KR101602963B1

KR101602963B1 - Power detector of Radio Frequency signal

Info

Publication number: KR101602963B1
Application number: KR1020090095438A
Authority: KR
Inventors: 배수호
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2009-10-08
Filing date: 2009-10-08
Publication date: 2016-03-11
Also published as: KR20110038233A

Abstract

본 발명은 수신장치가 수신하는 RF(Radio Frequency) 신호의 전력을 검출하는 RF 신호의 전력 검출장치에 관한 것으로서 수신한 RF 신호를 발룬이 상호간의 위상이 반대인 2개의 RF 신호로 변환하고, 발룬이 출력하는 2개의 RF 신호를 다이오드를 통해 합성하며, 다이오드가 합성한 RF 신호를 직류전압 변환부가 직류전압으로 변환하여 RF 신호의 전력을 검출한다.The present invention relates to an RF signal power detecting apparatus for detecting a power of a RF (Radio Frequency) signal received by a receiving apparatus, which converts a received RF signal into two RF signals whose phases are opposite to each other, Synthesizes the output two RF signals through a diode, and converts the RF signal synthesized by the diode into a DC voltage conversion section DC voltage to detect the power of the RF signal.

AGC, 자동이득조절, RF신호, 전력검출, AGC 신호, 발룬 AGC, automatic gain control, RF signal, power detection, AGC signal, balun

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a power detector of a radio frequency signal,

본 발명은 수신장치가 수신한 RF(Radio Frequency) 신호의 전력을 검출하는 RF 신호의 전력 검출장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an RF signal power detection apparatus for detecting power of an RF (Radio Frequency) signal received by a receiving apparatus.

무선통신 시스템에서 수신장치는 안테나를 통해 소정 주파수의 RF 신호를 수신하고, 수신한 RF 신호에 변조되어 있는 소정의 데이터를 추출하여 처리하고 잇다.In a wireless communication system, a receiving apparatus receives an RF signal of a predetermined frequency through an antenna, extracts predetermined data modulated by the received RF signal, and processes the RF signal.

상기 수신장치가 수신하는 RF 신호의 전력은 일정하지 않고 가변된다. 즉, 송신장치에서 송신하는 RF신호는 수신장치로 전송되는 경로에서 다른 RF 신호와의 상호 간섭이 발생하고, 또한 RF 신호를 반사시키는 전리층의 높이 변동 등으로 인하여 수신장치가 수신하는 RF 신호는 전력이 시간의 경과에 따라 가변되는 페이딩 현상(fading phenomenon)이 발생한다.The power of the RF signal received by the receiving apparatus is not constant but varies. That is, the RF signal transmitted from the transmitting apparatus is interfered with another RF signal in the path transmitted to the receiving apparatus, and the RF signal received by the receiving apparatus due to the height variation of the ionosphere reflecting the RF signal, A variable fading phenomenon occurs with the passage of time.

상기 수신하는 RF 신호의 전력이 가변되면, 상기 수신장치는 RF 신호에 변조되어 있는 데이터를 원활하게 추출할 수 없게 된다.If the power of the received RF signal is varied, the receiving device can not smoothly extract the data modulated on the RF signal.

그러므로 상기 수신장치에는 자동 이득조절(Automatic Gain Control) 회로를 구비하여 수신되는 RF 신호의 전력을 일정하게 조절하고 있다.Therefore, the receiving apparatus is provided with an automatic gain control circuit to constantly adjust the power of the received RF signal.

상기 자동 이득조절 회로는 수신되는 RF 신호의 전력을 검출하고, 검출한 RF 신호의 전력에 따라 가변이득 증폭기의 중폭률을 조절하여 RF 신호의 전력을 일정하게 조절한다.The automatic gain control circuit detects the power of the received RF signal and adjusts the power of the RF signal by adjusting the magnitude of the variable gain amplifier according to the power of the detected RF signal.

상기 수신장치가 수신되는 RF 신호의 전력을 검출함에 있어서, 통상적으로 수신되는 RF 신호를 다이오드로 정류하고, 정류한 RF 신호를 커패시터로 평활하여 검출하고 있다.The receiving apparatus detects the power of an RF signal to be received by rectifying a normally received RF signal with a diode and smoothing the rectified RF signal with a capacitor to detect it.

수신되는 RF 신호의 전력을 검출하는 전력 검출장치에서 중요한 스펙 중의 하나가 다이내믹 레인지(Dynamic Range)이다. 상기 다이내믹 레인지는 검출이 가능한 RF 신호의 전력 영역을 나타내는 것으로서 검출 가능한 최대 전력으로부터 검출 가능한 최소 전력 사이의 영역이다.One of the important specifications in a power detection apparatus that detects power of a received RF signal is a dynamic range. The dynamic range represents a power range of a detectable RF signal, and is an area between the maximum detectable power and the minimum detectable power.

상기 검출 가능한 최대 전력은 통상적으로 제한되지 않고, 상기 검출 가능한 최소 전력이 매우 중요하다.The maximum detectable power is usually not limited, and the minimum detectable power is very important.

그러나 상기 수신된 RF 신호를 다이오드로 정류하여 전력을 검출하므로 검출 가능한 최소 전력이 상기 다이오드의 순방향 전압으로 제한되었다. 즉, 다이오드의 순방향 전압보다 낮은 RF 신호의 전력은 검출하지 못하였다.However, since the received RF signal is rectified by the diode and power is detected, the minimum detectable power is limited to the forward voltage of the diode. That is, the power of the RF signal lower than the forward voltage of the diode can not be detected.

그러므로 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다이오드의 순방향 전압보다 낮은 RF 신호의 전력을 검출할 수 있는 RF 신호의 전력 검출장치를 제공한다.Therefore, an object of the present invention is to provide a power detection apparatus for an RF signal capable of detecting power of an RF signal lower than a forward voltage of a diode.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않고, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to at least partially solve the problems in the conventional arts. There will be.

본 발명의 RF 신호의 전력 검출장치에 따르면, 발룬을 구비하여, 수신된 RF 신호를 상호간의 위상이 반대인 2개의 RF 신호로 변환한다.According to the RF signal power detecting apparatus of the present invention, a balun is provided and the received RF signal is converted into two RF signals whose phases are opposite to each other.

그리고 상기 발룬이 출력하는 2개의 RF 신호를 상호간에 합성하고, 합성한 RF 신호를 직류전압으로 변환하여 RF 신호의 전력을 검출한다.The two RF signals output from the balun are combined with each other, and the synthesized RF signal is converted into a DC voltage to detect the power of the RF signal.

그러므로 본 발명의 RF 신호의 전력 검출장치는 수신된 RF(Radio Frequency) 신호를 상호간에 위상이 반대인 2개의 RF 신호로 변환하는 발룬과, 상기 발룬이 변환한 2개의 RF 신호를 합성하는 다이오드와, 상기 다이오드의 캐소드를 접지시키면서 RF 신호를 차단시키는 인덕터와, 상기 다이오드의 애노드의 RF 신호를 직류전압으로 변환하여 RF 신호의 전력을 검출하는 직류전압 변환부를 포함한다.Therefore, the apparatus for detecting power of an RF signal according to the present invention comprises: a balun for converting received RF (Radio Frequency) signals into two RF signals having opposite phases to each other; a diode for combining the two RF signals converted by the balun; An inductor that blocks the RF signal while grounding the cathode of the diode, and a DC voltage converting unit that converts the RF signal of the anode of the diode to a DC voltage to detect the power of the RF signal.

상기 발룬의 2개의 출력단자와 상기 다이오드의 애노드 및 캐소드의 사이에 RF 신호만을 통과시키는 직류전압은 차단시키는 직류 차단용 커패시터를 포함한다.And a DC blocking capacitor for blocking the DC voltage passing only the RF signal between the two output terminals of the balun and the anode and the cathode of the diode.

상기 발룬은 출력 임피던스가 200Ω 이상이다.The output impedance of the balun is 200? Or more.

상기 다이오드는 순방향 전압이 낮은 쇼트키 다이오드를 사용한다.The diode uses a Schottky diode having a low forward voltage.

상기 직류전압 변환부는 상기 다이오드의 애노드의 RF 신호를 정류하는 다이오드와, 상기 다이오드가 정류한 RF 신호를 평활하여 직류전압으로 변환하는 커패시터를 포함한다.The DC voltage converting unit includes a diode for rectifying an RF signal of the anode of the diode, and a capacitor for smoothing the RF signal rectified by the diode and converting the rectified RF signal into a DC voltage.

상기 직류전압 변환부의 다이오드는 순방향 전압이 낮은 쇼트키 다이오드를 사용한다.The diode of the DC voltage converting unit uses a Schottky diode having a low forward voltage.

본 발명의 RF 신호의 전력 검출장치에 따르면, 수신한 RF 신호를 발룬이 2개로 분할함과 아울러 상호간의 위상이 반대되는 RF 신호로 변환하고, 발룬이 출력하는 2개의 RF 신호를 다이오드를 통해 합성하여 2배 전력을 갖도록 하며, 다이오드가 합성한 RF 신호를 직류전압 변환부가 직류전압으로 변환하여 RF 신호의 전력을 검출한다.According to the RF signal power detecting apparatus of the present invention, the received RF signal is divided into two, the balun is converted into an RF signal whose phases are opposite to each other, and the two RF signals output from the balun are synthesized And the power of the RF signal is detected by converting the RF signal synthesized by the diode into the DC voltage conversion section DC voltage.

그러므로 본 발명에 따르면, 다이오드의 순방향 전압보다 낮은 RF 신호의 전력을 원활하게 검출할 수 있다.Therefore, according to the present invention, the power of the RF signal lower than the forward voltage of the diode can be smoothly detected.

또한 본 발명은 출력 임피던스가 높은 발룬을 사용할 경우에 RF 신호의 전력이 보다 높게 합성되어 검출 가능한 RF 신호의 최소 전력을 보다 낮게 되도록 구성할 수 있다.Also, the present invention can be configured such that when a balun having a high output impedance is used, the power of the RF signal is higher than that of the RF signal so that the minimum power of the RF signal can be lowered.

이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 제공된다.The following detailed description is merely an example, and is merely an example of the present invention. Further, the principles and concepts of the present invention are provided for the purpose of being most useful and readily explaining.

따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.Accordingly, it is not intended to provide a more detailed structure than is necessary for a basic understanding of the present invention, but it should be understood by those skilled in the art that various forms that can be practiced in the present invention are illustrated in the drawings.

도 1은 일반적인 전력 검출장치의 구성을 보인 회로도이다. 도 1을 참조하면, 수신된 RF 신호가 입력되는 입력단자가 다이오드(D1)를 통해 접지 커패시터(C1)에 접속되고, 상기 다이오드(D1) 및 상기 접지 커패시터(C1)의 접속점에서 수신된 RF 신호의 검출전력이 출력되게 구성된다.1 is a circuit diagram showing a configuration of a general power detection device. 1, an input terminal to which a received RF signal is input is connected to a ground capacitor C1 via a diode D1, and an RF signal received at a connection point of the diode D1 and the ground capacitor C1 Is output.

이와 같이 구성된 전력 검출장치는 수신된 RF 신호가 예를 들면, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 입력된다.In the thus configured power detection apparatus, the received RF signal is input, for example, as shown in FIG. 2 (a).

상기 입력된 RF 신호는 다이오드(D1)를 통해 반파 정류되어 도 2(b)에 도시된 바와 같이 맥류전압로 변환된다.The input RF signal is half-wave rectified through the diode D1 and converted into a ripple voltage as shown in FIG. 2 (b).

상기 변환된 맥류전압은 접지 커패시터(C1)에 의해 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 평활되어 리플이 포함된 직류전압으로 변환되고, 그 리플이 포함된 직류전압이 수신된 RF 신호의 검출전력으로 출력된다.The converted ripple voltage is smoothed by the ground capacitor C1 as shown in FIG. 2 (c) to be converted into a DC voltage including ripple, and the DC voltage including the ripple is detected Power.

이러한 전력 검출장치는 수신된 RF 신호를 다이오드(D1)로 반파 정류하고, 커패시터(C1)로 평활하여 직류전압으로 변환한다.This power detection device half-wave rectifies the received RF signal to the diode D1, smoothens it into a capacitor C1, and converts it into a DC voltage.

따라서, RF 신호의 전력을 검출할 경우에 다이오드(D1)에 그의 순방향 전압이 걸리게 되고, 이로 인하여 다이오드(D1)의 순방향 전압보다 낮은 RF 신호의 전력은 검출하지 못하게 된다.Accordingly, when the power of the RF signal is detected, the forward voltage of the diode D1 is applied to the diode D1, so that the power of the RF signal lower than the forward voltage of the diode D1 can not be detected.

그러므로 상기 다이오드(D1)로 순방향 전압이 낮은 쇼트키 다이오드를 사용하여 검출 가능한 최소 전력을 낮추고 있으나, 이 또한 쇼트키 다이오드의 순방향 전압인 약 0.3V 이하의 레벨을 가지는 RF 신호의 전력은 검출하지 못하게 된다.Therefore, although the minimum power that can be detected using the Schottky diode having a low forward voltage is lowered to the diode D1, the power of the RF signal having the level of about 0.3 V or less, which is the forward voltage of the Schottky diode, do.

도 3은 본 발명의 전력 검출장치의 구성을 보인 회로도이다.3 is a circuit diagram showing a configuration of a power detecting apparatus according to the present invention.

여기서, 부호 300은 발룬이다. 상기 발룬(300)은 입력되는 RF 신호를 2개로 분할하고, 서로 반대되는 위상으로 변환하여 2개의 출력단자(OUT1)(OUT2)로 각기 출력한다.Here, reference numeral 300 denotes a balun. The balun 300 divides an input RF signal into two signals, converts them into phases opposite to each other, and outputs them to two output terminals OUT1 and OUT2.

상기 발룬(300)의 출력단자(OUT1)(OUT2)에는 직류 차단용 커패시터(C11)(C12)의 일측단자가 각기 접속되고, 직류 차단용 커패시터(C11)(C12)의 타측단자에는 다이오드(D11)의 애노드 및 다이오드(D11)의 캐소드가 각기 접속된다.One terminal of the DC blocking capacitors C11 and C12 is connected to the output terminals OUT1 and OUT2 of the balun 300 and the other terminal of the DC blocking capacitors C11 and C12 is connected to the other terminal of the diode D11 And the cathode of the diode D11 are connected to each other.

여기서, 상기 다이오드(D11)는 예를 들면, 순방향 전압이 낮은 쇼트키 다이오드를 사용한다.Here, the diode D11 uses, for example, a Schottky diode having a low forward voltage.

그리고 상기 직류 차단용 커패시터(C11) 및 상기 다이오드(D11)의 애노드의 접속점에 직류전압 변환부(310)가 구비되어 수신된 RF 신호의 전력이 검출된다.A DC voltage converting unit 310 is provided at a connection point between the DC blocking capacitor C11 and the anode of the diode D11 to detect the power of the received RF signal.

상기 직류전압 변환부(310)는 상기 직류 차단용 커패시터(C11) 및 상기 다이오드(D11)의 애노드의 접속점이 다이오드(D12)를 통해 평활용 커패시터(C13)에 접속되어 상기 다이오드(D12) 및 상기 평활용 커패시터(C13)의 접속점에서 검출된 RF 신호의 전력이 출력되게 구성된다.The DC voltage converting unit 310 is connected to the DC blocking capacitor C11 and the anode of the diode D11 through a diode D12 to the smoothing capacitor C13, And the power of the RF signal detected at the connection point of the smoothing capacitor C13 is outputted.

여기서, 상기 다이오드(D12)도 예를 들면, 순방향 전압이 낮은 쇼트키 다이오드를 사용한다.Here, the diode D12 also uses, for example, a Schottky diode having a low forward voltage.

그리고 상기 직류 차단용 커패시터(C12) 및 상기 다이오드(D11)의 캐소드의 접속점과 접지의 사이에 RF 신호를 차단하기 위한 인덕터(L11)가 접속된다.An inductor L11 for blocking the RF signal is connected between the DC blocking capacitor C12 and the node of the cathode of the diode D11 and the ground.

이와 같이 구성된 본 발명의 전력 검출장치는 수신된 RF 신호가 발룬(300)으로 입력된다.In the power detecting apparatus of the present invention configured as described above, the received RF signal is input to the balun 300.

그러면, 상기 발룬(300)은 입력된 RF 신호를 2개로 분할하고, 분할한 2개의 RF 신호를 상호간에 180°의 위상차를 갖는 신호로 변환하여 출력단자(OUT1)(OUT2)로 각기 출력한다.Then, the balun 300 divides the input RF signal into two, converts the two divided RF signals into signals having a phase difference of 180 degrees between them, and outputs them to the output terminals OUT1 and OUT2.

상기 발룬(300)의 출력단자(OUT1)(OUT2)로 출력된 RF 신호는 직류 차단용 커패시터(C11, C12)를 각기 통해 다이오드(D1)의 애노드 및 캐소드에 각기 인가된다.The RF signals output to the output terminals OUT1 and OUT2 of the balun 300 are respectively applied to the anode and the cathode of the diode D1 through the DC blocking capacitors C11 and C12.

상기 다이오드(D11)의 캐소드는 인덕터(L11)를 통해 접지에 연결되어 있고, 또한 상기 인덕터(L11)는 RF 신호가 접지되는 것을 차단하게 된다.The cathode of the diode D11 is connected to the ground through the inductor L11 and the inductor L11 blocks the RF signal from being grounded.

그러면, 상기 발룬(300)의 출력단자(OUT1)(OUT2)에서 출력되어 직류 차단용 커패시터(C11, C12)를 통과한 RF 신호는 상기 다이오드(D11)를 통해 합성되므로 접지를 기준으로 하여 상기 다이오드(D11)의 애노드에 인가되는 RF 신호의 전력은, 상기 출력단자(OUT1, OUT2)로 각기 출력되는 RF 신호의 전력의 2배가 된다.The RF signal output from the output terminals OUT1 and OUT2 of the balun 300 and passing through the DC blocking capacitors C11 and C12 is synthesized through the diode D11, The power of the RF signal applied to the anode of the diode D11 is twice the power of the RF signal output to the output terminals OUT1 and OUT2.

상기 다이오드(D11)의 애노드에 인가되는 RF 신호는 직류전압 변환부(310)의 다이오드(D12)를 통해 맥류신호로 변환되고, 커패시터(C13)에 의해 직류전압으로 변환되어 수신된 RF 신호의 전력이 검출된다.The RF signal applied to the anode of the diode D11 is converted into a pulsating current signal through the diode D12 of the DC voltage converting unit 310. The RF signal is converted into a DC voltage by the capacitor C13, Is detected.

이러한 본 발명에 따르면, RF 신호의 전력을 증가시켜 RF 신호의 전력을 검출하는 것으로서 다이오드의 순방향 전압보다 낮은 RF 신호의 전력도 검출할 수 있다.According to the present invention, the power of the RF signal is detected by detecting the power of the RF signal by increasing the power of the RF signal, so that the power of the RF signal lower than the forward voltage of the diode can be detected.

그리고 상기에서 발룬(300)의 입력 임피던스는 통상적으로 50Ω이다. 상기 발룬(300)의 출력단자(OUT1, OUT2)의 출력 임피던스는 제품의 종류에 따라 상이하나 통상적으로 50∼200Ω 정도이다.And the input impedance of the balun 300 is typically 50 OMEGA. The output impedances of the output terminals OUT1 and OUT2 of the balun 300 differ depending on the type of the product but are usually about 50 to 200 OMEGA.

여기서, 본 발명은 출력 임피던스가 높은 발룬(300)을 사용 즉, 출력 임피던스가 200Ω인 발룬(300)을 사용할 경우에 다이오드(D11)에서 합성되는 RF 신호의 전력을 더욱 증가시켜 검출 가능한 RF 신호의 최소 전력을 보다 낮게 설계할 수 있다.In the present invention, when the balun 300 having a high output impedance is used, that is, when the balun 300 having an output impedance of 200? Is used, the power of the RF signal synthesized by the diode D11 is further increased to generate a detectable RF signal The minimum power can be designed to be lower.

이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이 해할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, I will do this.

그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the above-described embodiments, but should be determined by equivalents to the appended claims, as well as the appended claims.

도 1은 일반적인 전력 검출장치의 구성을 보인 회로도,1 is a circuit diagram showing a configuration of a general power detection device,

도 2의 (a) 내지 (c)는 도 1의 각 부위 동작 파형도, 및Figs. 2 (a) to 2 (c) are operation waveforms of respective parts in Fig. 1, and

Claims

A balun for converting received RF (Radio Frequency) signals into two RF signals having opposite phases to each other and outputting the RF signals;

A diode for receiving and combining the converted two RF signals output from the balun to the anode and the cathode, respectively;

An inductor that blocks the RF signal while grounding the cathode of the diode; And

And a DC voltage converting unit for converting the RF signal of the anode of the diode into a DC voltage and detecting the power of the RF signal.

The method of claim 1, further comprising: between two output terminals of the balun and an anode and a cathode of the diode;

And a DC blocking capacitor for blocking a DC voltage passing only the RF signal.

3. The apparatus of claim 1 or 2, wherein the balun comprises:

An apparatus for detecting power of an RF signal having an output impedance of 200? Or more.

2. The device of claim 1, wherein the diode comprises:

An apparatus for detecting power of an RF signal which is a Schottky diode.

The plasma display apparatus of claim 1, wherein the DC voltage converting unit comprises:

A diode rectifying the RF signal of the anode of the diode; And

And a capacitor for smoothing the RF signal rectified by the diode and converting the rectified RF signal into a DC voltage.

6. The apparatus of claim 5, wherein the diode comprises:

An apparatus for detecting power of an RF signal which is a Schottky diode.