KR100900762B1 - Ｒｆ 무선 송수신장치 - Google Patents

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KR100900762B1
KR100900762B1 KR1020080136283A KR20080136283A KR100900762B1 KR 100900762 B1 KR100900762 B1 KR 100900762B1 KR 1020080136283 A KR1020080136283 A KR 1020080136283A KR 20080136283 A KR20080136283 A KR 20080136283A KR 100900762 B1 KR100900762 B1 KR 100900762B1
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어윤성
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주식회사 파이칩스
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Abstract

본 발명은 RF 무선 송수신장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 RF 무선 송수신장치는, 안테나, 안테나로부터 수신된 RF수신신호가 공급되는 RF수신부, RF 송신신호를 안테나로 공급하는 RF 송신부, 안테나와 RF수신부의 사이에 RF 수신부의 입력 임피던스와 안테나의 임피던스를 정합시키는RX스위칭 임피던스 정합회로, 안테나와 RX스위칭 임피던스 정합회로와의 사이의 제1 노드에 연결되고, 또한 안테나와 RF 송신부의 사이에 RF 송신부의 출력 임피던스와 안테나의 임피던스를 정합시키는 TX 스위칭 임피던스 정합회로를 포함하는 RF 무선 송수신장치로서, RF 무선 송수신장치가 수신 모드로 동작할 때는, RF 수신부의 입력 임피던스가 안테나의 임피던스에 정합되도록 RX 스위칭 임피던스 정합회로가 연결되고, RF 송신부의 출력 임피던스가 하이 임피던스(high impedance)가 되도록 TX 스위칭 임피던스 정합회로가 단락되며, RF 무선 송수신장치가 송신 모드로 동작할 때는, RF 송신부의 출력 임피던스가 안테나의 임피던스에 정합되도록 TX 스위칭 임피던스 정합회로가 연결되고, RF 수신부의 입력 임피던스가 하이 임피던스(high impedance)가 되도록 RX 스위칭 임피던스 정합회로가 단락된다.
RX스위칭 임피던스 정합회로, TX 스위칭 임피던스 정합회로, 저잡음 증폭기(LNA), 전력 증폭기(PA)

Description

ＲＦ 무선 송수신장치{RF WIRELESS TRANSCEIVER}
본 발명은 RF 무선 송수신장치에 관한 것이다.
무선 송수신기는 송신기(TX)와 수신기(RX)가 포함되어 있고, TDD (Time division duplex) 방식에서는 반 이중(half duplex) 방식을 사용하여, 송신모드에서 동작하거나, 수신모드에서 동작하게 된다. 하나의 안테나를 사용하거나 또는 디버시티 안테나(diversity antenna)를 공유하는 무선 통신 송수신기의 경우, 이 안테나를 공유하기 위해서 일반적으로 적어도 하나의 송신/수신 스위치(이하, T/R 스위치라 한다.)를 포함한다.
도 1은 종래 기술에 따른 무선송수신기의 T/R 스위치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 무선송수신기의 T/R 스위치는, 수신기 LNA 입력단과 송신기 PA 출력단에 각각 수신부 입력 임피던스 정합과 송신부 출력 임피던스 정합을 위한 임피던스 정합회로(impedance matching network)가 필요하게 되고, 이것이 각각 RX 임피던스 정합회로(impedance matching network, 21a)와 TX 임피던스 정합회로(impedance matching network, 21b)이다. 수신부 경로와 송신부 경로는 T/R 스위치(20)를 통하여 안테나(10)에 연결되며, 이 스위치(20)에 의해 수신 모드에서는 안테나(10)와 RX 임피던스 정합회로(impedance matching network, 21a)가 연결되고, 송신 모드에서는 안테나(10)와 TX 임피던스 정합회로(impedance matching network, 21b)가 연결되게 된다. 이 때, 수신기와 송신기의 임피던스 정합회로(impedance matching network)는 T/R 스위치(20)에 의해 분리되기 때문에, 서로 공유하기가 어렵게 되고 별도로 구성되어야 한다.
일반적으로, T/R 스위치는 수 GHz 이상의 RF(radio frequency) 신호를 수신부 경로 또는 송신부 경로에서 안테나로 전달해 주어야 하기 때문에 사용하는 RF 주파수 대역에서 안정적인 동작을 가져야 한다. 따라서, 일반적으로 오프 칩(off-chip) 소자를 이용하여 구현하며, 이는 집적도를 떨어뜨리게 되고 오프칩 자체의 손실로 인하여 수신부의 잡음지수와 송신부의 출력전력 성능을 떨어뜨리게 된다.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 스위칭 임피던스 정합회로(switched matching network)를 가지는 T/R스위치 구조에 의하여, 기존의 T/R스위치(switch) 구조에서 나타나는 신호의 손실에 의해 RF 수신부의 잡음지수 열화 및 RF 송신부의 출력전력 감쇄를 감소시킬 수 있는 RF 무선 송수신장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 인덕터와 커패시터로 구성되어 RX 수신 / TX 송신동작 모드에 따라 온 오프(on/off) 되는 스위치에 의해 인덕터와 커패시터 값을 스위칭할 수 있게 하는 것에 의하여, 수신 모드 동작일 때와 송신 모드 동작일 때의 RX 입력 임피던스와 TX 출력 임피던스를 각각 독립적으로 스위칭할 수 있는 RF 송수신장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
청구항 1에 관한 발명인 RF 무선 송수신장치는, 안테나, 안테나로부터 수신된 RF수신신호가 공급되는 RF수신부, RF 송신신호를 안테나로 공급하는 RF 송신부, 안테나와 RF수신부의 사이에 RF 수신부의 입력 임피던스와 안테나의 임피던스를 정합시키는RX스위칭 임피던스 정합회로, 안테나와 RX스위칭 임피던스 정합회로와의 사이의 제1 노드에 연결되고, 또한 안테나와 RF 송신부의 사이에 RF 송신부의 출력 임피던스와 안테나의 임피던스를 정합시키는 TX 스위칭 임피던스 정합회로를 포함 하는 RF 무선 송수신장치로서, RF 무선 송수신장치가 수신 모드로 동작할 때는, RF 수신부의 입력 임피던스가 안테나의 임피던스에 정합되도록 RX 스위칭 임피던스 정합회로가 연결되고, RF 송신부의 출력 임피던스가 하이 임피던스(high impedance)가 되도록 TX 스위칭 임피던스 정합회로가 단락되며, RF 무선 송수신장치가 송신 모드로 동작할 때는, RF 송신부의 출력 임피던스가 안테나의 임피던스에 정합되도록 TX 스위칭 임피던스 정합회로가 연결되고, RF 수신부의 입력 임피던스가 하이 임피던스(high impedance)가 되도록 RX 스위칭 임피던스 정합회로가 단락된다.
청구항 2에 관한 발명인 RF 무선 송수신장치는, 청구항 1에 관한 발명인 RF 무선 송수신장치에 있어서, RX 스위칭 임피던스 정합회로는, 안테나와 RF수신부의 입력단 사이의 제2 노드와 그라운드(GND)사이에 연결된 제1 인덕터(LLNA)를 포함하고, TX 스위칭 임피던스 정합회로는, 안테나와 제2 노드 사이의 제3 노드와 RF송신부의 출력단 사이에 직렬로 연결된 제1 커패시터(CC) 및 제2 인덕터(LPA)를 포함하고, 제2 인덕터(LPA)와 RF송신부의 출력단 사이의 제4 노드와 그라운드(GND)사이에 직렬로 연결된 스위치 및 제2 커패시터(CPA)를 포함한다.
청구항 3에 관한 발명인 RF 무선 송수신장치는, 청구항 2에 관한 발명인 RF 무선 송수신장치에 있어서, 스위치는, CMOS 스위치 또는 N-MOSFET 스위치 또는 P-MOSFET 스위치이다.
청구항 4에 관한 발명인 RF 무선 송수신장치는, 안테나, 안테나로부터 수신된 RF수신신호가 공급되는 RF수신부, RF 송신신호를 안테나로 공급하는 RF 송신부, 안테나와 RF 수신부 및 RF 송신부와의 사이에 연결되어 송신 또는 수신 모드에 따라 RF 수신부의 입력 임피던스와 안테나의 임피던스 또는 RF 송신부의 출력 임피던스와 안테나의 임피던스를 정합시키는 스위칭 임피던스 정합회로를 포함한다.
청구항 5에 관한 발명인 RF 무선 송수신장치는, 청구항 4에 관한 발명인 RF 무선 송수신장치에 있어서, 스위칭 임피던스 정합회로는, 안테나와 RF수신부의 입력단 사이의 제2 노드와 그라운드(GND)사이에 연결된 제1 인덕터(LLNA)와, 안테나와 제2 노드 사이의 제3 노드와 RF송신부의 출력단 사이에 직렬로 연결된 제1 커패시터(CC) 및 제2 인덕터(LPA)와, 제2 인덕터(LPA)와 RF송신부의 출력단 사이의 제4 노드와 그라운드(GND)사이에 직렬로 연결된 스위치 및 제2 커패시터(CPA)를 포함한다.
청구항 6에 관한 발명인 RF 무선 송수신장치는, 청구항 5에 관한 발명인 RF 무선 송수신장치에 있어서, 스위치는, CMOS 스위치 또는 N-MOSFET 스위치 또는 P-MOSFET 스위치이다.
상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 RF 무선 송수신장치에 의하면, 스위칭 임피던스 정합회로(switched matching network)를 가지는 T/R스위치 구조에 의하여, 기존의 T/R스위치(switch) 구조에서 나타나는 신호의 손실에 의해 RF 수신부의 잡음지수 열화 및 RF 송신부의 출력전력 감쇄를 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 인덕터와 커패시터로 구성되어 RX 수신 / TX 송신 동작 모드에 따라 온 오프(on/off) 되는 T/R스위치에 의해 인덕터와 커패시터 값을 스위칭할 수 있게 하는 것에 의하여, 수신 모드 동작일 때와 송신 모드 동작일 때의 RX 입력 임피던스와 TX 출력 임피던스를 각각 독립적으로 스위칭할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제 해결 수단, 효과 외의 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치의 수신 모드 (RX mode) 동작을 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치의 송신 모드 (TX mode) 동작을 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치는, 안테나(100), 안테나(100)와 연결되고, 또한 안테나(100)와의 사이에 RX스위칭 임피던스 정합회로(RX switched impedance matching network, 110) 및 저 잡음 증폭기(Low Noise Amplifier, 111)가 직렬로 연결되며, 안테나(100)로부터 수신된 RF수신신호가 공급되는 RF수신부, 안테나(100)와 RX스위칭 임피던스 정합회로(RX switched impedance matching network, 110)와의 사이의 제1 노드(A)에 연결되고, 또한 안테나(100)와의 사이에 TX 스위칭 임피던스 정합회로(TX switched impedance matching network, 120) 및 전력 증폭기(Power Amplifier, 121)가 직렬로 연결되며, RF 송신신호를 안테나(100)로 공급하는 RF 송신부를 포함하는 RF 무선 송수신장치의 RF 무선 송수신장치다.
즉, 스위칭 임피던스 정합회로(switched impedance matching network)를 이용하여 별도의 스위치 소자를 사용하지 않고, T/R 스위칭(switching) 동작이 가능하다. 여기서, 본 발명의 실시예에서의 T/R 스위치구조는, 안테나(100)와 RF 수신부의 저 잡음 증폭기(LNA, 111)의 입력부 사이에 위치한 RX 스위칭 임피던스 정합회로(RX switched impedance matching network, 110)와, 안테나(100)와 RF 송신부의 전력 증폭기(PA, 121)의 출력부 사이에 위치한 TX 스위칭 임피던스 정합회로(TX switched impedance matching network, 120)로 구성되어 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 RF 송수신부의 임피던스 정합 스위치의 동작을 구체적으로 설명하자면, RF 무선 송수신장치가 수신 모드(RX mode)로 동작할 때는, RF 수신부의 입력 임피던스가 안테나(100)의 임피던스에 정합되도록, RX 스위칭 임피던스 정합회로(RX switched impedance matching network, 110)를 온(on)시키고, RF 송신부의 출력 임피던스가 하이 임피던스(high impedance)가 되도록 TX 스위칭 임피던스 정합회로(TX switched impedance matching network, 120)를 오프(off)시키며, RF 무선 송수신장치가 송신 모드(TX mode)로 동작할 때는, RF 송신부의 출력 임피던스가 안테나(100)의 임피던스에 정합되도록 TX 스위칭 임피던스 정합회로(TX switched impedance matching network, 120)를 온(on)시키고, RF 수신부의 입력 임피던스가 하이 임피던스(high impedance)가 되도록 RX 스위칭 임피던스 정합회로(RX switched impedance matching network, 110)를 오프(off)시킨다.
RX 스위칭 임피던스 정합회로(RX switched impedance matching network, 110) 와 TX 스위칭 임피던스 정합회로(TX switched impedance matching network, 120)는 커패시터, 인덕터, TX / RX 동작 모드에 따라 온 오프(on/off)되는 스위치 등으로 이루어진다. 이 스위치에 의해 커패시터 또는 인덕터 값이 스위칭(switching)되기 때문에, 입력 또는 출력 임피던스가 TX / RX 동작 모드에 따라 스위칭된다. 한편, RX 스위칭 임피던스 정합회로(RX switched impedance matching network, 110) 와 TX 스위칭 임피던스 정합회로(TX switched impedance matching network, 120)의 구성 및 동작에 관하여는 도 6 내지 도 8에서 상세하게 설명하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치의 수신 모드(RX mode) 동작을 설명하자면, 수신 모드(RX mode)로 동작할 때 수신부 회로는 온(RX on)상태이고, 송신부 회로는 오프(TX off) 상태이다. 이 때, RX 스위칭 임피던스 정합회로(RX switched impedance matching network, 110)는 수신 부 입력 임피던스가 안테나(100)의 임피던스에 정합되도록 입력 임피던스 정합회로로 동작한다. 한편, TX 스위칭 임피던스 정합회로(TX switched impedance matching network, 120)는 송신부가 개방회로(open-circuit)로 보이도록, 송신부 출력 임피던스를 하이 임피던스(high impedance)가 되도록 만들어 주는 역할을 한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치의 송신 모드(TX mode) 동작을 설명하자면, 송신 모드(TX mode)로 동작할 때, 송신부 회로는 온(RX on)상태이고, 수신부 회로는 오프(RX off)상태이다. 이 때, TX 스위칭 임피던스 정합회로(TX switched impedance matching network, 120)는 송신부 출력 임피던스가 안테나(100)의 임피던스에 정합되도록 출력 임피던스 정합회로로 동작한다. 한편, RX 스위칭 임피던스 정합회로(RX switched impedance matching network, 110)는 수신부가 개방회로(open-circuit)로 보이도록 수신부 입력 임피던스를 하이 임피던스(high impedance)가 되도록 만들어 주는 역할을 한다.
RX 스위칭 임피던스 정합회로(RX switched impedance matching network, 110)와 TX 스위칭 임피던스 정합회로(TX switched impedance matching network, 120)는 커패시터, 인덕터, TX / RX 동작 모드에 따라 온 오프(on/off)되는 스위치 등으로 이루어진다. 이 스위치에 의해 커패시터 또는 인덕터 값이 스위칭되기 때문에, 입력 또는 출력 임피던스가 TX / RX 동작 모드에 따라 스위칭된다. 한편, RX 스위칭 임피던스 정합회로(RX switched impedance matching network, 110) 와 TX 스위칭 임피던스 정합회로(TX switched impedance matching network, 120)의 구성 및 동작에 관하여는 도 6 내지 도 8에서 상세하게 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치를 나타내는 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치는, 안테나(200), 안테나(200)와 연결되고, 또한 안테나(200)와의 사이에 저 잡음 증폭기(LNA, 211)가 직렬로 연결되며, 안테나(200)로부터 수신된 RF수신신호가 공급되는 RF수신부, 안테나(200)와 연결되고, 또한 안테나(200)와의 사이에 전력 증폭기(PA, 212)가 직렬로 연결되며, RF 송신신호를 안테나(200)로 공급하는 RF 송신부, 안테나(200)와 RF 수신부 및 RF 송신부와의 사이에 각각 연결되어 송신 또는 수신 모드에 따라 온오프되는 스위칭 임피던스 정합회로(TX/RX switched impedance matching network, 이하 송수신 스위칭 임피던스 정합회로라 한다.)(210)를 포함하는 RF 무선 송수신장치의 RF 무선 송수신장치다.
여기서, 송수신 스위칭 임피던스 정합회로(TX/RX switched impedance matching network, 210)는, RX 스위칭 임피던스 정합회로(미도시)와 TX 스위칭 임피던스 정합회로(미도시)를 포함한다.
즉, RF 수신부와 RF 송신부 쪽의 임피던스 정합회로(switched impedance matching network)를 공유하여 사용할 경우에도, 도 2 내지 도 4에서 제안한 RX 임피던스 정합회로 및 TX 임피던스 정합회로를 이용하여 송/수신 스위칭 동작을 하는 임피던스 정합회로(switched impedance matching network)를 구성할 수 있다. 수신 동작 모드(RX mode)에서는 도 3과 같은 원리로 동작하도록 TX / RX 임피던스 정합 회로가 동작하고, 송신 동작 모드(TX mode)에서는 도 4와 같은 원리로 동작하도록 TX / RX 임피던스 정합회로가 동작하게 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 송수신부의 임피던스 정합 스위치의 동작을 설명하자면, RF 무선 송수신장치가 수신 모드(RX mode)로 동작할 때는, RF 수신부의 입력 임피던스가 안테나(200)의 임피던스에 정합되도록 송수신 스위칭 임피던스 정합회로(TX/RX switched impedance matching network, 210)의 RX 스위칭 임피던스 정합회로를 온(on)시키고, RF 송신부의 출력 임피던스가 하이 임피던스(high impedance)가 되도록 송수신 스위칭 임피던스 정합회로(TX/RX switched impedance matching network, 210)의 TX 스위칭 임피던스 정합회로를 오프(off)시킨다. 또한, RF 무선 송수신장치가 송신 모드(TX mode)로 동작할 때는, RF 송신부의 출력 임피던스가 안테나(200)의 임피던스에 정합되도록 송수신 스위칭 임피던스 정합회로(TX/RX switched impedance matching network, 210)의 TX 스위칭 임피던스 정합회로를 온(on)시키고, RF 수신부의 입력 임피던스가 하이 임피던스(high impedance)가 되도록 송수신 스위칭 임피던스 정합회로(TX/RX switched impedance matching network, 210)의 RX 스위칭 임피던스 정합회로를 오프(off)시킨다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치 중 스위칭 임피던스 정합회로를 나타내는 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치 중 송수신 스위칭 임피던스 정합회로(TX/RX switched impedance matching network, 210)는, 다수의 인덕터(L)와 커패시터(C)로 구성된다.
즉, 안테나(200)와 저 잡음 증폭기(LNA, 211)의 입력단 사이의 제2 노드(B)에 연결된 제1 인덕터(LLNA)는 저 잡음 증폭기(LNA, 211)의 입력단의 스위칭 임피던스 정합회로(switched impedance matching network)를 구성하는 요소(component)이다. 또한, 안테나(200)와 제2 노드(B)사이의 제3 노드(C)와 전력 증폭기(PA, 212)의 출력단 사이에 직렬로 제1 커패시터(CC) 및 제2 인덕터(LPA)가 연결된다. 또한, 제2 인덕터(LPA)와 전력 증폭기(PA, 212)의 출력단 사이의 제4 노드(D)와 그라운드(GND)사이에 직렬로 스위치 및 제2 커패시터(CPA)가 연결된다. 여기서, 제1 커패시터(CC), 제2 인덕터(LPA), 스위치(
Figure 112008090223277-pat00001
) 및 제2 커패시터(CPA)는 TX 스위칭 정합회로(switched impedance matching network)를 구성하는 요소(component)이다. 제2 커패시터(CPA)는 송신 모드(TX mode)로 동작할 때만 연결되도록, 송수신(TX/RX) 동작 모드에 따라 스위치가 온 오프(on/off)된다. 이 때, 스위치(
Figure 112008090223277-pat00002
)는 CMOS 스위치로 구성되거나, N-MOSFET 또는 P-MOSFET 스위치 형태로 구성될 수 있다.
따라서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치 중 스위칭 임피던스 정합회로의 구조는 트랜지스터(transistor)를 이용한 스위치(switch)가 별도로 필요하지 않고, LC 소자로 구성된 정합회로(matching network)로 구성되어 있기 때문에 안테나(200)에서 저 잡음 증폭기(LNA, 211)의 입력으로 신호가 전달될 때, 또는 전력 증폭기(PA, 212)의 출력에서 안테나(200)로 신호가 전달될 때 스위치에 의한 신호손실이 없게 된다.
도 7은 도 6의 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치의 수신 모드(RX mode) 동작을 나타내는 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치의 수신 모드(RX mode) 동작을 설명하자면, 수신 모드(RX mode)로 동작할 때(즉, RF 수신부가 온(RX on), RF 송신부가 오프(TX off))의 LC 소자로 구성된 T/R 스위치의 동작으로서, 안테나(200)에서 저 잡음 증폭기(LNA, 211)의 입력단으로 신호가 전달될 때, RF 송신부 출력부 쪽으로 바라본 임피던스는 제2 인덕터(LPA), 제2 커패시터(CPA)로 구성된 TX 스위칭 임피던스 정합회로(switched impedance matching network)에 의해, 공진조건에서 개방회로(open-circuit, 즉 하이 임피던스(high impedance))로 보인다. 따라서, RF 수신부의 저 잡음 증폭기(LNA, 211)의 입력 임피던스에 미치는 영향이 최소가 된다. 따라서, 안테나(200)와 RF 수신부 사이에 신호 전달 경로(path)가 형성되어 수신 모드(TX mode)가 된다. 이 때, RF 수신부의 저 잡음 증폭기(LNA, 211)의 입력 스위칭 임피던스 정합회로(즉, RX 스위칭 임피던스 정합회로)는 RF 송신부의 출력 스위칭 임피던스 정합회로(즉, TX 스위칭 임피던스 정합회로)에 무관하게 독립적으로 임피던스 정합회로를 구성할 수 있다.
도 8은 도 6의 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치의 송신 모드(TX mode) 동작을 나타내는 도면이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치의 송신 모드 (TX mode) 동작을 설명하자면, 송신 모드(즉, RF송신부가 온(TX on), RF수신부가 오프(RX off))일 때의 LC소자로 구성된 T/R 스위치 동작으로서, 전력 증폭기(PA, 212)의 출력단으로부터 안테나(200)로 신호가 전달될 때, RF수신부의 입력부인 저 잡음 증폭기(LNA, 211) 쪽으로 바라본 임피던스는 RX 스위칭 임피던스 정합회로(switched impedance matching network)의 구성 요소인 제1 인덕터(LLNA)와 저 잡음 증폭기(LNA, 211)의 입력 커패시턴스(capacitance) 및 패키지(package), 기생 커패시턴스(parasitic capacitance)에 의해 구성되는 LC 공진회로에 의해, 공진조건에서 개방회로(open-circuit, 즉 하이 임피던스 (high impedance))로 보이기 때문에, RF송신부의 출력 임피던스에 미치는 영향이 최소가 된다. 따라서, RF송신부의 출력과 안테나(200)와 신호 전달 경로(path)가 형성되고, 송신 모드로 동작하게 된다. 이 때, RF 송신부의 전력 증폭기(PA, 212)의 출력 임피던스 정합회로(impedance matching network)는 RF수신부의 입력 임피던스 정합회로(impedance matching network)에 무관하게 독립적으로 임피던스 정합회로(impedance matching network)를 구성할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치에 의하여, 스위칭 임피던스 정합회로(switched matching network)를 가지는 T/R스위치 구조에 의하여, 기존의 T/R스위치(switch) 구조에서 나타나는 신호의 손실에 의해 RF 수신부의 잡음지수 열화 및 RF 송신부의 출력전력 감쇄를 감소시킬 수 있다. 또한, 인덕터와 커패시터로 구성되어 RX 수신 / TX 송신동작 모드에 따라 온 오프(on/off) 되는 스위치에 의해, 인덕터와 커패시터 값을 스위칭할 수 있게 하는 것에 의하여, 수신 모드 동작일 때와 송신 모드 동작일 때의 RX 입력 임피던스와 TX 출력 임피던스를 각각 독립적으로 스위칭할 수 있다.
이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 종래 기술에 따른 무선송수신기의 T/R 스위치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치의 수신 모드 (RX mode) 동작을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치의 송신 모드 (TX mode) 동작을 나타내는 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치를 나타내는 도면.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치 중 스위칭 임피던스 정합회로를 나타내는 도면.
도 7은 도 6의 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치의 수신 모드 (RX mode) 동작을 나타내는 도면.
도 8은 도 6의 본 발명의 다른 실시예에 따른 RF 무선 송수신장치의 송신 모드 (TX mode) 동작을 나타내는 도면.

Claims (6)

  1. 안테나;
    상기 안테나로부터 수신된 RF수신신호가 공급되는 RF수신부; 및
    RF 송신신호를 상기 안테나로 공급하는 RF 송신부;
    상기 안테나와 상기 RF수신부의 사이에 상기 RF 수신부의 입력 임피던스와 상기 안테나의 임피던스를 정합시키는RX스위칭 임피던스 정합회로; 및
    상기 안테나와 상기 RX스위칭 임피던스 정합회로와의 사이의 제1 노드에 연결되고, 또한 상기 안테나와 상기 RF 송신부의 사이에 상기 RF 송신부의 출력 임피던스와 상기 안테나의 임피던스를 정합시키는 TX 스위칭 임피던스 정합회로
    를 포함하는 RF 무선 송수신장치로서,
    상기 RX 스위칭 임피던스 정합회로는, 상기 안테나와 상기 RF수신부 의 입력단 사이의 제2 노드와 그라운드(GND)사이에 연결된 제1 인덕터(LLNA)를 포함하고,
    상기 TX 스위칭 임피던스 정합회로는, 상기 안테나와 상기 제2 노드 사이의 제3 노드와 상기 RF송신부의 출력단 사이에 직렬로 연결된 제1 커패시터(CC) 및 제2 인덕터(LPA)를 포함하고, 상기 제2 인덕터(LPA)와 상기 RF송신부의 출력단 사이의 제4 노드와 그라운드(GND)사이에 직렬로 연결된 스위치 및 제2 커패시터(CPA)를 포함하며,
    상기 RF 무선 송수신장치가 수신 모드로 동작할 때는, 상기 RF 수신부의 입력 임피던스가 상기 안테나의 임피던스에 정합되도록 상기 RX 스위칭 임피던스 정합회로가 연결되고, 상기 RF 송신부의 출력 임피던스가 하이 임피던스(high impedance)가 되도록 상기 스위치가 온(on)되어 상기 TX 스위칭 임피던스 정합회로가 단락되고,
    상기 RF 무선 송수신장치가 송신 모드로 동작할 때는, 상기 RF 송신부의 출력 임피던스가 상기 안테나의 임피던스에 정합되도록 상기 TX 스위칭 임피던스 정합회로가 연결되고, 상기 RF 수신부의 입력 임피던스가 하이 임피던스(high impedance)가 되도록 상기 스위치가 오프(off)되어 상기 RX 스위칭 임피던스 정합회로가 단락되는,
    RF 무선 송수신장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 스위치는, CMOS 스위치 또는 N-MOSFET 스위치 또는 P-MOSFET 스위치인,
    RF 무선 송수신장치.
  4. 안테나;
    상기 안테나로부터 수신된 RF수신신호가 공급되는 RF수신부;
    RF 송신신호를 상기 안테나로 공급하는 RF 송신부; 및
    상기 안테나와 상기 RF 수신부 및 RF 송신부와의 사이에 연결되고, 송신 또는 수신 모드에 따라 온오프되어 상기 RF 수신부의 입력 임피던스와 상기 안테나의 임피던스 또는 상기 RF 송신부의 출력 임피던스와 상기 안테나의 임피던스를 정합시키는 스위칭 임피던스 정합회로;
    를 포함하고
    상기 스위칭 임피던스 정합회로는, 상기 안테나와 상기 RF수신부의 입력단 사이의 제2 노드와 그라운드(GND)사이에 연결된 제1 인덕터(LLNA)와, 상기 안테나와 상기 제2 노드 사이의 제3 노드와 상기 RF송신부의 출력단 사이에 직렬로 연결된 제1 커패시터(CC) 및 제2 인덕터(LPA)와, 상기 제2 인덕터(LPA)와 상기 RF송신부의 출력단 사이의 제4 노드와 그라운드(GND)사이에 직렬로 연결된 스위치 및 제2 커패시터(CPA)를 포함하는,
    RF 무선 송수신장치.
  5. 삭제
  6. 제4항에 있어서,
    상기 스위치는, CMOS 스위치 또는 N-MOSFET 스위치 또는 P-MOSFET 스위치인,
    RF 무선 송수신장치.
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