KR100841433B1 - Ｄａｔ가 장착된 ｂｐｓｋ 변조방식을 적용한 폴라 송신기 - Google Patents

Ｄａｔ가 장착된 ｂｐｓｋ 변조방식을 적용한 폴라 송신기 Download PDF

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Abstract

본 발명은, DAT가 장착된 BPSK 변조방식을 적용한 폴라 송신기에 관한 것으로서, 입력된 데이터를 소정의 처리과정을 거쳐 진폭성분과 위상성분으로 분리하는 데이터 분리부, I신호의 위상성분을 갖는 패스밴드의 I값과 Q신호의 위상성분을 갖는 패스밴드의 Q값을 생성하는 주파수 합성기, 데이터 분리부로부터의 진폭성분과 주파수 합성기로부터의 I값을 이용하여 I신호에 대한 I반송파를 생성하는 I신호용 폴라 변조회로, 데이터 분리부로부터의 진폭성분과 주파수 합성기로부터의 Q값을 이용하여 Q신호에 대한 Q반송파를 생성하는 Q신호용 폴라 변조회로, I반송파와 Q반송파를 결합하여 반송파를 생성하는 반송파 생성부를 포함한다. 이에 의해, 본 폴라 송신기는, 데이터의 처리속도가 빠르고 넓은 대역폭을 가지므로, 멀티모드, 멀티밴드에 적용이 가능하다. 또한, 회로의 구성이 간단하여, 설계가 용이하고 전력소모가 감소될 뿐만 아니라, 원가를 절감할 수 있다.
Figure R1020060054735
폴라, 송신기, BPSK, 펄스 쉐이핑, 지연부, 먹스, 스위칭 파워 증폭기, DAT

Description

ＤＡＴ가 장착된 ＢＰＳＫ 변조방식을 적용한 폴라 송신기{POLAR TRANSMITTER APPLY TO BPSK MODULATION METHOD USING DISTRIBUTED ACTIVE TRANSFORMER}
도 1은 종래의 폴라 송신기의 개략적 회로도,
도 2는 본 발명에 따른 폴라 송신기의 개략적 회로도,
도 3은 본 발명에 따른 폴라 송신기의 일실시예를 보인 회로도,
도 4는 본 발명에 따른 폴라 송신기에서 출력된 반송파 궤적을 나타낸 그래프,
도 5는 본 발명에 따른 폴라 송신기와 종래 송신기의 스팩트럼 성능을 비교한 그래프이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 모뎀 120 : 주파수 합성기
125a : 제1먹스 125b : 제2먹스
130 : I신호용 폴라 변조회로 131 : 제1펄스 쉐이핑 필터
133 : 제1진폭 모듈레이터 135 : 제1스위칭 파워 증폭기
137 : 제1지연부 139 : 제1리미터
140 : Q신호용 폴라 변조회로 142 : 제2펄스 쉐이핑 필터
143 : 제2진폭 모듈레이터 145 : 제2스위칭 파워 증폭기
147 : 제2지연부 149 : 제2리미터
150 : DAT 151a : I측 1차 코일
151b : Q측 1차 코일 153 : 2차 코일
본 발명은 DAT가 장착된 BPSK 변조방식을 적용한 폴라 송신기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 데이터의 처리속도를 고속화하여 멀티모드, 멀티밴드에 적용할 수 있을 뿐만 아니라, BPSK 변조방식을 이용함으로써 회로의 구성을 간단화할 수 있는 DAT가 장착된 BPSK 변조방식을 적용한 폴라 송신기에 관한 것이다.
일반적으로 확산 스팩트럼 방식의 송신기는, 반송파로서 주로 사인파, 펄스 등을 사용하며, 사인파, 펄스파는 데이터를 전송하기 위해서 일정 주파수로 상승시켜야 한다. 이를 위해, 송신기에서는 반송파를 기저대역에서 일정 주파수로 업컨버전하기 위한 구성요소들을 필요로 한다.
송신기에서 반송파를 일정 주파수로 업컨버전하는 방법은, 기저대역에서 중간대역을 거쳐 일정 주파수로 업컨버전하는 슈퍼 헤테로다인 방식과, 기저대역에서 일정 주파수로 직접 컨버전하는 다이렉트 컨버전 방식이 있다.
슈퍼 헤테로다인 방식을 채용하는 송신기의 경우, 중간대역(IF대역)의 주파수를 생성하기 위한 IF용 VCO(Voltage Controlled Oscillator)와, RF대역의 주파수 를 생성하기 위한 RF용 VCO와, 각 VCO에서 생성된 주파수가 외부영향에 의해 변화되지 않도록 고정시키는 IF용 PLL(Phase Locked Loop) 및 RF용 PLL과, 기저대역의 반송파를 VCO에서 발생한 주파수로 중간대역으로 업컨버전하기 위한 IF용 업믹서와, 중간대역의 반송파를 일정 주파수 대역으로 업컨버전하기 위한 RF용 업믹서를 필요로 한다. 그리고 이미지신호의 제거를위한 SAW 필터와, 우수한 선형성을 갖는 PA(Power Amplifier)를 필요로 한다. 이러한 슈퍼 헤테로다인 방식의 송신기는 회로부품의 갯수가 많아 회로구성이 복잡하고 조정이 어렵다는 단점이 있다.
다이렉트 컨버전 방식을 채용하는 송신기의 경우, VCO, PLL, 업믹서, PA 등을 필요로 하며, 슈퍼 헤테로다인 방식에 비해 회로 부품의 양이 감소하였다. 그러나 여전히 PA의 우수한 선형성이 요구되고, GSM 표준 등에 필요한 노이즈 수준을 맞추기 위해서는 PA의 후단에 별도의 필터링 수단을 마련해야 한다. 또한 DC 성분에 의한 노이즈와, I신호와 Q신호의 미스매치(Miamatch)로 인해 신호의 질이 저하되는 문제가 있다.
이러한 슈퍼 헤테로다인 방식 송신기와, 직접 컨버전 방식 송신기의 문제점을 개선하기 위해, 새로이 제안된 것이 폴라(POLAR) 송신기이다.
폴라 송신기는, I신호와 Q신호로 제공된 데이터를 진폭성분과 위상성분으로 분리하여 처리한다. 폴라 송신기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 모듈레이터(10), PLL(20), VCO(30), 파워 증폭기(40), 진폭제어루프(50), 위상제어루프(60)를 포함한다.
모듈레이터(10)는 I신호와 Q신호를 입력받아 진폭성분과 위상성분으로 분리 하고, PLL(20)은 입력된 위상성분에 부합되는 위상을 갖는 일정 주파수의 반송파가 VCO(30)로부터 출력되도록 제어신호를 발생시킨다.
파워 증폭기(40)는 VCO(30)로부터 생성된 반송파와, 진폭제어루프(50)로부터의 진폭제어신호를 제공받아 반송파를 출력하며, 파워 증폭기(40)로부터 출력되는 반송파는 일정 위상과 일정 진폭을 갖게 된다.
진폭제어루프(50)는, 모듈레이터(10)에서 분리된 진폭성분을 처리하여 파워 증폭기(40)로 제공되는 진폭제어신호를 생성하는 한편, 파워 증폭기(40)에서 출력된 반송파의 진폭을 평가하고, 진폭의 평가결과에 따라 진폭제어신호를 파워 증폭기(40)로 제공한다.
위상제어루프(60)는, 파워 증폭기(40)에서 출력된 반송파의 위상을 평가하고, 평가결과에 따라 위상을 제어하기 위한 신호를 PLL(20)로 제공한다.
이러한 종래의 폴라 송신기에는, 반송파를 생성하기 위해 PLL(20)을 사용하며, PLL(20)은 VCO(30)에서 정확한 주파수와 위상을 갖는 반송파가 생성되도록 피드백하는 피드백 회로를 가지고 있다. PLL(20)의 피드백 회로는, 반송파의 주파수와 위상을 변조할 때마다 동작하며, 위상 변조시마다 피드백 회로를 통해 위상을 비교하는 시간이 소모된다. 따라서, PLL(20)을 사용할 경우, 피드백 회로로 인해 변조속도가 제한된다.
또한, 종래의 폴라 송신기는, 위상변조와 진폭변조시 위상과 진폭간의 동기화가 중요하다. 이에 따라, 그리고 PLL(20)의 피드백 회로 이외에, 즉, 동기화를 위한 진폭제어루프(50)와 위상제어루프(60)의 피드백 회로를 더 포함하고 있으므 로, 반송파의 출력을 위한 전체적인 변조시간이 길어질 뿐만 아니라, 회로가 복잡하다.
한편, 최근 무선통신에 관련된 통신 표준이 발전되고 다양해짐에 따라, 상이한 모드에서 동작할 수 있을 뿐만 아니라, 하나 이상의 표준 및 주파수 대역을 수용할 수 있는 무선통신용 송수신기가 필요하게 되었다. 예를 들어, CDMA 1X 및/또는 범용패킷 무선통신 서비스(GPRS), 이동통신용의 글로벌 시스템(GMS) 및 광대역 코드분할 다중접속(WCDMA)을 지원하는 무선통신용 송수신기가 요구되고 있다.
이러한 멀티모드 능력을 지원하기 위해서는, 단일의 송수신기 내에 하나 이상의 기준 오실레이터가 필요하다. 이에 따라, 종래에는 2 개의 분리된 PLL(20) 및 그들 사이의 스위치를 갖도록 설계하였으나, 이러한 설계는 사이즈, 비용을 증가시키고, 설계 효율을 저하시킨다.
이를 해소하기 위해, 멀티모드 무선통신 송수신기에 하나 이상의 VCO(30) 및 여러 표준을 지원할 수 있도록, 여러 주파수에서 동작할 수 있는 PLL(20)이 필요하다. 그러나, PLL(20) 자체의 피드백 회로로 인한 시간지연은 광대역 시스템에서 PLL(20) 사용이 적합하지 않음을 시사한다.
이에 따라, 고속으로 동작하여 상이한 모드로 전환되는 경우에도 신속히 새로운 주파수를 변조할 수 있도록 함으로써, 멀티모드, 멀티밴드에 적합한 폴라 송신기가 필요하다. 뿐만 아니라, 반송파의 출력을 위한 전체적인 변조시간을 단축시키고, 간단하게 회로를 구성할 수 있는 방법을 모색할 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 데이터의 처리속도를 고속화하여 멀티모드, 멀티밴드에 적용이 가능할 뿐만 아니라, 회로의 구성을 간단화할 수 있는 DAT가 장착된 BPSK 변조방식을 적용한 폴라 송신기를 제공하는 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 입력된 데이터를 소정의 처리과정을 거쳐 진폭성분과 위상성분으로 분리하는 데이터 분리부; I신호의 위상성분을 갖는 패스밴드의 +I값과 -I값 중 어느 하나를 I값으로 출력하고, Q신호의 위상성분을 갖는 패스밴드의 +Q값과 -Q값 중 어느 하나를 Q값으로 출력하는 주파수 합성기; 상기 데이터 분리부로부터의 진폭성분과, 상기 주파수 합성기로부터의 I값을 이용하여 I신호에 대한 I반송파를 생성하는 I신호용 폴라 변조회로; 상기 데이터 분리부로부터의 진폭성분과, 상기 주파수 합성기로부터의 Q값을 이용하여 Q신호에 대한 Q반송파를 생성하는 Q신호용 폴라 변조회로; 및 상기 I반송파와 Q반송파를 결합하여 반송파를 생성하는 반송파 생성부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 I신호용 폴라 변조회로는, 상기 주파수 합성기로부터의 I값을 상기 진폭성분에 따라 조절하여 출력하는 제1스위칭 파워 증폭기와, 상기 제1스위칭 파워 증폭기에서 상기 진폭을 갖는 I반송파가 출력되도록 상기 진폭성분에 부합되는 진폭제어신호를 제공하는 제1진폭 모듈레이터를 포함할 수 있다.
상기 I신호용 폴라 변조회로는, 상기 I신호의 진폭성분의 밴드를 제한하는 제1펄스 쉐이핑 필터를 포함할 수 있다.
상기 I신호용 폴라 변조회로는, 상기 I신호용 폴라 변조회로는, 상기 위상성분을 미리 설정된 시간만큼 지연시키는 제1지연부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1지연부는 상기 제1펄스 쉐이핑 필터에서 진폭성분을 처리하는데 걸리는 시간만큼 상기 펄스성분을 지연시킬 수 있다.
상기 주파수 합성기에서 생성되는 상기 I값은 0도 또는 180도의 위상성분을 가질 수 있다.
상기 제1지연부에서 지연시킨 시간이 경과하면, 상기 주파수 합성기에서 생성된 I값 중 하나를 선택하여 출력하는 제1먹스를 포함할 수 있다.
상기 제1스위칭 파워 증폭기는, 상기 제1진폭 모듈레이터로부터의 진폭제어신호에 따라 상기 제1먹스로부터 출력된 I값의 진폭을 조절하여 I반송파를 출력할 수 있다.
상기 Q신호용 폴라 변조회로는, 상기 주파수 합성기로부터의 Q값을 상기 진폭성분에 따라 조절하여 출력하는 제2스위칭 파워 증폭기와, 상기 제2스위칭 파워 증폭기에서 상기 진폭을 갖는 Q반송파가 출력되도록 상기 진폭성분에 부합되는 진폭제어신호를 제공하는 제2진폭 모듈레이터를 더 포함할 수 있다.
상기 Q신호용 폴라 변조회로는, 상기 진폭성분의 밴드를 제한하는 제2펄스 쉐이핑 필터를 포함할 수 있다.
상기 Q신호용 폴라 변조회로는, 상기 Q신호용 폴라 변조회로는, 상기 위상성분을 미리 설정된 시간만큼 지연시키는 제2지연부를 더 포함할 수 있다.
상기 제2지연부는 상기 제2펄스 쉐이핑 필터에서 진폭성분을 처리하는데 걸리는 시간만큼 상기 펄스성분을 지연시킬 수 있다.
상기 주파수 합성기에서 생성되는 상기 Q값은 90도 또는 270도의 위상성분을 가질 수 있다.
상기 제2지연부에서 지연시킨 시간이 경과하면, 상기 주파수 합성기에서 생성된 Q값 중 하나를 선택하여 출력하는 제2먹스를 포함할 수 있다.
상기 제2스위칭 파워 증폭기는, 상기 제2진폭 모듈레이터로부터의 진폭제어신호에 따라 상기 제2먹스로부터 출력된 Q값의 진폭을 조절하여 Q반송파를 출력할 수 있다.
상기 주파수 합성기는 PLL인 것이 바람직하다.
상기 주파수 합성기로부터의 I값을 상기 진폭성분에 따라 조절하여 출력하는 제1스위칭 파워 증폭기; 및 상기 제1스위칭 파워 증폭기에서 상기 진폭을 갖는 I반송파가 출력되도록 상기 진폭성분에 부합되는 진폭제어신호를 제공하는 제1진폭 모듈레이터;를 포함하고, 상기 Q신호용 폴라 변조회로는, 상기 주파수 합성기로부터의 Q값을 상기 진폭성분에 따라 조절하여 출력하는 제2스위칭 파워 증폭기; 및 상기 제2스위칭 파워 증폭기에서 상기 진폭을 갖는 Q반송파가 출력되도록 상기 진폭성분에 부합되는 진폭제어신호를 제공하는 제2진폭 모듈레이터;를 더 포함하며, 　상기 반송파 생성부는,　상기 제1스위칭 파워 증폭기로부터 출력된 I반송파와, 상기 제2스위칭 파워 증폭기로부터 출력된 Q반송파를 결합하는 트랜스포머일 수 있다.
상기 트랜스포머는, 상기 제1스위칭 파워 증폭기의 출력단과 상기 제2스위칭 파워 증폭기의 출력단을 연결하는 1차 코일과, 상기 1차 코일과 병렬로 연결되어 상기 반송파를 생성하는 2차 코일을 포함할 수 있다.
상기 반송파 생성부는 DAT인 것이 바람직하다.
상기 데이터 분리부는 모뎀일 수 있다.
상기 I신호용 폴라 변조회로는, 상기 I신호의 진폭성분의 대역을 제한하는 제1펄스 쉐이핑 필터 및 상기 위상성분을 미리 설정된 시간만큼 지연시키는 제1지연부;를 더 포함하고, 상기 Q신호용 폴라 변조회로는, 상기 진폭성분의 대역을 제한하는 제2펄스 쉐이핑 필터 및 상기 펄스성분을 미리 설정된 시간만큼 지연시키는 제2지연부;를 더 포함하며, 상기 폴라송신기는, 상기 제1지연부에서 지연시킨 시간이 경과하면, 상기 주파수 합성기에서 생성된 +I값과 +I값 중 어느 하나를 I값으로 선택하여 출력하는 제1먹스; 및 상기 제2지연부에서 지연시킨 시간이 경과하면, 상기 주파수 합성기에서 생성된 +Q값과 -Q값 중 어느 하나를 Q값으로 선택하여 출력하는 제2먹스;를 더 포함하고, 상기 제1지연부와 상기 제1먹스 사이, 상기 제2지연부와 상기 제2먹스 사이에는 일정한 진폭을 갖는 위상 변조된 신호를 얻기 위한 리미터 또는 버퍼가 장착될 수 있다.
이하에서는 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 폴라 송신기의 개략적 회로도이다.
본 폴라 송신기는, 모뎀(110), 주파수 합성기(120), I신호용 폴라 변조회로(130), Q신호용 폴라 변조회로(140), DAT(150)(Distributed Active Transformer)를 포함한다.
모뎀(110)은, 데이터를 각각 위상성분과 진폭성분으로 분리한다. 모뎀(110)에서 분리된 위상성분과 진폭성분은 각각 I신호용 폴라 변조회로(130)와 Q신호용 폴라 변조회로(140)로 제공된다.
주파수 합성기(120)는, 패스밴드 대역의 주파수를 생성하고, 좌표계에서 I축을 따라 이동하는 I신호가 가질 수 있는 위상성분과, 좌표계에서 Q축을 따라 이동하는 Q신호가 가질 수 있는 위상성분을 각각 생성하여 패스밴드에서 출력한다. 여기서, I신호가 가질 수 있는 위상 성분은, 0도 또는 180도이며, Q신호가 가질 수 있는 위상 성분은 90도 또는 270도이며, I신호의 위상성분을 갖는 신호를 +I값과 -I값이라 하고, Q신호의 위상성분을 갖는 신호를 +Q값과 -Q값이라 한다.
I신호용 폴라 변조회로(130)는, 주파수 합성기(120)에서 출력된 +I값과 -I값중 하나를 선택하고, 선택된 +I값 또는 -I값의 진폭을 조절하여 I반송파를 생성한다.
Q신호용 폴라 변조회로(140)는, 주파수 합성기(120)에서 출력된 +Q값과 -Q값중 하나를 선택하고, 선택된 +Q값 또는 -Q값의 진폭을 조절하여 Q반송파를 생성한다.
DAT(150)는 I반송파와 Q반송파를 결합하여 송신될 반송파를 출력한다.
도 3은 도 2의 폴라 송신기의 일실시예를 보인 회로도이다.
본 실시예에 따르면, 주파수 합성기(120)는 PLL과 VCO로 형성되며, I신호의 위상성분을 갖는 패스밴드의 +I값과 -I값과, Q신호의 위상성분을 갖는 패스밴드의 +Q값과 -Q값을 생성한다.
주파수 합성기(120)의 출력단에는 제1먹스(125a)와 제2먹스(125b)가 마련되어 있으며, 제1먹스(125a)는 I신호용 폴라 변조회로(130)로부터의 신호에 따라 주파수 합성기(120)로부터 출력된 +I값과 -I값 중 하나를 선택적으로 출력하고, 제2먹스(125b)는 Q신호용 폴라 변조회로(140)로부터의 신호에 따라 주파수 합성기(120)로부터 출력된 +Q값과 -Q값 중 하나를 선택적으로 출력한다.
I신호용 폴라 변조회로(130)는, 제1펄스 쉐이핑 필터(131), 제1진폭 모듈레이터(133), 제1스위칭 파워 증폭기(135), 제1지연부(137), 제1리미터(139)를 포함한다.
제1펄스 쉐이핑 필터(131)는, 진폭성분의 밴드를 제한한다. 이에 따라, 펄스의 클럭이 '0'에서 '1' 또는 '1'에서 '0'으로 변화할 때, 즉 위상이 180도 반전될 때, 주파수 스팩트럼이 방사되는 것을 방지할 수 있다.
제1진폭 모듈레이터(133)는, 진폭성분을 입력받아 제1스위칭 파워 증폭기(135)의 출력 레벨을 제어하기 위한 진폭제어신호를 생성한다. 즉, 제1진폭 모듈레이터(133)는 진폭성분에 부합되는 출력 레벨을 갖는 I반송파가 제1스위칭 파워 증폭기(135)로부터 출력되도록 제어하는 진폭제어신호를 출력한다.
제1지연부(137)는 I신호의 위상성분을 소정 시간동안 지연시켜 제1먹 스(125a)로 제공한다. 이 때, 제1지연부(137)는 제1펄스 쉐이핑 필터(131)에서 진폭성분의 밴드를 제한하는데 걸리는 만큼의 시간을 지연시켜 위상성분을 출력시킨다. 이는 제1펄스 쉐이핑 필터(131)에서 지연되는 시간을 보상함으로써, 제1스위칭 파워 증폭기(135)에 도달한 위상성분과 진폭성분이 Mismatch되는 것을 방지하기 위한 것이다.
제1지연부(137)에서 소정 시간 지연된 위상성분은 제1리미터(139) 또는 버퍼에서 일정한 진폭을 갖는 위상변조된 신호가 되어 제1먹스(125a)로 제공된다.
제1스위칭 파워 증폭기(135)는, 제1먹스(125a)로부터 출력된 I값과, 제1진폭 모듈레이터(133)로부터 제공된 진폭제어신호를 입력받으며, I값의 진폭을 진폭제어신호에 따라 조절하여 I반송파를 출력한다. 이렇게 출력된 I반송파는 I축상에서 0도 또는 180도의 방향과, 진폭만큼의 크기를 갖는 벡터값이다.
한편, Q신호용 폴라 변조회로(140)는, 제2펄스 쉐이핑 필터(141), 제2진폭 모듈레이터(143), 제2스위칭 파워 증폭기(145), 제2지연부(147), 제2리미터(149)를 포함한다. Q신호용 폴라 변조회로(140)는, 처리대상이 I신호의 위상성분과 진폭성분에서 Q신호의 위상성분과 진폭성분으로 변경되었다는 점만 제외하면, 그 역할이 I신호용 폴라 변조회로(130)와 동일하므로, Q신호용 폴라 변조회로(140)를 구성하는 각 구성요소에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
이러한 Q신호용 폴라 변조회로(140)에서는 Q축상에서 90도 또는 270도의 방향과, 진폭만큼의 크기를 갖는 벡터값인 Q반송파가 출력된다.
I신호용 폴라 변조회로(130)로부터 출력된 I반송파와, Q신호용 폴라 변조회 로(140)에서 출력된 Q반송파는, 트랜스포머인 DAT(150)에 의해 결합되어 반송파를 생성한다.
DAT(150)는 제1스위칭 파워 증폭기(135)와 제2스위칭 파워 증폭기(145)를 연결하는 1차 코일(151a,151b)과, 1차 코일(151a,151b)에 평행하게 배치되어 유도전류를 발생시키는 2차 코일(153)을 포함한다. 1차 코일(151a,151b)은 길이방향을 따라 두 부분으로 나뉘어져 I측 1차 코일(151a)과 Q측 1차 코일(151b)을 형성하며, I측 1차 코일(151a)은 제1스위칭 파워 증폭기(135)의 출력단과 연결되고, Q측 1차 코일(151b)은 제2스위칭 파워 증폭기(145)의 출력단에 각각 연결된다. 그리고 I측 1차 코일(151a)과 Q측 1차 코일(151b)의 사이에는 그라운드가 연결되어 있다. 2차 코일(153)은 I측 1차 코일(151a)과 Q측 1차 코일(151b)에서 생성된 I반송파와 Q반송파에 의해 유도전류가 형성되며, I반송파와 Q반송파를 결합하여 반송파를 생성한다.
이러한 구성에 의한 폴라 송신기의 작동과정을 간단히 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 데이터가 모뎀(110)에 입력되면, 모뎀(110)에서는 각각 위상성분 및 진폭성분을 분리하여 각각 I신호용 폴라 변조회로(130)와 Q신호용 폴라 변조회로(140)로 제공한다.
I신호용 폴라 변조회로(130)의 제1펄스 쉐이핑 필터(131)에서는 진폭성분의 대역을 제한하고, 제1진폭 모듈레이터(133)에서는 처리된 진폭성분을 이용하여 진폭제어신호를 생성한다. 생성된 진폭제어신호는 제1스위칭 파워 증폭기(135)로 입 력된다.
한편, 위상성분은 제1지연부(137)에서 일정 시간만큼 지연된 다음, 제1리미터(139) 또는 버퍼에서 일정한 진폭을 갖는 위상변조된 신호로 되어 제1먹스(125a)로 제공된다.
주파수 합성기(120)에서는 I신호의 위상성분을 갖는 +I값 및 -I값과, Q신호의 위상성분을 갖는 +Q값 및 -Q값을 출력하여 각각 제1먹스(125a)와 제2먹스(125b)로 제공한다. 제1먹스(125a)는 제1지연부(137)에서 지연되어 입력된 위상성분에 따라 주파수 합성기(120)로부터의 +I값과 -I값 중 하나를 선택하여 출력한다.
제1먹스(125a)에서 출력된 +I값과 -I값 중 하나는 제1스위칭 파워 증폭기(135)로 입력되고, 제1스위칭 파워 증폭기(135)에서는 제1진폭 모듈레이터(133)로부터 출력된 진폭제어신호에 의해 +I값 또는 -I값의 진폭이 결정되어 I반송파가 출력된다.
마찬가지로, Q신호용 폴라 변조회로(140)에서도 I신호용 폴라 변조회로(130)에서와 동일한 과정을 거쳐 제2스위칭 파워 증폭기(145)에서 Q반송파가 출력된다.
그런 다음, I신호용 폴라 변조회로(130)로부터의 I반송파는 DAT(150)의 I측 1차 코일(151a)로 입력되고, Q신호용 폴라 변조회로(140)로부터의 Q반송파는 DAT(150)의 Q측 1차 코일(151b)로 입력된다. 그러면, DAT(150)의 2차 코일(153)에서는 I반송파와 Q반송파를 결합되어 반송파가 출력된다.
도 4는 본 발명에 따른 폴라 송신기에서 출력된 반송파 궤적을 나타낸 그래프이고, 도 5는 본 발명에 따른 폴라 송신기와 종래 송신기의 스팩트럼 성능을 비 교한 그래프이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 폴라 송신기에서 출력된 반송파는 좌표상의 4점에 집중되어 있으며, 각 점 사이는 다양한 곡선을 통해 연결되고 있다. 이에 따라, 본 폴라 송신기의 사용시 정확한 진폭성분 및 위상성분을 갖는 반송파의 생성이 가능함을 알 수 있다.
한편, 도 5를 살펴보면, 본 폴라 송신기는 종래의 송신기와 동일한 주파수 대역폭인 20MHz를 생성하며, 이는 타 폴라 송신기의 대역폭이 200KHz인데 비해 매우 우수한 것이다. 또한 본 폴라 송신기는 전체적인 스팩트럼이 종래의 송신기와 거의 일치하므로, 본 폴라 송신기는 종래의 타 폴라 송신기에 비해 동작속도가 빠를 뿐만 아니라 더 넓은 대역폭에서 동작할 수 있음을 알 수 있다.
이와 같이, 본 폴라 송신기는, I신호와 Q신호를 위상성분과 진폭성분으로 분리한 다음, 각각 BPSK(Binary Phase Shift Key)방식으로 작동하는 I신호용 폴라 변조회로(130)와 Q신호용 폴라 변조회로(140)를 이용하여 처리한다. 따라서, 종래의 폴라 송신기와는 달리 진폭제어루프와 위상제어루프가 필요치 아니하고, 위상변조시 PLL을 사용하지 아니하므로, 복수의 피드백 회로 사용으로 인한 속도의 제한을 해소할 수 있다. 이에 따라, 본 폴라 송신기는 고속의 폴라 변조가 가능하다.
또한, 회로의 구성을 간단화함으로써, 설계가 용이하고 전력소모가 감소될 뿐만 아니라, 원가를 절감할 수 있다.
게다가, 본 폴라 송신기는, 타 폴라 송신기에 비해 데이터의 처리속도가 빠르고 넓은 대역폭을 가지므로, 멀티모드, 멀티밴드에 적용이 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 본 폴라 송신기는, 데이터의 처리속도가 빠르고 넓은 대역폭을 가지므로, 멀티모드, 멀티밴드에 적용이 가능하다. 또한, 회로의 구성이 간단하여, 설계가 용이하고 전력소모가 감소될 뿐만 아니라, 원가를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시형태에 관해 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로 받아들여져야 하며, 본 발명의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 한도내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시 형태에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위 뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (21)

  1. 입력된 데이터를 소정의 처리과정을 거쳐 진폭성분과 위상성분으로 분리하는 데이터 분리부;
    I신호의 위상성분을 갖는 패스밴드의 +I값과 -I값 중 어느 하나를 I값으로 출력하고, Q신호의 위상성분을 갖는 패스밴드의 +Q값과 -Q값 중 어느 하나를 Q값으로 출력하는 주파수 합성기;
    상기 데이터 분리부로부터의 진폭성분과, 상기 주파수 합성기로부터의 I값을 이용하여 I신호에 대한 I반송파를 생성하는 I신호용 폴라 변조회로;
    상기 데이터 분리부로부터의 진폭성분과, 상기 주파수 합성기로부터의 Q값을 이용하여 Q신호에 대한 Q반송파를 생성하는 Q신호용 폴라 변조회로; 및,
    상기 I반송파와 Q반송파를 결합하여 반송파를 생성하는 반송파 생성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴라 송신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 I신호용 폴라 변조회로는,
    상기 주파수 합성기로부터의 I값을 상기 진폭성분에 따라 조절하여 출력하는 제1스위칭 파워 증폭기와,
    상기 제1스위칭 파워 증폭기에서 상기 진폭을 갖는 I반송파가 출력되도록 상기 진폭성분에 부합되는 진폭제어신호를 제공하는 제1진폭 모듈레이터를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴라 송신기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 I신호용 폴라 변조회로는,
    상기 I신호의 진폭성분의 대역을 제한하는 제1펄스 쉐이핑 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴라 송신기.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 I신호용 폴라 변조회로는,
    상기 위상성분을 미리 설정된 시간만큼 지연시키는 제1지연부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴라 송신기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1지연부는 상기 제1펄스 쉐이핑 필터에서 진폭성분을 처리하는데 걸리는 시간만큼 상기 위상성분을 지연시키는 것을 특징으로 하는 폴라 송신기.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 합성기에서 생성되는 상기 I값은 0도 또는 180도의 위상성분을 갖는 것을 특징으로 하는 폴라 송신기.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1지연부에서 지연시킨 시간이 경과하면, 상기 주파수 합성기에서 생성된 I값 중 하나를 선택하여 출력하는 제1먹스를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴라 송신기.
  8. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1스위칭 파워 증폭기는, 상기 제1진폭 모듈레이터로부터의 진폭제어신호에 따라 상기 제1먹스로부터 출력된 I값의 진폭을 조절하여 I반송파를 출력하는 것을 특징으로 하는 폴라 송신기.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 Q신호용 폴라 변조회로는,
    상기 주파수 합성기로부터의 Q값을 상기 진폭성분에 따라 조절하여 출력하는 제2스위칭 파워 증폭기와,
    상기 제2스위칭 파워 증폭기에서 상기 진폭을 갖는 Q반송파가 출력되도록 상기 진폭성분에 부합되는 진폭제어신호를 제공하는 제2진폭 모듈레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴라 송신기.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 Q신호용 폴라 변조회로는,
    상기 진폭성분의 대역을 제한하는 제2펄스 쉐이핑 필터를 포함하는 것을 특 징으로 하는 폴라 송신기.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 Q신호용 폴라 변조회로는,
    상기 위상성분을 미리 설정된 시간만큼 지연시키는 제2지연부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 폴라 송신기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2지연부는 상기 제2펄스 쉐이핑 필터에서 진폭성분을 처리하는데 걸리는 시간만큼 상기 위상성분을 지연시키는 것을 특징으로 하는 폴라 송신기.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 합성기에서 생성되는 상기 Q값은 90도 또는 270도의 위상성분을 갖는 것을 특징으로 하는 폴라 송신기.
  14. 제 11 항에 있어서,
    상기 제2지연부에서 지연시킨 시간이 경과하면, 상기 주파수 합성기에서 생성된 Q값 중 하나를 선택하여 출력하는 제2먹스를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴라 송신기.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 제2스위칭 파워 증폭기는, 상기 제2진폭 모듈레이터로부터의 진폭제어신호에 따라 상기 제2먹스로부터 출력된 Q값의 진폭을 조절하여 Q반송파를 출력하는 것을 특징으로 하는 폴라 송신기.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 주파수 합성기는 PLL인 것을 특징으로 하는 폴라 송신기.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 I신호용 폴라 변조회로는,
    상기 주파수 합성기로부터의 I값을 상기 진폭성분에 따라 조절하여 출력하는 제1스위칭 파워 증폭기; 및
    상기 제1스위칭 파워 증폭기에서 상기 진폭을 갖는 I반송파가 출력되도록 상기 진폭성분에 부합되는 진폭제어신호를 제공하는 제1진폭 모듈레이터;를 포함하고,
    상기 Q신호용 폴라 변조회로는,
    상기 주파수 합성기로부터의 Q값을 상기 진폭성분에 따라 조절하여 출력하는 제2스위칭 파워 증폭기; 및
    상기 제2스위칭 파워 증폭기에서 상기 진폭을 갖는 Q반송파가 출력되도록 상기 진폭성분에 부합되는 진폭제어신호를 제공하는 제2진폭 모듈레이터;를 더 포함하며,
    　상기 반송파 생성부는,　상기 제1스위칭 파워 증폭기로부터 출력된 I반송파와, 상기 제2스위칭 파워 증폭기로부터 출력된 Q반송파를 결합하는 트랜스포머인 것을 특징으로 하는 폴라 송신기.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 트랜스포머는, 상기 제1스위칭 파워 증폭기의 출력단과 상기 제2스위칭 파워 증폭기의 출력단을 연결하는 1차 코일과, 상기 1차 코일과 병렬로 연결되어 상기 반송파를 생성하는 2차 코일을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴라 송신기.
  19. 제 1 항에 있어서,
    상기 반송파 생성부는 DAT인 것을 특징으로 하는 폴라 송신기.
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 데이터 분리부는 모뎀인 것을 특징으로 하는 폴라 송신기.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 I신호용 폴라 변조회로는,
    상기 I신호의 진폭성분의 대역을 제한하는 제1펄스 쉐이핑 필터 및 상기 위상성분을 미리 설정된 시간만큼 지연시키는 제1지연부;를 더 포함하고,
    상기 Q신호용 폴라 변조회로는,
    상기 진폭성분의 대역을 제한하는 제2펄스 쉐이핑 필터 및 상기 위상성분을 미리 설정된 시간만큼 지연시키는 제2지연부;를 더 포함하며,
    상기 폴라송신기는,
    상기 제1지연부에서 지연시킨 시간이 경과하면, 상기 주파수 합성기에서 생성된 +I값과 +I값 중 어느 하나를 I값으로 선택하여 출력하는 제1먹스; 및
    상기 제2지연부에서 지연시킨 시간이 경과하면, 상기 주파수 합성기에서 생성된 +Q값과 -Q값 중 어느 하나를 Q값으로 선택하여 출력하는 제2먹스;를 더 포함하고,
    상기 제1지연부와 상기 제1먹스 사이, 상기 제2지연부와 상기 제2먹스 사이에는 일정한 진폭을 갖는 위상 변조된 신호를 얻기 위한 리미터 또는 버퍼가 장착된 것을 특징으로 하는 폴라 송신기.
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