KR101413970B1 - 다중 대역 ｒｆ 수신기 - Google Patents

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이주호
김진화
이정은
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Abstract

본 발명의 바람직한 실시예의 다중 대역 RF 수신기에 따르면, 다중 대역 RF 수신기 내부에 요구되는 일부 구성 요소(부품)를 대역 사이에서 공유하는 것에 의해 비용을 감소시키고, RF 수신기의 크기를 작게 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, RF 수신기의 일부 또는 전부를 하나의 반도체 칩 내부에서 구현할 경우, 작은 칩 사이즈에 의해 양품 수율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 대역 RF 수신기는, 제 1 내지 제 2 대역의 RF 신호를 증폭하는 제 1 내지 제 2 저잡음 증폭기; 제 1 내지 제 2 로컬 오실레이터를 이용하여, 상기 제 1 내지 제 2 저잡음 증폭기로부터 출력된 신호를 다운 컨버젼하여 중간 주파수 신호로 출력하는 제 1 내지 제 2 믹서; 및 상기 제 1 믹서로부터의 출력 신호 및 상기 제 2 믹서로부터의 출력 신호로부터 고조파 성분을 제거하는 제 1 고조파 제거기;를 포함한다.

Description

다중 대역 ＲＦ 수신기{RF RECEIVER FOR MULTI-BAND}
본 발명은 다중 대역(Multi-band) RF 수신기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수신된 RF 신호를 처리하기 위한 각 구성 요소의 일부를 대역 간에 공유할 수 있는 다중 대역 RF 수신기에 관한 것이다.
도 1은 종래의 다중 대역 RF 수신기(100)의 구성도를 나타낸다.
도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, AM, FM, L-BAND 등 다중 대역의 RF 신호를 수신하는 종래의 RF 수신기(100)의 경우, 각 대역별로 저잡음 증폭기(110a, 110b, 110c), 로컬 오실레이터(120a, 120b, 120c), 믹서(130a, 130b, 130c), AM 대역과 FM 대역 각각에 구비된 고조파 제거기(140a, 140b)를 필요로 한다.
종래의 RF 수신기(100)와 같이 각 대역별로 별도로 각 구성 요소(부품)들을 구비하게 될 경우, RF 수신기를 구성하는 비용의 증가 및 크기의 증가를 초래하게 된다.
특히, RF 수신기의 대부분의 부품이 하나의 반도체 칩 내부에서 구현될 경우, 칩 크기의 증가는 단가 및 크기뿐만 아니라, 불량률 또한 많이 증가시키게 된다.
본 발명은 전술한 바와 같은 기술적 과제를 해결하는 데 목적이 있는 발명으로서, 다중 대역 RF 수신기 내부에 요구되는 일부 구성 요소(부품)를 대역 사이에서 공유하는 것에 의해 비용을 감소시키고, RF 수신기의 크기를 작게 구현할 수 있는 다중 대역 RF 수신기를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 RF 수신기의 일부 또는 전부를 하나의 반도체 칩 내부에서 구현할 경우, 작은 칩 사이즈에 의해 양품 수율을 향상시킬 수 있는 다중 대역 RF 수신기를 제공하는 것에 그 목적이 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 대역 RF 수신기는, N개의 대역의 RF 신호를 처리하는 다중 대역 RF 수신기에 있어서, 제 1 내지 제 2 대역의 RF 신호를 증폭하는 제 1 내지 제 2 저잡음 증폭기; 제 1 내지 제 2 로컬 오실레이터를 이용하여, 상기 제 1 내지 제 2 저잡음 증폭기로부터 출력된 RF 신호를 다운 컨버젼하여 중간 주파수 신호로 출력하는 제 1 내지 제 2 믹서; 및 상기 제 1 믹서로부터의 출력 신호 및 상기 제 2 믹서로부터의 출력 신호로부터 고조파 성분을 제거하는 제 1 고조파 제거기;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 RF 수신기는, 상기 제 1 고조파 제거기의 출력 신호로부터 소정의 주파수보다 낮은 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 저역 통과 필터;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제 1 믹서는, 상기 제 1 대역의 차동 RF 신호 및 상기 제 1 로컬 오실레이터로부터 출력되는 차동 신호를 이용하여 스위칭하는 제 1 스위치부; 및 상기 제 1 스위치부로부터 출력되는 신호를 증폭하는 제 1 증폭부;를 포함하고, 상기 제 2 믹서는, 상기 제 2 대역의 차동 RF 신호 및 상기 제 2 로컬 오실레이터로부터 출력되는 차동 신호를 이용하여 스위칭하는 제 2 스위치부;를 포함하는 것이 바람직하다. 아울러, 상기 제 2 스위치부로부터 출력되는 신호는 상기 제 1 증폭부에 의해 증폭되게 된다.
구체적으로, 상기 제 1 로컬 오실레이터의 출력에 의한 차동 신호 및 상기 제 2 로컬 오실레이터의 출력에 의한 차동 신호는 각각 상기 제 1 스위치부에 포함된 트랜지스터의 게이트 단자 및 상기 제 2 스위치부에 포함된 트랜지스터의 게이트 단자를 통해 입력되고, 상기 제 1 대역의 차동 RF 신호가 입력되는 동안은 상기 제 2 스위치부에 포함된 트랜지스터의 게이트 단자를 접지하고, 상기 제 2 대역의 차동 RF 신호가 입력되는 동안은 상기 제 1 스위치부에 포함된 트랜지스터의 게이트 단자를 접지하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제 1 내지 제 2 믹서는, 동일한 하나의 믹서로 구현될 수 있다.
이때, 상기 동일한 하나의 믹서는, 상기 제 1 대역의 차동 RF 신호를 입력받는 제 1 입력단; 상기 제 2 대역의 차동 RF 신호를 입력받는 제 2 입력단; 및 상기 제 1 입력단 및 제 2 입력단 중 하나의 입력단을 선택할 수 있는 입력단 선택부;를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시예의 다중 대역 RF 수신기에 따르면, 다중 대역 RF 수신기 내부에 요구되는 일부 구성 요소(부품)를 대역 사이에서 공유하는 것에 의해 비용을 감소시키고, RF 수신기의 크기를 작게 구현할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, RF 수신기의 일부 또는 전부를 하나의 반도체 칩 내부에서 구현할 경우, 작은 칩 사이즈에 의해 양품 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 다중 대역 RF 수신기의 구성도.
도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 다중 대역 RF 수신기의 구성도.
도 3a는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 다중 대역 RF 수신기의 구성도.
도 3b는 제 2 실시예를 위한 제 1 믹서 및 제 2 믹서의 예시도.
도 4a는 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 다중 대역 RF 수신기의 구성도.
도 4b는 제 3 실시예를 위한 제 1 믹서 및 제 2 믹서의 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중 대역 RF 수신기에 대해 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 하기의 실시예는 본 발명을 구체화하기 위한 것일 뿐 본 발명의 권리 범위를 제한하거나 한정하는 것이 아님은 물론이다. 본 발명의 상세한 설명 및 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 전문가가 용이하게 유추할 수 있는 것은 본 발명의 권리 범위에 속하는 것으로 해석된다.
먼저, 도 2는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 다중 대역 RF 수신기(200)의 구성도이다.
도 2로부터 알 수 있는 바와 같이 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 다중 대역 RF 수신기(200)는, AM, FM 및 L-Band 등의 N개의 다중 대역의 RF 신호를 입력받아 처리할 수 있도록, 제 1 내지 제 3 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier, LNA, 210a, 210b, 210c), 제 1 내지 제 3 로컬 오실레이터(Local Oscillator, 220a, 220b, 220c), 제 1 내지 제 3 믹서(Mixer, 230a, 230b, 230c), 제 1 고조파 제거기(Harmonic Rejector, 240a) 및 저역 통과 필터(Low Pass Filter, 250)를 포함한다.
하기에 본 발명의 다중 대역 RF 수신기(200)의 각 구성 요소에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
제 1 내지 제 3 저잡음 증폭기(210a, 210b, 210c)는, 본 발명의 RF 수신기(200)로 수신된 제 1 내지 제 3 대역의 RF 신호를 각각 증폭하는 역할을 한다. 또한, 제 1 내지 제 3 믹서(230a, 230b, 230c)는, 제 1 내지 제 3 로컬 오실레이터(220a, 220b, 220c)를 이용하여 제 1 내지 제 3 저잡음 증폭기(210a, 210b, 210c)로부터 출력된 RF 신호를 각각 다운 컨버젼(Down Conversion)하여 중간 주파수(Intermediate Frequency, IF) 신호로 출력한다. 예를 들면, 제 1 대역은 AM 대역용, 제 2 대역은 FM 대역용, 제 3 대역은 L-Band용으로 사용할 수 있다.
아울러, 제 1 고조파 제거기(240a)는, 제 1 믹서(230a)로부터의 출력 신호 및 제 2 믹서(230b)로부터의 출력 신호로부터 고조파 성분을 제거하는 역할을 한다.
또한, 저역 통과 필터(250)는 제 1 고조파 제거기(240a) 및 제 3 믹서(230c)로부터의 출력 신호로부터의 출력 신호로부터 소정의 주파수보다 낮은 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 역할을 한다.
즉, 도 1의 종래의 다중 대역 RF 수신기(100)와 비교하여, 도 2의 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 다중 대역 RF 수신기(200)는, 하나의 고조파 제거기(240a)에 의해 AM 및 FM 두 대역에 해당하는 고조파를 제거하는 것에 그 특징이 있다.
도 3a는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 다중 대역 RF 수신기(200)의 구성도 및 도 3b는 제 2 실시예를 위한 제 1 믹서(230a) 및 제 2 믹서(230b)의 예시도를 각각 나타낸다.
도 3a 및 도 3b로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 제 1 믹서(230a)는, 제 1 저잡음 증폭기(210a)로부터 출력되는 제 1 대역의 차동 RF 신호(B1+, B1-) 및 제 1 로컬 오실레이터(220a)로부터 출력되는 차동 신호(LO1+, LO1-)를 이용하여 스위칭하는 것에 의해 입력되는, 제 1 대역의 차동 RF 신호(B1+, B1-)를 다운 컨버젼하는 제 1 스위치부 (231a) 및 제 1 스위치부(231a)로부터 출력되는 신호를 증폭하는 제 1 증폭부(232a)를 포함한다.
또한, 본 발명의 제 2 믹서(230b)는, 제 2 저잡음 증폭기(210b)로부터 출력되는 제 2 대역의 차동 RF 신호(B2+, B2-) 및 제 2 로컬 오실레이터(220b)로부터 출력되는 차동 신호(LO2+, LO2-)을 이용하여 스위칭하는 것에 의해 입력되는 제 2 대역의 차동 RF 신호(B2+, B2-)를 다운 컨버젼하는 제 2 스위치부(231b)를 포함한다. 또한, 제 2 스위치부(231b)의 출력은 제 1 증폭부(232a)의 입력과 연결되는 것이 바람직하다. 즉, 제 2 스위치부(231b)로부터 출력되는 신호는 제 1 증폭부(232a)에 의해 증폭되게 된다.
또한, 제 1 로컬 오실레이터(220a)로부터 출력되는 차동 신호(LO1+, LO1-) 및 제 2 로컬 오실레이터(220b)로부터 출력되는 차동 신호(LO2+, LO2-)는 각각 제 1 스위치부(231a) 및 제 2 스위치부(231b)에 구비된 트랜지스터의 게이트 단자를 통해 입력되게 된다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 RF 수신기(200)는, 제 1 대역의 차동 RF 신호(B1+, B1-)가 입력되는 동안은 제 2 스위치부(231b)에 포함된 트랜지스터의 게이트 단자를 접지하고, 마찬가지로 제 2 대역의 차동 RF 신호(B2+, B2-)가 입력되는 동안은 제 1 스위치부(231b)에 포함된 트랜지스터의 게이트 단자를 접지하는 것이 바람직하다.
즉, 사용하지 않는 대역의 로컬 오실레이터로부터 입력되는 신호를 믹서에서 접지하여 대역간의 격리를 이룰 수 있다.
도 4a는 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 다중 대역 RF 수신기(200)의 구성도 및 도 4b는 제 3 실시예를 위한 제 1 믹서(230a) 및 제 2 믹서(230b)의 예시도를 각각 나타낸다.
도 4a로부터 알 수 있는 바와 같이 바람직한 제 3 실시예에 따른 다중 대역 RF 수신기(200)는 제 1 로컬 오실레이터(220a)로부터 출력되는 차동 신호(LO1+, LO1-) 및 제 2 로컬 오실레이터(220b)로부터 출력되는 차동 신호(LO2+, LO2-) 중 하나를 선택하는 오실레이터 선택부(221)를 포함한다. 오실레이터 선택부(221)는 먹스(MUX) 스위치 등에 의해 구현될 수 있다.
도 4a 및 도 4b로부터 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 제 1 믹서(230a) 및 제 2 믹서(230b)는, 동일한 하나의 믹서(230)인 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 바람직한 제 3 실시예에 따른 다중 대역 RF 수신기(200)는 믹서(230)를 공유하는 구조이다.
동일한 하나의 믹서(230)는, 제 1 저잡음 증폭기(210a)로부터 출력되는 제 1 대역의 차동 RF 신호(B1+, B1-)를 입력받는 제 1 입력단(In_1), 제 2 저잡음 증폭기(210b)로부터 출력되는 제 2 대역의 차동 RF 신호(B2+, B2-)를 입력받는 제 2 입력단(In_2) 및 제 1 입력단(In_1)과 제 2 입력단(In_2) 중 하나의 입력단을 선택할 수 있는 입력단 선택부(233)를 포함한다.
입력단 선택부(233)는 도 4b에 나타낸 바와 같은 먹스(MUX) 스위치를 이용하여 구현될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예의 다중 대역 RF 수신기(200)에 따르면, 다중 대역 RF 수신기 내부에 요구되는 일부 구성 요소(부품)를 대역 사이에서 공유하는 것에 의해 비용을 감소시키고, RF 수신기의 크기를 작게 구현할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, RF 수신기의 일부 또는 전부를 하나의 반도체 칩 내부에서 구현할 경우, 작은 칩 사이즈에 의해 양품 수율을 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
100 : 종래의 다중 대역 RF 수신기
200 : 본 발명의 다중 대역 RF 수신기
110a, 110b, 110c : 종래의 제 1 내지 제 3 저잡음 증폭기
210a, 210b, 210c : 본 발명의 제 1 내지 제 3 저잡음 증폭기
120a, 120b, 120c : 종래의 제 1 내지 제 3 로컬 오실레이터
220a, 220b, 220c : 본 발명의 제 1 내지 제 3 로컬 오실레이터
130a, 130b, 130c : 종래의 제 1 내지 제 3 믹서
230a, 230b, 230c : 본 발명의 제 1 내지 제 3 믹서
140a, 140b : 종래의 제 1 내지 제 2 고조파 제거기
240a : 본 발명의 제 1 고조파 제거기
150 :종래의 저역 통과 필터
250 :본 발명의 저역 통과 필터
221 : 오실레이터 선택부
231a : 제 1 스위치부 231b : 제 2 스위치부
232a : 제 1 증폭부
In_1 : 제 1 입력단 In_2 : 제 2 입력단
233 : 입력단 선택부

Claims (8)

  1. N개의 대역의 RF 신호를 처리하는 다중 대역 RF 수신기에 있어서,
    수신된 제 1 내지 제 2 대역의 RF 신호를 증폭하는 제 1 내지 제 2 저잡음 증폭기; 제 1 내지 제 2 로컬 오실레이터를 이용하여, 상기 제 1 내지 제 2 저잡음 증폭기로부터 출력된 RF 신호를 다운 컨버젼하여 중간 주파수 신호로 출력하는 제 1 내지 제 2 믹서; 및 상기 제 1 믹서로부터의 출력 신호 및 상기 제 2 믹서로부터의 출력 신호로부터 고조파 성분을 제거하는 제 1 고조파 제거기;를 포함하되,
    상기 제 1 믹서는, 상기 제 1 저잡음 증폭기로부터 출력된 상기 제 1 대역의 차동 RF 신호 및 상기 제 1 로컬 오실레이터로부터 출력된 차동 신호를 이용하여 스위칭하는 제 1 스위치부; 및 상기 제 1 스위치부로부터 출력되는 신호를 증폭하는 제 1 증폭부;를 포함하고,
    상기 제 2 믹서는, 상기 제 2 저잡음 증폭기로부터 출력된 상기 제 2 대역의 차동 RF 신호 및 상기 제 2 로컬 오실레이터로부터 출력된 차동 신호를 이용하여 스위칭하는 제 2 스위치부;를 포함하고,
    상기 제 2 스위치부로부터 출력되는 신호는 상기 제 1 증폭부에 의해 증폭되는 것을 특징으로 하는 다중 대역 RF 수신기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 RF 수신기는,
    상기 제 1 고조파 제거기로의 출력 신호로부터의 출력 신호로부터 소정의 주파수보다 낮은 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 저역 통과 필터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 대역 RF 수신기.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 로컬 오실레이터로부터 출력된 차동 신호 및 상기 제 2 로컬 오실레이터로부터 출력된 차동 신호는 각각, 상기 제 1 스위치부에 포함된 트랜지스터의 게이트 단자 및 상기 제 2 스위치부에 포함된 트랜지스터의 게이트 단자를 통해 입력되는 것을 특징으로 하는 다중 대역 RF 수신기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 RF 수신기는,
    상기 제 1 저잡음 증폭기로부터 출력된 상기 제 1 대역의 차동 RF 신호가 입력되는 동안은, 상기 제 2 스위치부에 포함된 트랜지스터의 게이트 단자를 접지하고,
    상기 제 2 저잡음 증폭기로부터 출력된 상기 제 2 대역의 차동 RF 신호가 입력되는 동안은, 상기 제 1 스위치부에 포함된 트랜지스터의 게이트 단자를 접지하는 것을 특징으로 하는 다중 대역 RF 수신기.
  7. 삭제
  8. 삭제
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