KR101224087B1 - 재구성이 가능한 ｇｐｓ/갈릴레오 복합 수신기의 ｒｆ 프런트 엔드 구조 - Google Patents

재구성이 가능한 ｇｐｓ/갈릴레오 복합 수신기의 ｒｆ 프런트 엔드 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 재구성이 가능한 GPS/갈릴레오 복합 수신기의 RF 프런트 엔드 구조는, 항법 신호를 수신하여 저잡음 증폭하는 광대역 저잡음 증폭기; 상기 광대역 저잡음 증폭기의 출력신호를 입력받아, 상기 항법 신호 중 원하는 신호를 스위칭, 필터링, 증폭, 주파수 하향변환 및 AD 변환하는 채널부; 및 상기 채널부의 원하는 신호의 대역에 대응되도록, 상기 스위칭, 필터링, 증폭, 주파수 하향변환 및 AD 변환 중 하나 이상을 재구성 가능하게 제어하는 제어부를 포함한다. 여기서, 채널부는, 복수 개의 동일한 구조를 갖는 채널부로 이루어질 수 있다.

Description

재구성이 가능한 ＧＰＳ/갈릴레오 복합 수신기의 ＲＦ 프런트 엔드 구조{RECONFIGURABLE GPS/GALILEO INTEGRATED RF FRONT-END}
본 발명은 GPS와 Galileo 위성 신호를 동시에 수신할 수 있는 수신기의 프런트 엔드 구조에 관한 것으로서, 특히 동일한 구조의 채널부를 복수 개 포함하고 제어부가 이와 같은 동일한 구조의 복수의 채널부가 원하는 신호의 대역에 대응하여 스위칭, 필터링, 증폭, 주파수 하향 변환 및 AD 변환 기능 중 어느 하나 이상이 자동으로 재구성되는 것이 가능한 GPS/갈릴레오 듀얼 수신기의 프런트 엔드 구조에 관한 것이다.
일반적으로, 지상 위치 탐색 시스템(Global Positioning System: GPS)은 지구 상에서 위치를 판독하기 위한 시스템이다. 이는 미국방성 소속의 인공위성의 조합으로서, 그 높이가 약 20,200㎞인 6개의 궤도 평면에 분포되어 있는 인공위성의 조합으로 위치를 파악하는 기술이다.
이러한 GPS는 초창기 미국에서 주도한 것으로, 이에 따른 미국의 독점적인 지위를 방지하기 위해 유럽에서는 갈릴레오 시스템을 추진하고 있다. 갈릴레오 시스템은 기본적으로 상업용으로 사용하기 위한 것으로, GPS보다 더욱 정확한 위치 정보를 제공함을 목표로 하고 있다. 이를 위해 갈릴레오 시스템은 고도 2만 3600 km에 30개의 위성을 운영하여, 위치 정보가 1m 이내의 오차를 갖는 정밀도를 제공하려하고 있다.
현재 GPS는 L1, L2, L5의 주파수 대역을 사용하며, 갈릴레오 시스템은 L1F, E1, E2, E5a, E5b, E6의 주파수 대역을 사용한다. 이중 GPS의 L1, L5 주파수 대역은 각각 갈릴레오 시스템의 L1F 대역(1575.42 MHz), E5a 대역(1176.45 MHz)과 동일하므로, 상기 주파수 대역을 수신하는 경우, 동시에 GPS와 갈릴레오 시스템의 서비스를 제공받을 수 있게 된다. 따라서, 최근 이와 같은 GPS와 갈릴레오 시스템의 위성 신호를 수신할 수 있는 듀얼 수신기가 제안되고 있는 추세이다.
그와 같은 종래 기술의 하나로, 대한민국 등록특허 제895886호(2009년 4월 24일 등록)가 있다. 해당 특허에서는, 이중 대역 ＧＰＳ/ＧＡＬＩＬＥＯ 위성 신호 수신기를 제공하며, 이 수신기는 저잡음 증폭기, 제1 대역 통과 필터, 제2 대역 통과 필터, 제1고주파 증폭기, 제2 고주파 증폭기, 제1 하향 변환기, 제2 하향 변환기, 제1 저대역 통과 필터, 제2 저대역 통과 필터, 제1 AD 컨버터, 제2 AD 컨버터 및 위상 고정 루프 전압 조정 발진기를 포함하여 이루어진다. 이를 통해서, 위성 신호 수신기 회로의 복잡도를 개선하고, 또한 전력 소모를 절감할 수 있는 효과를 제공하였다.
하지만, 이 수신기는 안테나 뒤에 오는 저잡음 증폭기(LNA)가 광대역 입력, 즉 L1/L1F 및 L5/E5a 대역 입력신호를 동시에 받아서 신호를 증폭한 뒤 출력을 각각 협대역의 신호, 즉 L1/L1F대역의 신호 및 L5/E5a대역의 신호, 2개의 신호로 분리하여 각각 패스(L1 path와 L5 path)에 각 대역에 맞는 협대역 SAW 필터를 하나씩 사용한 뒤 SAW 필터와의 매칭을 통해 다시 각각의 협대역 고주파 증폭기(RFA)를 사용하여 증폭하는 구조로서, 동일한 채널부를 복수 개 포함하여, 제어부의 제어 명령에 따라 대응되는 GPS/갈릴레오 대역 신호를 선택적으로 수신이 가능하도록, 상기 복수 개의 채널부의 스위칭, 필터링, 증폭, 주파수 하향 변환 및 AD 변환 중 어느 하나 이상을 재구성 가능하게 구성되어 있는 ＧＰＳ/갈릴레오 듀얼 수신기는 현재 없는 실정이다. 나아가 L1/L1F대역의 신호과 L1/L1F대역의 신호, L1/L1F대역의 신호와 L5/E5a대역의 신호, 및 L5/E5a대역의 신호와 L5/E5a대역의 신호 등 다양한 대역의 조합을 동시에 받을 수 있는 수신기는 없으며, 다이버시티 수신이 가능한 ＧＰＳ/갈릴레오 듀얼 수신기도 현재 없는 실정이다.
따라서, 본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 동일한 채널부를 복수 개 포함하여, 제어부의 제어 명령에 따라 대응되는 GPS/갈릴레오 대역 신호를 선택적으로 수신이 가능하도록, 상기 복수 개의 채널부의 스위칭, 필터링, 증폭, 주파수 하향 변환 및 AD 변환 중 어느 하나 이상을 재구성 가능하게 구성되어 있어서, 다양한 신호 대역의 조합을 동시에 수신하는 것이 가능할 뿐만 아니라 다이버시티 수신 등도 가능한, 재구성이 가능한 ＧＰＳ/갈릴레오 복합 수신기의 ＲＦ 프런트 엔드 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 재구성이 가능한 GPS/갈릴레오 복합 수신기의 RF 프런트 엔드 구조는, 항법 신호를 수신하여 저잡음 증폭하는 광대역 저잡음 증폭기; 상기 광대역 저잡음 증폭기의 출력신호를 입력받아, 상기 항법 신호 중 원하는 신호를 스위칭, 필터링, 증폭, 주파수 하향변환 및 AD 변환하는 채널부; 및 상기 채널부의 원하는 신호의 대역에 대응되도록, 상기 스위칭, 필터링, 증폭, 주파수 하향변환 및 AD 변환 중 하나 이상을 재구성 가능하게 제어하는 제어부를 포함한다.
또한, 복수 개의 동일한 채널부를 포함한다.
또한, 상기 필터링은, SAW 필터 어레이에 의해 처리될 수 있다.
또한, 상기 항법 신호는, GPS 항법 신호 L1, L2, L5, 갈릴레오 항법 신호 L1F, E1, E2, E5a, E5b, E6 중 선택된 어느 하나인 것이 바람직하다.
또한, 상기 주파수 하향변환은, 주파수 합성기로부터 출력된 I, Q 신호를 이용할 수 있다.
한편, GPS/갈릴레오 듀얼 수신기의 프런트 엔드 구조는, 항법 신호를 수신하여 저잡음 증폭하는 광대역 저잡음 증폭기; 및 상기 광대역 저잡음 증폭기의 출력 신호를 각각 입력받아 제 1 출력 신호 및 제 2 출력 신호를 출력하는 제 1 출력부 및 제 2 출력부를 포함하고, 상기 제 1 출력부는, 상기 항법 신호 중 원하는 제 1 신호를 선택할 수 있는 제 1 스위치, 상기 제 1 신호를 필터링하는 제 1 필터, 상기 제 1 신호를 증폭하는 제 1 증폭기, 상기 제 1 신호를 주파수 하향 변환하여 처리하는 제 1 하향 변환부 및 제 1 하향 변환 후처리부를 포함하고, 상기 제 2 출력부는, 상기 항법 신호 중 원하는 제 2 신호를 선택할 수 있는 제 2 스위치, 상기 제 2 신호를 필터링하는 제 2 필터, 상기 제 2 신호를 증폭하는 제 2 증폭기, 상기 제 2 신호를 주파수 하향 변환하여 처리하는 제 2 하향 변환부 및 제 2 하향 변환 후처리부를 포함한다.
또한, 상기 GPS/갈릴레오 듀얼 수신기의 프런트 엔드 구조를 제어하는 제어부를 더 포함하고, 상기 제어부의 선택 명령에 따라, 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호는, GPS/갈릴레오 항법 신호 중 어느 하나의 대역 신호로 선택되고, 상기 선택된 대역 신호에 대응되게, 상기 제 1 스위치, 상기 제 1 필터, 상기 제 1 증폭기, 제 1 하향 변환부, 제 1 하향 변환 후처리부, 상기 제 2 스위치, 상기 제 2 필터, 상기 제 2 증폭기, 제 2 하향 변환부, 및 제 2 하향 변환 후처리부 중 어느 하나 이상이, 재설정가능한(reconfigurable) 구성으로 이루어진다.
또한, 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호는, 각각 GPS 항법 신호 L1, L2, L5의 주파수 대역, 갈릴레오 시스템 L1F, E1, E2, E5a, E5b, E6의 주파수 대역 중 선택된 어느 하나일 수 있다.
한편, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 GPS/갈릴레오 듀얼 수신기의 프런트 엔드 구조는, L1/L1F 및 L5/E5a 항법 신호를 수신하여 저잡음 증폭하는 광대역 저잡음 증폭기; 및 상기 광대역 저잡음 증폭기의 출력 신호를 입력받아 제 1 출력 신호 및 제 2 출력 신호를 출력하는 제 1 출력부 및 제 2 출력부를 포함하고, 상기 제 1 출력부는, 상기 광대역 저잡음 증폭기의 출력 신호 중 L1/L1F 항법 신호를 스위칭하는 제 1a 스위치, 상기 L1/L1F 항법 신호를 증폭하는 제 1 L1/L1F 증폭기, 및 상기 제 1 L1/L1F 증폭기의 출력신호를 필터링하는 제 1a 필터; 상기 광대역 저잡음 증폭기의 출력 신호 중 L5/E5a 항법 신호를 스위칭하는 제 1b 스위치, 상기 L5/E5a 항법 신호를 증폭하는 제 1 L5/E5a 증폭기, 및 상기 제 1 L5/E5a 증폭기의 출력신호를 필터링하는 제 1b 필터; 상기 제 1a 필터 및 상기 제 1b 필터의 출력신호를 증폭하는 제 1 광대역 고주파 증폭기; 및 상기 제 1 광대역 고주파 증폭기의 하향 변환하는 제 1 하향 변환부 및 제 1 하향 변환 후처리부를 포함하고, 상기 제 2 출력부는, 상기 광대역 저잡음 증폭기의 출력 신호 중 L1/L1F 항법 신호를 스위칭하는 제 2a 스위치, 상기 L1/L1F 항법 신호를 증폭하는 제 2 L1/L1F 증폭기, 및 상기 제 2 L1/L1F 증폭기의 출력신호를 필터링하는 제 2a 필터; 상기 광대역 저잡음 증폭기의 출력 신호 중 L5/E5a 항법 신호를 스위칭하는 제 2b 스위치, 상기 L5/E5a 항법 신호를 증폭하는 제 2 L5/E5a 증폭기, 및 상기 제 2 L5/E5a 증폭기의 출력신호를 필터링하는 제 2b 필터; 상기 제 2a 필터 및 상기 제 2b 필터의 출력신호를 증폭하는 제 2 광대역 고주파 증폭기; 및 상기 제 2 광대역 고주파 증폭기의 하향 변환하는 제 2 하향 변환부 및 제 2 하향 변환 후처리부를 포함한다.
또한, 상기 제 1a, 1b, 2a, 및 2b 필터는, 각각 협대역 SAW 필터이거나, 또는 상기 제 1a 및 1b 필터가, 듀얼 밴드 SAW 필터이며, 상기 제 2a 및 2b 필터가 듀얼 밴드 SAW 필터일 수 있다.
또한, 제 1 하향 변환부 및 제 2 하향 변환부는, 각각 주파수 합성기로부터 출력된 I, Q 신호를 이용하여 주파수 하향 변환하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 제 1 하향 변환 후처리부 및 상기 제 2 하향 변환 후처리부는, 각각 중간 대역에서는 처리하는 제 1 및 제 2 중간 대역 처리부를 포함할 수 있다.
혹은, 상기 제 1 하향 변환 후처리부 및 상기 제 2 하향 변환 후처리부는, 각각 기저 대역에서는 처리하는 제 1 및 제 2 기저 대역 처리부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 중간 대역 처리부 후단 또는 상기 제 1 및 제 2 기저 대역 처리부 후단에, 제 1 AD 변환부 및 제 2 AD 변환부를 포함하는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명에 따른 ＧＰＳ/갈릴레오 듀얼 수신기의 프런트 엔드 구조는, 종래 기술과 비교하여, 동일한 채널부를 복수 개 포함하여, 제어부의 제어 명령에 따라 대응되는 GPS/갈릴레오 대역 신호를 선택적으로 수신이 가능하도록, 상기 복수 개의 채널부의 스위칭, 필터링, 증폭, 주파수 하향 변환 및 AD 변환 중 어느 하나 이상을 재구성 가능하게 구성되어 있어서, 다양한 신호 대역의 조합을 동시에 수신하는 것이 가능할 뿐만 아니라 다이버시티 수신 등도 가능하다.
도 1은, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 ＧＰＳ/갈릴레오 듀얼 수신기의 프런트 엔드 구조를 나타낸 블록도이다.
도 2는, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 ＧＰＳ/갈릴레오 듀얼 수신기의 프런트 엔드 구조를 나타낸 블록도이다.
도 3 및 도 4는, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 ＧＰＳ/갈릴레오 듀얼 수신기의 프런트 엔드 구조를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
(제 1 실시예)
도 1은, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 ＧＰＳ/갈릴레오 듀얼 수신기의 프런트 엔드 구조를 나타낸 블록도이다. 이하 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.
도 1은 참조하면, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 GPS/갈릴레오 듀얼 수신기의 프런트 엔드 구조는, 광대역 저잡음 증폭기(110); 제 1 출력부 및 제 2 출력부를 포함한다. 여기서, 광대역 저잡음 증폭기(110)는 항법 신호를 수신하여 저잡음 증폭하고, 제 1 출력부 및 제 2 출력부는 각각 상기 광대역 저잡음 증폭기(110)의 출력 신호를 각각 입력받아 제 1 출력 신호 및 제 2 출력 신호를 출력한다.
여기서, 제 1 출력부는, 제 1 스위치(121), 제 1 필터(141), 제 1 증폭기(131), 제 1 하향 변환부(161) 및 제 1 하향 변환 후처리부(181)를 포함하고, 제 2 출력부는, 제 2 스위치(123), 제 2 필터(143), 제 2 증폭기(133), 제 2 하향 변환부(163) 및 제 2 하향 변환 후처리부(183)를 포함한다.
또한, 제 1 스위치(121)를 통해서 항법 신호 중 원하는 제 1 신호를 선택할 수 있으며, 제 1 필터(141)는 제 1 신호를 필터링하고, 제 1 증폭기(131)는 제 1 신호를 증폭한다. 그리고, 제 1 하향 변환부(161) 및 제 1 하향 변환 후처리부(181)는 제 1 신호를 주파수 하향 변환하여 처리한다.
또한, 제 2 스위치(123)를 통해서 항법 신호 중 원하는 제 2 신호를 선택할 수 있으며, 제 2 필터(143)는 제 2 신호를 필터링하고, 제 2 증폭기(133)는 제 2 신호를 증폭한다. 그리고, 제 2 하향 변환부(163) 및 제 2 하향 변환 후처리부(183)는 제 2 신호를 주파수 하향 변환하여 처리한다.
또한, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 GPS/갈릴레오 듀얼 수신기의 프런트 엔드 구조는, 전체 구성요소를 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이 제어부(미도시)의 선택 명령(selection command)에 따라, 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호는, GPS/갈릴레오 항법 신호 중 어느 하나의 대역 신호로 선택되고, 상기 선택된 대역 신호에 대응되게, 상기 제 1 스위치(121), 상기 제 1 필터(141), 상기 제 1 증폭기(131), 제 1 하향 변환부(161), 제 1 하향 변환 후처리부(181), 상기 제 2 스위치(123), 상기 제 2 필터(143), 상기 제 2 증폭기(133), 제 2 하향 변환부(163), 및 제 2 하향 변환 후처리부(183) 중 어느 하나 이상이, 튜닝가능한(tunable) 혹은 재설정가능한(reconfigurable) 구성으로 이루어진다.
다시 말해, 상기 제 1 신호 및 상기 제 2 신호는, 각각 GPS 항법 신호 L1, L2, L5의 주파수 대역, 갈릴레오 시스템 L1F, E1, E2, E5a, E5b, E6의 주파수 대역 중 선택된 어느 하나일 수 있으며, 상기 열거한 신호 중 어떤 신호가 안테나(미도시)를 거쳐 광대역 저잡음 증폭기(110)로 인가되더라도, 그 신호의 대역에 대응되도록, GPS/갈릴레오 듀얼 수신기의 프런트 엔드 구조를 제어할 수 있다.
여기서, 제 1 출력부와 제 2 출력부는, 각각 그 하드웨어적인 구성이 완전히 동일하며, 다만 제어부(미도시)의 선택 명령에 따라서 다른 신호를 처리할 수 있도록 재설정가능(reconfigurable)하게 된다. 여기서 재설정되는 팩터는, 이득(gain), 대역폭(bandwidth) 및 주파수 등일 수 있다.
한편, 제 1 스위치(121) 및 제 2 스위치(123)가 광대역 저잡음 증폭기(110)와 제 1 필터(141) 사이 그리고 광대역 저잡음 증폭기(110)과 제 2 필터(143) 사이에 각각 위치하는 경우를 예시하였지만, 제 1 스위치(121) 및 제 2 스위치(123)는 제 1 필터(141)와 제 1 증폭기(131) 사이 그리고 제 2 필터(143)와 제 2 증폭기(133) 사이에 각각 위치할 수 있음은 물론이다.
그리고, 제 1 필터(141)와 제 2 필터(143)은 각각 본 발명에서 인가될 수 있는 신호 대역을 모두 필터할 수 있도록, 모든 신호 대역에 맞는 SAW들의 어레이(array)로 이루어질 수 있으며, 이와 같은 제 1 스위치(121)와 제 2 스위치(123)는 인가되는 신호 대역에 대응되게 제어부(미도시)의 선택 명령에 맞게 스위칭하여 해당 필터로 전환(switching)하는 것이 가능하다.
또한, 제 1 하향 변환부(161) 및 제 2 하향 변환부(163)는, 각각 주파수 합성기(frequency synthesizer)로부터 출력된 I, Q 신호를 이용하여 주파수 하향 변환(frequency down-converting)하는 것이 바람직하다.
여기서, 주파수 합성기는 수정 발진기 등 국부 발진기로 이루어질 수 있고, 또는 국부 발진기, 분주기(frequency divider), 위상 고정 루프(PLL) 등으로 이루어질 수 있다. 주파수 하향 변환은 믹서를 이용하여 주파수 하향 변환하게 된다.
또한, 제 1 하향 변환 후처리부(181) 및 제 2 하향 변환 후처리부(183)는, 중간 대역에서는 처리하는 제 1 중간 대역 처리부를 포함할 수도 있고, 기저 대역에서는 처리하는 제 1 기저 대역 처리부를 포함할 수도 있다. 즉, 하향 변환을 중간 주파수(intermediate frequency) 대역 또는 기저(baseband frequency) 대역으로 하느냐에 따라, 제 1 하향 변환 후처리부(181) 및 제 2 하향 변환 후처리부(183)은 각각 중간 주파수 대역 또는 기저 대역에서 후처리가 이루어질 수 있다.
이후, 제 1 하향 변환 후처리부(181) 및 제 2 하향 변환 후처리부(183) 후단에, 각각 제 1 AD 변환부(191) 및 제 2 AD 변환부(193)를 포함하는 것이 바람직하다.
(제 2 실시예)
도 2는, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 ＧＰＳ/갈릴레오 듀얼 수신기의 프런트 엔드 구조를 나타낸 블록도이다. 이하 도 2를 참조하여 설명하기로 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 GPS/갈릴레오 듀얼 수신기의 프런트 엔드 구조는, L1/L1F 및 L5/E5a 항법 신호를 수신하여 저잡음 증폭하는 광대역 저잡음 증폭기(10); 및 상기 광대역 저잡음 증폭기(10)의 출력 신호를 입력받아 제 1 출력 신호 및 제 2 출력 신호를 출력하는 제 1 출력부 및 제 2 출력부를 포함한다. 광대역 저잡음 증폭기(10)는, L1/L1F 항법 신호(1575.42MHz) 및 L5/E5a 항법 신호(1176.45MHz)를 수신하여, 저잡음 증폭한다.
여기서, 상기 제 1 출력부는, 상기 광대역 저잡음 증폭기(10)의 출력 신호 중 L1/L1F 항법 신호를 스위칭하는 제 1a 스위치(21), 상기 제 1a 스위치(21)의 출력 신호를 증폭하는 제 1 L1/L1F 증폭기(31), 및 상기 제 1 L1/L1F 증폭기(31)의 출력신호를 필터링하는 제 1a 필터(41)를 포함하고, 또한, 상기 광대역 저잡음 증폭기(10)의 출력 신호 중 L5/E5a 항법 신호를 스위칭하는 제 1b 스위치(22), 상기 제 1b 스위치(22)의 출력 신호를 증폭하는 제 1 L5/E5a 증폭기(32), 및 상기 제 1 L5/E5a 증폭기(32)의 출력신호를 필터링하는 제 1b 필터(42); 상기 제 1a 필터(41) 및 상기 제 1b 필터(42)의 출력신호를 증폭하는 제 1 광대역 고주파 증폭기(51); 및 상기 제 1 광대역 고주파 증폭기(51)의 하향 변환하는 제 1 하향 변환부(61, 62) 및 제 1 하향 변환 후처리부(81, 91)를 포함한다.
본 발명의 제 1a 스위치(21) 및 제 1b 스위치(22)를 이용하여, L1/L1F 항법 신호 및 L5/E5a 항법 신호 중 어느 하나의 신호를 선택하는 것이 가능하다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제 1a 스위치(21) 및 제 1b 스위치(22)가 광대역 저잡음 증폭기(10)와 제 1 L1/L1F 증폭기(31) 사이 그리고 광대역 저잡음 증폭기(10)와 제 1 L5/E5a 증폭기(32) 사이에 각각 위치하는 경우를 예시하였지만, 제 1a 스위치(21) 및 제 1b 스위치(22)는 제 1 L1/L1F 증폭기(31)와 제 1a 필터(41) 사이 그리고 제 1 L5/E5a 증폭기(32)와 제 1b 필터(42) 사이에 각각 위치할 수 있음은 물론이다.
제 1a 스위치(21)의 출력 신호를 증폭하는 제 1 L1/L1F 증폭기(31)는 해당 L1/L1F 항법 신호 대역만 증폭하는 협대역 저잡음 증폭기(narrowband LNA)일 수 있지만, 광대역 저잡음 증폭기를 사용하여도 무방하다. 마찬가지로, 제 1b 스위치(22)의 출력 신호를 증폭하는 제 1 L5/E5a 증폭기(32)는 해당 L5/E5a 항법 신호 대역만 증폭하는 협대역 저잡음 증폭기(narrowband LNA)일 수 있지만, 광대역 저잡음 증폭기를 사용하여도 무방하다.
또한, 제 1a 필터(41) 및 제 1b 필터(42)는 해당 L1/L1F 항법 신호 및 L5/E5a 항법 신호의 대역만 통과시키는 SAW 필터일 수 있으며, 또는 2가지 대역을 모두 통과시키는 듀얼 밴드 지원 SAW 필터일 수 있다.
또한, 제 1 광대역 고주파 증폭기(51)는 L1/L1F 항법 신호 및 L5/E5a 항법 신호의 대역 중 어느 출력이 들어올지 모르므로, 광대역 저잡음 증폭기인 것이 바람직하다.
또한, 제 1 하향 변환부는, 각각 주파수 합성기(frequency synthesizer)로부터 출력된 I, Q 신호를 이용하여 주파수 하향 변환(frequency down-converting)하는 것이 바람직하다.
여기서, 주파수 합성기는 수정 발진기 등 국부 발진기로 이루어질 수 있고, 또는 국부 발진기, 분주기(frequency divider), 위상 고정 루프(PLL) 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 여기서 주파수 합성기는 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 주파수 합성기로 구현하는 것을 예시하였지만, 주파수 합성기를 두 개의 주파수 합성기를 이용하여 제 1 하향 변환부 및 제 2 하향 변환부에서 주파수 하향 변환할 수 있음은 물론이다.
또한, 주파수 하향 변환은 주파수 합성기에서 출력된 신호와 제 1 광대역 고주파 증폭기(51)를 믹싱하는 제 1a 및 제 1b 믹서(61, 62)를 이용한다.
또한, 상기 제 1 하향 변환 후처리부는, 중간 대역에서는 처리하는 제 1 중간 대역 처리부를 포함할 수도 있고, 혹은, 상기 제 1 하향 변환 후처리부는, 기저 대역에서는 처리하는 제 1 기저 대역 처리부를 포함할 수도 있다. 즉, 하향 변환을 중간 주파수(intermediate frequency) 대역 또는 기저(baseband frequency) 대역으로 할 수 있다. 이 경우, 각각 중간 주파수 대역 또는 기저 대역에서 후처리가 이루어진다. 도 2에서는 기저 대역에서 후처리하는 경우를 가정하였다.
이후, 상기 제 1 중간 대역 처리부 후단 또는 상기 제 1 기저 대역 처리부 후단에, 제 1 AD 변환부(91)를 포함하는 것이 바람직하다.
마찬가지로, 상기 제 2 출력부는, 상기 광대역 저잡음 증폭기(10)의 출력 신호 중 L1/L1F 항법 신호를 스위칭하는 제 2a 스위치(23), 상기 제 2a 스위치(23)의 출력 신호를 증폭하는 제 2 L1/L1F 증폭기(33), 및 상기 제 2 L1/L1F 증폭기(33)의 출력신호를 필터링하는 제 2a 필터(43); 상기 광대역 저잡음 증폭기(10)의 출력 신호 중 L5/E5a 항법 신호를 스위칭하는 제 2b 스위치(24), 상기 제 2b 스위치(24)의 출력 신호를 증폭하는 제 2 L5/E5a 증폭기(34), 및 상기 제 2 L5/E5a 증폭기(34)의 출력신호를 필터링하는 제 2b 필터(44); 상기 제 2a 필터(43) 및 상기 제 2b 필터(44)의 출력신호를 증폭하는 제 2 광대역 고주파 증폭기(53); 및 상기 제 2 광대역 고주파 증폭기(53)의 하향 변환하는 제 2 하향 변환부(63, 64) 및 제 2 하향 변환 후처리부(83, 93)를 포함한다.
본 발명의 제 2a 스위치(23) 및 제 2b 스위치(24)를 이용하여, L1/L1F 항법 신호 및 L5/E5a 항법 신호 중 어느 하나의 신호를 선택하는 것이 가능하다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제 2a 스위치(23) 및 제 2b 스위치(24)가 광대역 저잡음 증폭기(10)와 제 2 L1/L1F 증폭기(33) 사이 그리고 광대역 저잡음 증폭기(10)와 제 2 L5/E5a 증폭기(34) 사이에 각각 위치하는 경우를 예시하였지만, 제 2a 스위치(23) 및 제 2b 스위치(24)는 제 2 L1/L1F 증폭기(33)와 제 2a 필터(43) 사이 그리고 제 2 L5/E5a 증폭기(34)와 제 2b 필터(44) 사이에 각각 위치할 수 있음은 물론이다.
제 2a 스위치(23)의 출력 신호를 증폭하는 제 2 L1/L1F 증폭기(33)는 해당 L1/L1F 항법 신호 대역만 증폭하는 협대역 저잡음 증폭기(narrowband LNA)일 수 있지만, 광대역 저잡음 증폭기를 사용하여도 무방하다. 마찬가지로, 제 2b 스위치(24)의 출력 신호를 증폭하는 제 2 L5/E5a 증폭기(34)는 해당 L5/E5a 항법 신호 대역만 증폭하는 협대역 저잡음 증폭기(narrowband LNA)일 수 있지만, 광대역 저잡음 증폭기를 사용하여도 무방하다.
제 2a 필터(43) 및 제 2b 필터(44)는 해당 L1/L1F 항법 신호 및 L5/E5a 항법 신호의 대역만 통과시키는 SAW 필터일 수 있으며, 또는 2가지 대역을 모두 통과시키는 듀얼 밴드 지원 SAW 필터일 수 있다.
또한, 제 2 광대역 고주파 증폭기(53)는 L1/L1F 항법 신호 및 L5/E5a 항법 신호의 대역 중 어느 출력이 들어올지 모르므로, 광대역 저잡음 증폭기인 것이 바람직하다.
또한, 제 2 하향 변환부는, 주파수 합성기(frequency synthesizer)로부터 출력된 I, Q 신호를 이용하여 주파수 하향 변환(frequency down-converting)하는 것이 바람직하다. 또한, 주파수 합성기는 수정 발진기 등 국부 발진기로 이루어질 수 있고, 또는 국부 발진기, 분주기(frequency divider), 위상 고정 루프(PLL) 등으로 이루어질 수 있다. 주파수 하향 변환은 주파수 합성기에서 출력된 신호와 제 2 광대역 고주파 증폭기(52)를 믹싱하는 제 2a 및 제 2b 믹서(63, 64)를 이용한다.
또한, 상기 제 2 하향 변환 후처리부는, 중간 대역에서는 처리하는 제 2 중간 대역 처리부를 포함할 수도 있고, 혹은, 상기 제 2 하향 변환 후처리부는, 각각 기저 대역에서는 처리하는 제 2 기저 대역 처리부를 포함할 수도 있다. 즉, 하향 변환을 중간 주파수(intermediate frequency) 대역 또는 기저(baseband frequency) 대역으로 할 수 있다. 이 경우, 각각 중간 주파수 대역 또는 기저 대역에서 후처리가 이루어진다. 도 2에서는 기저 대역에서 후처리하는 경우를 가정하였다.
이후, 상기 제 2 중간 대역 처리부 후단 또는 상기 제 2 기저 대역 처리부 후단에, 제 2 AD 변환부를 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같은 구성을 갖는 GPS/갈릴레오 듀얼 수신기의 프런트 엔드 구조는, 제 1a 스위치(21)가 온(on), 제 1b 스위치(22)가 오프(off)이고, 제 2a 스위치(23)이 온, 제 2b 스위치(24)가 오프인 경우, 2가지의 L1/L1F 항법 신호를 수신하여 다이버시티 수신이 가능하다. 또한, 제 1a 스위치(21)가 오프, 제 1b 스위치(22)가 온이고, 제 2a 스위치(23)이 오프, 제 2b 스위치(24)가 온인 경우, 2가지의 L5/E5a 항법 신호를 수신하여 다이버시티 수신이 가능하다.
또한 제 1a 스위치(21)가 온이고, 제 1b 스위치(22)가 오프이고, 제 2a 스위치(23)이 오프, 제 2b 스위치(24)가 온인 경우, L1/L1F 및 L5/E5a 항법 신호 2가지를 모두 수신할 수 있다. 혹은 제 1a 스위치(21)가 오프이고, 제 1b 스위치(22)가 온이고, 제 2a 스위치(23)이 온, 제 2b 스위치(24)가 오프인 경우에도, L1/L1F 및 L5/E5a 항법 신호 2가지를 모두 수신할 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따른 ＧＰＳ/갈릴레오 듀얼 수신기의 프런트 엔드 구조는, 종래 기술과 비교하여, L1/L1F대역의 신호과 L1/L1F대역의 신호, L1/L1F대역의 신호와 L5/E5a대역의 신호, 및 L5/E5a대역의 신호와 L5/E5a대역의 신호 등 다양한 대역의 조합을 동시에 받을 수 있고, 다이버시티 수신도 가능한 장점을 갖는다.
(제 3 실시예)
도 3 및 도 4는, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 ＧＰＳ/갈릴레오 듀얼 수신기의 프런트 엔드 구조를 나타낸 도면이다.
제 1 실시예와 제 2 실시예에서 상술한 바와 같이, 본 발명은 항법 신호를 수신하여 저잡음 증폭하는 광대역 저잡음 증폭기의 출력신호를 입력받아, 항법 신호 중 원하는 신호를 스위칭, 필터링, 증폭, 주파수 하향변환 및 AD 변환하는 복수 개의 동일한 구조의 채널부를 포함하고, 제어부(Digital Signal Processing/Navigator)가 상기 복수 개의 동일한 구조의 채널부의 원하는 신호의 대역에 대응되도록, 상기 스위칭, 필터링, 증폭, 주파수 하향변환 및 AD 변환 기능 중 어느 하나 이상을 재구성 가능하게 제어(제어 라인은 보라색으로 도시)하는 것이 가능한 GPS/갈릴레오 복합 수신기의 RF 프런트 엔드 구조이다. 이와 같은 예시가 도 3 및 도 4에 도시되어 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
10 광대역 저잡음 증폭기
21, 22, 23, 24 제 1a 스위치, 제 1b 스위치, 제 2a 스위치, 제 2b 스위치
31, 32, 33, 34 제 1 L1/L1F 증폭기, 제 1 L5/E5a 증폭기, 제 2 L1/L1F 증폭기, 제 2 L5/E5a 증폭기
41, 42, 43, 44 제 1a 필터, 제 1b 필터, 제 2a 필터, 제 2b 필터
51, 53 제 1 광대역 고주파 증폭기, 제 2 광대역 고주파 증폭기
61, 62, 63, 63 제 1a 믹서, 제 1b 믹서, 제 2a 믹서, 제 2b 믹서
70 주파수 합성기
81 제 1 하향 변환 후처리부
83 제 2 하향 변환 후처리부
110 광대역 저잡음 증폭기
121, 123 제 1 스위치, 제 2 스위치
141, 143 제 1 필터, 제 2 필터
131, 133 제 1 증폭기, 제 2 증폭기
161, 163 제 1 하향 변환부, 제 2 하향 변환부
181, 183 제 1 하향 변환 후처리부, 제 2 하향 변환 후처리부

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 항법 신호를 수신하여 저잡음 증폭하는 광대역 저잡음 증폭기;
    상기 광대역 저잡음 증폭기의 출력신호를 입력받아, 상기 항법 신호 중 원하는 신호를 스위칭, 필터링, 증폭, 주파수 하향변환 및 AD 변환하는 복수의 동일한 채널부; 및
    상기 채널부의 원하는 신호의 대역에 대응되도록, 상기 스위칭, 필터링, 증폭, 주파수 하향변환 및 AD 변환 중 하나 이상을 재구성 가능하게 제어하는 제어부를 포함하되,
    상기 필터링은, SAW 필터 어레이에 의해 처리되고,
    상기 항법 신호는, GPS 항법 신호 L1, L2, L5, 갈릴레오 항법 신호 L1F, E1, E2, E5a, E5b, E6 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 재구성이 가능한 GPS/갈릴레오 복합 수신기의 RF 프런트 엔드 구조.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 주파수 하향변환은, 주파수 합성기로부터 출력된 I, Q 신호를 이용하는 것을 특징으로 하는, 재구성이 가능한 GPS/갈릴레오 복합 수신기의 RF 프런트 엔드 구조.



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