KR101525926B1

KR101525926B1 - 광대역 초고주파 수신기

Info

Publication number: KR101525926B1
Application number: KR1020130113932A
Authority: KR
Inventors: 전유석; 현윤봉; 김병창
Original assignee: 주식회사 브로던
Priority date: 2013-09-25
Filing date: 2013-09-25
Publication date: 2015-06-04
Also published as: KR20150033966A

Abstract

본 발명은 외부의 안테나단으로부터 고주파 신호를 입력받고, 외부의 기준주파수 신호를 입력받으며, 통제장치의 스위칭 신호에 따라 스위칭을 하며 중간주파수 신호를 출력하는 광대역 초고주파 수신기에 관한 것으로서, 상기 기준 주파수 신호를 입력받아 제1, 제2 기준 주파수 신호를 출력하는 국부 발진기; 상기 고주파 신호를 입력받아 주파수 경로를 세분화하여 출력하는 광대역 수신부; 상기 제1, 제2 기준 주파수 신호를 입력받아 상기 세분화된 주파수 신호와 각각 혼합하고, 중간주파수 신호로 변환하여 출력하는 주파수 변환 출력부를 포함한다. 본 발명의 실시예에서는 전자전(Electric warfare) 분야에서 정보정찰 임무 수행시 필요한 표적의 미세한 신호를 탐지하여 이를 분석하기 위해서는 안테나 다음 단에 위치하는 Front End에서 광대역으로 주파수를 수신하고, 손실을 최소화하여 왜곡 없이 수신할 수 있다.

Description

광대역 초고주파 수신기 {Broadband high microwave receiver}

본 발명은 광대역 초고주파 수신기에 관한 것으로 특히, 전자전(Electric warfare) 분야나 전파 연구 분야 등에서 정보정찰 임무 수행시 필요한 표적의 미세한 신호를 탐지하여 이를 분석하기 위해서는 안테나 다음 단에 위치하는 프런트 엔드(Front End)에서 광대역으로 주파수를 수신하고, 손실을 최소화하여 왜곡 없이 수신할 수 있는 광대역 초고주파 수신기에 관한 것이다.

일반적으로 전파 연구 분야 또는 전자전(Electric warfare) 분야 등에서 정보정찰 임무 수행시 필요한 표적의 미세한 신호를 탐지하여 이를 분석하기 위해 안테나가 신호를 수신하게 된다.

이러한 안테나 다음 단에는 프런트 엔드(Front End)가 위치하고, 광대역 초고주파 수신기는 프런트 엔드(Front End)로부터 광대역으로 주파수를 수신하고, 손실을 최소화하여 왜곡 없이 출력하게 된다.

그런데 종래에는 초광대역 주파수(18~40GHz)를 취급하는 수신기 단일 모듈 개발은 거의 이루어져 있지 않은 상태이다.

그리고 일부 개발중인 모듈도 주파수 변환에 필요한 국부발진신호(Local Oscillator)와 모듈 내부에 장착되어 있는 부품(Component)들의 정상동작상태를 확인할 수 있도록 BIT(Built In Test ) 신호 모두를 외부에서 입력 받는 구조로 설계되어 있다. 또한, 모듈 사이즈가 매우 커서 시스템 전체 크기가 커야 되는 단점을 갖고 있다.

그런데 이러한 모듈의 경우 항공기에 탑재되어 운용되는 시스템에서는 무게가 매우 중요한 요소가 되기 때문에 적합하지 않다.

　본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 종래의 문제를 해결하고자 하는 것으로, 전자전(Electric warfare) 분야에서 정보정찰 임무 수행시 필요한 표적의 미세한 신호를 탐지하여 이를 분석하기 위해서는 안테나 다음 단에 위치하는 Front End에서 광대역으로 주파수를 수신하고, 손실을 최소화하여 왜곡 없이 수신할 수 있는 광대역 초고주파 수신기를 제공하는 것이다.

또한, Ku ~ Ka 대역에 이르는 18~40GHz Microwave 주파수를 수신하여 모듈 내부에서 주파수변환 후 후단에 신호처리를 위한 기저대역 신호(4~18GHz)를 출력하는 광대역 초고주파 수신기를 제공하는 것이다.

그리고 주파수 변환에 필요한 국부발진신호(Local Oscillator)와 모듈 내부에 장착되어 있는 부품(Component)들의 정상동작상태를 확인할 수 있도록 BIT(Built In Test ) 신호 모두를 내부에서 입력 받는 구조로 설계되어 있고, 모듈 사이즈가 작아서 시스템 전체 크기가 작아도 되며, 무게가 가벼운 광대역 초고주파 수신기를 제공하는 것이다.

이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 광대역 초고주파 수신기는,

외부의 안테나단으로부터 고주파 신호를 입력받고, 외부의 기준주파수 신호를 입력받으며, 통제장치의 스위칭 신호에 따라 스위칭을 하며 중간주파수 신호를 출력하는 광대역 초고주파 수신기로서,

상기 기준 주파수 신호를 입력받아 제1, 제2 기준 주파수 신호를 출력하는 국부 발진기;

상기 고주파 신호를 입력받아 주파수 경로를 세분화하여 출력하는 광대역 수신부;

상기 제1, 제2 기준 주파수 신호를 입력받아 상기 세분화된 주파수 신호와 각각 혼합하고, 중간주파수 신호로 변환하여 출력하는 주파수 변환 출력부를 포함한다.

상기 국부 발진기는,

상기 기준 주파수 신호를 입력받아 체배하는 체배부;

상기 체배부의 신호를 분배하는 분배기;

상기 분배기의 신호를 수신하여 제1 기준주파수 신호를 상기 주파수 변환 출력부로 출력하는 제1 기준주파수 출력부;

상기 분배기의 신호를 수신하여 제2 기준주파수 신호를 상기 주파수 변환 출력부로 출력하는 제2 기준주파수 출력부를 포함한다.

상기 국부 발진기는,

상기 제1 기준주파수 출력부 및 제2 기준주파수 출력부의 출력신호를 상기 통제장치의 제어에 따라 상기 광대역 신호 수신부로 출력하는 시험 기능부를 더 포함한다.

상기 광대역 수신부는,

상기 고주파 신호에서 DC-15GHz 영역까지 30dB 이상 억압 시키는 제1 고역통과필터;

상기 시험기능부에서 출력되는 신호를 상기 통제장치의 제어에 따라 스위칭하는 제1 스위치;

상기 제1 스위치를 총해 상기 시험기능부에서 출력되는 신호를 상기 제1 고역통과 필터의 출력 신호와 커플링시키는 제1 방향성 결합기;

상기 고주파 신호에서 DC-15GHz 영역까지 30dB 이상 억압 시키는 제2 고역통과필터;

상기 제1 스위치를 총해 상기 시험기능부에서 출력되는 신호를 상기 제2 고역통과 필터의 출력 신호와 커플링시키는 제2 방향성 결합기;

상기 제1 방향성 결합기 및 제2 방향성 결합기의 출력신호를 주파수 경로를 세분화하여 신호 수집/분석에 용이하도록 2개의 경로로 나누어 주는 제2 스위치;

상기 제2 스위치의 출력신호를 감쇄하여 출력하는 제1 감쇄기;

상기 제2 스위치의 출력신호를 감쇄하여 출력하는 제2 감쇄기를 포함한다.

상기 주파수 변환 출력부는,

상기 제1 감쇄기의 출력과 상기 제1 기준 주파수 신호를 혼합하여 출력하는 제1 혼합기;

상기 제1 혼합기의 출력신호에서 중간 주파수 신호만 통과시키는 제1 대역통과필터;

상기 제2 감쇄기의 출력과 상기 제2 기준 주파수 신호를 혼합하여 출력하는 제2 혼합기;

상기 제2 혼합기의 출력신호에서 중간 주파수 신호만 통과시키는 제2 대역통과필터;

상기 제1 대역통과필터 및 제2 대역통과필터의 출력신호를 합성하는 합성기;

상기 합성기의 출력을 입력받아 이득평탄도를 만족시키기 위해서, 신호의 왜곡을 보상하는 등화기;

상기 등화기의 출력을 증폭하는 광대역 증폭기;

상기 광대역 증폭기의 출력에서 이득을 조정하는 가변 감쇄기;

상기 가변 감쇄기의 출력을 입력받아 주파수 변환 과정에서 발생되는 여러 개의 주파수 중에서, 소정의 중간주파 대역만 통과시키는 제3 대역통과필터를 포함한다.

상기 광대역 수신부와 상기 주파수 변환 출력부 사에에 위치하여 중간 주파수 대역만 통과시키는 제4, 제5 대역통과필터를 더 포함한다.

본 발명의 실시예에서는 전자전(Electric warfare) 분야에서 정보정찰 임무 수행시 필요한 표적의 미세한 신호를 탐지하여 이를 분석하기 위해서는 안테나 다음 단에 위치하는 Front End에서 광대역으로 주파수를 수신하고, 손실을 최소화하여 왜곡 없이 수신할 수 있는 광대역 초고주파 수신기를 제공할 수 있다.

또한, Ku ~ Ka 대역에 이르는 18~40GHz Microwave 주파수를 수신하여 모듈 내부에서 주파수변환 후 후단에 신호처리를 위한 기저대역 신호(4~18GHz)를 출력하는 광대역 초고주파 수신기를 제공할 수 있다.

그리고 주파수 변환에 필요한 국부발진신호(Local Oscillator)와 모듈 내부에 장착되어 있는 부품(Component)들의 정상동작상태를 확인할 수 있도록 BIT(Built In Test ) 신호 모두를 내부에서 입력 받는 구조로 설계되어 있고, 모듈 사이즈가 작아서 시스템 전체 크기가 작아도 되며, 무게가 가벼운 광대역 초고주파 수신기를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 초고주파 수신기의 상세도이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 초고주파 수신기의 입력 고주파의 주파수 대역별로 출력 상태를 나타낸 도면이다.

　아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

　명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 초고주파 수신기의 상세도이다.

도 1은 낮은 잡음지수와 평탄한 이득 특성을 갖고 대역별 주파수를 선택할 수 있으며, 적용되어 있는 내부 부품(Component)들의 정상동작유무를 확인할 수 있는 자체 BIT(Built In Test) 신호와 주파수 변환에 필요한 국부발진신호(Local Oscillator) 회로를 모듈 내부에 포함하였다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 광대역 초고주파 수신기는,

외부의 안테나단으로부터 고주파 신호를 입력받고, 외부의 기준주파수 신호를 입력받으며, 통제장치(500)의 스위칭 신호에 따라 스위칭을 하며 중간주파수 신호를 출력하는 광대역 초고주파 수신기로서,

상기 기준 주파수 신호를 입력받아 제1, 제2 기준 주파수 신호를 출력하는 국부 발진기(300);

상기 고주파 신호를 입력받아 주파수 경로를 세분화하여 출력하는 광대역 수신부(100);

상기 제1, 제2 기준 주파수 신호를 입력받아 상기 세분화된 주파수 신호와 각각 혼합하고, 중간주파수 신호로 변환하여 출력하는 주파수 변환 출력부(200)를 포함한다.

상기 국부 발진기(300)는,

상기 기준 주파수 신호를 입력받아 체배하는 체배부(350);

상기 체배부의 신호를 분배하는 분배기(319);

상기 분배기의 신호를 수신하여 제1 기준주파수 신호를 상기 주파수 변환 출력부로 출력하는 제1 기준주파수 출력부(380);

상기 분배기의 신호를 수신하여 제2 기준주파수 신호를 상기 주파수 변환 출력부로 출력하는 제2 기준주파수 출력부(370)를 포함한다.

상기 제1 기준주파수 출력부 및 제2 기준주파수 출력부의 출력신호를 상기 통제장치의 제어에 따라 상기 광대역 신호 수신부로 출력하는 시험 기능부(360)를 포함한다.

그러면 이러한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 광대역 초고주파 수신기의 동작에 관하여 상세히 설명한다.

먼저, 외부의 안테나 단에서 고주파 신호가 광대역 수신부(100)의 고역통과필터(HPF-High Pass Filter, 10, 109)로 각각 입력된다. 고역통과필터(HPF-High Pass Filter, 10, 109)는 안테나단을 통해서 입력되는 신호중 원하는 신호(18-40GHz) 이외에, 원하지 않는 불요신호가 인가되는 것을 수신기 초단에서 제거하기 위해서 DC-15GHz 영역까지 30dB 이상 억압 시키는 역할을 한다.

그리고 나서 광대역 수신부(100)의 방향성 결합기(Directional Coupler, 102, 103)는 광대역 주파수(18-40GHz) 대역을 커버(Covering)하면서, BIT(Built In Test)신호의 RF 경로에 커플링(Coupling) 시키기 위해서 손실 값을 최소로 설계한다. BIT(Built In Test)신호가 없는 경우에는 고역통과필터(101, 109)의 출력신호를 그대로 출력한다.

다음, 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier, 103, 120)는 안테나단으로부터 수신된 미약한 신호를 증폭시키는데, 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier, 103, 120)는 광대역을 취급하면서 잡음특성이 우수하다.

다음, 광대역 수신부(100)의 스위치(SPDT, 4)는 안테나단을 통해서 들어오는 경로가 2개이기 때문에, 1번/2번 경로를 선택할 수 있도록 RF 스위치를 사용하여 경로 선택을 할 수 있도록 하였다. 이때 중요한 것은 선택한 경로 외에 비활성화 되어 있는 경로를 통한 신호를 격리(Isolation)하기 위해서 스위치(SPST)를 1개 추가하여 격리도를 개선하였다. 여기서 정찰기 등은 보통 휴전선을 따라 비행하면서 한방향의 정보만을 수집하므로 서에서 동쪽으로 비행시 또는 동에서 서쪽으로 비행시에 북한쪽에 해당하는 부분을 통제장치(500)가 스우치(4)를 제어하여 선택하면 된다.

그리고 나서 광대역 수신부(100)의 광대역 증폭기(Broadband Amplifier, 105)가 수신기 전체 이득(증폭도)을 맞추기 위해서 이득을 높여준다.

다음, 광대역 수신부(100)의 스위치(SPDT, 106)는 광대역(18-40GHz) 주파수 경로를 세분화하여 신호 수집/분석에 용이하도록 하기 위해 신호의 경로를 2개의 경로로 나누어 준다.

다음, 광대역 수신부(100)의 감쇄기(Attenuator, 107, 108)는 반사계수 특성에 민감한 대역통과필터(8. 9)의 양단에서 발생될 수 있는 부정합(Mismatching)을 방지하기 위해서 신호를 감쇄한다.

다음, 대역통과필터(8, 9)는　2개의 경로로 나뉘어진 각각 경로에 해당되는 주파수 대역만 통과시키도록 하여, 원하지 않는 불요신호를 제거하고자 적용한다. 구체적으로 Cavity 구조의 필터가 적용될 수 있다.

다음, 주파수 변환 출력부(200)의 주파수 혼합기(MIXER, 209, 216)가 대역통과필터(8, 9)를 통과한 RF 주파수를 각각 제1, 제2 기준 주파수를 이용하여 중간 주파수로 변환시키는데, 주파수 혼합기(MIXER, 209, 216)는 광대역을 커버하는 주파수 혼합기를 사용하였다.

이후, 광대역 증폭기(Broadband Amplifier, 210, 217)가 주파수 변환을 하면서 감소된 신호를 증폭시켜 주기 위해서 각각 이득을 높여준다.

다음, 주파수 변환 출력부(200)의 대역통과필터(BPF, 211, 218)가　주파수 변환 과정에서 발생되는 여러 개의 주파수 중에서, 주파수 변환된 IF 주파수만 통과시키고, 그 외에서 원하지 않은 불요파 성분을 억압하기 위한 목적으로 사용된다. 예를 들면, 마이크로 스트립 라인 구조의 필터가 사용될 수 있다.

다음, 합성기(219)가 대역통과필터(BPF, 211, 218)를 통과한 신호를 합성하여 출력한다.

대역 내의 주파수 특성상 낮은 주파수보다 높은 주파수일수록 이득 감소가 증가하기 때문에 등화기(Equalizer, 212)가 대역 내에서 이득평탄도를 만족시키기 위해서, 낮은 주파수보다 높은 주파수에서 감소량이 적은 등화기를 사용하여 이를 개선한다.

다음, 광대역 증폭기(Broadband Amplifier, 213)가 수신기 모듈 전체 이득을 만족시키기 위해서 등화기(212) 다음 단의 이득을 높여준다.

그리고 나서, 가변 감쇄기(Variable Attenuator, 214)가 수신기 모듈 전체 이득 외에 안테나(400)의 신호 세기에 따라서, 사용자가 모듈 내부에서 약 15dB 정도 내에서 이득을 가변할 수 있도록 가변 감쇄 기능을 구현한다.

그리고 대역통과필터(BPF, 215)는 주파수 변환 과정에서 발생되는 여러 개의 주파수 중에서 중간주파수 신호(4~18GHz)를 출력한다. 여기서, 국부발진기(Local Oscillator)의 제1, 제2 기준주파수 신호가 주파수 혼합기(Mixer, 209. 216)에서 혼합시에 누설 신호(Leakage signal)가 발생되는데, 대역통과필터(BPF, 215)는 원하지 않는 국부발진신호(33G / 44GHz)를 IF 주파수 경로에서 제거시키기 위해서 사용한다.

상기 과정에서 제1, 제2 기준 주파수 신호를 생성하는 과정은 다음과 같다.

먼저, 체배부(350)의 증폭기(316)는 외부에서 인가되는 기준 주파수 1GHz 신호를 입력 받은 후에, 다음단에 위치한 콤 제너레이터(Comb Generator) 입력에 높은 신호를 인가시켜 주기 위해서 신호를 증폭한다.

다음, 체배부(350)의 콤 제너레이터(Comb Generator, 317)는 국부발진신호(33GHz & 44GHz)를 생성하기 위해서는 출력 주파수를 체배하여 출력한다. 여기서, 입력신호 1GHz를 체배기(Multiplier) 회로를 통하여 주파수를 높여줘야 하는데, 일반 체배기를 사용할 경우에는 입출력단에 필터를 여러단 삽입해야 하고, 단일 칩에서 11차에 해당되는 부품이 없기 때문에 다단을 거쳐서 구현되어야 한다. 이런 점을 극복할 수 있는 회로가 콤 제너레이터로서 입력신호의 정수배(예, 1GHz 입력일 때 출력은 1G/2G/3G/4G/5GHz …)로 출력되며 원하는 주파수만을 선택해서 사용하면 된다.

다음, 체배부(350)의 대역통과필터(BPF, 318)가 체배 이후 원하는 신호(11GHz) 이외의 고조파 성분 신호들을 제거한다. 이때 억압 특성이 우수한 대역통과필터를 사용한다.

이후, 분배기(Divider, 319)는 대역통과필터(BPF, 318)에서 출력되는 11GHz 대의 주파수를 가진 신호를 분배하여 출력한다. 즉, 분배기(Divider, 319)는 대역통과필터(BPF, 318)에서 출력되는 11GHz 대의 주파수를 가진 신호를 33G / 44GHz 경로로 나누어서 동시에 국부신호를 생성시켜 줘야 하기 때문에, 분배기(319)를 사용하여 분기되도록 하였으며 이때 중요한 것은 서로 다른 경로 신호가 반대 신호에 영향을 주게 되는 것을 막기 위해서 포트간 격리도(Isolation)가 우수하도록 설계한다.

다음, 제2 주파수 생성부(370)의 3 체배기 (Tripler, 20)는 분배기(319)에서 입력받은 신호를 이용하여 33GHz 국부신호를 생성하기 위해서 입력신호(11GHz)를 3체배하여 출력한다.

그리고 나서, 제2 주파수 생성부(370)의 대역통과필터(321)는 33GHz 체배된 신호 이외의 고조파 성분 신호들을 제거한다.

다음, 제2 주파수 생성부(370)의 증폭기(322)는 체배되면서 감소된 33GHz 신호를 증폭하여 출력한다.

다음, 제2 주파수 생성부(370)의 분배기(323)는 국부발진신호(33G)와 내부 경로의 정상동작유무를 확인할 수 있는 BIT경로를 각각 나누어 주기 위해서 신호를 분배한다.

다음, 제2 주파수 생성부(370)의 스위치(SPST, 324)는 외부 통제장치(500)의 제어에 따라 운영자가 BIT 경로를 선택했을 때, 국부발진신호(33G)는 OFF가 되어야 하기 때문에 스위치 여러 개를 사용하여 BIT 신호가 유입되지 않도록 한다.

다음, 제2 주파수 생성부(370)의 대역통과필터(325)는 33GHz 국부발진 신호외에 자유공간 상에서 유입되는 신호(Radiation)를 제거한다.

다음, 제2 주파수 생성부(370)의 증폭기(326)는 스위치 / 필터를 사용하면서 감소된 33GHz 신호를 증폭한다. 이는 주파수 혼합기(216) 입력으로 들어가는 국부신호 전력이 일반적으로 +13dBm 이상되어야 하기 때문에 사용하였다.

한편, 제1 주파수 생성부(380)의 2 체배기(327)는 22GHz 국부신호를 생성하기 위해서 입력신호(11GHz)를 2체배한다.

그리고 제1 주파수 생성부(380)의 대역통과필터(328)는 22GHz 체배된 신호 이외의 고조파 성분 신호들을 제거하며, 이를 위해서 억압 특성이 우수한 대역통과필터를 사용하였다.

다음, 제1 주파수 생성부(380)의 분배기(329)는 국부발진신호(22G)와 내부 경로의 정상동작유무를 확인할 수 있는 BIT경로를 각각 나누어 주기 위해서 분배기(329)를 적용하였다.

다음, 제1 주파수 생성부(380)의 2 체배기 (Tripler, 330)는 44GHz 국부신호를 생성하기 위해서 2 체배된 22GHz 신호를 2체배한다.

그리고 제1 주파수 생성부(380)의 스위치(331)는 BIT 경로를 선택했을 때, 통제장치(500)의 제어에 의해 국부발진신호(44G)는 OFF가 되어야 하기 때문에 스위치 여러 개를 사용하여 BIT 신호가 유입되지 않도록 설계한다.

다음, 제1 주파수 생성부(380)의 대역통과필터(332)는 44GHz 국부발진 신호외에 자유공간 상에서 유입되는 신호(Radiation)를 제거한다.

그리고 나서, 제1 주파수 생성부(380)의 증폭기(333)는 스위치/필터를 사용하면서 감소된 44GHz 신호를 증폭한다. 이러한 증폭기(333)는 주파수 혼합기(209) 입력으로 들어가는 국부신호 전력이 일반적으로 +13dBm 이상되어야 하기 때문에 사용하였다.

이러한 실시예에서는 제작 완료후 또는 적용전에 필요에 따라 시험을 할 수 있는 시험기능이 내장되어 있다.

정찰기 등을 운행하기 전에는 고주파 신호가 입력되지 않으므로 이 경우에 통제 장치(500)의 제어에 의해 신호를 입력해주게 되며 이러한 시험 기능을 설명하면 다음과 같다.

먼저 운영자가 통제장치(500)의 제어에 의해 국부발진신호(33GHz) 경로를 선택했을 때, BIT 경로는 OFF가 되어야 하기 때문에 스위치(334)는 오프되고, 시험기능일 경우 온된다.

또한, 스위치(SPST, 35)도 1차 체배된 국부발진신호(22GHz) 경로를 선택했을 때, BIT 경로는 OFF가 되어야 하기 때문에 오프되고, 시험 기능일 경우 온된다.

그리고 스위치(336)는 통제장치의 제어에 의해 33GHz / 22GHz BIT 경로를 선택하게 된다.

또한, 스위치(337)는 BIT 경로를 사용하지 않을 경우, 혹시나 유기되는 기타 신호(국부발진신호 / 불요신호)를 억압하기 위해서 스위치를 사용되며 시험기능시에는 온된다.

그리고 증폭기(338)는 여러단의 스위치를 사용하면서 감소된 BIT 신호를 증폭하고, 스위치(339)는 　BIT 경로를 RF경로에 유입시킬 때, 통제장치(500)의 제어에 의해 RF 입력 1번 / 2번 경로를 선택할 수 있도록 한다.

이러한 과정의 시험 기능에 의해 운영자는 본 발명의 실시예에 따른 광대역 초고주파 수신기의 동작을 시험할 수 있다.

필요에 따라 시험 기능부(360)는 생략이 가능하다.

그리고 이외에도 저잡음 증폭기나 필터 소자들이 필요에 따라 추가나 생략될 수 있다.

실제로 이러한 본 발명의 실시예에 따른 광대역 초고주파 수신기의 입력 고주파의 주파수 대역별로 출력 상태를 도 2 내지 도 7에 도시하였다.

도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 광대역 초고주파 수신기의 입력 고주파의 주파수 대역별로 보면, 잡음지수가 7.9dB~10.5dB 사이로 나타났으며, 잡음에 강한 특성을 볼 수 있다.

이상의 본 발명의 실시예에서는 광대역으로 주파수를 수신하고, 손실을 최소화하여 왜곡 없이 수신할 수 있다.

또한, Ku ~ Ka 대역에 이르는 18~40GHz Microwave 주파수를 수신하여 모듈 내부에서 주파수변환 후 후단에 신호처리를 위한 기저대역 신호(4~18GHz)를 출력할 수 있다.

그리고 주파수 변환에 필요한 국부발진신호(Local Oscillator)와 모듈 내부에 장착되어 있는 부품(Component)들의 정상동작상태를 확인할 수 있도록 BIT(Built In Test ) 신호 모두를 내부에서 입력 받는 구조로 설계되어 있다.

또한, 본 발명은 모듈 사이즈가 작아서 시스템 전체 크기가 작아도 되며, 무게가 가볍다.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims

외부의 안테나단으로부터 고주파 신호를 입력받고, 외부의 기준주파수 신호를 입력받으며, 통제장치의 스위칭 신호에 따라 스위칭을 하며 중간주파수 신호를 출력하는 광대역 초고주파 수신기로서,
상기 기준 주파수 신호를 입력받아 제1, 제2 기준 주파수 신호를 출력하는 국부 발진기;
상기 고주파 신호를 입력받아 주파수 경로를 세분화하여 출력하는 광대역 수신부;
상기 제1, 제2 기준 주파수 신호를 입력받아 상기 세분화된 주파수 신호와 각각 혼합하고, 중간주파수 신호로 변환하여 출력하는 주파수 변환 출력부를 포함하고,
상기 국부 발진기는,
상기 기준 주파수 신호를 입력받아 체배하는 체배부;
상기 체배부의 신호를 분배하는 분배기;
상기 분배기의 신호를 수신하여 제1 기준주파수 신호를 상기 주파수 변환 출력부로 출력하는 제1 기준주파수 출력부;
상기 분배기의 신호를 수신하여 제2 기준주파수 신호를 상기 주파수 변환 출력부로 출력하는 제2 기준주파수 출력부를 포함하는 광대역 초고주파 수신기.
삭제
제1항에 있어서,
상기 국부 발진기는,
상기 제1 기준주파수 출력부 및 제2 기준주파수 출력부의 출력신호를 상기 통제장치의 제어에 따라 상기 광대역 신호 수신부로 출력하는 시험 기능부를 더 포함하는 광대역 초고주파 수신기.
제3항에 있어서,
상기 광대역 수신부는,
상기 고주파 신호에서 DC-15GHz 영역까지 30dB 이상 억압 시키는 제1 고역통과필터;
상기 시험기능부에서 출력되는 신호를 상기 통제장치의 제어에 따라 스위칭하는 제1 스위치;
상기 제1 스위치를 총해 상기 시험기능부에서 출력되는 신호를 상기 제1 고역통과 필터의 출력 신호와 커플링시키는 제1 방향성 결합기;
상기 고주파 신호에서 DC-15GHz 영역까지 30dB 이상 억압 시키는 제2 고역통과필터;
상기 제1 스위치를 총해 상기 시험기능부에서 출력되는 신호를 상기 제2 고역통과 필터의 출력 신호와 커플링시키는 제2 방향성 결합기;
상기 제1 방향성 결합기 및 제2 방향성 결합기의 출력신호를 주파수 경로를 세분화하여 신호 수집/분석에 용이하도록 2개의 경로로 나누어 주는 제2 스위치;
상기 제2 스위치의 출력신호를 감쇄하여 출력하는 제1 감쇄기;
상기 제2 스위치의 출력신호를 감쇄하여 출력하는 제2 감쇄기를 포함하는 광대역 초고주파 수신기.
제4항에 있어서,
상기 주파수 변환 출력부는,
상기 제1 감쇄기의 출력과 상기 제1 기준 주파수 신호를 혼합하여 출력하는 제1 혼합기;
상기 제1 혼합기의 출력신호에서 중간 주파수 신호만 통과시키는 제1 대역통과필터;
상기 제2 감쇄기의 출력과 상기 제2 기준 주파수 신호를 혼합하여 출력하는 제2 혼합기;
상기 제2 혼합기의 출력신호에서 중간 주파수 신호만 통과시키는 제2 대역통과필터;
상기 제1 대역통과필터 및 제2 대역통과필터의 출력신호를 합성하는 합성기;
상기 합성기의 출력을 입력받아 이득평탄도를 만족시키기 위해서, 신호의 왜곡을 보상하는 등화기;
상기 등화기의 출력을 증폭하는 광대역 증폭기;
상기 광대역 증폭기의 출력에서 이득을 조정하는 가변 감쇄기;
상기 가변 감쇄기의 출력을 입력받아 주파수 변환 과정에서 발생되는 여러 개의 주파수 중에서, 소정의 중간주파 대역만 통과시키는 제3 대역통과필터를 포함하는 광대역 초고주파 수신기.
제5항에 있어서,
상기 광대역 수신부와 상기 주파수 변환 출력부 사에에 위치하여 중간 주파수 대역만 통과시키는 제4, 제5 대역통과필터를 더 포함하는 광대역 초고주파 수신기.