KR101405604B1 - 신호 처리 장치 - Google Patents

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실시예는 신호 처리 장치에 관한 것이다. 실시예에 따른 신호 처리 장치는, 입력 신호에서 제 1 신호를 필터링하여 통과시키는 제 1 필터부, 선택적으로 활성화되어 상기 제 1 필터부에서 출력된 제 1 신호의 전력을 감쇄시키는 제 1 감쇄부, 상기 입력 신호에서 제 2 신호를 필터링하여 통과시키는 제 2 필터부, 선택적으로 활성화되어 상기 제 2 필터부에서 출력된 제 2 신호의 전력을 감쇄시키는 제 2 감쇄부 및 상기 제 1 감쇄부에 제 1 제어전압 및 상기 제 2 감쇄부에 제 2 제어전압을 제공하는 제어부를 포함한다.
감쇄부, 핀다이오드

Description

신호 처리 장치{SIGNAL PROCESSING DEVICE}
실시예는 신호 처리 장치에 관한 것이다.
DMB(Digital Multimedia Broadcasting; 디지털 멀티미디어 방송)란 라디오(오디오) 방송, TV 방송 및 이동통신용 데이터를 포괄하는 첨단 방송을 의미하는 것으로, 2003년, "디지털 오디오 방송"과 "디지털 비디오 방송"이 기술적으로 통합되면서 DMB라는 포괄적 용어가 일반적으로 사용되게 되었다.
DMB는 지상파, 위성파, 무선주파수대역을 모두 이용하여 방송 신호를 디지털 데이터로 전송하기 때문에 이동방송, 휴대방송 그리고 개인용 방송에 이르기까지 그 이용범위가 매우 넓고, 컨텐츠의 개발이 광범위하다는 장점이 있다.
DMB는 기술 표준과 네트워크 구성에 따라 크게 지상파 DMB와 위성 DMB로 분류되는데, 지상파 DMB는 OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplex; 직교 주파수 분할 다중화) 방식을 따른 것이고, 위성 DMB는 CDM(Code Division Multiplex; 코드 분할 다중화) 방식을 이용한 것으로서 이동통신기술과 동일한 원리를 가진다.
이렇게 주파수 대역 및 시스템의 구성이 상이하므로 여러가지 형태의 플랫폼(Platform)을 가지는 DMB 수신 시스템이 개발되고 있다.
또한, DVB(Digital Video Broadcasting)는 유럽 지역에서 개발되고 주로 사용되는 디지털 방송 규격을 말한다. DVB-H(Handheld)는 이동단말기에 적용하는 규격이고, DVB-T(Terrestrial)는 지상파 수신 시스템에 적용하는 규격이다.
상기 지상파 DMB 수신 시스템의 경우 174 ~ 230MHz의 지상파(초단파: VHF)를 이용하며, 상기 지상파 DVB 수신 시스템의 경우 474 ~ 850MHz의 지상파(극초단파: UHF)를 이용한다.
상기 지상파 DMB 수신 시스템 및 상기 지상파 DVB 수신 시스템에서는 상기 대역의 방송을 수신하기 위하여 다이플렉서(diplexer)를 필수적으로 구비한다.
실시예는 주파수 대역을 교대로 선택 가능하며, 강전계 신호가 유입되는 주파수 대역을 선택적으로 감쇄할 수 있는 신호 처리 장치를 제공하는데 목적이 있다.
실시예에 따른 신호 처리 장치는, 입력 신호에서 제 1 신호를 필터링하여 통과시키는 제 1 필터부, 선택적으로 활성화되어 상기 제 1 필터부에서 출력된 제 1 신호의 전력을 감쇄시키는 제 1 감쇄부, 상기 입력 신호에서 제 2 신호를 필터링하여 통과시키는 제 2 필터부, 선택적으로 활성화되어 상기 제 2 필터부에서 출력된 제 2 신호의 전력을 감쇄시키는 제 2 감쇄부 및 상기 제 1 감쇄부에 제 1 제어전압 및 상기 제 2 감쇄부에 제 2 제어전압을 제공하는 제어부를 포함한다.
실시예에 따른 신호 처리 장치는 주파수 대역을 교대로 선택 가능하며, 강전계 신호가 유입되는 주파수 대역을 선택적으로 감쇄할 수 있어 인접 신호의 간섭을 최소화할 수 있으며, 신호 선택도 및 방송 수신 감도를 향상시키는 효과가 있다.
또한, 상기 강전계 신호가 유입되는 주파수 대역을 감쇄할 때 다른 주파수 대역의 특성이 변하지 않는다.
실시예에 따른 신호 처리 장치는 인덕터를 마이크로스트립으로 형성함으로써 공정 중에 인덕턴스가 변동되지 않으므로 별도로 인덕터를 튜닝할 필요가 없을 뿐만 아니라 신호 처리 장치의 불량 발생이 감소되고 생산성이 향상되는 효과가 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조로 하여 실시예에 따른 신호 처리 장치에 대해서 구체적으로 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 신호 처리 장치의 구성을 보여주는 블럭도의 일례이고, 도 2는 도 1의 신호 처리 장치가 소자로 구현된 것을 보여주는 회로도의 일례이다.
도 1 및 도 2에 도시한 바와 같이, 신호 처리 장치(100)는 RF 신호가 입력되는 입력단(I)과 각각 연결된 제 1 필터부(121) 및 제 2 필터부(122), 상기 제 1 필터부(121)와 연결된 제 1 감쇄부(141), 상기 제 2 필터부(122)와 연결된 제 2 감쇄부(142)를 포함한다.
상기 제 1 필터부(121)는 RF 신호에서 제 1 주파수 대역의 신호를 분리하여 통과시킨다.
상기 제 2 필터부(122)는 RF 신호에서 제 2 주파수 대역의 신호를 분리하여 통과시킨다.
상기 제 1 감쇄부(141)와 상기 제 2 감쇄부(142)는 제어부(150)와 연결된다.
상기 제어부(150)는 상기 제 1 감쇄부(141)에 제 1 제어전압(Vc1)을 제공하고, 상기 제어부(150)는 상기 제 2 감쇄부(142)에 제 2 제어전압(Vc2)을 제공한다.
상기 제 1 감쇄부(141)는 제 1 핀다이오드(145)를 포함할 수 있으며, 상기 제 2 감쇄부(142)는 제 2 핀다이오드(146)를 포함할 수 있다.
상기 제 1 감쇄부(141) 및 상기 제 2 감쇄부(142)는 상기 제 1 제어전압(Vc1) 및 상기 제 2 제어전압(Vc2)에 의해 활성화 또는 비활성되어 입력 신호를 감쇄시키거나 그대로 통과시킨다.
상기 입력단(I)으로 입력되는 RF 신호는 VHF(Very High Frequency) 주파수 대역의 신호 또는 UHF(Ultra High Frequency) 주파수 대역의 신호일 수 있다.
상기 제 1 주파수 대역의 신호는 VHF 주파수 대역으로서, 0.174 ~ 0.230GHz일 수 있다.
상기 제 2 주파수 대역의 신호는 UHF 주파수 대역으로서, 0.474 ~ 0.850GHz 일 수 있다.
상기 신호 처리 장치(100)는 제 1 주파수 대역의 신호 또는 제 2 주파수 대역의 신호를 전달받아 상기 제 1 및 제 2 필터부(121, 122)에서 각 주파수 대역의 신호로 분리하여 통과시킬 수 있다.
상기 제 1 필터부(121) 또는 상기 제 2 필터부(122)로 상기 주파수 대역의 강전계 신호가 유입될 경우 상기 제 1 감쇄부(141) 또는 상기 제 2 감쇄부(142)가 활성화되어 상기 강전계 신호를 감쇄시킨다.
예를 들어, 상기 입력단(I)으로 제 1 주파수 대역의 강전계 신호가 유입된다 고 하면, 상기 제어부(150)는 상기 제 1 감쇄부(141)에 OV의 제 1 제어전압(Vc1)을 인가하여 제 1 감쇄부(141)를 활성화시키고, 상기 제 2 감쇄부(142)에 소정의 전압, 예를 들어 3 ~ 5V의 제 2 제어전압(Vc2)을 인가하여 제 2 감쇄부(142)를 비활성화시킨다. 상기 제 1 필터부(121)에서 출력된 강전계 신호는 상기 제 1 감쇄부(141)에서 감쇄되어 제 1 출력단(A)으로 출력된다. 상기 제 2 필터부(122)에서 출력된 신호는 상기 제 2 감쇄부(142)를 그대로 통과하여 제 2 출력단(B)으로 출력된다.
예를 들어, 상기 입력단(I)으로 제 2 주파수 대역의 강전계 신호가 유입된다고 하자. 상기 제어부(150)는 상기 제 1 감쇄부(141)에 소정의 전압, 예를 들어 3 ~ 5V의 1 제어전압(Vc1)을 인가하여 제 1 감쇄부(141)를 비활성화시키고, 상기 제 2 감쇄부(142)에 0V의 제 2 제어 전압(Vc2)을 인가하여 제 2 감쇄부(142)를 활성화시킨다. 상기 제 1 필터부(121)에서 출력된 신호는 상기 제 1 감쇄부(141)를 그대로 통과하여 제 1 출력단(A)으로 출력된다. 상기 제 2 필터부(122)에서 출력된 강전계 신호는 상기 제 2 감쇄부(142)에서 감쇄되어 제 2 출력단(B)으로 출력된다.
상기 제 1 필터부(121) 및 제 2 필터부(122)는 적어도 하나의 인덕터(113)와 적어도 하나의 캐패시터(115)가 직렬, 병렬, 직병렬이 혼합된 형태로 연결되어 구성되며, 도 2에 도시된 구성에 한정되지 않고 다양한 구성이 가능하다.
상기 인덕터(113)는 기판 상에 금속막이 패터닝되어 마이크로스트립으로 형성될 수 있으며, 사각의 나선형으로 이루어질 수도 있다.
상기 마이크로스트립의 선폭, 길이 및 나선형으로 감긴 횟수, 선간 간격 등 에 의하여 인덕턴스가 결정된다.
상기 인덕터(113)는 별도의 튜닝 없이 정해진 인덕터 값을 일정하게 유지하므로 공정이 간단한 장점이 있다.
도 3은 실시예에 따른 신호 처리 장치의 소자를 보여주는 단면도이고, 도 4는 도 3의 평면도이다.
도 3 및 도 4에 도시한 바와 같이, 실시예에 따른 신호 처리 장치(100)는 인덕터(113) 및 캐패시터(115)를 포함한다.
상기 인덕터(113)는 기판(110)의 일면에 마이크로스트립(micro strip)으로 형성될 수 있고, 상기 캐패시터(115)는 하나의 수동 단일 소자로 이루어져 상기 기판(110)에 실장될 수 있다.
상기 인덕터(113)는 상기 기판(110) 상에 나선형으로 형성될 수 있으며, 사각형을 이룰 수도 있고 원형을 이룰 수도 있다.
상기 인덕터(113)는 구리막 패턴으로 이루어질 수도 있다.
상기 기판(110)의 타면에 상기 캐패시터(115)가 형성된다.
상기 인덕터(113)와 상기 캐패시터(115)는 상기 기판(110)을 관통하는 비아 패턴(112)을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 인덕터(113)를 제조하는 방법은, 일면에 구리막이 형성된 기판(110)을 준비하고, 상기 구리막을 패터닝하여 상기 인덕터(113)를 형성한다.
상기 인덕터(113)는 상기 기판(110) 상에 금속 패턴으로 형성하므로 별도의 튜닝 없이 정해진 인덕터 값을 일정하게 유지할 수 있어 공정이 간단한 장점이 있 다.
도 5는 실시예에 따른 신호 처리 장치에서 주파수 특성 곡선을 도시한 그래프이다.
그래프의 x축은 주파수를, y축은 dB 스케일을 나타낸 것이며, P곡선은 VHF 주파수 대역의 신호 특성을 보여주고 Q곡선은 UHF 주파수 대역의 신호 특성을 보여준다.
도 5를 참조하면, UHF 주파수 대역과 VHF 주파수 대역의 신호 분리 특성이 우수하다.
상기 신호 처리 장치(100)는 RF 신호에서 0.174GHz~0.230GHz 대역의 VHF 주파수 대역의 신호를 분리하여 출력하며, 0.474GHz~0.850GHz 대역의 UHF 주파수 대역의 신호를 분리하여 출력할 수 있다.
상기 제어부(150)는 상기 제 1 감쇄부(141) 및 상기 제 2 감쇄부(142)에 소정의 제 1 제어전압(Vc1) 및 제 2 제어전압(Vc2)을 인가한다. 상기 제 1 및 제 2 제어전압(Vc1, Vc2)은 3 ~ 5V의 전압일 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 제어전압(Vc1, Vc2)이 인가되면 상기 제 1 감쇄부(141) 및 상기 제 2 감쇄부(142)는 감쇄없이 입력되는 신호를 그대로 통과시킨다.
도 6은 실시예에 따른 신호 처리 장치에서 제 1 감쇄부가 활성화시 주파수 특성 곡선을 도시한 그래프이고, 도 7은 실시예에 따른 신호 처리 장치에서 제 2 감쇄부가 활성화시 주파수 특성 곡선을 도시한 그래프이다.
그래프의 x축은 주파수를, y축은 dB 스케일을 나타낸 것이며, P곡선은 VHF 주파수 대역의 신호 특성을 보여주고 Q곡선은 UHF 주파수 대역의 신호 특성을 보여준다.
도 6에 도시한 바와 같이, VHF 주파수 대역으로 강전계의 신호가 유입되면 활성화된 제 1 감쇄부에 의하여 상기 VHF 주파수 대역의 신호가 약 -25dBm으로 감쇄된다. 상기 제 2 감쇄부는 UHF 주파수 대역의 신호를 그대로 통과시킨다.
상기 VHF 주파수 대역에서 전력이 감쇄된다 하더라도 상기 UHF 주파수 대역에서는 양호한 신호 특성을 가질 수 있다.
상기 제 1 감쇄부(141)에는 0V의 제 1 제어전압(Vc1)이 인가되고 상기 제 2 감쇄부(142)에는 3 ~ 5V의 제 2 제어전압이 인가된다. 상기 제 1 감쇄부(141)는 전압이 인가되지 않을 수도 있다.
도 7에 도시한 바와 같이, UHF 주파수 대역으로 강전계의 신호가 유입되면 활성화된 제 2 감쇄부(142)에 의하여 상기 UHF 주파수 대역의 신호가 약 -33dBm으로 감쇄된다. 상기 제 1 감쇄부(141)는 VHF 주파수 대역의 신호를 그대로 통과시킨다.
상기 UHF 주파수 대역에서 전력이 감쇄된다 하더라도 상기 VHF 주파수 대역에서는 양호한 신호 특성을 가질 수 있다.
상기 제 2 감쇄부(142)에는 0V의 제 2 제어전압(Vc2)이 인가되고 상기 제 1 감쇄부(142)에는 3 ~ 5V의 제 1 제어전압(Vc1)이 인가된다. 상기 제 2 감쇄부(142)는 전압이 인가되지 않을 수도 있다.
따라서, 실시예에 따른 신호 처리 장치는 주파수 대역을 교대로 선택 가능하 며, 강전계 신호가 유입되는 주파수 대역을 선택적으로 감쇄할 수 있어 인접 신호의 간섭을 최소화할 수 있으며, 신호 선택도 및 방송 수신 감도를 향상시킬 수 있다.
이상에서 실시예들을 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 실시예에 따른 신호 처리 장치의 구성을 보여주는 블럭도의 일례이다.
도 2는 도 1의 신호 처리 장치가 소자로 구현된 것을 보여주는 회로도의 일례이다.
도 3은 실시예에 따른 신호 처리 장치의 소자를 보여주는 단면도이다.
도 4는 실시예에 따른 신호 처리 장치의 소자의 평면도이다.
도 5는 실시예에 따른 신호 처리 장치에서 주파수 특성 곡선을 도시한 그래프이다.
도 6은 실시예에 따른 신호 처리 장치에서 제 1 감쇄부가 활성화시 주파수 특성 곡선을 도시한 그래프이다.
도 7은 실시예에 따른 신호 처리 장치에서 제 2 감쇄부가 활성화시 주파수 특성 곡선을 도시한 그래프이다.

Claims (6)

  1. 입력 신호에서 제 1 주파수 대역의 제 1 신호를 필터링하여 통과시키는 제 1 필터부;
    선택적으로 활성화되어 상기 제 1 필터부에서 출력된 제 1 신호의 전력을 감쇄시키는 제 1 감쇄부;
    상기 입력 신호에서 상기 제 1 주파수 대역과 다른 제 2 주파수 대역의 제 2 신호를 필터링하여 통과시키는 제 2 필터부;
    선택적으로 활성화되어 상기 제 2 필터부에서 출력된 제 2 신호의 전력을 감쇄시키는 제 2 감쇄부; 및
    상기 제 1 감쇄부에 제 1 제어전압 및 상기 제 2 감쇄부에 제 2 제어전압을 제공하여, 선택적으로 상기 제 1 및 2 감쇄부를 활성화시키는 제어부를 포함하며,
    상기 제 1 감쇄부를 통해 감쇄된 제 1 신호와, 제 2 감쇄부를 통해 감쇄된 제 2 신호를 서로 다른 출력단을 통해 각각 출력되는 신호 처리 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 감쇄부 및 상기 제 2 감쇄부는 각각 핀다이오드를 포함하는 신호 처리 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 감쇄부 또는 제 2 감쇄부는 3V ~ 5V의 제 1 제어전압이 인가되면 상기 제 1 신호 또는 제 2 신호를 통과시키고 전압 무인가시에 상기 제 1 신호 또 는 제 2 신호의 전력이 감쇄되는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 활성화된 제 1 감쇄부는 상기 제 1 필터부에서 출력된 신호를 -25 ~ -33dBm 감쇄시키거나, 또는 상기 활성화된 제 2 감쇄부는 상기 제 2 필터부에서 출력된 신호를 -25 ~ -33dBm 감쇄시키는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제 1 필터부 및 상기 제 2 필터부는 기판의 일면에 나선형으로 패턴된 적어도 하나의 인덕터와, 상기 기판의 타면에 실장된 적어도 하나의 캐패시터를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 기판은 상기 인덕터와 상기 캐패시터를 전기적으로 연결하기 위한 비아 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 처리 장치.
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