KR101301371B1

KR101301371B1 - 둘 이상의 주파수 대역에 의해 정의되는 주파수 범위에 걸쳐 안테나 포트에서의 제어된 전력 출력을 유지하기 위한 시스템 및 방법

Info

Publication number: KR101301371B1
Application number: KR1020117030433A
Authority: KR
Inventors: 케네스 비기니; 에릭 밴 네스; 도날드 마츠
Original assignee: 해리스 코포레이션
Priority date: 2009-06-03
Filing date: 2010-06-02
Publication date: 2013-08-30
Also published as: RU2011149394A; US20100309901A1; AU2010256742A1; WO2010141556A1; CN102460979A; KR20120026556A; EP2438681B1; BRPI1009063A2; EP2438681A1; CA2761611A1

Abstract

다중대역 트랜시버(200)는 병렬로 배열된 송신 서브-회로(TSC), 입력 포트(290, 292, 294)에서 TSC로부터 RF 신호를 수신하는 멀티플렉서(222), 및 방향성 커플러(DC)를 포함한다. 각각의 TSC(210, 212, 214, 216, 218, 220)는 각각의 주파수 대역에서의 통신을 지원하도록 구성된다. 멀티플렉서는 입력 포트로부터 공통 출력 포트(296)로 신호를 라우팅하고 TSC에 의해 유발된 고조파 왜곡을 감소시키도록 구성된다. DC(226)는 공통 출력 포트에 연결된 입력 포트(1), 안테나 포트에 연결된 송신 포트(4), 및 공통 피드백 루프(CFL)에 RF 신호의 일부를 결합시키는 결합 포트(3)를 갖는다. CFL(270)은 각각의 TSC에 결합되는 피드백 신호를 제공한다. 각각의 TSC는 주파수 범위에 걸쳐 안테나 포트에서 제어된 전력 출력을 유지하도록 피드백 신호에 응답한다.

Description

둘 이상의 주파수 대역에 의해 정의되는 주파수 범위에 걸쳐 안테나 포트에서의 제어된 전력 출력을 유지하기 위한 시스템 및 방법{SYSTEMS AND METHODS FOR MAINTAINING A CONTROLLED POWER OUTPUT AT AN ANTENNA PORT OVER A RANGE OF FREQUENCIES DEFINED BY TWO OR MORE FREQUENCY BANDS}

본원발명은 다중대역 트랜시버에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본원발명은 둘 이상의 주파수 대역에 의해 정의되는 주파수 범위에 걸쳐 안테나 포트에서의 제어된 전력 출력을 유지하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다.

다중대역 트랜시버를 구현하는 다수의 종래 통신 시스템이 업계에 알려져 있다. 그러한 하나의 종래 통신 시스템은 일본공개공보 제2003-8470호에 개시되어 있다. 이러한 통신 시스템은 다중-대역 트랜시버를 포함한다. 다중-대역 트랜시버는 브랜치 회로(예컨대, 다이플렉서)를 통하여 안테나 엘리먼트에 결합된 적어도 2개의 병렬 트랜시버 회로를 포함한다. 트랜시버 회로의 각각은 스위치를 통하여 수신 회로에 결합된 송신 회로를 포함한다. 스위치는 안테나 엘리먼트를 송신 및 수신 회로에 선택적으로 결합시킨다. 각각의 송신 회로는 서로 다른 주파수(예컨대, 저주파수, 중간 주파수 또는 고주파수)에서 동작하도록 구성된다. 각각의 송신 회로는 전력 증폭기 및 커플러를 포함한다. 전력 증폭기는 안테나 엘리먼트로부터 송신될 신호의 진폭을 변경하도록 구성된다. 그처럼, 전력 증폭기는 전력 증폭 회로 및 매칭 회로를 포함한다. 커플러는 그 입력 단자에서의 신호 입력과 그 출력 단자에서의 신호 입력간을 분간하도록 구성된다. 커플러의 이러한 특성은 입력 신호 및 미스매칭된 안테나 엘리먼트로부터 반사되는 신호 둘다 독립적으로 모니터링될 수 있는 송신 회로에서 특히 유용하다. 입력 및 반사된 신호 중 적어도 하나는 송신 회로의 출력 전력을 제어하는데 이용된다. 송신시에, 신호는 각각의 송신 회로의 전력 증폭기에 의해 증폭되고 커플러, 스위치 및 브랜치 회로를 통하여 안테나 엘리먼트로부터 고주파수 또는 저주파수 신호로 송신된다.

일본공개공보 제2003-8470호에 개시된 종래 통신 시스템의 이점에도 불구하고, 특정 결함에 시달리고 있다. 예컨대, 커플러는 스위치 및 브랜치 회로(예컨대, 다이플렉서) 전에 위치된다. 그처럼, 커플러는 송신 경로에서의 스위치 및/또는 브랜치 회로(예컨대, 다이플렉서)의 포함으로부터 기인하는 삽입 손실 이전에 신호 전력을 레큘레이팅한다. 결과적으로, 스위치 및/또는 브랜치 회로(예컨대, 다이플렉서)에 기인하여 안테나에서의 주파수의 함수로서 신호 전력 변화가 존재한다. 나아가, 종래의 통신 시스템은 각각의 트랜시버 회로에 대하여 커플러 및 스위치를 필요로 한다. 그와 같이, 그 통신 시스템의 구현은 비교적 고가이고 하드웨어 집약적이다. 또한, 트랜시버 회로는 인쇄회로기판 상의 소중한 공간을 비교적 다량 차지한다. 나아가, 그 통신 시스템은 비교적 소수의 주파수 범위에 걸쳐 동작한다. 더 구체적으로, 그 통신 시스템의 제1 트랜시버는 디지털 셀룰러 시스템 주파수 대역(1800MHz 대역)에 걸쳐 동작하고 그 통신 시스템의 제2 트랜시버는 GSM(Global System for Mobile) 통신 주파수 대역(900MHz 대역)에 걸쳐 동작한다.

또다른 종래 통신 시스템은 Wada 등의 미국특허출원 공개공보 제2005/0003855호(이하 "Wada"라 일컫는다)에 개시되어 있다. Wada의 통신 시스템은 안테나 엘리먼트 및 다중대역 트랜시버를 포함한다. 다중대역 트랜시버는 다중 주파수 대역의 신호를 송신하고 다중 주파수 대역의 신호를 수신하도록 구성된다. 다중대역 트랜시버는 복수의 병렬 트랜시버 회로를 포함한다. 각각의 트랜시버 회로는 서로 다른 주파수 대역(예컨대, 저주파수 대역, 중간 주파수 대역 및 고주파수 대역)에서 동작한다. 각각의 트랜시버 회로는 트리플렉서를 통하여 안테나 엘리먼트에 결합된 수신 회로 및 송신 회로를 포함한다. 각각의 송신 회로는 전력 증폭기, 커패시터 및 필터를 포함한다. 트리플렉서는 다수의 입력 신호 중 하나를 선택하고 그 선택된 입력 신호를 안테나 엘리먼트에 그로부터의 송신을 위해 출력한다.

Wada에 개시된 종래 통신 시스템은 그 이점에도 불구하고 특정 결함에 시달리고 있다. 예컨대, 원치않게도, 트리플렉서에 기인하여 주파수의 함수로 안테나에서 신호 전력 변화가 일어난다. 또한, Wada의 통신 시스템은 1000MHz 만큼 떨어져 있는 비교적 소수의 주파수 범위에 걸쳐 동작한다.

상기한 바를 볼 때, 이 분야에는 RF(Radio Frequency) 멀티플렉서를 사용하여 RF 조합 및 제어를 위한 개선된 시스템 및 방법이 필요하다. 이러한 시스템은 안테나에서 일정한 신호 전력을 제공할 필요가 있다. 또한, 이러한 시스템은 비교적 다수의 주파수 범위에 걸쳐 동작할 필요가 있다.

본원발명의 실시예들은 다중대역 트랜시버에 관한 것이다. 다중대역 트랜시버의 각각은 송신 서브-회로, 멀티플렉서 및 방향성 커플러를 포함한다. 송신 서브-회로는 병렬로 배열되어 있다. 송신 서브-회로의 각각은 각각의 주파수 대역에서의 통신을 지원하도록 구성된다. 각각의 주파수 대역은 이하의 주파수 대역, 30-50MHz VHF(Very High Frequency) 저대역, 136-174MHz VHF 고대역, 380-520MHz UHF(Ultra High Frequency) 대역 및 762-870MHz 대역 중 적어도 하나를 포함한다.

멀티플렉서는 그 입력 포트에서 송신 서브-회로의 각각으로부터 RF 신호를 수신하도록 전기적으로 배열된다. 멀티플렉서는 입력 포트의 각각으로부터 그 공통 출력 포트로 신호를 라우팅하도록 구성된다. 또한, 멀티플렉서는 송신 서브-회로에 의해 유발된 고조파 왜곡을 감소시키도록 구성된다.

방향성 커플러는 입력 포트, 송신 포트 및 결합 포트를 갖는다. 입력 포트는 멀티플렉서의 공통 출력 포트에 전기적으로 연결된다. 송신 포트는 안테나 포트에 연결된다. 결합 포트는 송신 서브-회로에 대한 공통 피드백 루프에 RF 신호의 일부를 결합시키도록 구성된다. 공통 피드백 루프는 각각의 송신 서브-회로에 결합되는 피드백 신호를 제공한다.

방향성 커플러는 플레이트 웰을 갖는 인쇄배선기판 및 와이어를 통하여 함께 결합된 한쌍의 트랜스포머를 포함한다. 각각의 트랜스포머는 1차 권선, 2차 권선 및 토로이달 코어를 포함한다. 각각의 트랜스포머는 1차 및/또는 2차 권선이 각각의 웰 내에 위치하도록 플레이트 웰의 각각의 웰에 배치된다. 1차 및 2차 권선은 토로이달 코어의 둘레에 감겨 있다. 1차 권선은 소망의 임피던스를 갖는 동축 케이블로 형성된다. 2차 권선은 서브미니어처 리드 와이어로 형성된다.

각각의 송신 서브-회로는 주파수 대역들에 의해 정의되는 주파수 범위에 걸쳐 안테나 포트에서의 제어된 전력 출력을 유지하도록 피드백 신호에 응답한다. 이에 관하여, 각각의 송신 서브-회로는 RF 신호의 진폭을 증가시키기 위한 전력 증폭기 및 RF 신호를 필터링하기 위한 로우 패스 필터 중 적어도 하나를 포함함을 이해하여야 한다. 전력 증폭기는 RF 신호의 진폭을 조절하여 멀티플렉서로부터 초래되는 삽입 손실을 해소하도록 피드백 신호에 응답한다.

또한, 본원발명의 실시예들은 둘 이상의 주파수 대역에 의해 정의되는 주파수 범위에 걸쳐 안테나 포트에서의 제어된 전력 출력을 유지하기 위한 방법에 관한 것이다. 그 방법은 다중모드 트랜시버의 복수의 병렬 송신 경로 중 어느 하나를 따라 RF 신호를 선택적으로 전파시키는 것을 포함한다. 또한, 그 방법은 복수의 멀티플렉서 입력 포트 중 하나로부터 공통 멀티플렉서 출력 포트로 RF 신호를 라우팅하는 것을 포함한다. 그 방법은 RF 신호에서의 고조파 왜곡을 줄이는 것을 더 포함한다. 송신 서브-회로에 대한 공통 피드백 루프에 공통 멀티플렉서 출력 포트로부터의 RF 신호의 일부를 결합시킴으로써 피드백 신호가 발생된다. 피드백 신호는 송신 서브-회로 중 적어도 하나에 제공된다. 송신 서브-회로에서, 피드백 신호는 주파수 범위에 걸쳐 안테나 포트에서 RF 신호의 제어된 전력 출력을 유지하는데 사용된다.

이하의 도면을 참조하여 실시예들이 설명될 것이고, 도면 내내 유사한 숫자는 유사한 항목을 나타낸다.
도 1은 본원발명을 이해하는데 유용한 통신 디바이스의 전방 사시도,
도 2는 도 1에 도시된 통신 디바이스의 송신기의 개략적 예시도,
도 3은 본원발명을 이해하는데 유용한 트리플렉서를 형성하는 표본적인 수동 회로의 개략적 예시도,
도 4는 본원발명을 이해하는데 유용한 도 3에 도시된 트리플렉서의 주파수 응답의 플롯을 나타내는 그래프,
도 5는 본원발명을 이해하는데 유용한 표본적인 방향성 커플러의 개략적 예시도,
도 6은 본원발명을 이해하는데 유용한 도 5의 방향성 커플러에 대한 등가 회로의 개략적 예시도,
도 7은 본원발명을 이해하는데 유용한 트랜스포머의 상부도,
도 8은 본원발명을 이해하는데 유용한 도 7의 트랜스포머의 측면도, 및
도 9는 둘 이상의 주파수 대역에 의해 정의되는 주파수 범위에 걸쳐 안테나 포트에서의 제어된 전력 출력을 유지하기 위한 방법의 흐름선도.

본원발명은 첨부 도면을 참조하여 설명되는데, 도면 내내 유사한 참조숫자는 유사한 또는 등가의 구성요소를 가리키는데 사용된다. 도면은 축척대로 그려진 것은 아니고 그때그때의 발명을 나타내도록 제공될 뿐이다. 본원발명의 여러 태양들은 예시를 위한 애플리케이션 예를 참조하여 이하에 설명된다. 다수의 구체적 상세, 관계 및 방법이 본원발명의 충분한 이해를 제공하기 위해 설명되는 것임을 이해하여야 한다. 그러나, 당업자는 구체적 상세 중 하나 이상 없이 또는 다른 방법들과 함께 본원발명이 실시될 수 있음을 쉽게 알아볼 것이다. 다른 예로, 주지의 구조 또는 동작은 본원발명을 모호하게 하는 것을 회피하기 위해 상세히 나타내지는 않는다. 본원발명은 행위 또는 이벤트의 예시된 순서에 국한되지 않고, 몇몇 행위는 다른 순서로 일어날 수도 있고 및/또는 다른 행위 또는 이벤트와 동시에 일어날 수도 있다. 나아가, 본원발명에 따른 방법을 구현함에 있어 예시된 행위 또는 이벤트 모두가 요구되는 것은 아니다.

일반적으로 본원발명의 실시예들은 둘 이상의 주파수 대역에 의해 정의되는 주파수 범위에 걸쳐 안테나 포트에서의 제어된 전력 출력을 유지하기 위한 다중대역 트랜시버 및 방법을 포함한다. RF 멀티플렉서는 RF 신호의 고조파 필터링을 제공한다. 다중대역 트랜시버 실시예들은 ("배경기술"란과 관련하여 상기된 바와 같은) 다중대역 트랜시버를 포함하는 종래 통신 시스템의 특정 결함을 극복하도록 구성된다. 예컨대, 다중대역 트랜시버 실시예들의 RF 멀티플렉서는 전력 레귤레이션 루프에 들어있다. 그처럼, 신호 전력은 송신 경로에서의 멀티플렉서의 포함으로부터 초래되는 주파수 가변 삽입 손실 후에 레귤레이팅된다. 결과적으로, 안테나 엘리먼트의 입력 포트에서의 전력은 필요에 따라 각각의 주파수 대역 내내 그리고 다중 주파수 대역간 실질적으로 일정(예컨대, 5.0 와트)하도록 제어될 수 있다. 또한, 하나의 커플러는 다중 주파수 대역에서의 통신을 모니터링하고 레귤레이팅하도록 채용된다. 실제로, 시스템 실시예들은 종래의 다중대역 트랜시버 시스템에 비하여 덜 비싸고 덜 하드웨어 집약적이다. 나아가, 다중대역 트랜시버 실시예들은 종래의 트랜시버보다 더 많은 수의 주파수 범위에서의 통신을 지원한다.

본원발명의 시스템 실시예들이 도 1 내지 도 8과 관련하여 이하 상세하게 설명될 것이다. 본원발명의 방법 실시예들은 도 9와 관련하여 이하에 설명될 것이다. 본원발명의 방법 실시예들은 다양한 애플리케이션에서 사용될 수 있다. 예컨대, 방법 실시예들은 라디오 애플리케이션, 카 폰 애플리케이션, 무선 전화 애플리케이션, 컴퓨터 애플리케이션 및 다른 무선 통신 애플리케이션에서 사용될 수 있다.

표본적인 통신 시스템 실시예

이제 도 1을 참조하면, 표본적인 통신 디바이스(100)의 블록선도가 제공되고, 본원발명을 이해하는데 유용하다. 통신 디바이스(100)는, 국한되는 것은 아니지만, (도 1에 도시된 바와 같은) 라디오, 모바일 폰, 무선 전화, 랩톱 컴퓨터, 또는 무선 통신 능력 있는 다른 컴퓨팅 디바이스를 포함할 수 있다. 일반적으로 통신 디바이스(100)는 디지털 및/또는 아날로그 기술을 사용할 수 있다. 그러므로, 이하의 설명은 여기에 개시된 시스템 및 방법이 무선 통신 디바이스의 어느 특정 유형에 국한되는 것으로 봐서는 아니된다.

도 1에 도시된 실시예에 의하면, 통신 디바이스(100)는 다양한 주파수 대역에서의 통신 신호를 송신 및 수신하기 위해 모노폴 안테나 엘리먼트(102)가 기계적으로 결합된 핸드헬드 라디오(104)를 포함한다. 더 구체적으로, 통신 디바이스(100)는 보행 중(도 1에 도시된 바와 같은 휴대기기) 또는 차량 내(도 1에 도시되지 않은 모바일) 지상 사용자에 의한 사용을 의도한 랜드 모바일 라디오이다. 그처럼, 통신 디바이스(100)는 군대, 긴급 구조 단체, 공공 단체, 대규모의 차량들이 있는 회사 및 수많은 외근 직원들이 있는 회사에 의해 사용될 수 있다.

본원발명의 일태양에 의하면, 통신 디바이스(100)는 일반적으로 P25(Project25) 라디오와 아날로그 또는 디지털 모드로 통신하도록 구성된다. 여기서 사용되는 문구 "P25(Project25)"는 APCO(Association of Public Safety Communications Officials International), NASTD(National Association of State Telecommunications Directors), 선택된 연방 정부 기관 및 NCS(National Communications System)에 의해 만들어진 일세트의 시스템 표준을 일컫는다. 일반적으로 P25 세트의 시스템 표준은 치안 및 정부 기관의 요구를 제공해줄 수 있는 디지털 라디오 통신 시스템 아키텍처를 정의한다. 일반적으로 통신 디바이스(100)는 또한 P25 아닌 라디오와 아날로그 모드로 통신하도록 구성된다.

통신 디바이스(100)는 복수의 주파수 대역에서 동작한다. 예컨대, 통신 디바이스(100)는 이하의 대역, 30-50MHz VHF 저(LO)대역, 136-174MHz VHF 고(Hi)대역, 380-520MHz UHF 대역 및 762-870MHz 대역에서 아날로그 FM(Frequency Modulation) 통신 및 P25 변조(디지털 C4FM) 통신을 지원하도록 구성된다.

통신 디바이스(100)는 2개의 랜드 모바일 라디오 시스템간 어떠한 개입하는 장비 없이 "토크 어라운드" 모드로 사용될 수 있다. 또한 통신 디바이스(100)는 2개의 랜드 모바일 라디오 시스템이 트렁킹 없이 리피터 또는 기지국을 통하여 통신하는 종래 모드로 사용될 수 있다. 나아가, 통신 디바이스(100)는 트래픽이 리피터 또는 기지국에 의해 하나 이상의 음성 채널에 자동으로 할당되는 트렁킹된 모드로 사용될 수 있다. 통신 디바이스(100)는 아날로그 오디오 신호를 인코딩/디코딩하도록 하나 이상의 인코더/디코더를 채용할 수 있다. 또한, 통신 디바이스(100)는 오디오 신호에 들어있는 데이터를 암호화하는 것으로부터 다양한 유형의 암호화 기법을 채용할 수 있다.

이제 도 2를 참조하면, 도 1의 통신 디바이스(100)에 구현된 표본적인 다중대역 트랜시버(200)의 개략적인 예시도가 제공된다. 다중대역 트랜시버(200)는 다중 송신기가 레귤레이팅된 출력 전력을 갖는 안테나 엘리먼트(102)에 연결될 것을 필요로 한다. 그처럼, 다중대역 트랜시버(200)는 안테나 포트(286)에 연결된 2개의 병렬 수신 회로(254, 256) 및 2개의 병렬 송신 회로(250, 252)를 포함한다. 병렬 회로(250, 253, 254, 256)는 종래 통신 시스템의 소정 결함을 극복하는 통신 시스템을 제공한다. 예컨대, 각각의 주파수 대역에 대하여 별개의 트랜시버를 포함하는 종래 통신 시스템은 본원발명의 다중대역 트랜시버(200)보다 구현하기에 더 하드웨어 집약적이고 고가이다.

도 2를 다시 참조하면, 스위치(204)는 2개의 병렬 송신 회로(250, 252)에 결합되고 스위치(230)는 2개의 병렬 수신 회로(254, 256)에 결합된다. 스위치(204)는 (도시하지 않은) 입력 신호 소스를 송신 회로(250, 252)에 선택적으로 결합시킨다. 예컨대, VHF Hi 대역에서의 주파수를 갖는 송신 신호가 안테나 엘리먼트(102)로부터 송신되려고 하면, 그때 스위치는 (도시하지 않은) 입력 신호 소스를 송신 회로(250)에 선택적으로 결합시킨다. 마찬가지로, UHF 대역에서의 주파수를 갖는 송신 신호가 안테나 엘리먼트(102)로부터 송신되려고 하면, 그때 스위치는 (도시하지 않은) 입력 신호 소스를 송신 회로(250)에 선택적으로 결합시킨다. 마찬가지로, 700/800MHz 대역에서의 주파수를 갖는 송신 신호가 안테나 엘리먼트(102)로부터 송신되려고 하면, 그때 스위치는 (도시하지 않은) 입력 신호 소스를 송신 회로(250)에 선택적으로 결합시킨다. VHF LO 대역에서의 주파수를 갖는 송신 신호가 안테나 엘리먼트(103)로부터 송신되려고 하면, 그때 스위치는 (도시하지 않은) 입력 신호 소스를 송신 회로(252)에 선택적으로 결합시킨다. 본원발명은 도 2에 도시된 스위치(230) 및 송신 회로(250, 252)의 구성에 국한되지 않음을 유의해야 한다. 예컨대, 다중대역 트랜시버(200)는 송신 회로(252)가 없을 수 있다. 그러한 시나리오에 있어서, 다중대역 트랜시버(200)는 스위치(230) 또한 없다.

일반적으로, 각각의 송신 회로(250, 252)는 RF 전자기 에너지를 발생시키고 안테나 엘리먼트(102, 103)의 조력으로 RF 전자기 신호를 전파시키도록 구성된다. 일반적으로, 각각의 수신 회로(254, 256)는 안테나 엘리먼트(102, 103)로부터 입력 신호를 수신하고 이들 신호를 (도시하지 않은) 후속의 프로세싱 디바이스에 포워딩하도록 구성된다. (도시하지 않은) 후속의 프로세싱 디바이스는, 국한되는 것은 아니지만, 안테나 엘리먼트(102, 103)에 의해 픽업된 모든 다른 신호로부터 소망의 라디오 신호를 분리하는 필터, 그 소망의 라디오 신호의 진폭을 증폭하는 증폭기 및 그 소망의 라디오 신호를 통신 디바이스(100)의 (도시하지 않은) 사용자에 사용될 수 있는 형태(예컨대, 사운드)로 변환하는 변환 디바이스(예컨대, 복조기 및 디코더)를 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 송신 회로(250)는 이하의 대역, 136-174MHz VHF Hi 대역, 380-520MHz UHF 대역 및 762-870MHz 대역에서의 아날로그 및 디지털 통신을 지원하는 다중대역 송신 회로이다. 그와 같이, 송신 회로(250)는 다중 송신 서브-회로가 레귤레이팅된 출력 전력을 갖는 안테나 엘리먼트(102)에 연결될 것을 필요로 한다. 각각의 서브-회로는 안테나 엘리먼트의 입력 단자에서 넓은 주파수 범위에 걸쳐 실질적으로 일정한 전력을 제공하도록 구성된 RF 전력 제어 루프(270)에 포함된다. 각각의 서브-회로는 서로 병렬로 연결된 복수의 전력 증폭기(210, 212, 214) 및 서로 병렬로 연결된 복수의 로우 패스 필터(216, 218, 220)를 포함한다. 또한, RF 전력 제어 루프(270)는 멀티플렉서(222), 다이오드(224) 및 방향성 커플러(226)를 포함한다. 도시된 실시예에 있어서, 멀티플렉서(222)는 트리플렉서의 구성인데, 3개의 입력 및 단일 출력을 갖는 것을 의미한다. 그러나, 본원발명은 이에 국한되지 않는다.

주목할만한 것은, RF 전력 제어 루프(270)에 트리플렉서(222)를 포함하는 것에 의해 트랜시버 설계로부터 부가적인 임피던스 매칭 회로 및 고조파 필터의 제거가 가능하다는 것이다. 그처럼, 도 2의 트랜시버(200)의 구현은 종래 트랜시버의 구현보다 덜 비싸다. 또한, 트랜시버(200)는 종래 트랜시버보다 덜 하드웨어 집약적이고, 따라서, 종래 트랜시버보다 인쇄회로기판 상의 소중한 공간을 더 소량 차지한다. 나아가, 안테나 엘리먼트(102)의 입력 단자에서의 전력은 다중대역 동작을 위해 조합된 종래 통신 디바이스의 안테나 엘리먼트에서의 전력에 비하여 더 일정하고 정확하다.

도 2에 도시된 바와 같이, 전치-드라이버(206; pre-driver) 및 스위치(208)는 RF 전력 제어 루프(270)에 결합된다. 스위치(208)는 전력 증폭기(210, 212, 214)에 전치-드라이버(206)를 선택적으로 결합시킨다. 예컨대, 136-174MHz VHF Hi 대역에서의 주파수를 갖는 송신 신호가 안테나 엘리먼트(102)로부터 송신되려고 하면, 그때, 스위치는 전치-드라이버(206)를 전력 증폭기(210)에 선택적으로 결합시킨다. 마찬가지로, UHF 대역에서의 주파수를 갖는 송신 신호가 안테나 엘리먼트(102)로부터 송신되려고 하면, 그때 스위치는 전치-드라이버(206)를 전력 증폭기(212)에 선택적으로 결합시킨다. 마찬가지로, 700/800MHz 대역에서의 주파수를 갖는 송신 신호가 안테나 엘리먼트(102)로부터 송신되려고 하면, 그때 스위치는 전치-드라이버(206)를 전력 증폭기(214)에 선택적으로 결합시킨다.

전치-드라이버(206) 및 각각의 전력 증폭기(210, 212, 214)는 송신 신호의 전력을 낮은 값으로부터 높은 값으로 증가시키는 이득 체인을 제공한다. 로우 패스 필터(216, 218, 220)의 각각은 저주파수 신호를 통과시키고 컷오프 주파수보다 더 높은 주파수를 갖는 신호를 감쇠시킨다(그 진폭을 감소시킨다). 각각의 로우 패스 필터(216, 218, 220)의 컷오프 주파수는 특정 송신 애플리케이션에 따라 선택된다.

일반적으로 트리플렉서(222)는 서로 격리되고 공통 출력 단자(296)에 조합되는 3개의 입력 단자(290, 292, 294)를 갖는 수동 회로로 이루어진다. 트리플렉서(222)를 형성하는 표본적인 그러한 수동 회로(300)의 개략적인 예시도가 도 3에 나타나 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 수동 회로(300)는 (도 3 중 290으로 나타낸 바와 같은) 136-174MHz 입력 포트, 380-520MHz 입력 포트 및 760-870MHz 입력 포트를 포함한다. 트리플렉서의 주파수 응답의 플롯이 도 4에 제공되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제공된 제1 트레이스(404)는 136-174MHz 대역에 대해 수동 회로(300)의 로우 패스 필터 응답을 나타내고 있다. 필터의 통과대역은 도 4 중 마커(m20, m21)로 예시되어 있다. 로우 패스 필터 응답은 2차 및 더 높은 차수의 고조파 주파수에서 고조파 저지를 제공한다. 고조파 저지는 도 4 중 마커(m22, m23)로 예시되어 있다. 로우 패스 필터는 에너지가 380-520MHz 입력 포트 및 760-870MHz 입력 포트에 전달되는 것을 방지한다. 제공된 제2 트레이스(406)는 380-520MHz 대역에 대하여 수동 회로(300)의 밴드패스 필터 응답을 나타내고 있다. 필터의 통과대역은 도 4 중 마커(m16, m17)로 예시되어 있다. 밴드패스 필터 응답은 2차 및 더 높은 차수의 고조파 주파수에서 고조파 저지를 제공한다. 고조파 저지는 도 4 중 마커(m18)로 예시되어 있다. 밴드패스 필터의 하이패스 섹션은 (도 4 중 마커(m19)로 나타낸 바와 같이) 에너지가 뒤로 136-174MHz 입력 포트로 전달되는 것을 방지한다. 밴드패스 필터의 로우패스 섹션은 (도 4 중 마커(m18)로 나타낸 바와 같이) 에너지가 760-870MHz 포트로 전달되는 것을 방지한다. 제공된 제3 트레이스(408)는 760-870MHz 대역에 대하여 수동 회로(300)의 밴드패스 필터 응답을 나타내고 있다. 필터의 통과대역은 도 4 중 마커(m13, m14)로 예시되어 있다. 밴드패스 필터는 2차 및 더 높은 차수의 고조파 주파수에서 고조파 저지를 제공한다(도 4에서 고조파 저지를 예시하는 마커는 나타나 있지 않다). 이 밴드패스 필터의 하이패스 섹션은 (도 4 중 마커(m15)로 나타낸 바와 같이) 에너지가 뒤로 380-520MHz 입력 포트 및 136-174MHz 입력 포트로 전달되는 것을 방지한다. 본원발명의 실시예들은 도 3의 수동 회로 설계에 국한되지 않는다.

도 2를 다시 참조하면, 트리플렉서(222)는 각각의 전력 증폭기(210, 212, 214)에 대하여 고조파 필터링을 제공한다. 트리플렉서(222)는 입력 포트(290, 292, 294)의 각각으로부터 공통 출력 포트(296)로 신호를 라우팅하기 위한 스위칭을 필요로 하지 않는다. 그처럼, 트리플렉서(222)는 여러 종래 트랜시버에 비하여 소정 이점을 갖는 다중대역 트랜시버를 제공한다. 예컨대, 종래의 트랜시버 회로가 (트리플렉서 대신에) PIN 다이오드 및/또는 RF 릴레이를 포함하는 복잡한 스위칭 회로를 구현하면, 그것은 스위칭 회로를 제어하기 위한 비교적 복잡한 소프트웨어 및/또는 하드웨어를 필요로 한다. 결과적으로, 종래의 다이오드/릴레이 기반 트랜시버 회로는 도 2에 도시된 트랜시버 회로(200)에 비하여 더 비싸고 하드웨어 집약적이다.

도 2를 다시 참조하면, 트리플렉서(222)는 다이오드(224)를 통하여 방향성 커플러(226)에 결합된다. 다이오드(224)는 송신 및/또는 수신 모드 동안 전류가 원치않는 방향(즉, 송신 신호 전파 방향과 반대의 방향)으로 트리플렉서(222)를 통과하여 흐르는 것을 방지한다. 방향성 커플러(226)는 안테나 엘리먼트(102)에 그로부터의 송신을 위해 송신 신호를 통신하도록 구성된다. 이에 관하여, 방향성 커플러(226)는 멀티플렉서의 공통 출력 포트(296)에 전기적으로 연결된 입력 포트(280) 및 안테나 포트(286)에 연결된 송신 포트(284; transmitted port)를 갖는다.

또한, 방향성 커플러(226)는 안테나 포트(286)에서 일정한 전력이 발생할 것을 보장하도록 구성된다. 이에 관하여, 방향성 커플러(226)는 송신 라인 상에서 특정 방향(예컨대, 송신 신호 전파 방향)으로 전파된 RF 전력의 샘플을 제공한다. 이 샘플은 결합 포트(282; coupled port)에서 제공되고, 이득 제어 신호를 제공하도록 사용된다. 이득 제어 신호는 (도 2에 도시되지 않은) 변환 회로에 통신된다. 더 구체적으로, 방향성 커플러(226)는 (도시하지 않은) 변환 회로에 RF 신호의 일부를 결합시키도록 구성된 결합 포트(282)를 포함한다. (도시하지 않은) 변환 회로에서, 이득 제어 신호는 DC 전압 신호로 변환된다. 그후 DC 전압 신호는 변환 회로로부터 각각의 전력 증폭기(210, 212, 214)로 통신된다. 따라서, 각각의 전력 증폭기(210, 212, 214)는 DC 전압 신호(또는 피드백 신호)를 수신하기 위한 이득 제어 단자를 갖는다. 전력 증폭기(210, 212, 214)의 각각은 둘 이상의 주파수 대역에 의해 정의되는 주파수 범위에 걸쳐 안테나 포트(286)에서의 제어된 전력 출력을 유지하도록 DC 전압 신호(또는 피드백 신호)에 응답한다. 또한 이득 제어 신호는 여하한 임피던스 미스매치로부터 트랜시버를 보호하도록 방향성 커플러로부터 (도시하지 않은) 프로세싱 디바이스 및/또는 (도시하지 않은) 컨트롤러에 통신될 수 있다. 방향성 커플러(226)의 표본적인 실시예는 도 5 내지 도 8과 관련하여 이하 더 상세하게 설명될 것이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 송신 회로(252)는 30-50MHz VHF LO 대역에서의 아날로그 통신을 지원하는 송신 회로이다. 그처럼, 송신 회로(252)는 감쇠기(248), 가변 감쇠기(246), 전치-드라이버(244), 드라이버(242), 전력 증폭기(240), 로우 패스 필터(236, 238) 및 방향성 커플러(232)로 이루어진다. 감쇠기(248, 246)는 일반적으로 입력 신호의 진폭 또는 파워를 그 파형의 눈에 띄는 왜곡 없이 감소시키도록 구성된다. 그렇지만, 가변 감쇠기(246)는 방향성 커플러(232)로부터 수신된 제어 신호에 의해 구동된다. 전치-드라이버(244), 드라이버(242), 전력 증폭기(240)는 송신 신호의 전력을 낮은 값으로부터 높은 값으로 증가시키는 이득 체인을 제공한다. 로우 패스 필터(236, 238)의 각각은 저주파수 신호를 통과시키고 컷오프 주파수보다 더 높은 주파수를 갖는 신호를 감쇠시킨다(그 진폭을 감소시킨다). 각각의 로우 패스 필터(236, 238)의 컷오프 주파수는 특정 송신 애플리케이션에 따라 선택된다.

각각의 로우 패스 필터(236, 238)는 각각의 다이오드(262, 264)를 통하여 방향성 커플러(232)에 결합된다. 다이오드(262, 264)는 송신 및 수신 모드 동안 전류가 원치않는 방향으로 로우 패스 필터(236, 238)를 통과하여 흐르는 것을 방지한다. 방향성 커플러(232)는 안테나 엘리먼트(102)에 그로부터의 송신을 위해 송신 신호를 통신하도록 구성된다. 방향성 커플러(232)는 이득 제어 신호를 발생시키도록 송신된 RF 신호의 샘플을 (도시하지 않은) 검출기 회로에 제공한다. 이득 제어 신호는 제어 신호를 수신하기 위한 제어 단자를 갖는 가변 감쇠기(246)에 통신된다. 제어 신호는 감지된 전력 값을 기준 값과 비교함으로써 가변 감쇠기(246)를 제어하도록 에러 전압 값을 정의하는데 사용될 수 있다. 또한 방향성 커플러(232)는 안테나 엘리먼트(102)로부터 반사된 전력을 측정하여 임피던스 미스매치로부터의 전력 증폭기 보호의 척도를 제공하도록 구성된다. 방향성 커플러(232)의 표본적인 실시예는 도 5 내지 도 8과 관련하여 이하에 더 상세하게 설명될 것이다.

본원발명은 도 2에 도시된 실시예에 국한되지 않음을 이해하여야 한다. 예컨대, 트랜시버(200)는 스위치(204) 및 송신 회로(252)가 없을 수 있다. 또한, 송신 회로(250)는 VHF LO 대역과 같은 하나 이상의 추가적 대역에서의 아날로그 통신을 지원하도록 개조될 수 있다. VHF LO 대역 시나리오에 있어서, 송신 회로(250)는 RF 전력 제어 루프(270)에 추가적인 송신 서브-회로 및 (트리플렉서(222) 대신에) 쿼드라플렉서를 포함할 것이다.

도 5를 이제 참조하면, 표본적인 방향성 커플러(500)의 개략적인 예시도가 제공되고, 본원발명을 이해하는데 유용하다. 도 6에는 방향성 커플러(500)에 대한 등가 회로의 개략적인 예시도가 제공되어 있다. 도 2의 방향성 커플러(226, 232)는 방향성 커플러(500)와 동일하거나 실질적으로 유사할 수 있다. 그와 같이, 이하의 논의는 도 2에 도시된 방향성 커플러(226, 232)를 이해하기에 충분하다.

방향성 커플러(500)는 도 2와 관련하여 상기된 바와 같이 안테나 엘리먼트(예컨대, 도 1 내지 도 2에 도시된 안테나 엘리먼트(102))에서 일정한 출력 전력이 일어날 것을 보장한다. 이에 관하여, 방향성 커플러(500)는 이롭게도 멀티플렉서(예컨대, 도 2에 도시된 멀티플렉서(222))에 의해 커버링되는 모든 주파수 대역을 가로질러 평탄한 응답을 제공하도록 설계됨을 이해하여야 한다. 그와 같이, 안테나 엘리먼트의 입력 포트에서의 전력은 각각의 주파수 대역 내내 그리고 다중 주파수 대역간 실질적으로 일정하다. 또한, 방향성 커플러(500)는 도 2와 관련하여 상기된 바와 같이 여하한 임피던스 미스매치로부터 트랜시버를 보호하는 것을 용이하게 하도록 제공된다. 방향성 커플러(500)는 특정 애플리케이션에 따라 선택된 주파수를 커버링하도록 주파수 스케일링된다. 예컨대, 커플러(500)는 P25 RF 대역을 수용하도록 136-870MHz 범위의 주파수를 커버링하도록 주파수 스케일링된다.

본원발명의 일태양에 의하면, 방향성 커플러(500)는 개선된 결합 평탄도, 지향성 및 삽입 손실을 갖는 다중 옥타브 서피스 마운트 방향성 커플러이다. 개선된 결합 평탄도는 더 정확한 전력 제어를 용이하게 한다. 또한 개선된 결합 평탄도는 전력 제어 룩업 테이블의 감축 또는 제거를 가능하게 한다. 개선된 지향성은 더 정확한 전압정재파비(VSWR) 컷백 특성을 갖는 방향성 커플러를 제공한다. 개선된 삽입 손실은 개선된 효율을 갖는 트랜시버를 제공하여 그 배터리 수명을 늘리고 트랜시버와의 열적 히팅을 줄인다.

방향성 커플러(500)는 소형 SMT(Surface Mount Technology) 패키지에 패키징될 수 있다. 방향성 커플러(500)는 인쇄회로기판 상에서 차지하는 공간의 양을 최소화하고 그 성능을 향상시키도록 그 안에 편입된 트랜스포머 격리 쉴드를 갖는다. 트랜스포머 격리 쉴드는 이하에 설명될 것이다. 방향성 커플러(500)는 종래 커플러의 소정 결함을 극복한다. 예컨대, 본원발명의 방향성 커플러(500)는 트랜스포머를 격리시키는 쉴드 없이 SMT 설계를 갖는 종래 커플러에 비하여 권선 배치에 덜 민감하다. 이에 관하여, 트랜스포머로부터의 권선이 서로에게 결합할 수 있기 때문에, 높은 주파수에서의 권선 배치는 성능을 대폭 제한할 수 있음을 이해하여야 한다. 또한, 본원발명의 방향성 커플러(500)는 종래 커플러에 비하여 향상된 광대역 성능을 갖는다.

도 5 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 방향성 커플러(500)는 한쌍의 결합된 트랜스포머(502, 504), 인쇄배선기판(514; PWB) 및 와이어(508, 512)를 사용하여 구현된다. PWB(514)는 2개의 플레이트 웰(516, 518; plated well)을 포함한다. 각각의 플레이트 웰(516, 518)은 그 측벽 및 하부 표면 상에 특정 마감재로 캐비티 플레이팅되어 있다. 마감재는 ENIG(Electroless Nickel Immersion Gold) 마감재 및 HASL(Hot Air Solder Leveling) 마감재를 포함할 수 있지만, 이에 국한되지는 않는다. 각각의 플레이트 웰(516, 518)은 트랜스포머(502, 504)를 수용하기에 적합한 형상 및 크기를 갖는다.

트랜스포머(502, 504)의 각각은 플레이트 웰(516, 518)의 각각의 하나 내에 배치된다. 플레이트 웰(516, 518)은 트랜스포머(502, 504)를 서로로부터 격리시키고 및/또는 트랜스포머(502, 504)간 전계 결합을 감축시키기 위한 쉴드를 제공한다. 이에 관하여, 최적 쉴딩은 플레이트 웰(516, 518)에 트랜스포머(502, 504)의 1차 및 2차 권선(도 5에 도시되지 않음)을 놓음으로써 달성됨을 유념해야 한다. 와이어(508, 512)는 또한 트랜스포머(502, 504)의 코어로부터 1차 및 2차 권선(도시되지 않음)을 이격시키도록 사용된다. 또한, 와이어(508, 512)는 트랜스포머(502, 504)를 함께 결합시키는데 사용된다. 와이어(508, 512)는 TEFLON® 절연을 갖는 와이어일 수 있지만, 이에 국한되지는 않는다. 방향성 커플러(500)는 플레이트 웰(516, 518)에 트랜스포머(502, 504)를 인클로징하도록 트랜스포머(502, 504)의 상부에 놓인 (도시하지 않은) 쉴드 엘리먼트 또는 커버를 더 포함할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 방향성 커플러(500)는 4개의 포트(280, 282, 284, 550)를 포함한다. 포트(280, 282, 284, 550)는 특정 애플리케이션에 따라 선택된 임피던스(예컨대, 50옴 임피던스)에서 동작하도록 설계된다. 메인 라인(610)의 입력은 입력 포트(280)를 통하는 한편, 이 메인 라인(610)의 출력은 송신 포트(284)를 통한다. 결합 라인(612; coupled line)의 입력은 결합 포트(284)를 통하는 한편, 이 결합 라인(612)의 출력은 격리 포트(550; isolated port)를 통한다. 트랜스포머(502)의 1차 권선(602)은 메인 라인(610)과 직렬로 연결되는 한편, 트랜스포머(504)의 1차 권선(604)은 결합 라인(612)과 직렬로 연결된다. 1차 권선(602)은 트랜스포머(502)의 2차 권선(606)에 결합된다. 1차 권선(604)은 트랜스포머(504)의 2차 권선(608)에 결합된다. 트랜스포머(502)의 2차 권선(602)은 일단에서 그라운드에 연결되고 타단에서 결합 포트(282)에 연결된다. 트랜스포머(504)의 2차 권선(608)은 일단에서 그라운드에 연결되고 타단에서 송신 포트(284)에 연결된다.

동작에 있어서, 입력 포트(280)에서 메인 라인(610)상에 전파되는 제1 신호는 송신 포트(284)에 통신된다. 제1 신호는 트랜스포머(502)의 2차 권선(606)에 제2 신호가 유도되게 한다. 제2 신호는 2차 권선(608)으로부터 결합 포트(282)로 통신되고 따라서 제2 신호에 대한 전류는 결합 라인(612)상으로 흐른다. 1차 권선(602)에서 제1 신호의 전류 흐름 방향은 2차 권선(606)에서 제2 신호의 전류 흐름 방향을 좌우한다. 따라서, 제1 신호가 입력 포트(280)상에 놓일 때 제2 신호에 대한 전류는 2차 권선(606)을 통하여 제1 방향으로 흐를 것이다. 대조적으로, 제1 신호가 송신 포트(284)상에 놓일 때 제2 신호에 대한 전류는 제1 방향과 반대인 제2 방향으로 2차 권선(606)을 통하여 흐를 것이다. 제1 신호에 대한 전류의 일부는 송신 포트(284)로부터 트랜스포머(504)의 2차 권선(608)을 통하여 그라운드로 흐른다. 실제로, 제3 신호에 대한 전류는 트랜스포머(504)의 1차 권선(604)을 통하여 결합 라인(612)상으로 흐른다. 제2 및 제3 신호는 서로 거의 같게 설정된다. 결과로서, 제1 신호에 대한 전류가 1차 권선(602)을 통하여 제1 방향으로 흐를 때 제2 및 제3 신호는 함께 더해질 것이다. 제1 신호에 대한 전류가 1차 권선(602)을 통하여 제2 방향으로 흐를 때 제2 및 제3 신호는 서로 상쇄할 것이다. 결과적으로, 제1 신호에 대한 전류가 메인 스루 라인(610)을 통하여 제1 방향으로 흐를 때에만 격리 포트(550)에서 신호가 출력될 것이다.

도 7 내지 도 10과 관련하여 트랜스포머(700)의 표본적인 실시예가 이제 설명될 것이다. 도 5의 트랜스포머(502, 504)는 트랜스포머(700)와 동일하거나 실질적으로 유사할 수 있다. 그와 같이, 트랜스포머(700)의 논의는 트랜스포머(502, 504)를 이해하기에 충분하다.

도 7을 이제 참조하면, 트랜스포머(700)의 상부도가 제공되고 있다. 트랜스포머(700)의 측면도는 도 8에 제공되고 있다. 도 7 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 트랜스포머(700)는 토로이달 코어(706), 1차 권선(704), 및 숄더 워셔(802)가 배치되어 있는 2차 권선(702)으로 이루어진다. 숄더 워셔(802)는 토로이달 코어(706)로부터 1차 권선(704)을 이격시키도록 사용된다. 토로이달 코어(706)는 특정 애플리케이션에 따라 선택될 수 있다. 예컨대, 토로이달 코어(706)는 캘리포니아 애너하임의 Micrometals,Inc.로부터 이용가능한 부품 번호 T30-0를 갖는 RF 토로이달 코어일 수 있다. 본원발명의 실시예들은 이에 관하여 국한되지 않는다.

1차 권선(704)은 토로이달 코어(706)의 둘레에 적어도 일(1) 턴 감겨있다. 1차 권선(704)은 소망의 임피던스(예컨대, 50옴 임피던스)를 갖는 동축 케이블로 형성된다. 1차 권선(704)은 펜실베니아 포츠타운의 Micro-Coax,Inc.로부터 이용가능한 부품 번호 UT-070C-TP를 갖는 주석 도금 동축 케이블로 형성될 수 있다. 주목할만하게도, 동축 케이블은 중심 도체 및 쉴드를 포함한다. 중심 도체는 RF 신호를 반송하도록 사용된다. 쉴드의 일측은 중심 도체의 둘레에 패러데이 쉴드를 생성하도록 그라운드에 결합된다. 본원발명의 실시예들은 이에 관하여 국한되지는 않는다.

2차 권선(702)은 토로이달 코어(706)의 둘레에 N 턴 감겨 있다. N은 정수(예컨대, 11)이다. 2차 권선(702)은 Bi-Filiar 와이어 이외의 여하한 와이어로 형성될 수 있다. 예컨대, 2차 권선은 Phoenix Wire,Inc.로부터 이용가능한 부품 번호 28TDQ를 갖는 서브미니어처 리드 와이어로 형성될 수 있다. 본원발명의 실시예들은 이에 관하여 국한되지는 않는다.

안테나 포트에서 제어된 전력 출력을 유지하기 위한 방법

도 9를 이제 참조하면, 둘 이상의 주파수 대역에 의해 정의되는 주파수 범위에 걸쳐 안테나 포트에서 제어된 전력 출력을 유지하기 위한 표본적인 방법이 제공되고 있다. 도 9에 도시된 바와 같이, 방법(900)은 단계(902)에서 시작하여 단계(904)로 계속된다. 단계(904)에 있어서, RF 신호는 송신 전파 방향으로 다중대역 트랜시버의 복수의 병렬 송신 경로 중 어느 하나를 따라 전파된다. RF 신호는 이하의 주파수 대역, 136-174MHz VHF Hi 대역, 380-520MHz UHF 대역 및 762-870MHz 대역 중 하나 내에 드는 주파수를 갖는다. 후속의 단계(906)에 있어서, RF 신호는 복수의 멀티플렉서 입력 포트(예컨대, 도 2의 입력 포트(290, 292, 294))의 하나로부터 공통 멀티플렉서 출력 포트(예컨대, 도 2의 출력 포트(296))로 라우팅된다. 다음으로, RF 신호에서 고조파 왜곡이 감소된다. 고조파 왜곡은 멀티플렉서(예컨대, 도 2의 트리플렉서(22))를 사용하여 감소될 수 있다. 이후, 피드백 신호가 발생되는 단계(910)가 수행된다. 복수의 송신 서브-회로(예컨대, 도 2의 송신 회로(210/216, 212/218, 214/220))에 대한 공통 피드백 루프(예컨대, 도 2의 RF 전력 제어 루프(270))에 공통 멀티플렉서 출력 포트로부터의 RF 신호의 일부를 결합시킴으로써 피드백 신호가 발생된다. 다음 단계(912)에서, 피드백 신호는 송신 서브-회로 중 적어도 하나에 제공된다. 피드백 신호는 둘 이상의 주파수 대역에 의해 정의되는 주파수 범위에 걸쳐 안테나 포트(예컨대, 도 2의 안테나 포트(286))에서 제어된 전력 출력을 유지하도록 단계(914)에서 사용된다. 다음에, 방법(900)이 단계(902)로 되돌아가거나 후속의 프로세싱이 재개되는 단계(916)가 수행된다.

출원인은 본원발명의 실시예들에 관하여 이루어진 관찰을 설명하는 것이라 보이고 정확한 것이라 생각되는 소정의 이론적 태양들을 위에서 제시하고 있다. 그렇지만, 본원발명의 실시예들은 제시된 이론적 태양 없이 실시될 수도 있다. 또한, 출원인은 제시된 이론에 의해 구속되려는 것이 아니라는 이해하에 그 이론적 태양들을 제시하고 있다.

본원발명의 다양한 실시예들이 상기되었지만, 예로서만 제시된 것일 뿐 제한은 아님을 이해하여야 한다. 본원발명의 취지 또는 범위로부터 벗어남이 없이 여기의 개시에 따라 개시된 실시예들에 대한 수많은 변경이 이루어질 수 있다. 그러므로, 본원발명의 너비 및 범위는 상기 실시예들 중 어떠한 것에 의해서도 제한되어서는 아니된다. 오히려, 본원발명의 범위는 이하의 청구범위 및 그 균등물에 따라 정의되어야 한다.

본원발명이 하나 이상의 구현에 관하여 예시되고 설명되었지만, 당업자는 이 명세서 및 첨부 도면을 읽고 이해하여 균등한 개조 및 수정이 가능할 것이다. 더하여, 본원발명의 특정 특징이 여러 구현 중 하나에 관하여만 개시되었을 수 있지만, 그러한 특징은 여하한 소정 또는 특정 애플리케이션에 대하여 소망되고 이로울 수 있듯이 다른 구현의 하나 이상의 다른 특징과 조합될 수 있다.

여기서 사용되는 용어는 특정 실시예를 설명하려는 목적일 뿐이고 본원발명의 제한을 의도하는 것은 아니다. 여기서 사용되듯이, 단수 형태 "어느" "일" "그"는 문맥에서 명확하게 달리 나타내지 않는 한 복수의 형태도 포함하는 것으로 의도된다. 나아가, 용어 "포함하는", "포함한다", "갖는", "갖는다", "구비하는" 또는 그 변형이 상세한 설명이든지 및/또는 청구범위이든지에서 사용되고 있을 정도로, 그러한 용어는 "포함하다(comprising)"에 유사한 방식으로 포함적인 것을 의도하는 것이다.

"표본적인"이라는 단어는 예, 경우 또는 예시로의 역할을 의미하도록 사용된다. 여기서 "표본적인"으로 설명된 여하한 태양 또는 설계는 다른 태양 또는 설계보다 반드시 이롭거나 바람직한 것으로 해석되려는 것은 아니다. 그보다는 표본적이라는 단어의 사용은 개념을 구체적인 방식으로 제시하려는 것이다. 본원에서 사용되는 바와 같은 "또는"이라는 용어는 배타적 "또는"이라기 보다는 포함적 "또는"을 의미하려는 것이다. 즉, 문맥으로부터 명확하게 또는 달리 명시하지 않는 한, "X가 A 또는 B를 채용한다"라는 것은 포함적 자연 순열 중 하나를 의미하려는 것이다. 즉, X가 A를 채용한다, X가 B를 채용한다 또는 X가 A와 B 둘다를 채용한다라면, 그때 "X가 A 또는 B를 채용한다"는 상기 경우들 중 어느 것 하에 충족된다.

Claims

다중대역 트랜시버(200)로서,
병렬로 배열된 복수의 송신 서브-회로로서, 복수의 주파수 대역의 각각의 하나에서의 통신을 지원하도록 각각 구성된 상기 복수의 송신 서브-회로;
복수의 멀티플렉서 입력 포트(290, 292, 294)에서 상기 복수의 송신 서브-회로의 각각으로부터 RF 신호를 수신하도록 전기적으로 배열된 멀티플렉서(222)로서, 상기 복수의 멀티플렉서 입력 포트의 각각으로부터 공통 멀티플렉서 출력 포트(296)로 신호를 라우팅하고 상기 복수의 송신 서브-회로에 의해 유발된 고조파 왜곡을 감소시키도록 구성된 상기 멀티플렉서; 및
상기 멀티플렉서의 상기 공통 멀티플렉서 출력 포트(296)에 전기적으로 연결된 입력 포트(280), 안테나에 연결된 송신 포트(284), 및 상기 복수의 송신 서브-회로에 대한 공통 피드백 루프에 상기 RF 신호의 일부를 결합시키도록 구성된 결합 포트(282)를 갖는 방향성 커플러(226, 500);를 포함하고,
상기 공통 피드백 루프는 상기 복수의 송신 서브-회로의 각각에 결합되는 피드백 신호를 제공하고,
상기 복수의 송신 서브-회로의 각각은 상기 복수의 주파수 대역에 의해 정의되는 주파수 범위에 걸쳐 안테나 포트에서의 제어된 전력 출력을 유지하도록 상기 피드백 신호에 응답하고,
상기 송신 포트는 스위칭 회로를 개입시키는 것을 제외하고 상기 안테나에 연결되는 것을 특징으로 하는 다중대역 트랜시버.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 주파수 대역은 30-50MHz VHF LO 대역, 136-174MHz VHF Hi 대역, 380-520MHz UHF 대역 및 762-870MHz 대역 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중대역 트랜시버.
제1 항에 있어서,
상기 복수의 송신 서브-회로의 각각은 상기 RF 신호의 전력을 증가시키기 위한 전력 증폭기(210, 212, 214) 및 상기 RF 신호를 필터링하기 위한 로우 패스 필터(216, 218, 220) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중대역 트랜시버.
제3 항에 있어서,
상기 전력 증폭기는 상기 멀티플렉서로부터 초래되는 삽입 손실을 해소하기 위해 상기 RF 신호의 진폭을 조절하도록 상기 피드백 신호에 응답하는 것을 특징으로 하는 다중대역 트랜시버.
제1 항에 있어서,
상기 방향성 커플러는 한쌍의 트랜스포머(502, 504, 700)를 포함하고, 상기 한쌍의 트랜스포머의 각각의 트랜스포머는 1차 및 2차 권선(602, 606)을 포함하는 것을 특징으로 하는 다중대역 트랜시버.
제5 항에 있어서,
상기 방향성 커플러는 플레이트 웰(516, 518)을 갖는 인쇄배선기판(514)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중대역 트랜시버.
제6 항에 있어서,
상기 한쌍의 트랜스포머의 각각의 트랜스포머는 상기 1차 및 2차 권선 중 적어도 하나가 각각의 웰 내에 거주하도록 상기 플레이트 웰의 상기 각각의 웰에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 다중대역 트랜시버.
제5 항에 있어서,
상기 1차 및 2차 권선 중 적어도 하나는 적어도 하나의 와이어를 통하여 상기 트랜스포머의 코어로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 다중대역 트랜시버.
제5 항에 있어서,
상기 1차 및 2차 권선은 단일 토로이달 코어의 둘레에 감겨 있는 것을 특징으로 하는 다중대역 트랜시버.
제9 항에 있어서,
상기 1차 권선은 워셔를 통하여 상기 토로이달 코어로부터 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 다중대역 트랜시버.
제5 항에 있어서,
상기 1차 권선은 소망의 임피던스를 갖는 동축 케이블로 형성되고 상기 2차 권선은 서브미니어처 리드 와이어로 형성되는 것을 특징으로 하는 다중대역 트랜시버.