KR101038845B1 - 다중 주파수 대역 수신기 - Google Patents

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Abstract

호모다인(직접변환) 방식과 헤테로다인 방식을 공통으로 사용하면서 적어도 하나의 믹서를 두 방식의 신호처리에 공통으로 사용함으로써 수신기를 구현하기 위한 전체 칩 면적을 감소시킬 수 있는 다중 주파수 대역 수신기가 개시된다. 상기 다중 주파수 대역 수신기는, 서로 다른 주파수 대역의 신호가 각각 입력되는 복수의 입력단; 상기 복수의 입력단에 각각 하나씩 연결되며, 서로 다른 주파수 대역의 신호를 각각 입력받아 사전 설정된 크기 만큼 주파수를 하향 변환하는 복수의 믹서; 기저대역 신호가 출력되는 하나의 출력단; 및 상기 각 입력단과 각 믹서 사이에 배치되며 인덕터를 포함하는 복수의 저잡음 증폭기를 포함하며, 상기 복수의 믹서 각각은 자신이 연결된 입력단 또는 타 믹서로부터 신호를 입력받으며, 상기 복수의 믹서 중 가장 낮은 주파수 대역의 신호가 상기 입력단으로부터 입력되는 믹서는, 입력받은 신호를 기저대역으로 변환하여 상기 출력단에 제공하며, 상기 복수의 믹서 중 나머지 믹서는 자신이 입력받은 신호를 타 믹서에 입력되는 신호의 주파수 대역으로 하향변환하며 상기 나머지 믹서는 각각 상기 하향변환된 신호를 입력받는 상기 타 믹서에 연결된 저잡음 증폭기의 상기 인덕터를 공유하는 것을 특징으로 한다.
호모다인, 직접변환, 헤테로다인, 믹서, 저잡음 증폭기(LNA), 부하, 공유, 필터

Description

다중 주파수 대역 수신기{MULTI FREQUENCY BAND RECEIVER}
본 발명은 다중 주파수 대역 수신기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 호모다인(직접변환) 방식과 헤테로다인 방식을 공통으로 사용하면서 적어도 하나의 믹서를 두 방식의 신호처리에 공통으로 사용함으로써 수신기를 구현하기 위한 전체 칩 면적을 감소시킬 수 있는 다중 주파수 대역 수신기에 관한 것이다.
일반적으로 고주파 신호(RF 신호)를 기저대역으로 변환하는 방식은 크게 호모다인(Homodyne, 또는 직접변환) 방식과 중간 주파수(IF)를 이용하는 헤테로다인(Heterodyne) 방식이 알려져 있다.
한편, 둘 이상의 신호를 수신하기 위한는 다중 주파수 대역 통신방식에서는 일반적으로 수신하고자 하는 신호개수 만큼의 저잡음 증폭기(LNA)와 믹서(Mixer)를 포함하는 초단 수신기를 내장하게 된다. 예를들어, IEEE 802.11n 표준을 사용하는 무선랜(WLAN) 기기의 경우, 2 GHz 대역(IEEE 802.11b, IEEE 802.11g)과 5 GHz 대역(11a)을 모두 사용하는 듀얼밴드 시스템이므로 2 개의 초단 수신기를 내장해야 하며, n개의 다중입력 다중출력(MIMO)를 지원하는 경우 n배 만큼의 초단 수신기가 증가하게 된다.
근래 주로 사용되는 직접변환방식을 이용한 통신을 하기 위해서는 저잡음 증폭기에 의해 증폭된 고주파 신호를 믹서에 입력하여 그 주파수를 기저대역으로 하향 변환하는 처리를 하게 되며, 이 하향 변환에는 하향시키고자 하는 크기 만큼의 국부발진 주파수가 필요하다. 믹서에 입력되는 국부발진 주파수를 발생시키는 방법으로는 전압제어 발진기(VCO) 주파수를 직접 생성하는 방법, 2분주 하는 방법, 2체배 하는 방법 등이 알려져 있다. 이중, 직접생성 방법은 국부발진 주파수의 풀링(pulling) 문제가 있고, 2분주 하는 방법은 필요한 국부발진 주파수의 2배의 주파수에 발진이 이루어지는 전압제어 발진기가 필요하므로 그 구현이 힘드며, 2체배 하는 방법은 IQ 신호 생성을 위해 추가적으로 주파수 변환기(phase shifter)가 필요한 단점이 있다. 일반적으로 IEEE 802.11n 무선랜의 경우, 2분주 방식을 사용할 때 전압제어 발진기를 10 내지 12 GHz로 발진시켜 고주파 대역(5 GHz)의 국부발진 신호를 만들고 있기 때문에 전압제어 발진기 및 위상 고정 루프(PLL) 구현에 많은 어려움이 발생한다.
한편, 고주파 발진을 필요로 하지 않는 헤테로다인 방식을 이용하는 경우, 직접 기저대역으로 변환이 필요없고 중간 주파수로 변환이 이루어지면 되므로 고주파 발진이 요구되지 않는다. 예를 들어, IEEE 802.11n 무선랜의 경우 10 내지 12 GHz의 매우 높은 주파수를 발진시키지 않아도 되므로 직접변환 방식에 비해 전압제어 발진기 및 위상 고정 루프의 구현이 훨씬 용이하다. 그러나 높은 중간 주파수(IF)를 갖는 헤테로다인 방식의 믹서를 사용할 경우, 높은 중간 주파수로 인해 믹서의 설계가 어렵게 될 뿐만 아니라 높은 중간 주파수로 인해 믹서 내에 인덕터나 캐패시터를 사용하여야 하거나 별도의 대역 통과 필터(band pass filter)를 추가하여야 하므로 칩 면적이 증가하고 제조 단가가 상승하는 문제점이 발생할 수 있다.
본 발명은, 호모다인(직접변환) 방식과 헤테로다인 방식을 공통으로 사용하면서 적어도 하나의 믹서를 두 방식의 신호처리에 공통으로 사용하고, 높은 중간주파수를 사용하는 헤테로다인 믹서의 부하(load)를 공유되는 믹서 앞단 LNA의 인덕터로 대체함으로써, 수신기를 구현하기 위한 전체 칩 면적을 감소시킬 수 있는 다중 주파수 대역 수신기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 기술적 과제로 한다.
서로 다른 주파수 대역의 신호가 각각 입력되는 복수의 입력단;
상기 복수의 입력단에 각각 하나씩 연결되며, 서로 다른 주파수 대역의 신호를 각각 입력받아 사전 설정된 크기 만큼 주파수를 하향 변환하는 복수의 믹서; 및
기저대역 신호가 출력되는 하나의 출력단을 포함하며,
상기 복수의 믹서 각각은 자신이 연결된 입력단 또는 타 믹서로부터 신호를 입력받으며, 상기 복수의 믹서 중 가장 낮은 주파수 대역의 신호가 상기 입력단으로부터 입력되는 믹서는, 입력받은 신호를 기저대역으로 변환하여 상기 출력단에 제공하며, 상기 복수의 믹서 중 나머지 믹서는 자신이 입력받은 신호를 타 믹서에 입력되는 신호의 주파수 대역으로 하향변환하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 대역 수신기를 제공한다.
본 발명의 일실시형태에서, 상기 복수의 입력단은, 제1 주파수 대역의 제1 신호가 입력되는 제1 입력단과 상기 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역의 제2 신호가 입력되는 제2 입력단을 포함하고, 상기 복수의 믹서는, 상기 제1 입력단에 연결된 제1 믹서 및 상기 제2 입력단에 연결된 제2 믹서를 포함할 수 있다. 이 실시형태에서, 상기 제2 믹서는 상기 제2 신호의 주파수를 상기 제1 주파수 대역으로 하향 변환하여 상기 제1 믹서의 입력으로 제공하고, 상기 제1 믹서는 상기 제1 신호 또는 상기 제2 믹서에 의해 제1 주파수 대역으로 하향 변환된 신호를 기저대역 신호로 변환할 수 있다.
본 발명의 다른 실시형태는, 상기 복수의 입력단은, 제1 주파수 대역의 제1 신호가 입력되는 제1 입력단과 상기 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역을 갖는 제2 신호가 입력되는 제2 입력단과 상기 제2 주파수 대역보다 높은 제3 주파수 대역의 제3 신호가 입력되는 제3 입력단을 포함하고, 상기 복수의 믹서는, 상기 제1 입력단에 연결된 제1 믹서와 상기 제2 입력단에 연결된 제2 믹서와 상기 제3 입력단에 연결된 제3 믹서를 포함할 수 있다.
이 실시형태에서, 상기 제3 믹서는 상기 제3 신호의 주파수를 상기 제2 주파수 대역으로 하향 변환하여 상기 제2 믹서의 입력으로 제공하고, 상기 제2 믹서는 상기 제2 신호 또는 상기 제3 믹서에 의해 하향 변환된 신호의 주파수를 상기 제1 주파수 대역으로 하향 변환하여 상기 제1 믹서의 입력으로 제공하고, 상기 제1 믹서는 상기 제1 신호 또는 상기 제2 믹서에 의해 제1 주파수 대역으로 하향 변환된 신호를 기저대역 신호로 변환할 수 있다.
본 발명의 일실시형태는, 상기 각 입력단과 각 믹서 사이에 배치된 복수의 저잡음 증폭기를 더 포함할 수 있다.
이 실시형태에서, 상기 저잡음 증폭기 중 하나와 상기 복수의 믹서 중 하나는 부하를 상호 공유할 수 있다. 즉, 상기 믹서 중 하나는 상기 저잡음 증폭기 중 하나에 포함된 부하를 통해 전원전압과 연결될 수 있다.
본 발명에 따르면, 헤테로다인 방식에서 사용되는 중간주파수의 대역을 다른 주파수 대역에서 사용되는 타 믹서에 입력되는 신호의 주파수 대역과 일치시킴으로써, 하나의 믹서를 서로 다른 방식의 주파수 변환에 공통 사용할 수 있다. 이를 통해 수신기에 사용되는 믹서의 수를 절감할 수 있으며 동시에 국부발진 주파수를 생성하기 위한 전압 제어 발진부의 수도 감소시켜 칩면적을 축소시키고 제조 단가를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 믹서와 저잡음 증폭기의 부하를 공유하고, 이러한 부하의 공유를 통해 LC 필터를 구현함으로써 출력신호의 선택도나 헤테로다인 방식에서 발생하는 이미지 문제를 추가적인 필터를 구현하지 않고서도 해결할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태를 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명되는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에 도시된 구성요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있다는 점을 유념해야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 다중 주파수 대역 수신기의 블록도이다. 특히, 도 1은 두 개의 서로 다른 주파수 대역을 갖는 신호를 수신하여 각각 기저대역으로 변환하는 본 발명의 일실시형태에 따른 다중 주파수 대역 수신기를 도시한 것이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일실시형태에 따른 다중 주파수 대역 수신기는 복수의 입력단(I1,I2)과, 각 입력단에 하나씩 연결된 믹서(11, 12) 및 하나의 출력단(O1)을 포함한다.
이에 더하여, 본 발명의 일실시형태는 하나의 입력단과 하나의 믹서 사이에 각각 배치된 복수의 저잡음 증폭기(21, 22)를 포함할 수 있다.
상기 복수의 입력단은 서로 다른 주파수 대역의 신호가 입력되는 제1 입력단(I1)과 제2 입력단(I2)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일실시형태에 따른 다중 주 파수 대역 수신기가 밸런스 신호를 이용하는 시스템에 적용되는 경우 각각의 입력단(I1, I2)은 동일 주파수 대역에서 서로 180°의 위상차를 갖는 밸런스 신호가 각각 입력되는 두 개의 입력단(I11 및 I12, I21 및 I22)으로 구현될 수 있다. 본 명세서나 첨부되는 특허청구범위에서는 서로 밸런스 신호의 관계에 있거나 I/Q 관계에 있는 동일 주파수 대역의 신호가 출력되는 물리적인 다수의 입력단을 하나의 입력단으로 취급하기로 한다. 상기 제1 입력단(I1)에는 제1 주파수 대역을 갖는 신호가 입력될 수 있으며, 상기 제2 입력단(I2)에는 상기 제1 주파수 대역을 갖는 신호보다 더 높은 주파수의 제2 주파수 대역을 갖는 신호가 입력될 수 있다.
상기 복수의 믹서는 제1 믹서(11)와 제2 믹서(12)를 포함할 수 있다. 상기 제1 믹서는 그 입력이 제1 입력단(I1)에 연결되며, 상기 제1 입력단(I2)에서 입력되는 제1 주파수 대역을 갖는 신호와 국부발진 주파수(LO1)를 믹싱하여, 상기 제1 주파수 대역을 갖는 신호를 기저대역 신호로 변환하여 출력단(O1)으로 출력한다. 즉, 상기 제1 주파수를 갖는 신호는 제1 믹서(11)에 의해 호모다인(Homodyne) 방식(직접 변환 방식)으로 기저대역으로 변환된다. 상기 제1 믹서(11)에는 일정한 주파수를 갖는 제1 국부발진 주파수(LO1)가 입력되며, 상기 제1 믹서(11)는 수신신호와 이 제1 국부발진 주파수(LO1)를 믹싱하여 기저대역의 신호로 변환 출력한다. 제1 믹서(11)의 출력은 수신기의 출력단(O1)에 연결된다..
상기 제2 믹서(12)는 수신기의 제2 입력단(I2)로 입력되는 신호와 제2 국부발진 주파수(LO2)를 믹싱하여 상기 제2 입력단(I2)로 입력되는 신호의 주파수를 하 향변환한다. 본 발명에서, 상기 제2 믹서(12)의 출력은 상기 제1 믹서(11)의 입력으로 다시 입력된다. 상기 제2 믹서(12)는 제2 국부 발진 주파수(LO2)를 사용하여 상기 제2 입력단(I2)로 입력되는 신호의 주파수를 상기 제1 믹서(11)의 입력에 사용될 수 있는 제1 주파수 대역으로 변환한다. 즉, 상기 제2 입력단(I2)로 입력되는 제2 주파수를 갖는 신호는 제2 믹서(12)에 의해 중간주파수인 제1 주파수 대역으로 하향변환되고, 하향 변환된 제1 주파수 대역의 신호는 다시 제1 믹서(11)에 의해 기저대역으로 변환되어 출력단(O1)으로 출력된다. 이와 같이, 상기 제2 입력단(I2)로 입력되는 제2 주파수를 갖는 신호는 헤테로다인(Heterodyne) 방식을 이용하여 기저대역으로 변환된다.
상기 출력단(O1)은 기저대역의 신호가 출력되는 단자로서 제1 믹서(11)의 출력단에 연결된다. 도 1에 도시한 바와 같이, 믹서(11, 12)로 입력되는 신호가 밸런스 신호이고, 믹서에 의한 믹식 과정에서 I/Q 신호를 생성하기 위해 서로 90°의 위상차를 갖는 동일 주파수의 국부발진 주파수가 제1 믹서(11)에 제공된다면, 각 밸런스 신호에 대한 I/Q 신호가 생성되므로 총 네가지 출력이 발생하게 되므로, 출력단(O1)은 네개의 출력 단자(O11-O14)를 포함하는 구조가 될 수 있다.
도 1을 통해 설명한 바와 같이, 본 발명은 하나의 믹서(11)를 호모다인 방식과 헤테로다인 방식의 주파수 변환에 공통으로 사용하는 특징을 갖는다. 도 2에 도시된 바와 같이, 호모다인 및 헤테로다인 방식을 동시에 채택한 통상적인 다중 주파수 대역 수신기는, 제1 주파수 대역의 신호를 호모다인 방식으로 변환하기 위한 제1 믹서(31)와, 제2 주파수 대역 신호의 헤테로다인 방식의 변환을 위해 제2 주파수 대역 신호를 중간 주파수 대역으로 변환하는 제2 믹서(31)와 중간 주파수 대역 신호를 기저대역으로 변환하는 제3 믹서(33)를 반드시 구비하여야 한다. 즉, 종래의 기술에 따르면, 동일한 두 주파수 대역의 신호를 기저대역으로 변환하기 위해 본 발명의 수신기에 대비하여 믹서를 하나 더 구비하여야 하며, 이에 따라 믹서에 국부발진 주파수(LO1-LO3)를 제공하기 위한 전압 제어 발진부도 하나 더 구비 하여야 한다.
도 2에 도시된 통상의 다중 주파수 대역 수신기와 비교할 때, 본 발명은 헤테로다인 방식에서 사용되는 중간주파수의 대역을 다른 주파수 대역에서 사용되는 타 믹서에 입력되는 신호의 주파수 대역과 일치시킴으로써, 하나의 믹서를 서로 다른 방식의 주파수 변환에 공통 사용할 수 있다. 이를 통해 수신기에 사용되는 믹서의 수를 절감할 수 있으며 동시에 국부발진 주파수를 생성하기 위한 전압 제어 발진부의 수도 감소시켜 칩면적을 축소시키고 제조 단가를 절감할 수 있다.
도 1을 참조하여, 본 발명의 일실시형태에 따른 다중 대역 주파수 수신기의 동작을 예를 들어 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 본 발명의 일실시형태에 따른 다중 대역 주파수 수신기는 2 GHz 및 5 GHz 대역의 RF 신호를 사용하는 이중 대역 무선랜(dual-band WLAN)에 적용될 수 있다. 제1 입력단(I1)으로 2.4 GHz 대역의 무선랜 신호가 입력되고, 제2 입력단(I2)으로 5 GHz 대역의 무선랜 신호가 입력될 수 있다.
먼저 제1 입력단(I1)으로 입력된 2.4 GHz 대역의 무선랜 신호는 저잡음 증폭기(21)를 통해 증폭된 후 제1 믹서(11)로 입력된다. 상기 제1 믹서(11)에는 상기 2.4 GHz 대역의 무선랜 신호를 기저대역으로 직접 변환하기 위한 제1 국부발진 주파수가 입력된다. 상기 제1 국부발진 주파수는 도시되지 않은 전압제어발진기(VCO)에 의해 생성되어 제공될 수 있으며 그 주파주는 상기 2.4 GHz 대역의 무선랜 신호를 기저대역으로 직접변환 할 수 있도록 2.4 GHz에 상응하는 주파수를 가질 수 있다. 상기 제1 입력단(I1)으로 입력되는 2.4 GHz의 무선랜 신호는 제1 믹서(11)에 의해 직접 기저대역으로 변환된다.
다음으로, 제2 입력단(I2)으로 입력된 5 GHz의 무선랜 신호는 저잡음 증폭기(22)를 통해 증폭된 후 제2 믹서(12)로 입력된다. 상기 제2 믹서(12)에는 5 GHz 대역의 무선랜 신호를 중간주파수 대역으로 변환하기 위한 제2 국부발진 주파수가 입력된다. 본 발명에서, 상기 제2 믹서(12)에 의해 생성된 중간주파수 신호는 제1 믹서(11)로 입력되어 다시 하향 변환됨으로써 기저대역 신호로 변환된다. 따라서, 상기 제2 믹서(12)에 의해 생성된 중간주파수 신호는 제1 믹서(11)에 입력되는 국부발진 주파수(LO1)에 의해 기저대역으로 변환 될 수 있도록 제1 입력단에 입력되는 신호의 주파수와 동일하여야 한다. 즉, 상기 제2 믹서(12)에 입력되는 국부발진 주파수(LO2)는 상기 5 GHz 대역의 무선랜 신호를 2.4 GHz 대역으로 하향 변환하기 위해 약 3 GHz의 주파수를 가져야 한다. 이와 같이, 상기 제2 입력단(I2)으로 입력되는 5 GHz 대역의 무선랜 신호는 제2 믹서(12)에 의해 약 3 GHz의 국부발진 주파수(LO2)와 믹싱되어 2.4 GHz 대역의 중간주파수 신호로 변환되고, 이 중간주파수 신호는 제1 믹서(11)에 의해 국부발진 주파수(LO1)와 믹싱되어 기저대역 신호로 변환된다. 이와 같이, 5 GHz 대역의 무선랜 신호는 중간주파수를 이용하는 헤테로다인 방식을 통해 기저대역으로 변환된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 호모다인 방식과 헤테로다인 방식을 모두 채용한 다중 주파수 대역 수신기에서, 각 방식에 공통으로 하나 이상의 믹서를 공유하여 사용함으로써 구현이 간단하고 사용되는 전자부품의 수를 절감할 수 있으며 이를 통해 제조 단자를 절감하는 등의 효과를 기대할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 다중 주파수 대역 수신기를 간략하게 도시한 회로도이다. 도 3에 도시된 실시형태는 서로 다른 세가지 주파수 대역의 신호를 수신하는 다중 주파수 대역 수신기를 도시한다.
도 3에 도시된 실시형태는, 제1 주파수 대역의 제1 신호가 입력되는 제1 입력단(I5)과 상기 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역을 갖는 제2 신호가 입력되는 제2 입력단(I6)과 상기 제2 주파수 대역보다 높은 제3 주파수 대역의 제3 신호가 입력되는 제3 입력단(I7)을 포함할 수 있다.
또한, 도 3에 도시된 실시형태는 상기 제1 입력단(I5)에 연결된 제1 믹서(51)와 상기 제2 입력단(I6)에 연결된 제2 믹서(52)와 상기 제3 입력단(I7)에 연결된 제3 믹서(53)를 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 믹서(51-53)에는 각각 입력된 신호의 주파수 하향 변환에 사용되는 국부발진 주파수(LO5-LO7)가 각각 입력 될 수 있다. 더하여, 각 입력단(I5-I7)과 그에 각각 연결된 믹서(51-53) 사이에는 저잡음 증폭기(61-63)가 각각 구비되어, 각 입력단(I5-I7)으로 입력된 신호를 증폭하여 믹서로 제공할 수 있다.
도 3에 도시된 본 발명의 일실시형태에 따르면, 상기 제3 믹서(53)는 상기 제3 입력단(I7)으로 입력되는 제3 신호의 주파수를 상기 제2 신호가 갖는 주파수 대역과 동일한 주파수 대역으로 하향 변환한다. 상기 제2 믹서(52)는 상기 제2 입력단(I6)으로 입력되는 제2 신호의 주파수를 상기 제1 신호가 갖는 주파수 대역과 동일한 주파수 대역으로 하향 변환한다. 또한, 상기 제2 믹서(52)는 상기 제3 믹서(53)에 의해 하향 변환 되어 출력되는 신호를 상기 제1 신호가 갖는 주파수 대역과 동일한 주파수 대역으로 재차 하향 변환한다. 상기 제1 믹서(51)는 상기 제1 입력단(I5)에서 입력되는 제1 신호의 주파수를 기저대역으로 하향 변환하여 출력단(O4)으로 출력하며, 상기 제2 믹서(52)에 의해 제1 신호의 주파수 대역으로 하향 변환된 신호를 기저대역으로 변환하여 출력단(O4)으로 출력한다.
예를 들어, 상기 도 3에 도시된 본 발명의 실시형태는, S-밴드, C-밴드에서 2 GHz 대역(제1 신호), 5 GHz(제2 신호), 7 GHz(제3 신호)를 사용하는 3 가지 애플리케이션에 사용되는 다중 주파수 대역의 수신기일 수 있다. 이 경우, 제1 믹서(51)에 입력되는 국부발진 주파수(LO5)는, 2 GHz 대역의 제1 신호를 기저대역으로 변환하기 위해 2 GHz가 될 수 있다. 또한, 제2 믹서(52)에 입력되는 국부발진 주파수(LO6)는, 5 GHz 대역의 제2 신호를 제1 신호와 같은 2 GHz 대역으로 하향변환 하기 위해 3 GHz가 될 수 있다. 또한, 제3 믹서(53)에 입력되는 국부발진 주파 수(LO7)는, 7 GHz 대역의 제3 신호를 제2 신호와 같은 5 GHz 대역으로 하향변환 하기 위해 2 GHz가 될 수 있다. 상기 예에서, 제1 믹서(51)와 제3 믹서(53)는 동일한 국부발진 주파수가 입력되므로, 다중 주파수 대역 수신기는 2 개의 전압제어 발진기가 사용될 수 있다. 또한, 전압제어 발진기에서 생성되는 국부발진 주파수는 최대 3 GHz에 불과하므로, 2 분주 방식의 위상고정루프(PLL)을 사용하는 경우 전압제어발진기의 발진 주파수가 6 GHz이면 된다. 만약, 2 분주 방식의 위상고정루프(PLL)를 사용하여 제3 신호를 직접 기저대역으로 하향변환 한다고 하면 전압제어발진기는 14 GHz의 매우 높은 국부발진 주파수를 출력하여야 하는 어려움이 존재한다. 본 발명은 서로 다른 주파수 대역을 갖는 다수의 신호를 기저대역으로 변환하는 경우, 각 신호의 변환에 믹서를 공통 사용하므로 믹서의 수를 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 분주 방식의 PLL을 사용하는 경우에도 전압제어발진기의 발진 주파수를 높게 출력하지 않아도 된다.
도 4는 도 1에 도시된 본 발명의 일실시형태에 따른 다중 주파수 대역 수신기를 상세하게 도시한 회로도이다. 도 4에서, 도 1에 도시된 구성요소와 동일한 구성요소들은 동일한 도면부호를 사용하여 표시하였다.
도 4에 도시된 바와 같이, 제1 믹서(11)는 I/Q 관계에 있는 밸런스 신호를 출력하는 더블 밸런스 믹서로 구현될 수 있고, 제2 믹서(12)는 밸런스 신호를 출력하는 싱글 밸런스 믹서로 구현될 수 있다. 제1 믹서(11)에는 동일한 주파수를 갖되 서로 다른 위상을 갖는 총 4 개의 국부발진 신호(LO1I+, LO1I-, LO1Q+, LO1Q-)가 입력되고, 제2 믹서(12)에는 서로 밸런스 관계에 있는 두개의 국부발진 신호(LO2+, LO2-)가 입력된다. 상기 제1 믹서(11)와 제2 믹서(12)는 출력되는 신호가 IQ 신호인지의 여부에 따라 국부발진 신호 입력을 위한 스위칭 페어의 구조가 차이가 있으나, 기본적으로 스위칭 페어, 수신신호가 입력되는 단자와 연결되는 트랜스 컨덕팅 스테이지 및 전원전압(VDD) 스위칭 페어 사이에 구비되는 부하를 포함하는 공통의 구조를 갖는다.
더하여, 신호의 입력단(I11, I12, I21, I22)에 연결된 밸런스 구조의 저잡음 증폭기(21, 22)는 부하 인덕터(L1, L2)를 갖는 밸런스 신호를 증폭시키기 위한 차동형태의 캐스코드 구조로 구현될 수 있다. 적용되는 회로의 형태에 따라, 상기 저잡음 증폭기(21, 22)는 단일 입력 및 차동 출력을 갖는 형태로 구현될 수도 있다.
도 4에 도시한 것과 같이, 본 발명에서는, 제2 믹서(12)의 부하부(C)가 제1 저잡음 증폭기(21)의 부하부에 포함된 인덕터를 포함하도록 구현할 수 있다. 즉 제2 믹서(12)와 제1 저잡음 증폭기(21)는 상호 부하를 공유하는 구조로 구현될 수 있다. 특히 제2 믹서(12)의 부하부(C) 상기 제1 저잡음 증폭기(21)의 부하인 인덕터(L1)와 자신에 포함된 캐패시터(C1)로 구현하는 것이 바람직하다. 통상의 헤테로다인 방식의 하향 변환은 높은 중간주파수로 인해 부하부의 인덕터 사용뿐만 아니라, 이미지 신호가 발생하여 필터가 반드시 요구되는데, 본 발명에 따르면 저잡음 증폭기(21)의 인덕터(L1)를 제2 믹서(12)의 부하로 사용하기 때문에 인덕터(L1)에 의한 인덕턴스와와 캐패시터(C1)에 의한 캐패시턴스의 조합으로 LC 필터를 구현한 것과 동일한 효과를 얻을 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 믹서와 저잡음 증폭기의 부하를 공유하고, 이러한 부하의 공유를 통해 LC 필터를 구현함으로써 헤테로다인 방식에서 발생하는 높은 중간주파수 신호처리와 이미지 문제를 추가적인 필터를 구현하지 않고서도 해결할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되지 않으며, 후술되는 특허청구의 범위 및 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
도 1은 본 발명의 일실시형태에 따른 다중 주파수 대역 수신기를 간략하게 도시한 회로도이다.
도 2는 호모다인 및 헤테로다인 방식을 동시에 채택한 통상적인 다중 주파수 대역 수신기를 간략하게 도시한 회로도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 다중 주파수 대역 수신기를 간략하게 도시한 회로도이다.
도 4는 도 1에 도시된 본 발명의 일실시형태에 따른 다중 주파수 대역 수신기를 상세하게 도시한 회로도이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
11, 12, 51, 52, 53: 믹서 LO1, LO5-7: 국부발진 주파수
21, 22, 61-63: 저잡음 증폭기 I1, I2, I5-I7: 입력단
O1, O4: 출력단

Claims (5)

  1. 서로 다른 주파수 대역의 신호가 각각 입력되는 복수의 입력단;
    상기 복수의 입력단에 각각 하나씩 연결되며, 서로 다른 주파수 대역의 신호를 각각 입력받아 사전 설정된 크기 만큼 주파수를 하향 변환하는 복수의 믹서;
    기저대역 신호가 출력되는 하나의 출력단; 및
    상기 각 입력단과 각 믹서 사이에 배치되며 인덕터를 포함하는 복수의 저잡음 증폭기를 포함하며,
    상기 복수의 믹서 각각은 자신이 연결된 입력단 또는 타 믹서로부터 신호를 입력받으며,
    상기 복수의 믹서 중 가장 낮은 주파수 대역의 신호가 상기 입력단으로부터 입력되는 믹서는, 입력받은 신호를 기저대역으로 변환하여 상기 출력단에 제공하며,
    상기 복수의 믹서 중 나머지 믹서는 자신이 입력받은 신호를 타 믹서에 입력되는 신호의 주파수 대역으로 하향변환하며
    상기 나머지 믹서는 각각 상기 하향변환된 신호를 입력받는 상기 타 믹서에 연결된 저잡음 증폭기의 상기 인덕터를 공유하는 것
    을 특징으로 하는 다중 주파수 대역 수신기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 입력단은, 제1 주파수 대역의 제1 신호가 입력되는 제1 입력단과 상기 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역의 제2 신호가 입력되는 제2 입력단을 포함하고,
    상기 복수의 믹서는, 상기 제1 입력단에 연결된 제1 믹서 및 상기 제2 입력단에 연결된 제2 믹서를 포함하며,
    상기 제2 믹서는 상기 제2 신호의 주파수를 상기 제1 주파수 대역으로 하향 변환하여 상기 제1 믹서의 입력으로 제공하고, 상기 제1 믹서는 상기 제1 신호 또는 상기 제2 믹서에 의해 제1 주파수 대역으로 하향 변환된 신호를 기저대역 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 대역 수신기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 입력단은, 제1 주파수 대역의 제1 신호가 입력되는 제1 입력단과 상기 제1 주파수 대역보다 높은 제2 주파수 대역을 갖는 제2 신호가 입력되는 제2 입력단과 상기 제2 주파수 대역보다 높은 제3 주파수 대역의 제3 신호가 입력되는 제3 입력단을 포함하고,
    상기 복수의 믹서는, 상기 제1 입력단에 연결된 제1 믹서와 상기 제2 입력단에 연결된 제2 믹서와 상기 제3 입력단에 연결된 제3 믹서를 포함하며,
    상기 제3 믹서는 상기 제3 신호의 주파수를 상기 제2 주파수 대역으로 하향 변환하여 상기 제2 믹서의 입력으로 제공하고, 상기 제2 믹서는 상기 제2 신호 또는 상기 제3 믹서에 의해 하향 변환된 신호의 주파수를 상기 제1 주파수 대역으로 하향 변환하여 상기 제1 믹서의 입력으로 제공하고, 상기 제1 믹서는 상기 제1 신호 또는 상기 제2 믹서에 의해 제1 주파수 대역으로 하향 변환된 신호를 기저대역 신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 대역 수신기.
  4. 삭제
  5. 삭제
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023096009A1 (ko) * 2021-11-23 2023-06-01 한국과학기술원 저잡음 수동소자 믹서 시스템

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8675781B2 (en) 2011-09-08 2014-03-18 Thinkrf Corporation Radio frequency receiver system for wideband signal processing
US9270303B2 (en) 2013-12-30 2016-02-23 Broadcom Corporation Configurable receiver architecture for carrier aggregation with multiple-input multiple-output
CN105874719A (zh) * 2014-04-24 2016-08-17 华为技术有限公司 一种信号处理的装置、方法及系统
US11105891B2 (en) 2018-12-13 2021-08-31 Semiconductor Components Industries, Llc Multi-input downconversion mixer
CN111953358A (zh) * 2020-08-10 2020-11-17 Tcl通讯（宁波）有限公司 一种射频结构和移动终端

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5974305A (en) * 1997-05-15 1999-10-26 Nokia Mobile Phones Limited Dual band architectures for mobile stations
US6335952B1 (en) * 1998-07-24 2002-01-01 Gct Semiconductor, Inc. Single chip CMOS transmitter/receiver
US20070243832A1 (en) * 2004-03-15 2007-10-18 Hyung-Weon Park Multimode/Multiband Mobile Station and Method for Operating the Same
US20060068746A1 (en) * 2004-09-30 2006-03-30 Nokia Corporation Direct conversion receiver radio frequency integrated circuit
KR20080034238A (ko) 2006-10-16 2008-04-21 삼성전자주식회사 다중 대역 수신기 및 다중 대역 튜너

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023096009A1 (ko) * 2021-11-23 2023-06-01 한국과학기술원 저잡음 수동소자 믹서 시스템

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