KR100871209B1 - Frequency converter - Google Patents

Frequency converter Download PDF

Info

Publication number
KR100871209B1
KR100871209B1 KR1020070061131A KR20070061131A KR100871209B1 KR 100871209 B1 KR100871209 B1 KR 100871209B1 KR 1020070061131 A KR1020070061131 A KR 1020070061131A KR 20070061131 A KR20070061131 A KR 20070061131A KR 100871209 B1 KR100871209 B1 KR 100871209B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
frequency
complex
filter
divider
Prior art date
Application number
KR1020070061131A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20080023099A (en
Inventor
다카히코 키시
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Publication of KR20080023099A publication Critical patent/KR20080023099A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100871209B1 publication Critical patent/KR100871209B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D7/00Transference of modulation from one carrier to another, e.g. frequency-changing
    • H03D7/16Multiple-frequency-changing
    • H03D7/165Multiple-frequency-changing at least two frequency changers being located in different paths, e.g. in two paths with carriers in quadrature
    • H03D7/166Multiple-frequency-changing at least two frequency changers being located in different paths, e.g. in two paths with carriers in quadrature using two or more quadrature frequency translation stages
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D2200/00Indexing scheme relating to details of demodulation or transference of modulation from one carrier to another covered by H03D
    • H03D2200/0041Functional aspects of demodulators
    • H03D2200/0047Offset of DC voltage or frequency
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D2200/00Indexing scheme relating to details of demodulation or transference of modulation from one carrier to another covered by H03D
    • H03D2200/0041Functional aspects of demodulators
    • H03D2200/0066Mixing
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03DDEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D2200/00Indexing scheme relating to details of demodulation or transference of modulation from one carrier to another covered by H03D
    • H03D2200/0041Functional aspects of demodulators
    • H03D2200/0082Quadrature arrangements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Superheterodyne Receivers (AREA)
  • Digital Transmission Methods That Use Modulated Carrier Waves (AREA)

Abstract

광대역성과 양호한 IQ 간의 임밸런스 특성과의 양립을 도모하는 것이 가능한 주파수 변환기를 제공한다. 신호 수신용의 주파수 변환기(100)에 있어서, 실RF신호를 복소 RF신호로 변환하는 폴리페이즈 필터(130)와, 실로컬신호를 복소 로컬신호로 변환하는 분주기(140, 150)와, 전입출력 신호가 복소신호이며, 복소 RF신호와 복소 로컬신호가 입력되는 직교 혼합기(160)를 구비하고, 폴리페이즈 필터가 가장 좋은 특성을 나타내는 주파수대와, 분주기가 가장 좋은 특성을 나타내는 주파수대가 다른 것을 특징으로 한다. 주파수 특성을, RF신호와 LO신호에서 서로의 특성이 나쁜 주파수대역을 서로 보완하도록 미리 설정해 두는 것으로, 400MHz∼6GHz와 같은 넓은 주파수대역에서 수신할 수 있다.

Figure R1020070061131

수신용 주파수 변환기, 직교 다운 컨버터, 복소계수 트랜스버설 필터

Provided is a frequency converter capable of achieving compatibility with the balance characteristics between broadband and good IQ. In the frequency converter 100 for signal reception, a polyphase filter 130 for converting a real RF signal into a complex RF signal, a divider 140 and 150 for converting a local signal into a complex local signal, The input / output signal is a complex signal, and includes an orthogonal mixer 160 to which a complex RF signal and a complex local signal are input. It features. The frequency characteristics can be received in a wide frequency band such as 400 MHz to 6 GHz by setting the frequency characteristics in advance so as to complement each other in the RF signal and the LO signal.

Figure R1020070061131

Receiving Frequency Converters, Quadrature Down Converters, Complex Coefficient Transversal Filters

Description

주파수 변환기{FREQUENCY CONVERTER}Frequency converter {FREQUENCY CONVERTER}

도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 수신용 주파수 변환기의 구성도,1 is a block diagram of a receiving frequency converter according to a first embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 실시 예로 폴리페이즈 필터를 나타내는 구성도,2 is a block diagram illustrating a polyphase filter in the embodiment of FIG. 1;

도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따라 스위치의 전환과 로컬신호의 분주비의 대응을 설명하기 위한 예시도,3 is an exemplary diagram for explaining correspondence between switching of a switch and a division ratio of a local signal according to a first embodiment of the present invention;

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 송신용 주파수 변환기의 구성도,4 is a configuration diagram of a frequency converter for transmission according to a second embodiment of the present invention;

도 5는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 수신용 주파수 변환기의 구성도,5 is a configuration diagram of a receiving frequency converter according to a third embodiment of the present invention;

도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 복소계수 트랜스버설 필터의 구성도,6 is a block diagram of a complex coefficient transversal filter according to a third embodiment of the present invention;

도 7은 본 발명의 제3 실시 예에 따라 스위치의 전환과 RF의 복소계수 필터와 로컬신호의 분주비의 대응을 설명하기 위한 예시도,7 is an exemplary diagram for explaining correspondence between switching of a switch, a complex coefficient filter of RF, and a division ratio of a local signal according to a third embodiment of the present invention;

도 8은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 송신용 주파수 변환기의 구성도,8 is a configuration diagram of a frequency converter for transmission according to a fourth embodiment of the present invention;

도 9는 종래기술에 따른 90°분배기의 구성을 나타내는 구성도,9 is a block diagram showing the configuration of a 90 ° distributor according to the prior art,

도 10은 종래기술에 따른 직교 다운 컨버터의 구성을 나타내는 구성도.10 is a block diagram showing the configuration of a quadrature down converter according to the prior art;

[부호의 설명][Description of the code]

100 수신용 주파수 변환기100 frequency converter

110 대역통과 필터(BPF)110 Bandpass Filter (BPF)

120 저잡음 증폭회로(LNA)120 Low Noise Amplifier (LNA)

130 폴리페이즈 필터(PPF)130 Polyphase Filters (PPF)

140 1/2 분주기140 1/2 dispenser

150 1/4 분주기150 1/4 divider

160 더블 직교 혼합기160 double quadrature mixer

161∼164 승산기161-164 multiplier

165 감산기 165 subtractor

166 가산기166 adder

170, 180 저역통과 필터(LPF)170, 180 Low Pass Filter (LPF)

190 복소계수 트랜스버설 필터190 Complex Factor Transversal Filter

198 저잡음 증폭회로(LNA)198 Low Noise Amplifier

200 송신용 주파수 변환기200 frequency converter

210 대역통과 필터(BPF)210 Bandpass Filter (BPF)

220 증폭 회로220 amplifier circuit

230 폴리페이즈 필터(PPF)230 Polyphase Filters (PPF)

240 1/2 분주기240 1/2 dispensers

250 1/4 분주기250 1/4 divider

260 더블 직교 혼합기260 double quadrature mixer

261∼264 승산기261-264 multiplier

265 감산기265 subtractor

266 가산기266 adder

270, 280 저역통과 필터(LPF)270, 280 Lowpass Filter (LPF)

290 복소계수 트랜스버설 필터290 Complex Coefficient Transversal Filter

298 증폭 회로298 amplifier circuit

300 수신용 주파수 변환기300 frequency converter

400 송신용 주파수 변환기400 frequency converter

S1∼S5 스위치S1 to S5 switch

RF RF신호RF RF Signal

LO 로컬신호(로컬신호 발진기)LO Local Signal (Local Signal Oscillator)

본 발명은 주파수 변환기에 관한 것으로, 특히 다운 컨버터/업 컨버터의 광대역화 기술에 있어서의 광대역성과 양호한 I/Q(In-Phase/Quadrature)간의 임밸런스(Imbalance) 특성과의 양립이 가능한 광대역 주파수 변환기에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a frequency converter, and in particular, a wideband frequency converter that is compatible with the broadband characteristics of the downconverter / upconverter wideband technology and good imbalance between in-phase and quadrature (I / Q). It is about.

이동 통신이 발전함에 따라 복수의 대역에서 통신 가능한 단말기가 요구되고 있고, 특히 휴대 단말에 있어서는 400MHz로부터 6GHz에 대응하는 것이 요구되고 있다. 여기서, 실신호를 입력하여 복소신호를 얻는 직교 검파기(직교 복조기)나, 복소신호를 입력하여 실신호를 얻는 직교 변조기는 일반적인 구성으로서, 2개의 승산기로 로컬신호에 복소신호를 주입함으로써 실현한다.As mobile communication develops, terminals capable of communicating in a plurality of bands are required, and in particular, portable terminals are required to correspond to 400 MHz to 6 GHz. Here, an orthogonal detector (orthogonal demodulator) for inputting a real signal to obtain a complex signal, or an orthogonal modulator for inputting a complex signal to obtain a real signal is a general configuration, and is realized by injecting a complex signal into a local signal with two multipliers.

이와 같은 직교 변조기와 직교 복조기는 승산기간의 위상과 진폭의 차 또는 복소 로컬신호의 실부 I와 허부 Q(짝수 대칭신호: cos와 홀수 대칭신호: sin)사이의 위상과 진폭의 차에 의해 IQ간의 임밸런스가 생긴다. 이로 인해 호모다인(Zero IF)에 있어서는 신호 왜곡이 생기고, 헤테로다인(heterodyne)에 있어서는 이미지 신호가 생긴다. 이와 같은 신호 왜곡이나 이미지 신호가 생기는 문제점을 개선하기 위해서 다양한 시도가 행해지고 있는데, 이것을 광대역에, 예를 들면 400MHz∼6GHz를 하나의 회로로 실현하고자 할 때, 회로 동작의 광대역화 뿐만 아니라 I/Q 간의 임밸런스를 소정의 범위 내로 억제하기 위한 난이도는 한층 더 높아진다.Such an orthogonal modulator and an orthogonal demodulator are used to determine the difference between the IQs by the difference between the phase and amplitude of the multiplication period, or the phase and amplitude difference between the real part I and the real Q (even symmetric signal: cos and odd symmetric signal: sin) of the complex local signal. There is an imbalance. This results in signal distortion in the homo IF and image signals in the heterodyne. Various attempts have been made to improve such a problem of signal distortion and image signal generation. In order to realize this in a wide band, for example, 400 MHz to 6 GHz as a single circuit, not only the wider circuit operation but also I / Q The difficulty for suppressing liver imbalance within a predetermined range is further increased.

상기의 개선책으로서, 예를 들면, "0.8-5.2GHz 멀티밴드/멀티모드 직접 변환(direct conversion) 송신기용 SiGe-MMIC 직교 변조기"(蔭山千惠美, 中島健介, 堤恒次, 谷口英司, 末松憲治, 村上圭司 , 전자 정보 통신학회 기술보고 SR 2005-36, pp.105-108, 2005)에 기재된 기술이 있다. 이하, 도 9을 참조하여 설명한다. 직교 변조기의 LO(Local Ocillator) 신호를, 1/2 분주기(90° 분주기) (10)와 에미터 폴로워(emitter follower)회로(20)와 폴리페이즈 필터(Poly Phase Filter: PPF)(30)의 직렬접속으로 이루어지는 회로에 입력하면, 폴리페이즈 필터(30)에서 1/2 분주기(10) 출력신호의 균형이 깨져 위상 오차가 발생하므로 출력 주파수를 높이면 위상오차를 줄일 수 있다. 이와 같이 폴리페이즈 필터(30)가 존재하는 경우 폴리페이즈 필터(30)가 존재하지 않는 경우와 비교하여 넓은 주파수 대역에서 LO 출력의 I/Q 간의 임밸런스 특성인 직교 정밀도를 개선할 수 있다.As the above improvement method, for example, "SiGe-MMIC quadrature modulator for 0.8-5.2 GHz multiband / multimode direct conversion transmitter"村上 圭 司, Technical Report of the Institute of Electronics and Information Sciences SR 2005-36, pp.105-108, 2005). A description with reference to FIG. 9 is as follows. The LO (Local Ocillator) signal of the quadrature modulator is divided into a 1/2 divider (90 ° divider) (10), an emitter follower circuit (20), and a poly phase filter (PPF) ( When input to the circuit of the serial connection of 30, the phase error occurs because the balance of the output signal of the 1/2 divider 10 is broken in the polyphase filter 30, so that the phase error can be reduced by increasing the output frequency. As such, when the polyphase filter 30 is present, orthogonal precision, which is an imbalance characteristic between I / Q of the LO output, may be improved in a wide frequency band compared to the case where the polyphase filter 30 is not present.

또 다른 개선책으로서, "A single-Chip 900MHz CMOS Receiver Front-End with a High Performance Low-IF Topology"(Jan Crols, Michel s.J.Steyaert, IEEE J. of solid-State Circuits, vo1.30, no.12, pp1483-1492, Dec.1995)에 기재된 기술이 있다. 이하, 도 10을 참조하여 설명한다. RF 신호와 LO 신호를 각각 복소계수 필터로 이루어지는 직교 변환기(40, 50)를 통하여 더블 직교 혼합기(Double Quadrature Mixer: DQM)(60)에 입력한다. 더블 직교 혼합기(60)는 직교 변환기(40, 50)로부터의 실부 I, 허부 Q의 조합이 각각 입력되는 4개의 승산기(61∼64)와, 감산기(65)와, 가산기(66)로 이루어진다.As another improvement, "A single-Chip 900MHz CMOS Receiver Front-End with a High Performance Low-IF Topology" (Jan Crols, Michel sJ Steyaert, IEEE J. of solid-State Circuits, vo1.30, no.12, pp. 1483-1492, Dec. 1995). A description with reference to FIG. 10 is as follows. The RF signal and the LO signal are input to a double quadrature mixer (DQM) 60 through quadrature converters 40 and 50 each consisting of a complex coefficient filter. The double quadrature mixer 60 is composed of four multipliers 61 to 64, a subtractor 65, and an adder 66 to which the combination of the real part I and the virtual part Q from the quadrature converters 40 and 50 is input, respectively.

이 더블 직교 혼합기(60)의 믹서 출력의 I/Q 간의 임밸런스를 이미지 리젝트 율(IMRR : Image Reject Rate)로 나타낼 때, 믹서 출력에서의 오차가 없는 것으로 하면 하기의 <수학식 1>과 같이 계산할 수 있다.When the balance between I / Q of the mixer output of the double quadrature mixer 60 is expressed by the image reject rate (IMRR), it is assumed that there is no error in the mixer output. Can be calculated as

IMRR=IMRR_RF+IMRR_localIMRR = IMRR_RF + IMRR_local

여기서, ‘IMRR_RF’는 RF(Radio Frequncy) 입력의 IMRR이고, ‘IMRR_local’은 로컬 입력의 IMRR이다. 이로부터, RF 또는 로컬 중 어느 하나의 IMRR가 양호하다면, I/Q 간의 임밸런스의 IMMR을 양호하게 할 수 있다. 이하, 이러한 더블 직교 혼합기(60)에 의한 효과를 상보 효과(complementary effect)라고 한다.Here, 'IMRR_RF' is an IMRR of an RF (Radio Frequncy) input, and 'IMRR_local' is an IMRR of a local input. From this, if the IMRR of either RF or local is good, the IMMR of the I / Q balance can be good. Hereinafter, the effect by such a double orthogonal mixer 60 is called a complementary effect.

그러나, 상기 도 9와 같은 구성에서는 주파수 분주기인 1/2 분주기(10)과 폴리페이즈 필터(30)가 직렬 접속되어 있기 때문에, LO 출력이 주파수 분주기에서의 위상 안정화 상태와, 폴리페이즈 필터(30)에서의 IMRR의 양호한 상태가 가해지게 된다. 이 LO 출력 신호는 폴리페이즈 필터(30)를 통과하고 있기 때문에, 90° 위상 차 밖에 대응할 수 없다. 이 때문에, LO 출력신호의 2배 파와의 혼합파를 출력하는 짝수 고조파 혼합기(Even Harmonic Mixer)를 사용할 수 없다. 또한, RF 신호와의 관계에서는 IMRR이 양호하게 되지 않는 경우가 있다.However, in the configuration as shown in FIG. 9, since the 1/2 divider 10, which is a frequency divider 10, and the polyphase filter 30 are connected in series, the LO output is phase stabilized in the frequency divider and the polyphase. The good state of IMRR in the filter 30 is applied. Since this LO output signal passes through the polyphase filter 30, it can only correspond to a 90 degree phase difference. For this reason, an even harmonic mixer that outputs a mixed wave with twice the LO output signal cannot be used. Also, IMRR may not be good in relation to the RF signal.

또한, 상기 도 10과 같은 구성에서는, RF 신호와 LO 신호에서 주파수 특성이 일치하고 있기 때문에, I/Q 간의 임밸런스 특성은 양호하게 되지만, 광대역성에 관하여 전혀 개시하고 있지 않고 있어 도 10과 같은 구성으로는 광대역에 양호한 특성을 가질 수 없습니다. 예를 들면, 400MHz∼6GHz와 같은 광대역에서의 I/Q 간의 임밸런스 특성을 개선하는 것은 곤란하다.In the configuration as shown in Fig. 10, since the frequency characteristics of the RF signal and the LO signal coincide, the balance characteristics between I / Q are good, but the broadband characteristics are not disclosed at all. Cannot have good characteristics for broadband. For example, it is difficult to improve the balance characteristics between I / Q in a wide band such as 400 MHz to 6 GHz.

따라서, 본 발명은 광대역성과 양호한 I/Q 간의 임밸런스 특성과의 양립을 도모하는 것이 가능한 주파수 변환기를 제공함에 있다.It is therefore an object of the present invention to provide a frequency converter capable of achieving both compatibility with broadband and good imbalance between I / Q.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제1실시 예에 따른 수신용 주파수 변환기(100)는, 실RF 신호를 복소 RF신호로 변환하는 RF신호 변환부인 폴리페이즈 필터(130)와, 실로컬 신호를 복소 로컬신호로 변환하는 로컬신호 변환부인 1/2 분주기(140), 1/4 분주기(150)와, 전입출력 신호가 복소신호이며, 상기 복소 RF신호와 상기 복소 로컬신호가 입력되는 더블 직교 혼합기(160)를 구비한다. 그리고 상기 RF 신호 변환부가 가장 좋은 특성을 나타내는 주파수대와, 상기 로컬신호 변환부가 가장 좋은 특성을 나타내는 주파수대가 다른 것을 특징으로 한다. 또한, 상기에 있어서, 구성 요소에 괄호로 나타낸 참조 부호는 설명의 편의상, 후술하는 실시 예 및 도면에 있어서의 대응하는 구성 요소를 일 예로서 나타낸 것에 불과하며, 본 발명이 이것에 한정되는 것은 아니다. 이하도 마찬가지이다.In order to solve the above problems, the reception frequency converter 100 according to the first embodiment of the present invention includes a polyphase filter 130 which is an RF signal converter for converting a real RF signal into a complex RF signal, and a local signal. The 1/2 divider 140, the 1/4 divider 150, and the I / O signal, which are local signal converters for converting the signal into a complex local signal, are complex signals, and the complex RF signal and the complex local signal are inputted. It has a double quadrature mixer 160. The frequency band showing the best characteristic of the RF signal converter is different from the frequency band showing the best characteristic of the RF signal converter. In addition, in the above, the code | symbol shown in parentheses in the component is shown for the convenience of description only the corresponding component in the below-mentioned Example and drawing as an example, and this invention is not limited to this. . The same applies to the following.

이러한 구성에 의하면, 복소계수 필터 등을 포함해서 구성되는 RF신호 변환부의 주파수 특성을, RF 신호와 LO 신호에서 서로 특성이 나쁜 주파수 대역을 서로 보완하도록 미리 설정해 둔다. 예를 들면, 폴리페이즈 필터를 설계할 경우에 있어서도, RF 측에 복수단의 폴리페이즈 필터(130)를 삽입하면 삽입 손실(insertion loss)의 증대에 의한 손실(loss)이 증가하게 되므로, 커버할 수 없는 주파수 대역을 로컬측에서 보완한다. 그 결과 RF 신호와 LO 신호를 각각 복소계수 필터를 통하여 더블 직교 혼합기(160)에 입력시키면 400MHz∼6GHz와 같은 넓은 주파수 대역에서 수신할 수 있다.According to such a configuration, the frequency characteristics of the RF signal conversion section including the complex coefficient filter and the like are set in advance so as to complement frequency bands having poor characteristics in the RF signal and the LO signal. For example, even in the case of designing a polyphase filter, if the polyphase filter 130 of a plurality of stages is inserted in the RF side, the loss due to the increase of insertion loss increases, so that the cover The frequency band which cannot be corrected is compensated on the local side. As a result, when the RF signal and the LO signal are respectively input to the double quadrature mixer 160 through a complex coefficient filter, the RF signal and the LO signal can be received in a wide frequency band such as 400 MHz to 6 GHz.

본 발명의 주파수 변환기에 있어서, 상기 RF 신호 변환부는 폴리페이즈 필터(130)를 포함하는 구성을 채용할 수 있다. 혹은, 상기 RF신호 변환부는 폴리페이즈 필터(130)와, 복소계수 트랜스버설 필터(190)와, 상기 폴리페이즈 필터(130)와 상기 복소계수 트랜스버설 필터(190)를 전환하는 스위치를 포함하는 구성으로 하는 것도 가능하다. 폴리페이즈 필터(130)는 광대역의 위상 분배기로서는 가장 뛰어나지만, R와 C로 구성되는 필터이므로 높은 주파수에서는 손실이 증가하고, 정밀도도 저하된다. 이점에서 복소계수 트랜스버설 필터(190)에 따르면 고감도와 높은 IMRR를 필요로 하는 주파수에서도 적용이 가능하다.In the frequency converter of the present invention, the RF signal converter may be configured to include a polyphase filter (130). Alternatively, the RF signal converter includes a polyphase filter 130, a complex coefficient transversal filter 190, and a switch for switching the polyphase filter 130 and the complex coefficient transverse filter 190. It is also possible to. The polyphase filter 130 is excellent as a wideband phase divider, but since it is a filter composed of R and C, the loss increases at a high frequency and the precision also decreases. In this regard, according to the complex coefficient transversal filter 190, the present invention can be applied even at frequencies requiring high sensitivity and high IMRR.

또한, 상기 로컬신호 변환부로는 고주파수용의 제1 분주기와, 저주파수용의 제2 분주기를 포함하는 구성으로 하는 것도 가능하다. 본 발명의 제1 실시 예에서는 제1분주기를 1/2 분주기(240)로, 제2분주기를 1/4 분주기(250)로 하여 설명한 다. 동일한 발진기에 대한 분주비를 전환하는 것으로, 발진기의 주파수 가변범위를 억제하면서, 믹서에 입력하는 주파수 범위를 확대할 수 있는 등의 효과가 있다. 예를 들면, 분주기를 1/2, 1/4, 1/8과 같은 분주기로 구성하면, 각각의 분주기의 분담은 옥타브(octave) 단위가 된다. 제1 분주기를 1/2, 제2 분주기를 1/4로 하면, 제1 분주기의 출력 주파수인 낮은 주파수가 400MHz∼800MHz일 때, 제2 분주기의 출력 주파수는 800MHz∼1.6GHz, 각각의 입력 주파수와 로컬 발진기의 주파수는 1.6GHz∼3.2GHz이 된다.The local signal converter may be configured to include a first divider for high frequency and a second divider for low frequency. In the first embodiment of the present invention, the first divider is described as a half divider 240, and the second divider is described as a quarter divider 250. By switching the division ratio for the same oscillator, it is possible to increase the frequency range input to the mixer while suppressing the frequency variable range of the oscillator. For example, if the divider is composed of dividers such as 1/2, 1/4, 1/8, the division of each divider is in octave units. When the first divider is 1/2 and the second divider is 1/4, when the low frequency, which is the output frequency of the first divider, is 400 MHz to 800 MHz, the output frequency of the second divider is 800 MHz to 1.6 GHz, Each input frequency and local oscillator frequency ranges from 1.6 GHz to 3.2 GHz.

또한, 상기 더블 직교 혼합기를 구성하는 믹서에, 상기 실로컬 신호의 2배파와의 혼합파를 출력하는 짝수고조파 혼합기를 사용하는 것도 가능하다. 실로컬 신호의 위상차를 45°로 하고, 믹서 내부에서 2체배가 됨으로써, 90° 위상차의 로컬신호가 된다.It is also possible to use an even harmonic mixer for outputting a mixed wave with a double wave of the local signal in the mixer constituting the double quadrature mixer. By setting the phase difference of the local signal to 45 ° and multiplying it inside the mixer, it becomes a local signal of 90 ° phase difference.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 송신용 주파수 변환기(200)는, 실로컬 신호를 복소 로컬신호로 변환하는 로컬신호 변환부인 1/2분주기, 1/4 분주기(240, 250)와, 전입출력 신호가 복소신호이며, 상기 복소 로컬신호가 입력되어, 복소 RF 신호를 출력하는 더블 직교 혼합기(260)와, 상기 복소 RF 신호를 실RF 신호로 변환하는 RF 신호 변환부인 폴리페이즈 필터(230)를 구비한다. 그리고 상기 RF신호 변환부가 가장 좋은 특성을 나타내는 주파수대와, 상기 로컬신호 변환부가 가장 좋은 특성을 나타내는 주파수대가 다른 것을 특징으로 한다. In addition, in order to solve the above problems, the transmission frequency converter 200 according to the second embodiment of the present invention is a 1/2 divider, 1/4 which is a local signal conversion unit for converting a local signal into a complex local signal. The divider 240, 250, the input / output signal is a complex signal, the complex local signal is input, and a double quadrature mixer 260 which outputs a complex RF signal, and converts the complex RF signal into a real RF signal. A polyphase filter 230 that is an RF signal converter is provided. The frequency band showing the best characteristic of the RF signal converter is different from the frequency band showing the best characteristic of the local signal converter.

이러한 구성에 의하면, 복소계수 필터 등을 포함해서 구성되는 RF 신호 변환 부의 주파수 특성을 RF 신호와 LO 신호에서 서로의 특성이 나쁜 주파수 대역을 서로 보완하도록 미리 설정해 둔다. 예를 들면, 폴리페이즈 필터를 설계할 경우에 있어서도, RF 측에 복수단의 폴리페이즈 필터(230)를 삽입하면 삽입 손실의 증대에 의한 손실이 증가하게 되므로, 커버할 수 없는 주파수 대역을 로컬측에서 보완한다. 그 결과, RF 신호와 LO 신호를 각각 복소계수 필터를 통하여 더블 직교 혼합기(260)에 입력시키면, 400MHz∼6GHz와 같은 넓은 주파수대역에서 수신할 수 있다.According to such a configuration, the frequency characteristics of the RF signal conversion section including the complex coefficient filter and the like are set in advance so as to complement frequency bands having poor characteristics in the RF signal and the LO signal. For example, even in the case of designing a polyphase filter, if the polyphase filter 230 of a plurality of stages is inserted in the RF side, the loss due to the increase of insertion loss increases, so that the frequency band which cannot be covered cannot be localized. Complement in As a result, when the RF signal and the LO signal are respectively input to the double quadrature mixer 260 through the complex coefficient filter, the RF signal and the LO signal can be received in a wide frequency band such as 400 MHz to 6 GHz.

본 발명의 송신용 주파수 변환기에 있어서, 상기 RF신호 변환부는, 폴리페이즈 필터를 포함하는 구성을 채용할 수 있다. 혹은, 상기 RF신호 변환부는, 폴리페이즈 필터(230)와, 복소계수 트랜스버설 필터(290)와, 상기 폴리페이즈 필터(230)와 상기 복소계수 트랜스버설 필터(290)를 전환하는 스위치를 포함하는 구성으로 하는 것도 가능하다. 폴리페이즈 필터(230)는 광대역의 위상분배기로서는 가장 뛰어나지만, R과 C로 구성되는 필터이므로 높은 주파수에서는 손실이 증가되고, 정밀도도 저하된다. 이 점에서, 복소계수 트랜스버설 필터에 따르면, 고감도와 높은 IMRR를 필요로 하는 주파수에 있어서도 적용이 가능하다.In the transmission frequency converter of the present invention, the RF signal converter may adopt a configuration including a polyphase filter. Alternatively, the RF signal converter includes a polyphase filter 230, a complex coefficient transversal filter 290, and a switch for switching the polyphase filter 230 and the complex coefficient transverse filter 290. It is also possible to make a configuration. The polyphase filter 230 is excellent as a wideband phase divider. However, since the polyphase filter 230 is a filter composed of R and C, the loss is increased at high frequencies and the precision is also reduced. In this respect, according to the complex coefficient transversal filter, the present invention can be applied to frequencies requiring high sensitivity and high IMRR.

또한, 상기 로컬신호 변환부로는 고주파수용의 제1 분주기와, 저주파수용의 제2 분주기를 포함하는 구성으로 하는 것도 가능하다. 본 발명의 제2 실시 예에서는 제1분주기를 1/2 분주기(240)로, 제2분주기를 1/4 분주기(250)로 하여 설명한다. 동일한 발진기에 대한 분주비를 전환함으로써 발진기의 주파수 가변범위를 억제하면서, 믹서에 입력하는 주파수 범위를 확대할 수 있는 등의 효과가 있다. 예를 들면, 분주기를 1/2, 1/4, 1/8과 같은 분주기로 구성하면, 각각의 분주기의 분담은 옥타브 단위가 된다. 제1 분주기를 1/2, 제2 분주기를 1/4로 하면, 제1 분주기의 출력 주파수인 낮은 주파수가 400MHz∼800MHz일 때, 제2 분주기의 출력 주파수는 800MHz∼1.6GHz, 각각의 입력 주파수는 로컬 발진기의 주파수는 1.6GHz∼3.2GHz가 된다.The local signal converter may be configured to include a first divider for high frequency and a second divider for low frequency. In the second embodiment of the present invention, the first divider is described as a half divider 240, and the second divider is described as a quarter divider 250. By switching the division ratio for the same oscillator, the frequency range input to the mixer can be expanded while suppressing the frequency variable range of the oscillator. For example, if the divider is composed of dividers such as 1/2, 1/4, 1/8, the division of each divider is in octave units. When the first divider is 1/2 and the second divider is 1/4, when the low frequency, which is the output frequency of the first divider, is 400 MHz to 800 MHz, the output frequency of the second divider is 800 MHz to 1.6 GHz, Each input frequency has a local oscillator frequency of 1.6GHz to 3.2GHz.

또한, 상기 더블 직교 혼합기(260)를 구성하는 믹서에, 상기 실로컬신호의 2배파와의 혼합파를 출력하는 짝수 고조파 혼합기를 사용하는 것도 가능하다. 실로컬신호의 위상차를 45°로 하고, 믹서 내부에서 2체배됨으로써, 90° 위상차의 로컬신호가 된다.It is also possible to use an even harmonic mixer that outputs a mixed wave with the double wave of the local signal in the mixer constituting the double quadrature mixer 260. The phase difference of the local signal is set to 45 ° and doubled inside the mixer, resulting in a local signal having a 90 ° phase difference.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 관련되는 주파수 변환기의 바람직한 실시 예에 대하여 상세하게 설명한다. 한편, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 가지는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 사용하는 것에 의해 중복 설명을 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the frequency converter according to the present invention. In addition, in this specification and drawing, duplication description is abbreviate | omitted by using the same code | symbol about the component which has a substantially same functional structure.

우선, 이하에서 설명하는 각 실시 예의 기본적인 개념에 대해서 설명한다.First, the basic concept of each embodiment described below will be described.

이하의 실시 예에서는, I/Q 간의 임밸런스가 양호한 더블 직교 혼합기를 이용하여 광대역성과 고성능성을 가지는 주파수 변환기를 제공할 수 있도록 한다. 더블 직교 혼합기는, 도 1을 참조하여 후술하는 바와 같이, 믹서의 전포트(port)를 복소신호로 한다. 이때의 믹서 출력이 오차가 없다면, 믹서 출력의 IQ간의 임밸런스를 IMRR(image reject rate)를 하기의 <수학식 2>와 같이 나타낼 수 있다.In the following embodiment, it is possible to provide a frequency converter having wideband and high performance by using a double quadrature mixer having good I / Q balance. As described later with reference to Fig. 1, the double quadrature mixer uses a complex signal as all ports of the mixer. If there is no error in the mixer output at this time, the imbalance between the IQs of the mixer outputs may be expressed as shown in Equation 2 below.

IMRR=IMRR_RF+IMRR_localIMRR = IMRR_RF + IMRR_local

여기서, IMRR_RF는 RF입력의 IMRR이며, IMRR_local은 로컬 입력의 IMRR이다.Where IMRR_RF is the IMRR of the RF input and IMRR_local is the IMRR of the local input.

이와 같은 IMRR로부터, IQ간의 임밸런스의 IMRR을 양호하게 하기 위해서는, RF 또는 로컬 중 어느 하나의 IMRR이 양호하면 되는 것을 알 수 있다. 그래서, 더블 직교 혼합기(Double Quadrature Mixer)에 입력하는 신호를 하기와 같이 생성한다.From such an IMRR, it can be seen that either IMRF of RF or local should be good in order to improve IMRR of IQ balance. Thus, a signal input to a double quadrature mixer is generated as follows.

우선, 실RF신호로부터 복소 RF신호를 구하는 수단, 혹은 복소 RF신호로부터 실RF신호를 구하는 수단에는, 폴리페이즈 필터 등의 광대역 복소계수 필터를 이용한다. 여기서, 폴리페이즈 필터에 의해 양호한 90°위상차를 얻을 수 있는 주파수는 높은 주파수로 설정한다.First, a broadband complex coefficient filter such as a polyphase filter is used as a means for obtaining a complex RF signal from a real RF signal or a means for obtaining a real RF signal from a complex RF signal. Here, the frequency at which a good 90 ° phase difference can be obtained by the polyphase filter is set to a high frequency.

한편, 실로컬신호로부터 복소 로컬신호를 구하는 수단, 혹은 복소 로컬신호로부터 실로컬신호를 구하는 수단으로서는, 발진기의 출력을 분주하여 90° 또는 45°의 위상차를 구하는 것으로 하였을 때, 높은 주파수에서는 1/2분주 출력을 이용하고, 낮은 주파수에서는 1/4분주 출력을 이용한다. 이와 같이 함으로써 높은 주파수에서는 위상오차가 커지더라도, 낮은 주파수에서는 위상오차가 개선된다.On the other hand, as a means for obtaining a complex local signal from a local signal or a means for obtaining a local signal from a complex local signal, when a phase difference of 90 degrees or 45 degrees is obtained by dividing the output of the oscillator, 1 / Use a two-division output, and use a quarter-division output at low frequencies. This improves the phase error at low frequencies even if the phase error increases at high frequencies.

그리고, 복소계수 필터의 주파수특성이 RF신호와 LO신호에서 서로 어긋나도록 미리 설정해 둔다. 즉, RF신호를 변환하는 수단이 가장 좋은 특성을 나타내는 주파수대와, 로컬신호를 변환하는 수단이 가장 좋은 특성을 나타내는 주파수대를 다른 것으로 한다. 그 결과, RF신호와 LO신호를 각각 복소계수 필터를 통하여 더블 직교 혼합기에 입력시키면, 400MHz∼6GHz와 같은 넓은 주파수대역에서 수신할 수 있다.Then, the frequency characteristics of the complex coefficient filter are set in advance so as to deviate from each other in the RF signal and the LO signal. In other words, it is assumed that the means for converting the RF signal exhibits the best characteristic and the frequency band for converting the local signal has the best characteristic. As a result, when the RF signal and the LO signal are respectively input to the double quadrature mixer through a complex coefficient filter, the RF signal and the LO signal can be received in a wide frequency band such as 400 MHz to 6 GHz.

이상, 본 발명의 실시예의 기본적인 개념에 대해서 설명하였다.In the above, the basic concept of the Example of this invention was demonstrated.

이하에서는, 이 기본적인 개념을 실현하기 위한 구체적인 구성에 대하여, 제1∼제4 실시예로서 설명한다.Hereinafter, the specific structure for realizing this basic concept is demonstrated as 1st-4th embodiment.

(제1의 실시 예: 수신용 주파수 변환기)(First embodiment: reception frequency converter)

도 1은 400MHz로부터 2.1GHz과 2.5GHz의 실RF신호를 복소계수 필터에 의해 복소 RF신호로 변환한 신호와, 목적으로 하는 RF신호와 같은 주파수의 실로컬신호를 분주기에 의해 복소 로컬신호로 변환한 신호를, 4개의 승산기와 가산기와 감산기에 의해 구성되는 더블 직교 혼합기(전복소 믹서)에 입력하고, 복소 기저대역 신호(복소 제로-IF신호)을 구하는 주파수 변환기의 실시 예이다.1 shows a signal obtained by converting a real RF signal of 400 GHz to 2.1 GHz and 2.5 GHz into a complex RF signal by a complex coefficient filter, and a local signal of the same frequency as a desired RF signal as a complex local signal. The converted signal is input to a double quadrature mixer (full complex mixer) composed of four multipliers, adders and subtractors, and is an embodiment of a frequency converter for obtaining a complex baseband signal (complex zero-IF signal).

본 실시 예에 관련되는 수신용 주파수 변환기(100)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, RF신호측에, 대역제한을 목적으로 하는 대역통과 필터(BPF)(110)와, 저잡음 증폭회로(LNA)(120)와, 폴리페이즈 필터(PPF) (130)을 구비한다. 아울러, 로컬신호 발진기측(LO)에, 1/2분주기(140)와, 1/4분주기(150)와, 이들 2개의 분주기를 전환하기 위한 스위치(S1, S2)를 구비한다. RF신호측으로부터의 복소 RF신호와 로컬신호 발진기측으로부터의 복소 로컬신호는, 후단의 더블 직교 혼합기(160)에 입력된다. 더블 직교 혼합기(160)로부터의 복소 기저대역 신호(복소 제로-IF 신호)는, 저역통과 필터(LPF)(170)을 통하여 실신호 I로서 출력되고, 또 저역통과 필터(LPF)(180)를 통하여 복소신호 Q로서 출력된다.As shown in Fig. 1, the receiving frequency converter 100 according to the present embodiment includes a band pass filter (BPF) 110 and a low noise amplifier circuit (LNA) for the purpose of band limitation on the RF signal side. 120 and a polyphase filter (PPF) 130. In addition, the local signal oscillator side LO is provided with a 1/2 divider 140, a 1/4 divider 150, and switches S1 and S2 for switching these two dividers. The complex RF signal from the RF signal side and the complex local signal from the local signal oscillator side are input to the subsequent double quadrature mixer 160. The complex baseband signal (complex zero-IF signal) from the double quadrature mixer 160 is output as a real signal I through a low pass filter (LPF) 170, and the low pass filter (LPF) 180 is output. Is output as a complex signal Q.

이하에, 도 1의 각 구성 요소에 대하여 상세하게 설명한다.Below, each component of FIG. 1 is demonstrated in detail.

(RF신호측)(RF signal side)

RF신호측에는, 대역제한을 목적으로 하는 대역통과 필터(BPF)(110)와, 저잡음증폭 회로(LNA)(120)와, 폴리페이즈 필터(PPF)(130)를 구비한다. 대역통과 필터(110)는, 주파수에 따라서 대역통과 필터를 전환하는 필터 뱅크(filter bank)이다. 저잡음증폭 회로(Low Noise Amplifier:LNA)(120)는 수신기의 초기단에 적용되는 잡음지수가 작은 증폭기이다.On the RF signal side, a band pass filter (BPF) 110, a low noise amplifier circuit (LNA) 120, and a polyphase filter (PPF) 130 are provided for band limitation. The bandpass filter 110 is a filter bank for switching the bandpass filter in accordance with the frequency. The low noise amplifier (LNA) 120 is an amplifier having a small noise figure applied to the initial stage of the receiver.

폴리페이즈 필터(130)는 광대역의 복소계수 필터의 일종이며, 90°의 위상차를 광대역에 실현한다. 도 2는, 폴리페이즈 필터(130)의 일 예를 나타낸 설명도이다. 폴리페이즈 필터(130)는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 입력이 4단자, 출력도 4단자인 브리지(bridge) 구조로 이루어지며, 수신은 4단자를 I+, I-, Q+, Q-로 했을 때에, I+와 I-에 입력하고(Q+, Q-는 접지), I+와 I-로부터 I, Q+와 Q-로부터 Q를 얻는다. 송신은 I를 I+와 I-에 입력하고, Q를 Q+와 Q-에 입력하고, 출력의 I+와 I-의 I와, Q-와 Q+의 -Q로부터 I-jQ를 구함으로써 실신호를 얻는다.The polyphase filter 130 is a kind of wideband complex coefficient filter, and realizes a phase difference of 90 ° over a wideband. 2 is an explanatory diagram showing an example of the polyphase filter 130. As shown in Fig. 2, the polyphase filter 130 has a bridge structure having an input of four terminals and an output of four terminals, and the reception has four terminals of I +, I-, Q +, and Q-. At that time, input to I + and I- (Q +, Q- is ground), and get Q from I, Q + and Q- from I + and I-. The transmission inputs I to I + and I-, inputs Q to Q + and Q-, and obtains a real signal by obtaining I-jQ from I of outputs I + and I- and of -Q of Q- and Q +. Get

여기서, 90°의 위상차를 얻을 수 있는 주파수 범위 외에 있어서도, 진폭특성에 큰 변동이 없는 것이 중요하다. 가령 위상차가 0°이더라도, 진폭 레벨에 변동이 없으면 종래의 주파수 변환기와 동등한 동작을 할 뿐이지만, 대역통과 필터와 같이 소정의 주파수 범위 외에서는 레벨이 낮아지는 경우에는, 원하는 감도를 얻을 수 없게 되기 때문이다. 또한, 폴리페이즈 필터(130) 이외의 광대역의 복소계수 필터에는, RC나 LC에 의한 전역 통과 필터(all-pass filter)를 이용한 2개의 위상기간의 위상차에 의해 90°의 위상차를 광대역에 실현하는 수단이 있다.Here, it is important that there is no large variation in the amplitude characteristic also outside the frequency range where a phase difference of 90 degrees can be obtained. For example, even if the phase difference is 0 °, if the amplitude level does not change, only the same operation as the conventional frequency converter is performed, but when the level is lowered outside the predetermined frequency range such as a bandpass filter, the desired sensitivity cannot be obtained. Because. In addition, in the broadband complex coefficient filter other than the polyphase filter 130, a phase difference of 90 degrees is realized in a wide band by the phase difference of two phase periods using an all-pass filter by RC or LC. There is a means.

그리고 본 실시 예에서는, 복소 계수 필터인 폴리페이즈 필터(130)의 주파수 특성이, RF신호와 LO신호에서 서로 어긋나도록 미리 설정해 둔다. 이 결과, RF신호와 LO신호를 각각 폴리페이즈 필터(130)를 통하여 더블 직교 혼합기(160)에 입력시키면, 더블 직교 혼합기(160)에서의 상보 효과로 400MHz∼6GHz와 같은 넓은 주파수 대역에서 수신이 가능하다.In this embodiment, the frequency characteristics of the polyphase filter 130, which is a complex coefficient filter, are set in advance so as to deviate from the RF signal and the LO signal. As a result, when the RF signal and the LO signal are respectively input to the double quadrature mixer 160 through the polyphase filter 130, reception is performed in a wide frequency band such as 400 MHz to 6 GHz due to the complementary effect of the double quadrature mixer 160. It is possible.

(로컬신호측)(Local signal side)

로컬신호 발진기 LO측에는, 1/2 분주기(140)와, 1/4 분주기(150)와, 이들 2개의 분주기(140, 150)를 전환하기 위한 스위치(S1, S2)를 구비한다. 스위치(S1, S2)는 RF주파수에 따라서 분주기(140, 150)의 분주비를 전환한다. 높은 주파수에서는 1/2분주로 하고, 낮은 주파수에서는 1/4분주로 한다.On the LO side of the local signal oscillator, a half divider 140, a quarter divider 150, and switches S1 and S2 for switching these two dividers 140 and 150 are provided. The switches S1 and S2 switch the frequency division ratios of the frequency dividers 140 and 150 according to the RF frequency. At high frequencies, divide by 1/2; at low frequencies, divide by 1/4.

1/2분주기(140)는 입력 신호의 포지티브 에지(positive edge)와 네가티브 에지(negative edge)를 이용함으로써 90° 위상차를 가지는 출력을 얻지만, 입력신호의 듀티(duty)가 완전히 50%가 아니면 완전한 90°위상차를 가지는 출력을 얻을 수 없다. 완전한 듀티 50%를 실현하는 것은 곤란하므로, 1/2 분주기(140)의 출력에는 위상 오차의 존재를 피할 수 없다.The 1/2 divider 140 obtains an output having a phase difference of 90 ° by using a positive edge and a negative edge of the input signal, but the duty of the input signal is completely 50%. Otherwise, output with full 90 ° phase difference cannot be obtained. Since it is difficult to realize a full duty of 50%, the presence of phase error is inevitable at the output of the 1/2 divider 140.

이에 대하여, 1/4 분주기(150)에서는 포지티브 에지 또는 네가티브 에지 중 하나만을 이용함으로써 90° 위상차를 가지는 출력을 얻을 수 있으므로, 양호한 복소신호의 출력을 얻을 수 있다. 또한 일반적으로, 동일한 발진기에 대한 분주비를 전환하는 것으로, 발진기의 주파수 가변범위를 억제하면서, 믹서에 입력하는 주파수범위를 확대할 수 있다.On the other hand, in the quarter frequency divider 150, by using only one of the positive edge and the negative edge, an output having a phase difference of 90 ° can be obtained, so that a good complex signal output can be obtained. In general, by changing the frequency division ratio for the same oscillator, it is possible to expand the frequency range input to the mixer while suppressing the frequency variable range of the oscillator.

스위치(S1, S2)의 전환에 의한 분주기(140, 150)의 선택을 정리하면, 도 3에 나타낸 바와 같이 된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, RF주파수가 400MHz∼1GHz(저주파수)인 경우는 1/4 분주기(150)를 선택하고, RF주파수가 1GHz∼2.1GHz, 2.5GHz(고주파수)인 경우는 1/2 분주기(140)를 선택한다. 그리고 폴리페이즈 필터(130)의 극을 1GHz이상으로 설계함으로써, 폴리페이즈 필터(130)의 IMRR과 분주기(140, 150)의 IMRR이 서로 보완하도록 설정되어, 광대역에서 양호한 IMRR를 얻을 수 있다.The selection of the dividers 140 and 150 by switching the switches S1 and S2 is summarized as shown in FIG. As shown in Fig. 3, when the RF frequency is 400 MHz to 1 GHz (low frequency), the quarter frequency divider 150 is selected. When the RF frequency is 1 GHz to 2.1 GHz and 2.5 GHz (high frequency), 1/2 is selected. Select the divider 140. By designing the pole of the polyphase filter 130 to 1 GHz or more, the IMRR of the polyphase filter 130 and the IMRR of the dividers 140 and 150 are set to complement each other, so that a good IMRR can be obtained in a wide band.

(더블 직교 혼합기)(Double quadrature mixer)

더블 직교 혼합기(160)는, 도 1에 나타낸 바와 같이 4개의 승산기(161∼164)와 감산기(165)와 가산기(166)에 의해 구성되어 있다.The double quadrature mixer 160 is comprised by four multipliers 161-164, the subtractor 165, and the adder 166, as shown in FIG.

승산기(161)는, 폴리페이즈 필터(130)의 출력과 스위치(S1)의 출력을 입력으로 하고, 승산결과를 감산기(165)에 출력한다. 승산기(162)는, 폴리페이즈 필터(130)의 출력과 스위치(S2)의 출력을 입력으로 하고, 승산결과를 감산기(165)로 출력한다. 승산기(163)는, 폴리페이즈 필터(130)의 출력과 스위치(S1)의 출력을 입력으로 하고, 승산결과를 가산기(166)에 출력한다. 승산기(164)는, 폴리페이즈 필터(130)의 출력과 스위치(S2)의 출력을 입력으로 하고, 승산결과를 가산기(166)에 출력한다.The multiplier 161 receives the output of the polyphase filter 130 and the output of the switch S1 as inputs, and outputs a multiplication result to the subtractor 165. The multiplier 162 receives the output of the polyphase filter 130 and the output of the switch S2 as inputs, and outputs a multiplication result to the subtractor 165. The multiplier 163 takes the output of the polyphase filter 130 and the output of the switch S1 as inputs, and outputs the multiplication result to the adder 166. The multiplier 164 receives the output of the polyphase filter 130 and the output of the switch S2 as inputs, and outputs a multiplication result to the adder 166.

45° 위상차의 입력 신호에 대응하기 위하여 승산기(161∼164)에는, 입력신호의 2배파와의 혼합파를 출력하는 짝수 고조파 믹서를 이용할 수 있다. 45° 위상차의 입력 신호에 대하여, 승산기 내부에서 2체배가 되는 것에 의해 90° 위상차의 신호가 된다.In order to cope with an input signal having a 45 ° phase difference, the multipliers 161 to 164 may use an even harmonic mixer for outputting a mixed wave with a double wave of the input signal. The multiplier is multiplied inside the multiplier with respect to the input signal having a 45 ° phase difference, resulting in a 90 ° phase difference signal.

감산기(165)는, 승산기(161)의 출력과 승산기(162)의 출력을 입력으로 하고, 감산 결과를 후단의 저역통과 필터(LPF) (170)로 출력한다. 저역통과 필터(LPF)(170)의 출력이 실부I가 된다. 가산기(166)는, 승산기(163)의 출력과 승산기(164)의 출력을 입력으로 하고, 가산 결과를 후단의 저역통과 필터(LPF) (180)에 출력한다. 저역통과 필터(LPF) (180)의 출력이 허부 Q가 된다.The subtractor 165 inputs the output of the multiplier 161 and the output of the multiplier 162, and outputs the subtraction result to the low pass filter (LPF) 170 at the rear stage. The output of the low pass filter (LPF) 170 is the real I. The adder 166 takes the output of the multiplier 163 and the output of the multiplier 164 as inputs, and outputs the addition result to the low pass filter (LPF) 180 at the next stage. The output of the low pass filter (LPF) 180 becomes the hub Q.

(제1 실시예의 효과)(Effect of the first embodiment)

이상에 설명한 바와 같이, 본 실시 예에 의하면, 복소계수 필터인 폴리페이즈 필터(130)의 주파수특성을, RF신호와 LO신호에서 서로 어긋나도록 미리 설정해 둔다. 이 결과, RF신호와 LO신호를 각각 복소계수 필터를 통하여 더블 직교 혼합기(160)에 입력시키면, 더블 직교 혼합기(160)에서의 상보 효과에 의해, 400MHz∼6GHz와 같은 넓은 주파수대역에서 수신할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, the frequency characteristics of the polyphase filter 130, which is a complex coefficient filter, are set in advance so as to deviate from the RF signal and the LO signal. As a result, when the RF signal and the LO signal are respectively input to the double quadrature mixer 160 through a complex coefficient filter, the RF signal and the LO signal can be received in a wide frequency band such as 400 MHz to 6 GHz due to the complementary effect of the double quadrature mixer 160. have.

(제2 실시예: 송신용 주파수 변환기)(Second embodiment: transmission frequency converter)

도 4는 복소 기저대역 신호와, 목적으로 하는 RF신호와 같은 주파수의 실로컬신호를 분주기에 의해 복소 로컬신호로 변환한 신호를, 4개의 승산기와 가산기와 감산기에 의해 구성되는 더블 직교 혼합기(전복소 믹서)에 입력하고, 복소 RF신호를 얻은 후, 복소계수 필터에 의해 네가티브 또는 포지티브 주파수를 억압한 후에, 복소 RF신호의 실부를 출력하고, 400MHz로부터 2.1GHz와 2.5GHz의 실RF신호를 얻는 주파수 변환기의 실시예이다.Fig. 4 shows a double orthogonal mixer composed of four multipliers, an adder and a subtractor for converting a complex baseband signal and a signal obtained by converting a local signal of the same frequency as a desired RF signal into a complex local signal by a divider. After inputting a complex RF signal to a complex RF signal and suppressing a negative or positive frequency with a complex coefficient filter, the real part of the complex RF signal is output and a real RF signal of 2.1 GHz and 2.5 kHz is applied from 400 MHz. An example of a frequency converter obtained.

본 실시예에 관련되는 송신용 주파수 변환기(200)는, 도 4에 나타낸 바와 같이, RF 신호측에 대역제한을 목적으로 하는 대역통과 필터(BPF)(210)와, 증폭 회로(220)와, 폴리페이즈 필터(PPF)(230)를 구비한다. 아울러, 로컬신호 발진기 LO측 에, 1/2 분주기(240)와, 1/4 분주기(250)와, 이들 2개의 분주기를 전환하기 위한 스위치(S1, S2)를 구비한다. 실신호 I는 저역통과 필터(LPF)(270)를 통하여, 또 복소신호 Q는 저역통과 필터(LPF)(280)를 통하여 각각 더블 직교 혼합기(260)에 입력된다. 또한, 로컬신호 발진기 LO측에서의 복소 로컬신호가 후단의 더블 직교 혼합기(260)에 입력된다. 그리고 더블 직교 혼합기(260)의 출력 신호는 폴리페이즈 필터(230), 증폭 회로(220), 및 대역통과 필터(BPF)(210)을 통하여 RF신호로서, 송신 신호가 된다.As shown in Fig. 4, the transmission frequency converter 200 according to the present embodiment includes a band pass filter (BPF) 210, an amplifier circuit 220, for the purpose of band limitation on the RF signal side, A polyphase filter (PPF) 230. Further, on the LO side of the local signal oscillator, a half divider 240, a quarter divider 250, and switches S1 and S2 for switching these two dividers are provided. The real signal I is input to the double quadrature mixer 260 through the low pass filter (LPF) 270 and the complex signal Q through the low pass filter (LPF) 280, respectively. Further, the complex local signal at the local signal oscillator LO side is input to the double quadrature mixer 260 at the rear stage. The output signal of the double quadrature mixer 260 is an RF signal through the polyphase filter 230, the amplifying circuit 220, and the band pass filter (BPF) 210, and becomes a transmission signal.

이하에, 각 구성 요소에 대해서 상세하게 설명한다.Below, each component is demonstrated in detail.

(RF신호측)(RF signal side)

RF신호측에는, 대역제한을 목적으로 하는 대역통과 필터(BPF)(210)와, 증폭 회로(220)와, 폴리페이즈 필터(PPF)(230)를 구비한다. 대역통과 필터(210)는, 주파수에 따라서 대역통과 필터를 전환하는 필터뱅크이다.On the RF signal side, a band pass filter (BPF) 210, an amplifier circuit 220, and a polyphase filter (PPF) 230 are provided for band limitation. The bandpass filter 210 is a filter bank that switches the bandpass filter in accordance with the frequency.

폴리페이즈 필터(230)는, 광대역의 복소계수 필터의 일종이며, 90° 위상차를 광대역에 실현한다. 여기서, 90°의 위상차를 얻을 수 있는 주파수 범위 외에 있어서도 진폭특성에 큰 변동이 없는 것이 중요하다. 가령 위상차가 0°이더라도, 진폭레벨에 변동이 없으면 종래의 주파수 변환기와 동등한 동작을 할 뿐이지만, 대역통과 필터와 같이 소정의 주파수 범위 외에서는 레벨이 저하될 경우에, 목적으로 하는 감도를 얻을 수 없게 되기 때문이다. 또한, 폴리페이즈 필터(230) 이외의 광대역의 복소계수 필터에는, RC나 LC에 의한 전역 통과 필터를 이용한 2개의 위상기간의 위상차에 의해 90°의 위상차를 광대역에 실현하는 수단이 있다.The polyphase filter 230 is a kind of wideband complex coefficient filter, and realizes a 90 ° phase difference in wideband. Here, it is important that there is no large variation in the amplitude characteristic even outside the frequency range where a phase difference of 90 degrees can be obtained. For example, even if the phase difference is 0 °, if the amplitude level does not change, only the same operation as that of the conventional frequency converter is performed. However, if the level decreases outside a predetermined frequency range such as a bandpass filter, the desired sensitivity can be obtained. Because there is no. In addition, in the broadband complex coefficient filter other than the polyphase filter 230, there is a means for realizing a phase difference of 90 degrees over a wide band by the phase difference between two phase periods using the all-pass filter by RC or LC.

(로컬신호측)(Local signal side)

로컬신호 발진기 LO측에는, 1/2 분주기(240)와, 1/4 분주기(250)와, 이들 2개의 분주기(240, 250)를 전환하기 위한 스위치(S1, S2)를 구비한다. 스위치(S1, S2)는 RF주파수에 따라서 분주기(240, 250)의 분주비를 전환한다. 높은 주파수에서는 1/2 분주로 하고, 낮은 주파수에서는 1/4 분주로 한다.On the LO side of the local signal oscillator, a half divider 240, a quarter divider 250, and switches S1 and S2 for switching these two dividers 240 and 250 are provided. The switches S1 and S2 switch the division ratios of the dividers 240 and 250 according to the RF frequency. At high frequencies, divide by 1/2; at low frequencies, divide by 1/4.

1/2 분주기(240)는 입력 신호의 포지티브 에지와 네가티브 에지를 이용함으로써 90°의 위상차를 가지는 출력을 얻지만, 입력 신호의 듀티가 완전히 50%가 아니면 완전한 90° 위상차를 가지는 출력을 얻을 수 없다. 완전한 듀티 50%를 실현하는 것은 곤란하므로, 1/2 분주기(240)의 출력에는 위상오차의 존재를 피할 수 없다.The 1/2 divider 240 obtains an output having a phase difference of 90 ° by using the positive and negative edges of the input signal, but obtains an output having a full 90 ° phase difference if the duty of the input signal is not 50% completely. Can not. Since it is difficult to realize 50% of full duty, the presence of phase error is inevitable at the output of the 1/2 divider 240.

이에 대하여, 1/4 분주기(250)에서는 포지티브 에지와 네가티브 에지 중 어느 하나를 이용함으로써 90° 위상차를 가지는 출력을 얻을 수 있으므로, 양호한 복소신호의 출력을 얻을 수 있다. 또한 일반적으로, 동일한 발진기에 대한 분주비를 전환하는 것에 의해, 발진기의 주파수 가변범위를 억제하면서, 믹서에 입력하는 주파수범위를 확대할 수 있다.On the other hand, in the quarter frequency divider 250, an output having a 90 ° phase difference can be obtained by using either the positive edge or the negative edge, so that a good complex signal output can be obtained. In general, by switching the frequency division ratio for the same oscillator, it is possible to expand the frequency range input to the mixer while suppressing the frequency variable range of the oscillator.

스위치(S1, S2)의 전환에 의한 분주기(240, 250)의 선택을 정리하면, 도 3에 나타낸 표와 같이 된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, RF주파수가 400MHz∼1GHz(저주파수)인 경우는 1/4 분주기(250)를 선택하고, RF주파수가 1GHz∼2.1GHz, 2.5GHz(고주파수)인 경우는 1/2 분주기(240)을 선택한다. 그리고 폴리페이즈 필터(130)의 극을 1GHz이상으로 설계하는 것으로, 폴리페이즈 필터(230)의 IMRR과 분주기(240, 250)의 IMRR이 보완하도록 설정되고, 광대역에서 양호한 IMRR을 얻을 수 있다.The selection of the dividers 240 and 250 by switching the switches S1 and S2 is summarized in the table shown in FIG. As shown in Fig. 3, the quarter frequency divider 250 is selected when the RF frequency is 400 MHz to 1 GHz (low frequency), and 1/2 when the RF frequency is 1 GHz to 2.1 GHz and 2.5 GHz (high frequency). Select divider 240. By designing the pole of the polyphase filter 130 to 1 GHz or more, the IMRR of the polyphase filter 230 and the IMRR of the dividers 240 and 250 are set to complement each other, and a good IMRR can be obtained in a wide band.

(더블 직교 혼합기)(Double quadrature mixer)

더블 직교 혼합기(260)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 4개의 승산기(261∼264)와 감산기(265)와 가산기(266)에 의해 구성되어 있다.As shown in FIG. 4, the double quadrature mixer 260 is constituted by four multipliers 261 to 264, a subtractor 265, and an adder 266.

승산기(261)는 저역통과 필터(270)의 출력과 스위치(S1)의 출력을 입력으로 하고, 승산결과를 감산기(265)에 출력한다. 승산기(262)는 저역통과 필터(280)의 출력과 스위치(S2)의 출력을 입력으로 하고, 승산결과를 감산기(265)로 출력한다. 승산기(263)는 저역통과 필터(280)의 출력과 스위치(S1)의 출력을 입력으로 하고, 승산결과를 가산기(266)로 출력한다. 승산기(264)는 저역통과 필터(270)의 출력과 스위치(S2)의 출력을 입력으로 하고, 승산결과를 가산기(266)에 출력한다.The multiplier 261 receives the output of the low pass filter 270 and the output of the switch S1 as inputs, and outputs a multiplication result to the subtractor 265. The multiplier 262 receives the output of the low pass filter 280 and the output of the switch S2 as inputs, and outputs the multiplication result to the subtractor 265. The multiplier 263 receives the output of the low pass filter 280 and the output of the switch S1 as inputs, and outputs the multiplication result to the adder 266. The multiplier 264 receives the output of the low pass filter 270 and the output of the switch S2 as inputs, and outputs a multiplication result to the adder 266.

감산기(265)는 승산기(261)의 출력과 승산기(262)의 출력을 입력으로 하고, 감산 결과를 후단의 폴리페이즈 필터(230)에 출력한다. 가산기(266)는 승산기(263)의 출력과 승산기(264)의 출력을 입력으로 하고, 가산 결과를 후단의 폴리페이즈 필터(230)에 출력한다. 폴리페이즈 필터(230)의 출력은 증폭 회로(220), 및 대역통과 필터(BPF)(210)를 통하여, RF신호로서 송신 신호가 된다.The subtractor 265 takes the output of the multiplier 261 and the output of the multiplier 262 as inputs, and outputs the subtraction result to the polyphase filter 230 at the rear stage. The adder 266 takes the output of the multiplier 263 and the output of the multiplier 264 as inputs, and outputs the addition result to the polyphase filter 230 at the rear stage. The output of the polyphase filter 230 becomes a transmission signal as an RF signal through the amplifier circuit 220 and the band pass filter (BPF) 210.

(제2 실시예의 효과)(Effect of 2nd Example)

이상에 설명한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 복소계수 필터인 폴리페이즈 필터(130)의 주파수특성을, RF신호와 LO신호에서 서로 어긋나도록 미리 설정해 둔다. 이 결과, RF신호와 LO신호를 각각 복소계수 필터를 통하여 더블 직교 혼합기(160)에 입력시키면, 더블 직교 혼합기(160)에서의 상보 효과에 의해, 400MHz∼ 6GHz와 같은 넓은 주파수대역에서 수신할 수 있다.As described above, according to the present embodiment, the frequency characteristics of the polyphase filter 130, which is a complex coefficient filter, are set in advance so as to deviate from the RF signal and the LO signal. As a result, when the RF signal and the LO signal are respectively input to the double quadrature mixer 160 through the complex coefficient filter, the RF signal and the LO signal can be received in a wide frequency band such as 400 MHz to 6 GHz due to the complementary effect of the double quadrature mixer 160. have.

(제3 실시예)(Third Embodiment)

본 발명의 제3 실시 예로서, 상기 제1 실시 예(수신용 주파수 변환기)의 응용 예에 대해서 설명한다.As a third embodiment of the present invention, an application example of the first embodiment (receiving frequency converter) will be described.

상기 제1 실시 예에 있어서는, 도 1과 같이 RF신호측에 폴리페이즈 필터(130)를 구비하는 구성에 대하여 설명하였다. 폴리페이즈 필터와 같은 광대역의 복소계수 필터는 대역제한 기능을 가지지 않기 때문에, 별도의 대역제한을 목적으로 하는 대역통과 필터(110)가 필요하게 되고, 폴리페이즈 필터(130)의 손실을 포함하는 전체 손실이 클 수 있다. 또한, 폴리페이즈 필터는 IC 상에 구성할 수 있기 때문에 원칩(one-chip)화가 용이하지만, IC의 제조 오차와 기생 저항· 콘덴서· 인덕터에 의해 높은 IMRR을 얻을 수 없는 경우가 있다.In the first embodiment, a configuration in which the polyphase filter 130 is provided on the RF signal side as shown in FIG. Since a wideband complex coefficient filter such as a polyphase filter does not have a band limit function, a band pass filter 110 for the purpose of a separate band limit is required, and a total including the loss of the polyphase filter 130 is required. The loss can be large. In addition, since the polyphase filter can be configured on an IC, it is easy to make one-chip, but a high IMRR may not be obtained due to IC manufacturing error and parasitic resistance, capacitor, and inductor.

그래서, 본 발명의 다른 실시 예에 관련되는 수신용 주파수 변환기 300에서는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 폴리페이즈 필터(130)와 병렬로 다른 복소계수 필터인 복소계수 트랜스버설 필터(190) 및 저잡음증폭 회로(198)를 구비한 구성을 채용한다.Thus, in the receiving frequency converter 300 according to another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 5, the complex coefficient transversal filter 190 and the low noise amplification, which are complex coefficient filters in parallel with the polyphase filter 130, are shown. The structure provided with the circuit 198 is employ | adopted.

도 6은 복소계수 트랜스버설 필터(190)의 일 예를 나타낸 설명도이다. 복소계수 트랜스버설 필터(190)는 도 6에 나타낸 바와 같이 압전기판(191)과 압전기판(191) 상에 설치된 교차폭이 장소마다 다른 빗살(발)형 전극(Inter-Digital Transducer: 이하, “IDT”라 함) (192∼195)에 의해 구성된다. 각 빗살형 부분은 전극핑거라고도 칭한다. IDT(192, 194)는 입력단자에 접속되어 있고, 임펄스 전기 신호가 인가되면, 압전성에 의해 기계적 왜곡이 발생하고, 탄성 표면파(Surface Acoustic Wave:SAW)가 여기(excitation)되며, 압전기판(191)의 좌우방향으로 전파하게 된다. IDT(193)는, 실수축의 성분을 출력하는 출력 단자 I에 접속되고, IDT(192)로부터의 탄성표면파를 수신할 수 있는 위치에 설치되어 있다. 또한, IDT(195)는 허수축의 성분을 출력하는 출력단자 Q에 접속되어, IDT(194)로부터의 탄성표면파를 수신할 수 있는 위치에 설치되어 있다.6 is an explanatory diagram illustrating an example of the complex coefficient transverse filter 190. As shown in FIG. 6, the complex-coefficient transverse filter 190 has an inter-digital transducer having different cross-widths installed on the piezoelectric plate 191 and the piezoelectric plate 191 for each location. IDT ”) 192 to 195. Each comb-shaped part is also called electrode finger. IDTs 192 and 194 are connected to input terminals, and when an impulse electric signal is applied, mechanical distortion occurs due to piezoelectricity, surface acoustic wave (SAW) is excited, and piezoelectric plate 191 Will propagate in the left and right directions. The IDT 193 is connected to an output terminal I that outputs the component of the real axis, and is provided at a position capable of receiving surface acoustic waves from the IDT 192. In addition, the IDT 195 is connected to an output terminal Q that outputs the component of the imaginary axis, and is provided at a position capable of receiving surface acoustic waves from the IDT 194.

그리고, 복소계수 필터(130, 190)의 어느 하나 또는 쌍방의 주파수특성이 RF신호와 LO신호에서 서로 어긋나도록 미리 설정해 둔다. 아울러, RF신호와 복소계수 필터(폴리페이즈 필터(130) 또는 복소계수 트랜스버설 필터(190))와의 사이에 스위치(S5)를 설치함과 동시에, 복소계수 필터와 더블 직교 혼합기(160)의 사이에 스위치(S3, S4)를 설치한다. 또한, 다른 구성 요소에 대해서는, 도 1에 나타낸 구성 요소와 실질적으로 동일하므로, 동일한 부호를 사용하는 것에 의해 중복 설명을 생략한다.Then, one or both frequency characteristics of the complex coefficient filters 130 and 190 are set in advance so as to deviate from each other in the RF signal and the LO signal. In addition, while the switch (S5) is provided between the RF signal and the complex coefficient filter (polyphase filter 130 or complex coefficient transverse filter 190), and between the complex coefficient filter and the double quadrature mixer 160 Install switches S3 and S4 on the In addition, about the other component, since it is substantially the same as the component shown in FIG. 1, redundant description is abbreviate | omitted by using the same code | symbol.

그리고 수신용 주파수 변환기(300)에 있어서, 고감도와 높은 IMRR을 필요로 하는 주파수에 있어서는 스위치(S3, S4, S5)를 전환하는 것에 의해, 폴리페이즈 필터(130) 대신 복소계수 트랜스버설 필터(190)를 선택하는 것이 가능하다.In the receiving frequency converter 300, at a frequency requiring high sensitivity and high IMRR, the switching coefficients S3, S4, and S5 are switched to replace the complex coefficient transversal filter 190 instead of the polyphase filter 130. It is possible to select).

스위치(S1∼S5)의 전환에 의한 복소계수 필터(130, 190)와 분주기(140, 150)의 선택을 정리하면, 도 7에 나타낸 표와 같이 된다. 도 7에 나타낸 바와 같이, RF주파수가 400MHz∼1GHz인 경우는, RF신호측에서는 폴리페이즈 필터(130)를 선택하고, 로컬신호측에서는 1/4분주기(150)를 선택한다. RF주파수가 1GHz∼2.1GHz인 경 우는, RF신호측에서는 폴리페이즈 필터(130)를 선택하고, 로컬신호측에서는 1/2 분주기(140)를 선택한다. RF주파수가 2.5GHz인 경우는, RF신호측에서는 복소계수 트랜스버설 필터(190)를 선택하고, 로컬신호측에서는 1/2 분주기(140)를 선택한다. 그리고 폴리페이즈 필터의 극을 1GHz이상으로 설계함으로써, 폴리페이즈 필터의 IMRR과 분주기의 IMRR이 서로 보완하도록 설정되고, 광대역에서 양호한 IMRR를 얻을 수 있다.The selection of the complex coefficient filters 130 and 190 and the divider 140 and 150 by switching the switches S1 to S5 is summarized as shown in the table shown in FIG. As shown in Fig. 7, when the RF frequency is 400 MHz to 1 GHz, the polyphase filter 130 is selected on the RF signal side, and the quarter divider 150 is selected on the local signal side. When the RF frequency is 1 GHz to 2.1 GHz, the polyphase filter 130 is selected on the RF signal side, and the 1/2 divider 140 is selected on the local signal side. When the RF frequency is 2.5 GHz, the complex coefficient transversal filter 190 is selected on the RF signal side, and the 1/2 divider 140 is selected on the local signal side. By designing the pole of the polyphase filter to 1 GHz or more, the IMRR of the polyphase filter and the IMRR of the frequency divider are set to complement each other, and a good IMRR can be obtained in a wide band.

(제3 실시예의 효과)(Effect of 3rd Example)

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 의하면, 상기한 제1 실시예의 효과에 더하여, 대역통과 필터를 필요로 하지 않는 복소계수 트랜스버설(190)로 전환하는 것에 의해, 필터를 통과함에 따른 손실을 감소시킬 수 있다. 또한, 복소계수 트랜스버설(190)로 전환하는 것에 의해, 고감도와 높은 IMRR을 필요로 하는 주파수에 있어서도 적용이 가능하다.As described above, according to the third embodiment of the present invention, in addition to the effects of the first embodiment described above, the filter passes through the filter by switching to a complex coefficient transversal 190 that does not require the bandpass filter. Resulting losses can be reduced. In addition, by switching to the complex coefficient transversal 190, the present invention can be applied to a frequency requiring high sensitivity and high IMRR.

(제4 실시예)(Example 4)

본 발명의 제4 실시예로서, 상기 제2 실시 예(수신용 주파수 변환기)의 응용 예에 대해서 설명한다.As a fourth embodiment of the present invention, an application example of the second embodiment (receiving frequency converter) will be described.

상기 제3 실시 예와 마찬가지로, 본 발명의 제4 실시예에 관련되는 송신용 주파수 변환기(400)에서는 도 8에 나타낸 바와 같이, 폴리페이즈 필터(230)와 병렬로, 다른 복소계수 필터인 복소계수 트랜스버설 필터(290) (및 증폭 회로(298))을 구비한 구성을 채용한다. 그리고 복소계수 필터(230, 290)의 어느 하나 또는 쌍방의 주파수 특성이 RF신호와 LO신호에서 서로 어긋나도록 미리 설정해 둔다. 더욱 이, RF신호와 복소계수 필터(폴리페이즈 필터(230) 또는 복소계수 트랜스버설 필터(290))의 사이에 스위치(S5)를 설치함과 동시에, 복소계수 필터와 더블 직교 혼합기(260)의 사이에 스위치(S3, S4)를 설치한다. 또한, 다른 구성 요소에 대해서는, 도 4에 나타낸 구성 요소와 실질적으로 동일하므로, 동일한 부호를 사용하는 것에 의해 중복 설명을 생략한다.Similar to the third embodiment, in the transmission frequency converter 400 according to the fourth embodiment of the present invention, as shown in FIG. 8, a complex coefficient that is another complex coefficient filter in parallel with the polyphase filter 230. The structure provided with the transversal filter 290 (and the amplifying circuit 298) is employ | adopted. The frequency characteristics of either or both of the complex coefficient filters 230, 290 are set in advance so as to deviate from each other in the RF signal and the LO signal. Furthermore, the switch S5 is provided between the RF signal and the complex coefficient filter (the polyphase filter 230 or the complex coefficient transverse filter 290), and the complex coefficient filter and the double quadrature mixer 260 Install switches S3 and S4 between them. In addition, about the other component, since it is substantially the same as the component shown in FIG. 4, the duplicate description is abbreviate | omitted by using the same code | symbol.

그리고 송신용 주파수 변환기 400에 있어서, 고감도와 높은 IMRR을 필요로 하는 주파수에 있어서는, 스위치(S3, S4, S5)를 전환하는 것에 의해, 폴리페이즈 필터(130) 대신 복소계수 트랜스버설 필터(290)를 선택하는 것이 가능하다.In the frequency converter 400 for transmission, at a frequency requiring high sensitivity and high IMRR, by switching the switches S3, S4, and S5, the complex coefficient transversal filter 290 instead of the polyphase filter 130 is performed. It is possible to choose.

스위치(S1∼S5)의 전환에 의한 복소계수 필터(230, 290)와 분주기(240, 250)의 선택을 정리하면, 도 7에 나타낸 표와 같이 된다. 도 7에 나타낸 바와 같이, RF주파수가 400MHz∼1GHz인 경우는, RF신호측에서는 폴리페이즈 필터(230)를 선택하고, 로컬신호측에서는 1/4 분주기(250)를 선택한다. RF주파수가 1GHz∼2.1GHz인 경우는, RF신호측에서는 폴리페이즈 필터(230)를 선택하고, 로컬신호측에서는 1/2 분주기(240)를 선택한다. RF주파수가 2.5GHz인 경우는, RF신호측에서는 복소계수 트랜스버설 필터(290)를 선택하고, 로컬신호측에서는 1/2 분주기(240)를 선택한다. 그리고 폴리페이즈 필터의 극을 1GHz이상으로 설계함으로써, 폴리페이즈 필터의 IMRR과 분주기의 IMRR이 서로 보완되도록 설정되고, 광대역에서 양호한 IMRR를 얻을 수 있다.The selection of the complex coefficient filters 230 and 290 and the dividers 240 and 250 by switching the switches S1 to S5 is summarized in the table shown in FIG. As shown in Fig. 7, when the RF frequency is 400 MHz to 1 GHz, the polyphase filter 230 is selected on the RF signal side, and the quarter divider 250 is selected on the local signal side. When the RF frequency is 1 GHz to 2.1 GHz, the polyphase filter 230 is selected on the RF signal side, and the 1/2 divider 240 is selected on the local signal side. When the RF frequency is 2.5 GHz, the complex coefficient transversal filter 290 is selected on the RF signal side, and the 1/2 divider 240 is selected on the local signal side. By designing the pole of the polyphase filter to 1 GHz or more, the IMRR of the polyphase filter and the IMRR of the frequency divider are set to complement each other, and a good IMRR can be obtained in a wide band.

(제4의 실시예의 효과)(Effect of 4th Example)

이상에 설명한 바와 같이, 본 발명의 제4 실시예에 의하면, 상기한 제2 실시 예의 효과에 더하여, 대역통과 필터를 필요로 하지 않는 복소계수 트랜스버설(290)로 전환하는 것에 의해, 필터를 개재하는 것에 의한 손실을 감소시킬 수 있다. 또한, 복소계수 트랜스버설(290)로 전환하는 것에 의해, 고감도와 높은 IMRR을 필요로 하는 주파수에 있어서도 적용이 가능하다.As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, in addition to the effects of the second embodiment, the filter is interposed by switching to a complex coefficient transversal 290 that does not require a bandpass filter. The loss by doing can be reduced. In addition, by switching to the complex coefficient transversal 290, the present invention can be applied to a frequency requiring high sensitivity and high IMRR.

이상, 첨부의 도면을 참조하면서 본 발명에 관련되는 주파수 변환기의 바람직한 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 당업자라면, 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서 각종 변경예 또는 수정예를 예측할 수 있음은 자명하며, 그것들에 대해서도 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 양해된다.As mentioned above, although preferred embodiment of the frequency converter which concerns on this invention was described referring an accompanying drawing, this invention is not limited to this example. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications or modifications can be predicted within the scope of the technical idea described in the claims, and those of course belong to the technical scope of the present invention.

예를 들면, 본 발명에 의하면, 도 9와 같은 구성에서 광대역주파수 변환기보다 양호한 IQ간의 임밸런스 특성을 실현할 수 있으므로, 호모다인 뿐만 아니라 높은 IMRR이 요구되는 로우 IF의 주파수 변환기로서도 적절한 성능을 가지며, 아날로그부에서는 성긴 주파수 스텝에서의 주파수 변환을 행하고, 디지털부에서 조밀한 주파수 스텝의 주파수 변환을 행하는 디지털 무선기나 소프트웨어 무선기와 같은 무선기에의 응용도 가능하다.For example, according to the present invention, since the imbalance characteristics between IQ better than those of the wideband frequency converter can be realized in the configuration as shown in FIG. 9, not only homodynes but also low IF frequency converters requiring high IMRR have suitable performance. The analog unit can also be applied to a radio such as a digital radio or a software radio in which frequency conversion is performed in sparse frequency steps, and digital conversion is performed in a compact frequency step.

또, 상기의 실시 예에서는, RF신호측에 폴리페이즈 필터를 이용하고, 로컬신호측에 분주기를 설치하는 구성에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않고, RF신호측과 로컬신호측의 양쪽으로 폴리페이즈 필터를 이용하는 구성으로 하여도 된다.In the above embodiment, the configuration in which the polyphase filter is used on the RF signal side and the divider is provided on the local signal side has been described. However, the present invention is not limited to this, but the RF signal side and the local signal side are described. The polyphase filter may be used in both directions.

구체적으로, 예를 들면, 기존의 인덕터, 용량과 저항과 콘덴서의 편차가 없 는 것으로 하였을 때, 400MHz로부터 3.5GHz에 있어서 30dB의 IMRR을 얻을 수 있는 500MHz와 1.2GHz와 2.8GHz에 극을 가지는 3단의 폴리페이즈 필터를 로컬신호측의 위상기에 이용하고, 5.3GHz에 극을 가지는 1단의 폴리페이즈 필터를 RF신호측의 위상기에 이용함으로써, 400MHz로부터 2.1Hz에 있어서 35dB이상의 IMRR을 얻을 수 있다. 또한, OFDM이나 QAM을 이용할 수 있는 2.4로부터 6GHz에 있어서 40dB이상의 IMRR을 얻을 수 있다. 이때의 로컬용 폴리페이즈 필터의 소자 값은, R:200Ω, C1:1.591pF, C2:0.663pF, C3:0.274pF이며, RF용 폴리페이즈 필터의 소자값은, R:200Ω, C:0.15pF이다.Specifically, for example, assuming that there are no deviations between conventional inductors, capacitances, resistors, and capacitors, 3 poles having a pole at 500 MHz, 1.2 GHz, and 2.8 GHz can obtain an IMRR of 30 dB from 400 MHz to 3.5 GHz. By using a polyphase filter at the stage of the local signal side and a polyphase filter of one stage having a pole at 5.3 GHz for the phase of the RF signal side, an IMRR of 35 dB or more can be obtained from 2.1 MHz at 400 MHz. . In addition, an IMRR of 40 dB or more can be obtained at 6 GHz from 2.4 which can use OFDM or QAM. The element values of the local polyphase filter at this time are R: 200Ω, C1: 1.591pF, C2: 0.663pF, C3: 0.274pF, and the element values of the RF polyphase filter are R: 200Ω, C: 0.15pF. to be.

본 발명은 주파수 변환기에 이용 가능하며, 특히, 다운 컨버터/업 컨버터의 광대역화 기술에 있어서의, 광대역성과 양호한 IQ간의 임밸런스 특성과의 양립이 가능한 광대역주파수 변환기에 이용 가능하다.The present invention can be used for a frequency converter, and in particular, it can be used for a wideband frequency converter that is compatible with the balance characteristics between the wideband and good IQ in the widening technology of the down converter / up converter.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 광대역성과 양호한 IQ간의 임밸런스 특성과의 양립이 가능한 주파수 변환기(광대역주파수 변환기)를 제공하는 것이 가능하다.As mentioned above, according to this invention, it is possible to provide the frequency converter (broadband frequency converter) which is compatible with the balance characteristic between broadband and favorable IQ.

다시 말해, 로컬신호는 높은 주파수에서 위상오차가 증가하고, RF신호는 낮은 주파수에서 위상오차가 증가하지만, 더블 직교 혼합기의 출력에서의 IMRR은 양자의 합이기 때문에, 위상오차의 증가는 억압되고, 높은 주파수든 낮은 주파수든 양호한 IMRR을 얻을 수 있는 효과를 얻을 수 있다.In other words, the local error is increased in phase error at high frequencies and the RF signal is increased in phase error at low frequencies, but the increase in phase error is suppressed because the IMRR at the output of the double quadrature mixer is the sum of both. Either high or low frequencies can achieve good IMRR.

또한, 종래기술인 도 9와 같은 구성에서는 폴리페이즈 필터가 90° 위상차인 신호를 출력하기 위해서 90° 위상차에 밖에 대응할 수 없었지만, 본 발명에서는 짝수 고조파 혼합기를 이용함으로써 45°의 위상차에도 대응할 수 있다. 따라서, 왜곡과 다운 컨버터에서의 DC오프셋(offset)에 뛰어난 짝수 고조파를 사용할 수 있는 효과가 있다.In addition, in the configuration as shown in Fig. 9 of the prior art, the polyphase filter can only correspond to the 90 ° phase difference in order to output a signal having a 90 ° phase difference, but in the present invention, it is possible to cope with the phase difference of 45 ° by using an even harmonic mixer. Therefore, there is an effect that even harmonics excellent in distortion and DC offset in the down converter can be used.

아울러, 더블 직교 혼합기에서는, 믹서와 로컬신호에 대하여 IQ간의 임밸런스의 발생 요인에 대한 크리티컬(critical)한 요구가 완화되므로, 믹서에 이용하는 트랜지스터의 사이즈를 크게 함으로써 IQ간의 임밸런스 특성을 개선하는 것과 같은, 회로 동작의 광대역화의 방해가 되는 것과 같은 대책도 불필요하게 된다.In addition, in the double quadrature mixer, the critical demand for the cause of imbalance between the mixer and the local signal is alleviated. Therefore, by increasing the size of the transistor used in the mixer, it is necessary to improve the balance between the IQs. Similar countermeasures such as obstruction of widening of circuit operation are also unnecessary.

또한, 종래기술인 도 9와 같은 구성의 광대역 주파수 변환기보다 양호한 IQ간의 임밸런스 특성을 실현할 수 있으므로, 호모다인뿐만 아니라 높은 IMRR이 요구되는 로우 IF의 주파수 변환기로서도 적절한 성능을 가지며, 아날로그부에서는 생긴 주파수 스텝에서의 주파수 변환을 행하고, 디지털부에서 조밀한 스텝의 주파수 변환을 행하는 디지털 무선기나 소프트웨어 무선기와 같은 무선기에 응용하는 것도 가능하다.In addition, since the imbalance characteristics between the IQs that are better than those of the conventional broadband frequency converters as shown in FIG. 9 can be realized, not only homodynes but also low-frequency frequency converters requiring high IMRR have appropriate performance. It is also possible to apply to a radio such as a digital radio or a software radio in which the frequency conversion in the step is performed and the frequency conversion in the compact step is performed in the digital unit.

Claims (10)

주파수 변환기에 있어서,In the frequency converter, 실RF신호를 복소 RF신호로 변환하는 RF신호 변환부와,An RF signal converter for converting a real RF signal into a complex RF signal; 실로컬신호를 복소 로컬신호로 변환하는 로컬신호 변환부와,A local signal converter for converting the local signal into a complex local signal; 전입출력 신호가 복소신호이며, 상기 복소 RF신호와 상기 복소 로컬신호가 입력되는 더블 직교 혼합기를 구비하고,The input / output signal is a complex signal, and has a double quadrature mixer to which the complex RF signal and the complex local signal are input. 상기 RF신호 변환부와 상기 로컬신호 변환부의 주파수 특성을 서로 다른 주파수대로 설정하는 것을 특징으로 하는 주파수 변환기.And a frequency characteristic of the RF signal converter and the local signal converter set to different frequencies. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 RF신호 변환부는 폴리페이즈 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 변환기.The RF signal converter is a frequency converter characterized in that it comprises a polyphase filter. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 RF신호 변환부는, 폴리페이즈 필터와, 복소계수 트랜스버설 필터와, 상기 폴리페이즈 필터와 상기 복소계수 트랜스버설 필터를 전환하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 변환기.The RF signal converter includes a polyphase filter, a complex coefficient transverse filter, and a switch for switching the polyphase filter and the complex coefficient transverse filter. 제 1항 내지 제 3항 중 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 로컬신호 변환부는, 고주파수용의 제1 분주기와, 저주파수용의 제2 분주기를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 변환기.The local signal converter includes a first divider for high frequency and a second divider for low frequency. 제 1항 내지 제 3항 중 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 3, 상기 더블 직교 혼합기는 다수의 믹서들로 구성되고, 상기 믹서로 상기 실로컬신호의 2배파의 혼합파를 출력하는 짝수 고조파 믹서를 사용하는 것을 특징으로 하는 주파수 변환기.And the double quadrature mixer comprises a plurality of mixers, and uses an even harmonic mixer for outputting a mixed wave of two times the local signal to the mixer. 주파수 변환기에 있어서,In the frequency converter, 실로컬신호를 복소 로컬신호로 변환하는 로컬신호 변환부와,A local signal converter for converting the local signal into a complex local signal; 전입출력 신호가 복소신호이며, 상기 복소 로컬신호가 입력되어, 복소 RF신호를 출력하는 더블 직교 혼합기와,A double quadrature mixer, in which an input / output signal is a complex signal and the complex local signal is input to output a complex RF signal; 상기 복소 RF신호를 실RF신호로 변환하는 RF신호 변환부를 구비하고,An RF signal conversion unit converting the complex RF signal into a real RF signal; 상기 RF신호 변환부와 상기 로컬신호 변환부의 주파수 특성을 서로 다른 주파수대로 설정하는 것을 특징으로 하는 주파수 변환기.And a frequency characteristic of the RF signal converter and the local signal converter set to different frequencies. 제 6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 RF신호 변환부는 폴리페이즈 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 변환기.The RF signal converter is a frequency converter, characterized in that it comprises a polyphase filter. 제 6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 RF신호 변환부는, 폴리페이즈 필터와, 복소계수 트랜스버설 필터와, 상기 폴리페이즈 필터와 상기 복소계수 트랜스버설 필터를 전환하는 스위치를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 변환기.The RF signal converter includes a polyphase filter, a complex coefficient transverse filter, and a switch for switching the polyphase filter and the complex coefficient transverse filter. 제 6항 내지 제 8항 중 한 항에 있어서, The method of claim 6, wherein 상기 로컬신호 변환부는, 고주파수용의 제1 분주기와, 저주파수용의 제2 분주기를 포함하는 것을 특징으로 하는 주파수 변환기.The local signal converter includes a first divider for high frequency and a second divider for low frequency. 제 6항 내지 제 8항 중 한 항에 있어서, The method of claim 6, wherein 상기 더블 직교 혼합기를 구성하는 믹서에, 상기 실로컬신호의 2배파의 혼합파를 출력하는 짝수 고조파 믹서를 사용하는 것을 특징으로 하는 주파수 변환기.And an even harmonic mixer for outputting a mixed wave of twice the wavelength of the local signal as a mixer constituting the double quadrature mixer.
KR1020070061131A 2006-09-07 2007-06-21 Frequency converter KR100871209B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006243244A JP2008067090A (en) 2006-09-07 2006-09-07 Frequency converter
JPJP-P-2006-00243244 2006-09-07

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080023099A KR20080023099A (en) 2008-03-12
KR100871209B1 true KR100871209B1 (en) 2008-12-01

Family

ID=39289389

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020070061131A KR100871209B1 (en) 2006-09-07 2007-06-21 Frequency converter

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2008067090A (en)
KR (1) KR100871209B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101133745B1 (en) * 2009-11-23 2012-04-09 한국전자통신연구원 Heterodyne receiver for multi band and multi mode

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5202198B2 (en) * 2008-09-10 2013-06-05 株式会社アドバンテスト Image removal device
JP2011160214A (en) * 2010-02-01 2011-08-18 Renesas Electronics Corp Receiving apparatus and image rejection method

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980016379A (en) * 1996-08-28 1998-05-25 양승택 High Frequency (RF) Digital Frequency Synthesizer
KR20000069119A (en) * 1997-09-25 2000-11-25 요트.게.아. 롤페즈 Improvements in or relating to phasing receivers
KR20060082208A (en) * 2005-01-11 2006-07-18 삼성전기주식회사 Image rejection mixer, terrestrial digital multimedia broadcasting tuner of low if structure using the same

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2194076B1 (en) * 1972-07-27 1976-10-29 Neo Tec Etude Applic Tech
JPH0311807A (en) * 1989-06-08 1991-01-21 Murata Mfg Co Ltd Modulation and demodulation circuit
US5265267A (en) * 1991-08-29 1993-11-23 Motorola, Inc. Integrated circuit including a surface acoustic wave transformer and a balanced mixer
JP2001119315A (en) * 1999-10-21 2001-04-27 Murata Mfg Co Ltd Reception module and receiver
DE60026179T2 (en) * 2000-01-19 2006-11-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. FM BROADCAST RECEIVER
CN1471757A (en) * 2001-05-11 2004-01-28 皇家菲利浦电子有限公司 Integrated tuner circuit
JP2003198329A (en) * 2001-12-28 2003-07-11 Rf Chips Technology Inc Active poly-phase filter amplifier, mixer circuit, and image rejection mixer
JP4501711B2 (en) * 2005-02-07 2010-07-14 三菱電機株式会社 Even harmonic mixer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980016379A (en) * 1996-08-28 1998-05-25 양승택 High Frequency (RF) Digital Frequency Synthesizer
KR20000069119A (en) * 1997-09-25 2000-11-25 요트.게.아. 롤페즈 Improvements in or relating to phasing receivers
KR20060082208A (en) * 2005-01-11 2006-07-18 삼성전기주식회사 Image rejection mixer, terrestrial digital multimedia broadcasting tuner of low if structure using the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101133745B1 (en) * 2009-11-23 2012-04-09 한국전자통신연구원 Heterodyne receiver for multi band and multi mode

Also Published As

Publication number Publication date
KR20080023099A (en) 2008-03-12
JP2008067090A (en) 2008-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100987295B1 (en) Down convertor and up convertor
Mirabbasi et al. Classical and modern receiver architectures
US7088980B2 (en) Frequency converter with nonlinear distortion cancellation
KR101115270B1 (en) Wireless receiver with notch filter to reduce effects of transmit signal leakage
EP1976134B1 (en) Radio circuit arrangement with improved decoupling
US7541863B2 (en) Transferred-impedance filtering in RF receivers
US7277683B2 (en) Regenerative divider for up and down conversion of radio frequency (RF) signals
JP4005391B2 (en) Direct conversion transmission circuit and integrated transmission / reception circuit
JPH08242261A (en) Detector, receiver and transmitter
WO2011097366A2 (en) Wireless communication device and system
JP2006101478A (en) Semiconductor integrated circuit for communication, and wireless communications system
US9871487B2 (en) Harmonic rejection translational filter
JP2004159342A (en) Balanced sub-harmonic mixer
KR100871209B1 (en) Frequency converter
JP2004166204A (en) Frequency converter and radio transmitter/receiver
US7343135B2 (en) Method and apparatus for down conversion of radio frequency (RF) signals
EP1425845B1 (en) Harmonic mixer
Seo et al. A passive-mixer-first acoustic-filtering chipset using mixed-domain recombination
EP1590886B1 (en) Downconversion of radio frequency (RF) signals
US8442470B1 (en) Harmonic-reject FTI filter
CN116647240A (en) Radio frequency receiver for carrier aggregation
WO2003007471A2 (en) Mixer
JP4183821B2 (en) In-phase distribution circuit, even harmonic quadrature mixer and direct conversion receiver
CA2381999C (en) Improved method and apparatus for up- and down- conversion of radio frequency (rf) signals
Pun et al. Basic principles and new solutions for analog sampled-data image rejection mixers

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20121030

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20131030

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20141030

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20151029

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20161028

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171030

Year of fee payment: 10

LAPS Lapse due to unpaid annual fee