KR101704689B1 - 밀리미터파 모듈레이션 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디지털 데이터를 밀리미터 주파수 대역의 송신 신호로 변조할 수 있는 저전력 고효율의 밀리미터파 모듈레이션 장치에 관한 것으로, 밀리미터파 모듈레이션 장치는, 콘스턴트 엔벨로프 속성의 변조를 수행하며 입력 데이터의 속도에 따라 제1 국부발진 신호가 고정되는 변조부, 변조부의 출력을 위상 천이하는 위상 시프터, 위상 시프터의 출력을 증폭하는 전력 증폭기, 및 전력 증폭기의 출력에 연결되는 안테나를 포함한다.

Description

밀리미터파 모듈레이션 장치{MODULATION DEVICE OF MILLIMETER WAVE}
본 발명의 실시예는 밀리미터파 모듈레이션 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디지털 데이터를 밀리미터 주파수 대역의 송신 신호로 변조할 수 있는 저전력 고효율의 밀리미터파 모듈레이션 장치에 관한 것이다.
통신에 사용되는 무선 주파수 자원의 고갈에 따라 전 세계적으로 밀리미터파 대역에 대한 활용에 관심이 집중되고 있다. 밀리미터파 대역을 이용하면 기존의 다른 무선 통신 시스템과의 간섭없이 공통으로 사용할 수 있는 장점과 낮은 주파수 효율을 갖는 통신 기술로도 용이하게 기가급 무선 시스템을 구축할 수 있는 장점이 있다. 특히, 밀리미터파 대역의 송수신 장치는 반도체 표준 공정 기술인 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)의 미세 공정이 100㎚ 이하에서도 가능해짐에 따라 60㎓ 대역의 RF 회로를 손쉽게 구현할 수 있고 그에 의해 밀리미터파 대역의 통신 활용을 촉진하고 있는 실정이다.
도 1은 기존 밀리미터 송신기 구조의 예시도이다.
도 1에 도시한 밀리미터 송신기는, 같은 주파수 자원에 많은 통신 정보를 실기 위해 I와 Q 경로(Path)를 만들고 디지털 회로에서 변조된 신호를 디지털 아날로그 컨버터(DAC)와 I/Q 믹서(Mixer)를 통해 밀리미터 주파수로 상향 변환(Up Conversion)하며, 최종적으로 대기(Air)에서 원하는 통신 거리 만큼 전송할 수 있도록 전력 증폭기의 증폭 전력을 제어하는 구조를 가진다.
여기서, 주파수 효율을 높이기 위해 디지털에서 복잡한 변조 방식을 사용하는데 QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)부터 64QAM(Quadrature Amplitude Modulation)까지 다양한 방식이 적용된다. 하지만, 변조 방식이 높아질수록 변조 방식에서 요구하는 PAPR(Peak to Average Power Ratio)가 높아지는 문제가 있다. 이는 최종 출력단인 전력 증폭기(PA)에서 백오프(Back-off)를 하는 정도를 의미하는 것으로 전력 증폭기 입장에서 해석할 수 있다.
현재 3~4㎓에서는 PAPR가 8㏈ 정도로 전력 증폭기를 최대 효율 상태(Saturation)에서 8㏈ 정도 백오프하여 사용하고 있다. 특히 밀리미터파 대역에서 이러한 시스템이 더 문제가 되는 것은 밀리미터 주파수에서 사용하는 전력 증폭기의 효율이 3~4㎓ 주파수에서 사용되는 전력 증폭기의 효율보다 훨씬 떨어진다는 것이다. 또한, 백오프를 많이 두었을 때 밀리미터파 전력 증폭기에서 소모하는 파워는 대부분 열로 소모되어 전체 송신기의 효율이 급격히 떨어지게 된다.
도 2는 기존 밀리미터파 OOK 모듈레이션 구조의 예시도이다.
도 2에 도시한 밀리미터파 송신기는 OOK(On-off Keying) 구조를 가진 것으로, 믹서나 전력 증폭기를 온-오프(On-off) 하면서 아주 간단한 변조를 수행할 수 있고, 그에 의해 전력 증폭기 측에 PAPR을 최소화하고 결과적으로 출력 파워의 효율을 높여 저 전력으로 전송하는 시스템에 적합한 구조를 가진다. 하지만 이러한 구조의 밀리미터파 OOK 모듈레이션 장치의 단점은 주파수 효율을 극대화하지 못할 뿐만 아니라 변조 대비 파워 효율이 높지않고 또한 진폭(Amplitude)에 정보를 포함하고 있어 노이즈에 취약한 단점이 있다.
도 3은 기존 밀리미터파 어레이 송신기 구조의 부분 예시도이다.
도 3에 도시한 밀리미터파 어레이 송신기는 파장이 짧아서 안테나 사이즈가 작아지고 결과적으로 3G, 4G 시스템보다는 어레이를 쉽게 만들 수 있다는 강점이 있다. 이와 더불어, 전력 증폭기 한 개가 얻을 수 없는 파워를 여러 개의 전력 증폭기로 얻을 수 있다. 즉, 여러 개의 전력 증폭기의 파워를 대기(Air)에서 결합하면서 고출력을 얻는 방법은 밀리미터 시스템을 구축하는데 많은 장점을 제공하고 있다. 현재 사용되고 있는 어레이 송신기 구조는 모듈레이션된 신호를 파워 분배하고 위상 편이(Phase Shifting)하여 전력 증폭기에 인가하기 때문에 전력 증폭기 입장에서는 파워를 낮은 파워로 출력하는 정도의 장점만 가지고 있을 뿐 효율 측면의 개선은 없는 한계가 있다.
본 발명의 일실시예에서는 고속 데이터 통신용 밀리미터파 송신기의 데이터 전송 효율을 높이는 콘스턴트 엔벨로프(Constant Envelope) 변조 방식을 통해 전송 효율과 동시에 파워 효율을 높일 수 있는 밀리미터파 모듈레이션 장치를 제공하고자 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 밀리미터파 모듈레이션 장치는, 콘스턴트 엔벨로프 속성의 변조를 수행하며 입력 데이터의 속도에 따라 제1 국부발진 신호가 고정되는 변조부; 변조부의 출력을 위상 천이하는 위상 시프터; 위상 시프터의 출력을 증폭하는 전력 증폭기; 및 전력 증폭기의 출력에 연결되는 안테나를 포함한다.
일실시예에서, 변조부는, I 데이터 또는 Q 데이터의 입력 데이터 속도에 따라 제1 국부발진 신호가 고정되는 제1 국부발진기; 제1 국부발진 신호를 동위상의 I-신호와 직교위상의 Q-신호로 변환하는 직교위상 발생기; I 데이터와 Q 데이터를 각각 입력받고 직교위상 발생기의 I-신호와 Q-신호를 각각 입력받는 제1 믹서와 제2 믹서; 제1 믹서의 출력과 제2 믹서의 출력을 합하는 애더(Adder); 애더의 출력과 제2 국부발진기의 밀리미터파 대역의 제2 국부발진 신호를 상향 변환하는 제3 믹서를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 밀리미터파 모듈레이션 장치는, 제2 국부발진기에 밀리미터파 대역의 주파수를 갖는 기준 신호를 제공하는 위상고정루프를 더 포함할 수 있다.
일실시예에서, 제1 국부발진기는 인젝션 고정 오실레이터(Injection Locking Oscillator)를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 변조부, 위상 시프터, 전력 증폭기 및 안테나는 모듈레이션 장치의 송신기 유닛에 각각 포함되며, 여기서 복수의 송신기 유닛은 공간 모듈레이션을 위한 어레이로 배열될 수 있다.
일실시예에서, 변조부는 MSK(Minimum Shift Keying) 변조를 수행할 수 있다.
일실시예에서, 위상 시프터, 전력 증폭기 및 안테나는 모듈레이션 장치의 송신단 유닛에 각각 포함되며, 복수의 송신단 유닛은 스위칭 장치를 통해 변조부에 연결될 수 있다.
일실시예에서, 스위칭 장치는, 각각의 위상 시프터와 상기 변조부 사이에 설치되는 복수의 스위치; 복수의 스위치의 각 스위치와 변조부 사이에 각각 설치되는 복수의 지연 고정 루프를 구비하는 지연 구동부; 및 복수의 스위치의 각 스위치를 통해 각 위상 시프터로 전달되는 신호에 기초하여 지연 구동부를 제어할 지연 정보를 추출하는 지연 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 고속 데이터 통신용 밀리미터파 송신기의 데이터 전송 효율을 높이는 콘스턴트 엔벨로프(Constant Envelope) 변조 방식을 통해 전송 효율과 동시에 파워 효율을 높일 수 있는 밀리미터파 모듈레이션 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 저전력 밀리미터파 통신이 가능하게 되며 동시에 고속 통신 시장의 새로운 제품군을 형성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 기존 밀리미터 송신기 구조의 예시도
도 2는 기존 밀리미터파 OOK(On-off Keying) 모듈레이션 구조의 예시도
도 3은 기존 밀리미터파 어레이 송신기 구조의 부분 예시도
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 밀리미터파 모듈레이션 장치의 개략적인 블록도
도 5는 도 4의 밀리미터파 모듈레이션 장치의 성좌도
도 6은 도 4의 밀리미터파 모듈레이션 장치의 변조부에 대한 블록도
도 7은 도 6의 변조부의 작동 원리를 설명하기 위한 MSK 성좌도
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밀리미터파 모듈레이션 장치의 블록도
도 9는 도 8의 밀리미터파 모듈레이션 장치에 채용가능한 스위칭 장치의 블록도
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 형태들에 대해서 상세히 설명한다. 다만, 실시형태를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 도면에서 구성요소의 크기는 설명을 위해 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다. 그리고, 명세서 전체를 통하여 도면의 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙여 설명하기로 한다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 밀리미터파 모듈레이션 장치의 개략적인 블록도이다. 도 5는 도 4의 밀리미터파 모듈레이션 장치의 성좌도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 밀리미터파 모듈레이션 장치(10)는, 변조부(11), 위상 시프터(12), 전력 증폭기(13) 및 안테나(14)를 포함한 제1 송신기(10a), 그리고 제1 송신기(10a)와 각각 동일한 구조로 변조부, 위상 시프터, 전력 증폭기 및 안테나를 각각 구비하는 복수의 송신기(10b, 10c, 10d)를 포함한다. 제1 송신기를 포함하는 복수의 송신기(10a 내지 10d)는 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)의 미세 공정을 통해 어레이(Array) 형태로 제조될 수 있다. 각 송신기(10a 내지 10d)는 어레이용 송신기 유닛에 대응할 수 있다.
밀리미터파 모듈레이션 장치(10)의 MSK 모듈레이션에 의해 나온 출력은 어레이 안테나를 통과하여 대기로 전파된다. 여기서, 위상 시프터(12)를 각각의 셀(Cell)에 적용하여 대기에서 원하는 대로 파형을 결합함으로써 공간(Space) 모듈레이션을 수행할 수 있다.
전술한 모듈레이션은 결국 대기 공간(Air Space)에서 파워를 합침으로써 도 5에 도시한 바와 같이 고차 변조(High Order Modulation)의 성좌도(Constellation)를 보여줄 수 있다.
전술한 구성에 의하면, 변조부(11)를 각각 구비한 개별 송신기에 연결되어 있는 전력 증폭기(13)는 최대 파워를 낼 수 있고, 개별 송신기에 의한 고차 변조가 대기 공간에서 결합하기 때문에 고효율 고속 데이터 통신에 적합한 밀리미터파 모듈레이젼 장치를 제공할 수 있다.
특히, 밀리미터파 통신 시스템은 도 3과 같이 어레이(Array)로 시스템을 꾸미는 것이 일반적이기 때문에 본 실시예에 따른 밀리미터파 모듈레이션 장치는 어레이로 시스템을 꾸미는 구조에 더욱 효과적으로 적용할 수 있는 강점을 가지고 있다.
즉, 본 실시예에 따른 밀리미터파 모듈레이션 장치(10)는, 도 3과 같이 밀리미터 송신기를 어레이로 구성하는 구조를 취하나, 도 3의 경우와 달리 복잡한 디지털 변조를 송신기단에서 수행하는 것이 아니라 대기상의 파워 결합으로 구현하고 결과적으로 각각의 어레이는 고 효율 변조방식을 사용하여 효율을 극대화한다는 차이가 있다.
도 6은 도 4의 밀리미터파 모듈레이션 장치의 변조부에 대한 블록도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 변조부(11)는, 제1 믹서(111), 제2 믹서(112), 제1 국부발진기(113), 직교위상 발생기(114), 애더(Adder, 115), 제3 믹서(116), 제2 국부발진기(117) 및 위상고정루프(PLL, 118)를 포함할 수 있다. 물론, 구현에 따라서 위상고정루프(Phase Locked Loop)는 별도의 장치로 변조부(11) 외부에 설치될 수 있다.
전술한 구성요소들의 기능이나 이들 간의 결합관계를 동작 과정을 중심으로 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, I 데이터와 Q 데이터가 제1 믹서(111)와 제2 믹서(112)에 각각 입력되고, I 데이터 또는 Q 데이터의 입력 데이터 속도(Input Data Rate)에 따라 변조 속도가 자동 가변되는 제1 국부발진기(113)의 국부발진 신호가 직교위상 발생기(114)를 통해 동위상의 I-신호와 직교 위상의 Q-신호로 제1 믹서(111)와 제2 믹서(112)에 각각 입력된다. 제1 국부발진기(113)에서 출력되는 제1 국부발진 신호의 제1 주파수는 안테나에서 송출되는 송신신호의 제2주파수(송신주파수)보다 작다.
제1 믹서(111)의 출력과 제2 믹서(112)의 출력은 애더(115)에 의해 더해져 제3 믹서(116)에 전달된다. 제3 믹서(116)는 애더(115)의 출력과 제2 국부발진기(117)의 제2 국부발진 신호를 상향 변환(Up Conversion)하여 밀리미터 주파수의 송신신호를 생성한다. 생성된 송신신호는 위상 시프터(도 4의 12 참조)에 전달된다.
제2 국부발진기(117)는 국부발진 신호를 생성하여 출력하는 수단이나 이러한 수단에 상응하는 기능을 수행하는 구성부를 지칭한다. 국부발진 신호는 소정 주파수 예를 들어 안테나(19)를 통해 송출하고자 하는 송신신호의 주파수를 갖는 사인(sine) 파형의 신호일 수 있다. 즉, 제2 국부발진기(117)는 위상고정루프(118)에 연결되어 기준 신호를 받고, 기준 신호를 이용하여 국부발진 신호를 보정하거나 안정화시킬 수 있다.
또한, 제2 국부발진기(117)는 트랜지스터(Transistor)를 이용한 트랜지스터 발진기, 다이오드(Diode)를 이용한 다이오드 발진기 등으로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 제2 국부발진기(117)는 모듈레이션 장치(10)가 복수의 송신주파수를 이용하는 경우 가변 국부발진 신호를 생성하기 위하여 국부발진 신호의 주파수를 가변할 수 있는 전압제어 발진기(Voltage Controlled Oscillator, VCO)로 구현될 수 있다. 즉, 구현에 따라서, 제2 국부발진기(117)는 위상고정루프(118)의 특정 파트(Part)의 가변에 따라 국부발진 신호의 주파수를 원하는 주파수로 가변하도록 작동되거나 구현될 수 있다.
본 실시예에서, 제2 국부발진 신호는 수 ㎓ 대역에서 수십 ㎓ 대역의 밀리미터 주파수를 가질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 구현에 따라서 제2 국부발진 신호는 100 ㎓ 이상 대역의 밀리미터 주파수를 가질 수 있다.
위상고정루프(118)는 제2 국부발진기(117)에 기준 신호를 전달하는 기준 주파수 신호 발생부일 수 있다. 위상고정루프(118)는 제2 국부발진기(117)에서 생성하는 국부발진 신호의 주파수와 동일한 주파수를 가지는 기준 신호를 생성한다. 위상고정루프(118)는 기준 주파수를 가지는 기준 신호를 제2 국부발진기(117)에 공급하여 주변 환경(온도 등)에 따라 제2 국부발진기(117)에서 국부발진 신호의 발진 주파수가 변하는 것을 방지하도록 동작한다. 물론 구현에 따라서 위상고정루프(118)는 국부발진 신호의 주파수를 원하는 주파수(발진주파수)로 가변하도록 구현될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 국부발진기(113)는 입력 데이터(예컨대, I 데이터)의 속도에 따라 고정(Locking)되는 오실레이터(Oscillator)이다. 즉, 제1 국부발진기(113)는 인젝션 고정 오실레이터(Injection Locked Oscillator)로 데이터 속도(Data Rate)를 가변할 수 있도록 구현되어 있다. 이러한 구조를 취함으로써 입력 데이터에 따라 자동으로 MSK 모듈레이션이 걸릴 수 있고, 그에 의해 저 전력 고 효율의 통신 변조가 가능하다.
게다가, 본 실시예에서 제안하는 밀리미터파 모듈레이션 장치의 강점은 콘스턴트 엔벨로프(Constant Envelope)를 가지는 모듈레이션을 사용하기 때문에 변조 과정에서 영상(Zero Phase)을 거치지 않아 밀리미터파 전력 증폭기의 효율을 극대화할 수 있는 장점도 있다.
도 7은 도 6의 변조부의 작동 원리를 설명하기 위한 MSK 성좌도이다.
도 7의 MSK(Minimum Shift Keying)의 성좌도(Constellation Diagram)에 도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 변조부는 심볼이 변할 때 제로 크로싱(Zero Crossing)을 하지 않기 때문에 콘스턴트 엔벨로프(Constant Envelope) 변조 방식으로 변조를 수행한다. 따라서, 어레이를 구성하는 각 송신기의 전력 증폭기의 최대 출력에서 모듈레이션을 통해 데이터를 송신신호에 실을 수 있다. 이때, 본 실시예의 전력 증폭기의 효율은 기존의 고차 PAPR 변조의 전력 증폭기의 효율보다 월등히 우수한 효율을 보인다.
본 실시예에 따른 변조부에서의 MSK 변조 파형을 나타내면 수학식 1과 같다.
Figure 112014117112383-pat00001
수학식 1에서, B(t)는 AI(t)와 AQ(t)가 같은 때는 1, 다를 때는 -1을 나타내는 값을 말하고, θ(t)는 AI(t)가 1일 때는 0이고 그 외에는 모두다 π인 값이다. 수학식 1에서 알 수 있듯이 MSK는 위상과 주파수 변조를 동시에 하면서 콘스턴트 인벨로프(Constant envelope) 속성을 만들고 있음을 알 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 밀리미터파 모듈레이션 장치의 블록도이다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 밀리미터파 모듈레이션 장치는 변조부(11)를 공유하도록 구현될 수 있다. 즉, 복수의 위상 시프터(12a 내지 12n) 각각과, 복수의 전력 증폭기(13a 내지 13n) 각각과, 복수의 안테나(14a, 내지 14n) 각각으로 이루어지는 송신단 어레이가 스위칭 장치(15)를 통해 변조부(11)와 연결되도록 구현될 수 있다.
전술한 구성에 의하면, 각각의 안테나에서의 전자기파의 진행 방향에 대한 전계의 극성 방향에 따라 스위칭 장치(15) 내의 스위치를 제어하여 해당 위상 시프터와 전력 증폭기에 변조부(11)의 송신신호를 전달함으로써 구조를 단순화할 수 있는 이점이 있다.
도 9는 도 8의 밀리미터파 모듈레이션 장치에 채용가능한 스위칭 장치의 블록도이다.
도 9를 참조하면, 본 실시예에 따른 스위칭 장치(15)는, 지연 구동부(151), 복수의 스위치(152) 및 지연 제어부(153)를 포함할 수 있다.
지연 구동부(151)는 변조부와 각각의 전력 증폭기 또는 안테나와의 사이에 각각 설치되는 복수의 지연 고정 루프(Delay Locked Loop, DLL)(151a, 151b, 151c, 151d, …, 151n)을 포함할 수 있다.
복수의 스위치(152)에 포함된 각 스위치는 각각의 지연 고정 루프와 각각의 전력 증폭기와의 사이에 설치된다.
지연 제어부(153)는 각각의 스위치를 통해 전력 증폭기에 전달되는 신호를 감지하여 지연 구동부(151)의 복수의 지연 고정 루프(151a 내지 151n)를 각각 제어한다. 지연 제어부(153)는 각 스위치를 통해 출력되는 신호를 결합하는 결합기, 결합된 신호를 중간주파수 대역 신호로 하향 변환하는 리시버, 하향 변환된 신호에서 잡음 신호 외의 신호를 제거하는 필터, 그리고 잡음 신호를 이용하여 잡음 크기가 가장 작아지는 스위치 제어용 지연 정보를 산출하는 산출부를 포함하도록 구현될 수 있다.
본 실시예에 의하면, 입력 데이터 속도에 따라 자동으로 발진주파수가 고정되는 제1 국부발진기(113)의 특징에 더하여 MSK 변조에서 나온 출력을 대기 공간에서 원하는 파형으로 결합하도록 용이하게 제어하여 공간 변조를 수행할 수 있고, 그에 의해 각 전력 증폭기를 최대 파워에서 작동시킬 수 있고, 고효율 고속 데이터 통신을 수행할 수 있다.
한편, 전술한 실시예에서는 설명의 편의상 MSK 변조를 수행하는 변조부를 포함하는 것으로 설명하였으나, 본 발명을 그러한 구성으로 한정되지 않고, 콘스턴트 엔벨로프 속성을 갖는 BPSK 변조나 ASK 변조 등을 수행하는 다른 변조부로 대체 가능하다. 이 경우, 전술한 실시예의 경우와 동일하게 저전력 고효율의 밀리미터파 모듈레이션 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
이상에서와 같이 바람직한 실시 형태들을 중심으로 본 발명을 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 기술내용을 벗어나지 않는 범위에서 실시예에 예시되지 않은 여러 가지의 조합 또는 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실시예들로부터 용이하게 도출가능한 변형과 응용에 관계된 기술내용들은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 밀리미터파 모듈레이션 장치
10a, 10b, 10c, 10d: 송신기(어레이용 송신기 유닛)
11: 변조부
12: 위상 시프터
13: 전력 증폭기
14: 안테나

Claims (8)

  1. 복수개의 송신기 유닛들을 포함하며,
    상기 복수개의 송신기 유닛들 각각은,
    콘스턴트 엔벨로프 속성의 변조를 수행하며 입력 데이터의 속도에 따라 제1 국부발진 신호가 고정되는 변조부;
    상기 변조부의 출력을 위상 천이하는 위상 시프터;
    상기 위상 시프터의 출력을 증폭하는 전력 증폭기; 및
    상기 전력 증폭기의 출력에 연결되는 안테나;
    를 구비하며,
    상기 변조부는,
    I 데이터 또는 Q 데이터의 입력 데이터 속도에 따라 상기 제1 국부발진 신호가 고정되는 제1 국부발진기;
    상기 제1 국부발진 신호를 동위상의 I-신호와 직교위상의 Q-신호로 변환하는 직교위상 발생기;
    상기 I 데이터와 상기 Q 데이터를 각각 입력받고 상기 직교위상 발생기의 I-신호와 Q-신호를 각각 입력받는 제1 믹서와 제2 믹서;
    상기 제1 믹서의 출력과 상기 제2 믹서의 출력을 합하는 애더(Adder); 및
    상기 애더의 출력과 제2 국부발진기의 밀리미터파 대역의 제2 국부발진 신호를 상향 변환하는 제3 믹서;
    를 포함하며,
    상기 위상 시프터들의 출력들은 상기 전력 증폭기들에 의해 최대 파워로 증폭되어 대기 공간으로 송신되며,
    상기 대기 공간에서 상기 전력 증폭기들로부터의 출력 파워가 결합되고, 상기 변조부들의 출력들이 상기 위상 시프터들에 의해 각각 위상 천이됨으로써 상기 대기 공간에서 원하는 파형이 결합되며,
    상기 각 변조부에서의 Minimum Shift Keying(MSK) 변조 파형은 하기 수학식에 따라 표현되는 밀리미터파 모듈레이션 장치.
    Figure 112016085170743-pat00011

    (상기 수학식에서, B(t)는 AI(t)와 AQ(t)가 같은 때는 1, 다를 때는 -1을 나타내는 값을 말하고, θ(t)는 AI(t)가 1일 때는 0이고 그 외에는 모두다 π인 값임)
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 국부발진기에 상기 밀리미터파 대역의 주파수를 갖는 기준 신호를 제공하는 위상고정루프를 더 포함하는 밀리미터파 모듈레이션 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 국부발진기는 인젝션 고정 오실레이터(Injection Locking Oscillator)를 포함하는 밀리미터파 모듈레이션 장치.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 송신단 유닛들은 스위칭 장치를 통해 상기 변조부에 연결되는 밀리미터파 모듈레이션 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 스위칭 장치는,
    각각의 위상 시프터와 상기 변조부 사이에 설치되는 복수의 스위치;
    상기 복수의 스위치의 각 스위치와 상기 변조부 사이에 각각 설치되는 복수의 지연 고정 루프를 구비하는 지연 구동부; 및
    상기 복수의 스위치의 각 스위치를 통해 각 위상 시프터로 전달되는 신호에 기초하여 상기 지연 구동부를 제어할 지연 정보를 추출하는 지연 제어부;
    를 포함하는 밀리미터파 모듈레이션 장치.
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