 연결된 저항(160)으로 상기 제 2-4 포트(214)의 신호에 대하여 정합하여 격리시킨다.
도 4는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 시분할 이중통신 시스템의 수신 장치 구성도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 시분할 이중통신 시스템의 송신 모드인 경우 송신 신호(310)는 상기 순환부(320)에 의해 상기 송수신 안테나(330)로만 출력되며, 수신 모드인 경우 상기 송수신 안테나(330)로 수신된 수신 신호는 상기 순환부(320)에 의해 한쪽 경로만으로 통과되어 상기 경로 제어부(335)의 스위치부(340)로 입력되고, 상기 스위치부(340)의 일측 단자에는 저항으로 이루어져 선로를 정합하여 종단하는 종단부(350)가 연결되며, 타측 단자에는 상기 수신 신호를 검출하여 분기시키기 위한 제 1 결합부(360)가 연결된다.
이때, 상기 경로 제어부(335)의 스위치부(340)가 수신 모드인 경우에 안테나(330)로부터의 수신 신호를 상기 제 1 결합부(360)로 절체하여 제 3-1 포트(311)에 입력되고, 제 3-1 포트(311)를 통하여 입력된 신호는 두 경로로 분기되어 출력된다. 즉, 제 3-3 포트(313)와 제 3-4 포트(314)를 통하여 출력되며, 상기 제 3-3 포트 및 제 3-4 포트 각각의 경로에 병렬로 구성된 상기 수신 증폭부(420)의 증폭 소자(425)에 의해 저잡음으로 증폭된다. 상기 수신 증폭부(420)에서 증폭된 신호가 상기 제 2 결합부(430)의 제 4-1 포트(411)와 제 4-2 포트(412)를 통해 각각 입력된 후에 하나의 신호로 결합되어 제 4-4 포트(414)로 출력된다. 또한, 제 4-3 포트(413)는 격리 포트로서 이에 연결된 저항(410)으로 상기 제 4-4 포트(414)로 출력되는 신호에 대하여 정합하여 격리시킨다.
상기 경로 제어부(335)의 스위치부(340)가 송신 모드인 경우에 시분할 이중통신 시스템의 송신 신호(310)가 상기 순환부(320)를 통해 상기 송수신 안테나(330)로 출력되도록 상기 스위치부(340)의 일측단자에 연결된 종단부(350)의 저항에 절체되어 상기 순환부(320)가 우수한 격리도 특성을 갖게 되므로써, 상기 순환부(320)에 간섭 신호가 혼입되는 것을 방지한다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일체형 외부로부터 상기 제 1 결합부의 제 1-1 포트(또는 제 3-1 포트)에 입력된 신호는 두 개의 경로로 분기되어 출력되며, 격리 포트인 제 1-3 포트(또는 3-3 포트)에 연결된 저항에 의해 정합되어 격리시킴으로써, 상기 제 1-1 포트(또는 제 3-1 포트)에 간섭 신호가 혼입되어 발생되는 임피던스 부정합을 방지할 수 있다.
또한, 시분할 이중통신 시스템의 수신 장치는 상기 일체형 저잡음 증폭기의 수신 신호와 시분할 이중통신 시스템의 송신 신호를 한쪽 경로만으로 통과시키는 순환부 및 상기 순환부에서 출력된 신호를 송수신하는 송수신 안테나가 더 포함되어 송신 모드인 경우에 상기 순환부가 우수한 격리도 특성을 갖게 되므로써, 상기 순환부에 간섭 신호가 혼입되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 송신 및 수신 신호를 송수신하는 송수신 안테나와, 상기 송수신 안테나로부터 신호를 한쪽 경로만으로 통과시키는 순환부와, 상기 순환부에 의해 통과 된 신호의 수신 경로를 제어하는 경로 제어부와, 상기 경로 제어부에 의해 수신 경로에 전달된 신호를 정합하여 종단시키는 종단부와, 상기 경로 제어부에 의해 수신 경로에 전달된 신호를 검출하여 분기시키는 제 1 결합부와, 상기 제 1 결합부에서 분기된 신호를 증폭하는 수신 증폭부 및 상기 수신 증폭부에서 출력된 신호를 검출하여 결합시키는 제 2 결합부로 이루어지는 시분할 이중통신 시스템의 수신 장치는 송신 모드인 경우에 시분할 이중통신 시스템의 송신 신호가 상기 순환부를 통해 상기 송수신 안테나로 출력되도록 상기 경로 제어부의 스위치부가 상기 스위치부의 일측단자에 연결된 종단부의 저항에 절체되어 상기 순환부가 우수한 격리도 특성을 갖게 되므로써, 상기 순환부에 간섭 신호가 혼입되는 것을 방지할 수 있다.

Claims (9)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 송신 및 수신 신호를 송수신 하는 송수신 안테나와;
    상기 송수신 안테나로부터의 신호를 한쪽 경로만으로 통과시키는 순환부와;
    상기 순환부에 의해 통과된 신호의 수신 경로를 제어하는 경로 제어부와;
    상기 경로 제어부에 의해 수신 경로에 전달된 신호를 저항으로 정합하여 종단시키는 종단부와;
    상기 경로 제어부에 의해 수신 경로에 전달된 신호가 입력되는 제 3-1 포트와 상기 제 3-1 포트에 입력된 신호가 두 경로로 분기되어 출력되는 제 3-3 포트 및 제 3-4 포트와, 상기 제 3-3 포트의 출력신호 중 반사되어 상기 제 3-3 포트로 다시 입력되는 전력 신호를 저항에 의해 정합하여 격리시키는 제 3-2 포트로 형성된 제 1 결합부와;
    상기 제 1 결합부의 제 3-3 포트 및 제 3-4 포트로부터 출력되는 신호를 증폭하는 수신 증폭부; 및
    상기 수신 증폭부에서 증폭되어 출력된 신호가 입력되는 제 4-1 포트 및 제 4-2 포트와, 상기 제 4-1 포트와 제 4-2 포트로 입력된 신호가 하나의 신호로 결합되어 출력되는 제 4-4 포트 및 상기 제 4-4 포트로 출력되는 출력신호 중 반사되어 상기 제 4-4 포트로 다시 입력되는 전력 신호를 저항에 의해 정합하여 격리시키는 제 4-3 포트로 형성된 제 2 결합부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시분할 이중통신 시스템의 수신장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 경로 제어부는 신호가 어느 한 경로에 전달되도록 절환하는 스위치부와 상기 스위치부가 절환되도록 제어하는 스위치 제어부로 이루어지는 것을 특징으로 시분할 이중통신 시스템의 수신 장치.
  8. 삭제
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 수신 증폭부는 상기 수신 경로에 전달된 신호를 증폭하는 증폭 소자가 병렬로 이루어지는 것을 특징으로 하는 시분할 이중통신 시스템의 수신 장치.
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