KR100875521B1

KR100875521B1 - 멀티밴드용 가변 분배 장치

Info

Publication number: KR100875521B1
Application number: KR1020050077015A
Authority: KR
Inventors: 김덕용; 문영찬; 소성환
Original assignee: 주식회사 케이엠더블유
Priority date: 2005-08-22
Filing date: 2005-08-22
Publication date: 2008-12-23
Also published as: KR20070022565A

Abstract

본 발명은 멀티밴드용 가변 분배 장치에 있어서, 입력된 신호에서 제1, 제2 주파수 밴드 신호를 각각 필터링하여 분리되게 출력하는 제1 필터부와, 제1 필터부에서 출력된 제1, 제2 주파수 밴드의 신호를 각각 가변적인 분배 비율로 분배하는 가변 분배부와, 가변 분배부에서 출력되는 제1, 제2 주파수 밴드 신호 각각의 분배된 신호들을 서로 다른 주파수 밴드 신호들끼리 합성하여 다수의 출력단들로 출력하는 제2 필터부를 구비한다.

가변, 분배, 중계기, 듀얼밴드

Description

멀티밴드용 가변 분배 장치{VARIABLE DIVIDING APPARATUS FOR MULTI BAND}

도 1은 본 발명의 멀티밴드용 가변 분배 장치가 적용되는 이동통신 시스템에서의 중계기의 개략적인 블록 구성도

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티밴드용 가변 분배 장치의 블록 구성도

도 3은 도 2 중 가변 분배기의 내부 블록 구성도

도 4는 도 3 중 하이브리드 커플러의 구조도

도 5는 도 3 중 가변 위상천이기의 구조도

본 발명은 이동통신 시스템에 관한 것으로, 특히 서로 다른 주파수 대역의 서비스를 공용으로 제공하는 이동통신 시스템의 중계기 등을 구성할 경우에 적용될 수 있는 멀티밴드용 가변 분배 장치에 관한 것이다.

이동통신 시스템은 해당 서비스 영역 내에 위치한 이동 단말기(이동국)와 통신하여 서비스를 제공하는 다수의 기지국(Base Station Transceiver System)과, 기 지국 제어기(Base Station Controller), 여러 기지국 제어기를 운영 관리하는 기지국 관리 시스템(Base Station Manger System), 교환국 시스템(Mobile Switching Center) 등으로 구성된다. 이러한 이동통신 시스템에는 각 기지국의 적절한 지리적 배치에 의해 통화 서비스 지역을 전체적으로 커버하도록 하지만, 대형 건물의 지하 공간이나 고층 빌딩의 내부 등과 같이 통화 품질이 현저히 떨어지는 통화 음영지역(shadow area)이 발생하기도 한다. 따라서 이동통신 시스템은 음영지역에 의한 통화 서비스의 품질 저하를 방지하기 위해 기지국으로부터 수신되는 신호를 증폭하여 음영지역 내의 이동 단말기로 송출하며 음영지역 내의 이동 단말기로부터 수신되는 신호를 증폭하여 기지국으로 송출하는 중계기를 해당 음영지역에 설치하여 운용하고 있다.

건물 내부의 음영지역을 커버하기 위한 중계기의 설치 구조를 살펴보면, 중계기는 건물 내부의 적절한 위치(예를 들어, 건물 최상부)에 설치되며 기지국으로부터 유선 또는 무선으로 RF(Radio Frequency) 신호를 끌어오는 마스터 유닛을 구비한다. 또한 건물의 각 층에는 해당 층에 구비된 다수의 안테나와 전송 선로를 통해 연결되는 하나 이상의 분배 장치가 구비되는데, 이러한 분배 장치들과 해당 분배 장치에 연결된 안테나들을 통해 해당 설치된 층(의 일부 또는 전부)에 위치한 이동 단말기에 서비스를 제공할 수 있게 된다.

마스터 유닛과 각 분배 장치들은 전성 선로(유선 케이블)를 통해 연결되는데, 이때 마스터 유닛은 통상 건물의 최상층의 설치된 첫 번째 분배 장치와 연결되며, 첫 번째 분배 장치는 마스터 유닛으로부터 전송된 신호를 적절히 분배하여 일 부는 해당 층의 안테나로 전송하며 나머지는 다음 층의 분배 장치로 제공하는 구조를 가진다. 다음 층의 분배 장치는 마찬가지로 상기 첫 번째 분배 장치로부터 제공된 신호의 일부는 해당 층의 안테나로 전송하며 나머지는 그 다음 층의 분배 장치로 제공하는 구조를 가지게 되어, 건물 내부의 전체 층에 적절히 신호가 분배되어 전달되도록 한다.

한편, WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access), PCS(Personal Communication Service), GSM(Global System for Mobile communication) 등 각기 다른 주파수 밴드를 사용하는 이동통신 시스템들은 일반적으로 복수의 사업자가 개별적으로 서비스를 하고 있으며, 각 사업자 마다 개별적으로 독립된 기지국 및 중계기 등을 설치하여 서비스를 제공하고 있다.

따라서 각 사업자별로 개별 기지국 및 중계기 등의 설치에 따른 중복 과잉투자와, 동일 지역에 기지국이나 중계기가 불필요하게 많이 설치되어 이들의 상호 간섭에 따른 전파품질저하 등의 문제점이 발생하고 있다. 또한 최근에는 한 사업자가 다른 사업자를 흡수 통합하여 다른 사업자가 사용하던 주파수 대역을 통합 관리하면서 서비스해야 하는 상황이 발생하기도 한다. 이와 같은 문제점 때문에 기지국 및 중계기의 공용화에 대한 기술들이 개발되고 있다.

중계기를 공용화하기 위해서, 예를 들어 GSM 주파수 밴드(850MHz 대역)용과 WCDMA 주파수 밴드(2GHz 대역)용의 장비들을 하나의 하우징내에 단순히 하드웨어적으로 이중으로 설치하는 구성은 그 설치 비용상 적절치 않으므로, 여러 장비들을 다른 주파수 대역에서도 공용으로 사용하기 위한 다양한 기술이 연구 개발되고 있 다.

따라서 본 발명의 목적은 서로 다른 주파수 대역의 서비스를 공용으로 제공하는 이동통신 시스템의 중계기에 적용됨이 바람직한 멀티밴드용 가변 분배 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 서로 다른 주파수 대역의 서비스의 서비스 품질 격차를 줄일 수 있는 이동통신 시스템의 중계기에 적용되는 멀티밴드용 가변 분배 장치를 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 각 주파수 대역별로 개별적으로 최적의 분배 기능을 가질 수 있는 이동통신 시스템의 중계기에 적용되는 멀티밴드용 가변 분배 장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 멀티밴드용 가변 분배 장치에 있어서, 입력된 신호에서 제1, 제2 주파수 밴드 신호를 각각 필터링하여 분리되게 출력하는 제1 필터부와, 상기 제1 필터부에서 출력된 제1, 제2 주파수 밴드의 신호를 각각 가변적인 분배 비율로 분배하는 가변 분배부와, 상기 가변 분배부에서 출력되는 제1, 제2 주파수 밴드 신호 각각의 분배된 신호들을 서로 다른 주파수 밴드 신호들끼리 합성하여 다수의 출력단들로 출력하는 제2 필터부를 포함함을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 구성 소자 등과 같은 특정 사항들이 나타나고 있는데 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들이 본 발명의 범위 내에서 소정의 변형이나 혹은 변경이 이루어질 수 있음은 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다.

또한, 하기의 설명에서는 본 발명의 신호 분배 장치가 신호를 분배하는 기능에만 중점을 두어 기재를 할 것이나, 본 발명의 분배 장치는 통상적인 전력 분배기/결합기의 구조에서와 같이 신호 입출력 방향을 역으로 할 경우에 신호 결합 장치로서 동작하게 됨은 유의하여야 한다.

도 1은 본 발명의 멀티밴드용 가변 분배 장치가 적용되는 이동통신 시스템에서의 중계기의 개략적인 블록 구성도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명이 적용되는 중계기는 통상 건물(2)의 최상부에 설치되어 이동통신 시스템의 기지국으로부터 유선 또는 무선으로 RF(Radio Frequency) 신호를 끌어오는 마스터 유닛(10)과, 건물(2)의 각 층에 다수개 설치되어 해당 층에 구비된 다수의 안테나와 전송 선로를 통해 연결되는 하나 이상의 분배 장치들로 구성된다. 도 1을 참조하면, 분배 장치들은 한 층에 다수개 구배될 수 있으며, 각 분배 장치들은 하나의 입력 신호를 두 개 이상의 출력신호로 분배하는 구성을 가진다.

이때 마스터 유닛(10)과 각 분배 장치들은 전성 선로(유선 케이블)를 통해 연결되는데, 이때 마스터 유닛(10)은 건물(2)의 최상층의 설치된 첫 번째 분배 장 치(20)와 연결되며, 첫 번째 분배 장치(20)는 마스터 유닛(10)으로부터 전송된 신호를 적절한 비율로 분배하여 일부는 해당 층의 다른 분배 장치나 안테나로 전송하며 나머지는 다음 층의 분배 장치로 제공하는 구조를 가진다.

이러한 구성을 가지는 중계기가 예를 들어, GSM 주파수 밴드(850MHz 대역)와 WCDMA 주파수 밴드(2GHz 대역)를 공용으로 서비스하는 것으로 가정할 경우에, 마스터 유닛(10)은 두 주파수 대역의 신호를 모두 처리하여 하나의 케이블을 통해 첫 번째 분배 장치(20)로 제공하며, 첫 번째 분배 장치(20)는 이를 적절히 분배하게 된다.

이러한 분배 장치들은 일반적인 윌킨슨 커플러(Wilkinson Coupler) 구조를 이용하거나, 마이크로스트립 선로(Microstrip line)와 같은 결합선로(coupled line) 구조를 이용한 비교적 단순한 구성을 가지며, 850MHz 대역에서부터 2GHz 대역까지 신호를 범용적으로 처리할 수 있도록 설계할 수 있다. 그럴 경우에 850MHz 대역과 2GHz 대역의 주파수별 특성(전송라인에 따른 주파수 손실률 등)이 고려되지 않으므로, 각 주파수 대역별 최적의 분배 성능을 가질 수 없게 된다.

더욱이 건물(2) 내부의 전 지역에서 균일한 통화 품질을 유지하기 위하여, 건물(2) 내부의 각 부위의 크기 구조에 따라 안테나 및 분배 장치들의 설치 위치 및 각 위치별 적절한 분배 비율을 가지는 분배 장치들을 배치하는 작업이 요구되는데, 통상적인 상용 분배 장치는 그 분배 비율이 다수 단계로 적절히 설정된 규격화된 제품으로 출시되므로, 해당 분배 위치에 요구되는 분배 비율을 정확히 가지는 분배 장치를 설치하는데 어려움이 있게 된다. 물론 요구되는 정확한 분배 비율을 가지는 분배 장치를 각각 별도로 제작할 수도 있으나, 그럴 경우에 제작비용이 급격히 증가하게 되므로, 요구되는 분배 비율에 가장 근접한 분배 비율을 가지는 상용 분배 장치를 설치하는 방안을 선택하여야 할 것이다.

이에 본 발명에 따른 분배 장치들은 서로 다른 주파수 대역의 신호를 각각 개별적으로 분배하며, 또한 분배 비율을 각각의 주파수 대역별로 가변적으로 조정할 수 있도록 하는 구조를 가진다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티밴드용 가변 분배 장치의 블록 구성도로서, 예를 들어 도 1에 도시된 첫 번째 분배 장치(20)의 구성도일 수 있다. 도 2에 도시된 분배 장치(20)는 예를 들어, 850MHz 대역과 2GHz 대역의 신호를 처리하는 일명 듀얼밴드 가변 분배 장치의 구조를 나타내고 있으나, 이러한 구조를 다수 대역의 신호를 처리하기 위한 멀티밴드용 가변 분배 장치의 구조로 확장할 수 있음은 물론이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 듀얼밴드 가변 분배 장치(20)는 입력단(IN)으로 입력된 신호에서 제1, 제2 주파수 밴드, 예를 들어 850MHz 대역과 2GHz 대역의 신호를 각각 필터링하여 분리되게 출력하는 제1 필터부(210)와, 제1 필터부(210)에서 출력된 제1, 제2 주파수 밴드의 신호를 각각 가변적인 분배 비율로 분배하는 가변 분배부(220~230)와, 가변 분배부(220~230)에서 출력되는 제1, 제2 주파수 밴드 신호 각각의 분배된 신호들을 서로 다른 주파수 밴드 신호들끼리 합성하여 다수의 출력단(OUT1, OUT2)들로 출력하는 제2 필터부(240~250)를 구비한다.

상기에서 제1 필터부(210)는 하나의 제1 다이플렉서(Diplexer 1)(또는 듀플렉서, duplexer)(210)로 구성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 다이플렉서(210)로 입력된 신호 a는 제1 다이플렉서(210)의 각 주파수 밴드(Band 1, Band 2)에 해당하는 필터를 통과하여 각각 예를 들어 850MHz 대역의 신호 b와 2GHz 대역의 신호 f로 분리된다. 분리된 신호 b와 f는 가변 분배부(220~230)로 제공된다.

가변 분배부(220~230)는 두개의 가변 분배기(Variable Divider 1, 2), 즉 제1 가변 분배기(220)와 제2 가변 분배기(230)로 구성될 수 있다. 상기 제1 다이플렉서(210)에 출력된 신호 b는 제1 가변 분배기(220)로 제공되며, 신호 f는 제2 가변 분배기(230)로 제공된다. 신호 b는 제1 가변 분배기(220)에 의해 n1:m1의 분배비로 분배되어 신호 c와 d로 출력되고, 마찬가지로 신호 f는 제2 가변 분배기(230)에 의해 n2:m2의 분배비로 분배되어 신호 g와 h로 출력된다.

제2 필터부(240~250)는 두개의 다이플렉서(또는 듀플렉서), 즉 제2 다이플렉서(240)와 제3 다이플렉서(250)로 구성될 수 있다. 상기 제1, 제2 가변 분배기(220, 230)에 의해 분배된 신호 중 c와 g는 제2 다이플렉서(240)로 제공되고, 제1, 제2 가변 분배기(220, 230)에 의해 분배된 신호 중 d와 h는 제3 다이플렉서(250)로 제공된다. 신호 c와 g는 제2 다이플렉서(240)의 각 주파수 밴드(Band 1, Band 2)에 해당하는 필터를 통과하여 신호 e로서 합성되어 출력되며, 마찬가지로 신호 d와 h는 제3 다이플렉서(250)의 각 주파수 밴드(Band 1, Band 2)에 해당하는 필터를 통과하여 신호 i로서 합성되어 출력된다.

상기한 구성 및 동작에 의해 예를 들어, 850MHz 대역과 2GHz 대역의 신호가 합성된 신호 a는 제1 다이플렉서(210)에 의해 각각 850MHz 대역의 신호 b와 2GHz 대역의 신호 f로 분리되고, 850MHz 대역의 신호 b는 제1 가변 분배기(220)에 의해 n1:m1의 분배비를 갖는 출력 신호 c와 d로 분배되어 결국 각각 제2, 제3 다이플렉서(240, 250)를 거쳐 각각 제1 출력단(OUT1)과 제2출력단(OUT2)으로 출력되며, 2GHz 대역의 신호 f는 제2 가변 분배기(230)에 의해 n2:m2의 분배비를 갖는 출력 신호 g와 h로 분배되어 마찬가지로 결국 각각 제2, 제3 다이플렉서(240, 250)를 거쳐 각각 제1 출력단(OUT1)과 제2 출력단(OUT2)으로 출력된다.

상기와 같은 구성을 가지는 멀티밴드용 가변 분배 장치(20)에 입력되는 신호 a는 결국 신호 e와 i로 분배되어 출력되는데, 상기 신호 입출력 방향을 역으로 할 경우에 즉 신호 e와 i를 입력신호일 경우에 이들은 상기 과정의 역동작에 의해 신호 a로 결합되어 출력되며, 이때 본 발명의 멀티밴드용 가변 분배 장치(20)는 결합 장치로서 동작하게 된다.

한편, 상기에서 제1, 제2 가변 분배기(220, 230)는 입력된 신호의 분배 비율을 고정적이 아니라 외부 조작 또는 제어에 의해 가변적으로 설정하는데 이하 이러한 제1, 제2 가변 분배기(220, 230)의 구성 및 동작을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 도 2 중 제1, 제2 가변 분배기의 내부 블록 구성도이다. 도 3을 참조하면 본 발명에 따른 가변 분배기는 일 포트로 입력된 입력 신호를 서로 위상차를 가지도록 분배하여 출력하는 제1 위상변이형 커플러(222)와, 상기 제1 위상변이형 커플러(222)에서 분배되어 출력된 신호들의 위상을 외부 조작에 의해 가변적으로 천이(shift)하는 가변 위상천이기(224)와, 가변 위상천이기(224)에 출력된 신호들을 입력받아 결합하며 입력된 신호들의 위상차에 따른 비율로 분배하여 두 포트로 출력하는 제2 위상변이형 커플러(226)로 구성할 수 있다.

상기에서 제1, 제2 위상변이형 커플러(222, 226)는 하이브리드 커플러로 구성할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 하이브리드 커플러는 1번 포트(또는 4번 포트)로 입력된 신호가 각각 90도 및 180도의 위상차를 가지고 2번 포트 및 3번 포트(또는 3번 포트 및 2번 포트)로 분배되어 출력되도록, 2번 포트 및 3번 포트가 λ/4 길이차를 가지는 구조의 마이크로스트립 선로들로 구성된다. 이러한 방식으로 신호전력을 분배/합성하는 부품으로는 하이브리드링, 브랜치라인 방향성 커플러, 3dB 방향성 커플러, 매직티 등이 있을 수 있으며, 본 발명에서는 이를 통칭하여 '위상변이형 커플러'로 명한다.

가변 위상천이기(224)는 상기 제1 위상변이형 커플러(222)의 2번 포트로 출력된 신호를 1번 포트로 입력받아 2번 포트로 출력하며, 제1 위상변이형 커플러(222)의 3번 포트로 출력된 신호를 4번 포트로 입력받아 이를 3번 포트로 출력하는데, 이때 두 입력 신호가 적절한 위상차를 가지도록 적어도 어느 한 입력신호의 위상을 외부조작에 의한 위상 천이 설정에 따라 천이시킨다. 이하의 설명에서는 가변 위상 천이기(224)가 두 입력 신호 모두의 위상을 천이시켜 적절한 위상차를 가지도록 하는 구성 가지는 것으로 설명하기로 한다.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 위상 천이기(224)는 제1 위상변이형 커플러(222)의 2번 포트로 출력된 신호를 1번 포트로 입력받아 외부 설정에 의한 위상 천이량에 따라 이의 위상을 천이하여 2번 포트로 출력하며, 마찬가지로 제1 위상변이형 커플러(222)의 3번 포트로 출력된 신호를 4번 포트로 입력받아 이의 위상을 천이하여 3번 포트로 출력한다.

이때 상기 가변 위상천이기(224)에서 입력된 두 신호의 위상 천이량은 후술될 구성에 의해 상보적으로 천이될 수 있다. 즉, 1번 포트로 입력된 신호의 위상을 +10도 천이시키면 4번 포트로 입력된 신호는 -10도로 천이된다. 이러한 가변 위상천이기(224)는 위상 천이량은 -90 ~ 90도로 가변되도록 구성할 수도 있다.

상기에서 제1, 제2 위상변이형 커플러(222, 226)가 하이브리드 커플러로 구성될 경우를 예로 들어, 신호 분배 동작을 설명하면, 입력된 신호 b는 제1 위상변이형 커플러(222)의 1번 포트로 입력되어 각각 90도 및 180도의 위상차를 가지고 2번 포트 및 3번 포트로 분배되어 출력된다(이때에는 입력된 신호 b의 전력은 반으로 분배된다). 이후 제1 위상변이형 커플러(222)에서 분배되어 출력된 신호들은 가변 위상천이기(224)에 각각 입력되는데, 만약 가변 위상천이기(224)가 이들 신호의 위상을 천이시키지 않을 경우, 즉 가변 위상천이기(224)의 위상 천이량이 0도일 경우에는 각 신호들의 위상이 변하지 않은 상태로 가변 위상천이기(224)에서 출력된다. 가변 위상천이기(224)에서 출력된 신호들은 제2 위상변이형 커플러(226)의 1번 포트와 4번 포트로 각각 입력되는데, 이때 1번 포트와 4번 포트로 입력되는 신호는 각각 90도 및 180도의 위상차를 가지고 있으므로 두 신호는 모두 결합되어 제2 위상변이형 커플러(226)의 3번 포트로 출력되며 2번 포트로는 출력되지 않게 된다.

만약, 상기한 제2 위상변이형 커플러(226)의 1번 포트와 4번 포트로 입력되 는 신호가 상기 동작 설명에서와는 반대로 각각 180도 및 90도의 위상차를 가지고 있을 경우에는 두 신호는 모두 결합되어 2번 포트로 출력되며 3번 포트로는 출력되지 않음을 알 수 있다. 이와 같이 두 신호의 위상차를 적절히 조절하여 제2 위상변이형 커플러(226)의 2번 및 3번 포트로 출력되는 신호들의 출력비를 조절할 수 있으며, 가변 위상천이기(224)는 이와 같이 상기 제2 위상변이형 커플러(226)에 1번 및 4번 포트에 입력되는 신호들의 위상차를 조절하게 된다. 예를 들어 상기 제2 위상변이형 커플러(226)의 2번 및 3번 포트로 출력되는 신호의 출력비(즉 분배비)를 50:50으로 하고자 할 경우에는 가변 위상천이기(224)는 두 신호를 각각 +45도, -45도로 천이시키도록 설정된다.

상기에서 제1 위상변이형 커플러(222)를 하이브리드 커플러로 구성한 경우를 예로 들어 설명하였으나, 상기 이를 매직티로도 구성할 수 있다. 매직티는 1번 포트로 입력된 신호를 2번, 3번 포트로 분배하여 출력할 때에는 서로 180도의 위상차를 가지고 출력되도록 하며, 4번 포트로 입력된 신호는 2번, 3번 포트로 분배하여 출력할 때에는 동일한 위상으로 출력되도록 하는 구성을 가진다. 이에 따라 가변 위상천이기(224)에서의 위상 천이량을 적절히 조절하여 신호 분배가 적절히 이루어지도록 구성할 수 있다.

또한 상기 도 3에 도시된 구성에서 제1 위상변이형 커플러(222)는 보다 안정된 아이솔레이션 성능을 얻기 위함이지만, 이 대신에 입력 신호를 서로 위상차를 가지도 분배할 필요없이 단순히 전력 분배의 기능만을 수행하기 위한 일반적인 투웨이(2-way) 전력 분배기 등을 이용하여 구성할 수도 있다. 그럴 경우에 상기 가변 위상천이기(224)는 상기의 설명에서와 마찬가지로 투웨이 전력 분배기로부터 출력되는 두 신호의 위상차를 예를 들어 0~90도로 천이시키므로 전체적인 가변 분배비율을 설정할 수 있게 된다.

한편, 상기 가변 위상천이기(224)는 외부 조작에 위한 위상 천이량에 따라 1번 포트와 4번 포트로 입력된 신호를 각각 상보적으로 천이시켜 각각 2번 포트와 3번 포트로 출력하는데, 이러한 가변 위상천이기(224)는 전송 선로를 통과하는 신호의 위상을 천이시키기 위해 전송 선로의 물리적인 길이를 실제로 변경시키거나, 전기적인 길이를 가변시키는 방식을 가질 수 있다. 이하 상기 가변 위상천이기(224)의 구성 및 동작을 첨부 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 5는 도 3 중 가변 위상천이기의 구조도로서, 전송 선로의 물리적인 길이를 변경시켜서 선로를 통과하는 신호의 위상을 천이시키는 구조가 예로써 도시되고 있다. 도 5를 참조하면, 가변 위상천이기는 1번 ~ 4번 포트를 각각 구성하는 'L' 형태(또는 '」'형태 등)의 고정된 동축 선로들(522a, 522b, 524b, 524a)과, 'U' 형태(또는 '∩' 형태)의 동축 선로들(512, 514)이 양측에 구비된 이동 기판(510)으로 구성된다. 도 5의 (a)에는 이동 기판(510)의 형태가 도시된다.

도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 1번 및 2번 포트 동축 선로들(522a, 522b)의 각 일단은 이동 기판(510)의 일 동축 선로(512)의 양단과 적절한 겹침 부분을 가지며 맞닿으며, 4번 및 3번 포트 동축 선로들(524b, 524a)의 각 일단은 이동 기판(510)의 다른 동축 선로(514)의 양단과 겹침 부분을 가지며 맞닿도록 구성된다. 이동 기판(510)은 적절한 구조를 가지는 이동 기구(미도시)에 의해 상하로 이동할 수 있도록 구성되는데, 예를 들어 도 5의 (c) 도시된 바와 같이 하부로 이동되면, 1번 및 2번 포트 동축 선로들(522a, 522b)과 이동 기판(510)의 일 동축 선로(512)의 양단과 맞닿는 부분, 즉 겹치는 부분이 많아지며, 4번 및 3번 포트 동축 선로들(524b, 524a)과 이동 기판(510)의 다른 동축 선로(514)의 양단과 겹치는 부분은 적어지게 된다. 그럴 경우에 전체적으로 1번 포트와 2번 포트간의 전송선로의 물리적인 길이는 줄어들게 되며, 4번 포트와 3번 포트간의 전송선로의 물리적인 길이는 늘어나게 되어, 상호간에 통가하는 신호는 상보적인 위상차를 가지게 된다.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 멀티밴드 가변 분배 장치의 구성 및 동작이 이루어질 수 있으며, 한편 상기한 본 발명의 설명에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정할 것이 아니고 청구범위와 청구범위의 균등한 것에 의하여 정하여져야 할 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명의 이동통신 시스템의 중계기에 적용되는 멀티밴드용 가변 분배 장치는 서로 다른 주파수 대역의 서비스를 공용으로 제공하는 이동통신 시스템의 중계기에 적용될 수 있으며, 이때 서로 다른 주파수 대역의 서비스의 서비스 품질 격차를 줄이며, 각 주파수 대역별로 개별적으로 최적의 분배 기능을 가질 수 있도록 할 수 있다.

Claims

멀티밴드용 가변 분배 장치에 있어서,

입력된 신호에서 제1, 제2 주파수 밴드 신호를 각각 필터링하여 분리되게 출력하는 제1 필터부와,

상기 제1 필터부에서 출력된 제1, 제2 주파수 밴드의 신호를 각각 가변적인 분배 비율로 분배하는 가변 분배부와,

상기 가변 분배부에서 출력되는 제1, 제2 주파수 밴드 신호 각각의 분배된 신호들을 서로 다른 주파수 밴드 신호들끼리 합성하여 다수의 출력단들로 출력하는 제2 필터부를 포함함을 특징으로 하는 분배 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 필터부는 하나의 다이플렉서를 포함함을 특징으로 하는 분배 장치.
제1항에 있어서, 상기 가변 분배부는 상기 제1 필터부에서 출력된 제1, 제2 주파수 밴드의 신호를 각각 가변적인 분배 비율로 분배하기 위한 제1 가변 분배기와 제2 가변 분배기를 포함함을 특징으로 하는 분배 장치.
제3항에 있어서, 상기 제2 필터부는 제1, 제2 가변 분배기에 의해 분배된 신호들 중 서로 다른 주파수 밴드 신호들끼리 합성된 신호들을 각각 입력받은 제2 다이플렉서와 제3 다이플렉서를 포함함을 특징으로 하는 분배 장치.
제3항에 있어서, 상기 제1, 제2 가변 분배기는

일 포트로 입력된 입력 신호를 분배하여 출력하는 분배기와,

상기 분배기에서 분배되어 출력된 신호들의 위상을 외부 조작에 의해 가변적으로 천이하는 가변 위상천이기와,

상기 가변 위상천이기에 출력된 신호들을 입력받아 결합하며 입력된 신호들의 위상차에 따른 비율로 분배하여 두 포트로 출력하는 제2 위상변이형 커플러를 포함함을 특징으로 하는 분배 장치.
제5항에 있어서, 상기 분배기는 상기 일 포트로 입력된 입력 신호를 서로 위상차를 가지도록 분배하여 출력하는 제1 위상변이형 커플러임을 특징으로 하는 분배 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 제2 위상변이형 커플러는 하이브리드 커플러, 하이브리드링, 브랜치라인 방향성 커플러, 3dB 방향성 커플러, 중 하나임을 특징으로 하는 분배 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 가변 위상천이기는 전송 선로의 물리적 또는 전기적 길이를 변경시켜서 선로를 통과하는 신호의 위상을 천이시키는 구조를 가짐을 특징으로 하는 분배 장치.