KR101857214B1 - 다채널 빔스캔 수신기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하나의 기판에 다채널 안테나를 포함하는 빔스캔 수신기를 구현함으로써 면적을 줄이고 제작 비용을 절감할 수 있는 다채널 빔스캔 수신기에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 의한 다채널 빔스캔 수신기는, 다채널 안테나, 상기 다채널 안테나를 통해 수신한 다수의 신호 중 하나를 선택하는 스위치, 상기 스위치에서 선택된 신호를 1차 증폭하는 제 1 저잡음 증폭기, 상기 1차 증폭된 신호를 필터링(filtering)하는 대역통과필터, 상기 필터링된 신호를 2차 증폭하는 제 2 저잡음 증폭기 및 상기 2차 증폭된 신호를 전압으로 변환하는 검출기를 포함한다.

Description

다채널 빔스캔 수신기{MULTI CHANNEL BEAM SCAN RECEIVER}
본 발명은 수동 라디오미터(Passive Radiometer)용 빔스캔 수신기에 관한 것이다.
종래 기술에 의한 수동 라디오미터용 빔스캔 수신기의 경우, 단일 안테나를 사용하여 신호를 수신하고 수신된 신호를 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier; LNA)에서 증폭한 후 신호 혼합기를 이용하여 중간 주파수 신호로 변환한다. 이어서 변환된 신호를 임피던스 정합회로를 거쳐 다이오드 검출기에서 전압으로 변환한 후 DC 증폭기에서 증폭하여 출력하는 방식을 사용한다.
그런데, 종래의 수동 라디오미터를 다채널로 구성하고자 할 경우, 단일 안테나를 사용하기 때문에 채널 갯수만큼의 수신기가 필요하다. 예를 들어, 30채널의 라디오미터를 구현하기 위해서는 30개의 수신기가 필요하게 된다. 또한, 각 수신기마다 저잡음 증폭기와 검출기 등의 부품들도 개별적으로 조합해야 하므로, 수신기구성에 매우 큰 면적을 소모하게 되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 하나의 기판에 다채널 안테나를 포함하는 빔스캔 수신기를 구현함으로써 면적을 줄이고 제작 비용을 절감할 수 있는 다채널 빔스캔 수신기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 다채널 빔스캔 수신기는, 다채널 안테나, 상기 다채널 안테나를 통해 수신한 다수의 신호 중 하나를 선택하는 스위치, 상기 스위치에서 선택된 신호를 1차 증폭하는 제 1 저잡음 증폭기, 상기 1차 증폭된 신호를 필터링(filtering)하는 대역통과필터, 상기 필터링된 신호를 2차 증폭하는 제 2 저잡음 증폭기 및 상기 2차 증폭된 신호를 전압으로 변환하는 검출기를 포함한다. 또한, 상기 검출기에서 변환된 전압을 증폭하여 출력하는 DC 증폭기를 더 포함할 수 있다.
상기 다채널 안테나, 상기 스위치, 상기 제 1 저잡음 증폭기, 상기 대역통과필터, 상기 제 2 저잡음 증폭기 및 상기 검출기는 하나의 LTCC 기판에 형성될 수 있다.
상기 다채널 안테나와 상기 대역통과필터는 상기 LTCC 기판 상에 마이크로스트립 선로(microstrip line)를 이용하여 구현될 수 있다.
상기 스위치 및 상기 제 1 저잡음 증폭기는 각각 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)로 구현될 수 있고, 상기 제 2 저잡음 증폭기와 상기 검출기는 하나의 MMIC로 구현될 수 있다.
본 발명에 의하면, 다채널 안테나를 포함하는 단일 수신기를 하나의 LTCC 기판에 구현할 수 있고, 스위치를 적절히 조정하여 단일 수신기 구조로 원활하게 빔스캔이 가능하며, 수신기 수량을 줄여 수동 라디오미터의 제작 단가를 크게 절감할 수 있다.
또한, 저잡음 증폭기와 검출기를 MMIC로 단일칩화하여 별도의 임피던스 정합회로가 필요하지 않고, 중간 주파수를 사용하지 않음으로써 수신기 구조를 더욱 간단하게 만들 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다채널 빔스캔 수신기의 구성도.
도 2는 도 1의 다채널 안테나(101) 및 스위치(103)의 일 실시예를 상세히 나타낸 구성도.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다채널 빔스캔 수신기의 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 다채널 빔스캔 수신기는 다채널 안테나(101), 다채널 안테나(101)를 통해 수신한 다수의 신호 중 하나를 선택하는 스위치(103), 스위치(103)에서 선택된 신호를 1차 증폭하는 제 1 저잡음 증폭기(105), 1차 증폭된 신호를 필터링(filtering)하는 대역통과필터(Band Pass Filter; BPF)(107), 필터링된 신호를 2차 증폭하는 제 2 저잡음 증폭기(109) 및 2차 증폭된 신호를 전압으로 변환하는 검출기(111)를 포함한다. 또한, 검출기(111)에서 변환된 전압을 증폭하여 출력하는 DC 증폭기(115)를 더 포함할 수 있다.
여기에서, 수동부품인 다채널 안테나(101) 및 대역통과필터(107)와, 능동부품인 스위치(103), 제 1 저잡음 증폭기(105), 제 2 저잡음 증폭기(109) 및 검출기(111)는 모두 하나의 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 기판(117) 상에 간단한 구조로 형성될 수 있다. LTCC란 다층의 세라믹 기판 내에 다양한 소자를 3차원적으로 배열하는 저온 적층 세라믹 공정 기술을 의미한다.
다채널 안테나(101)와 대역통과필터(107)는 LTCC 기판(117) 상에서 마이크로스트립 선로(microstrip line)를 이용하여 구현될 수 있다.
스위치(103)와 제 1 저잡음 증폭기(105)는 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)로 구현될 수 있다. MMIC란 각종 고주파 소자를 고집적화한 단일칩 고주파 집적회로를 의미한다.
제 2 저잡음 증폭기(109)와 검출기(111)는 단일칩(113), 즉, 하나의 MMIC로 구현되는 것이 바람직하다. 이렇게 제 2 저잡음 증폭기(109)와 검출기(111)를 단일칩화함으로써 별도의 임피던스 정합회로가 필요하지 않고, 중간 주파수를 사용하지 않으므로 수신기 구조가 더욱 간단해지게 된다.
수신기의 동작을 살펴보면, 다채널 안테나(101)는 빔스캔을 통해 다수의 채널의 신호를 수신하고, 스위치(103)는 이 중 하나의 신호만을 선택한다. 제 1 저잡음 증폭기(105)는 스위치(103)에서 선택된 신호를 저잡음 증폭하고, 대역통과필터(107)는 증폭된 신호 중 기설정된 주파수 대역만을 통과시킨다. 대역통과필터(107)를 통과한 신호는 제 2 저잡음 증폭기(109)에서 다시 저잡음 증폭된 후 별도의 임피던스 정합회로 없이 단일칩(113)에 구현된 검출기(111)를 통해 전압으로 변환된다. 변환된 전압은 DC 증폭기(115)에 의해 신호처리 가능한 전압 크기로 증폭되어 출력된다.
도 2는 도 1의 다채널 안테나(101) 및 스위치(103)의 일 실시예를 상세히 나타낸 구성도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 다채널 안테나(101)로는 패치 어레이(patch array) 타입의 3채널 안테나가 사용될 수 있다. 이러한 패치 어레이 타입의 안테나는 LTCC 기판(117) 상에 마이크로스트립 선로를 이용하여 구현될 수 있으며, 수신 주파수 대역은 94GHz 대역 등의 밀리미터파 대역 또는 마이크로파 대역일 수 있다.
이와 같이 3채널의 패치 어레이 안테나가 사용될 경우, 스위치(103)는 3개의 개별 안테나에서 수신되는 신호를 입력받도록 3개의 단자(201, 203, 205)에 연결되는 SP3T 스위치로 구현될 수 있다. 따라서, 만약 라디오미터를 30채널로 구성할 경우 10개의 수신기만으로 구현이 가능하므로, 수신기의 면적을 획기적으로 줄일 수 있게 된다.
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 알 수 있을 것이다.

Claims (8)

  1. 다채널 안테나;
    상기 다채널 안테나를 통해 수신한 다수의 신호 중 하나를 선택하는 스위치;
    상기 스위치에서 선택된 신호를 1차 증폭하는 제 1 저잡음 증폭기;
    상기 1차 증폭된 신호를 필터링(filtering)하는 대역통과필터;
    상기 필터링된 신호를 2차 증폭하는 제 2 저잡음 증폭기; 및
    상기 2차 증폭된 신호를 전압으로 변환하는 검출기를 포함하고,
    상기 제 2 저잡음 증폭기와 상기 검출기는 하나의 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)로 구현되는 다채널 빔스캔 수신기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 다채널 안테나, 상기 스위치, 상기 제 1 저잡음 증폭기, 상기 대역통과필터, 상기 제 2 저잡음 증폭기 및 상기 검출기는 하나의 LTCC 기판에 형성되는
    다채널 빔스캔 수신기.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 다채널 안테나는 상기 LTCC 기판 상에 마이크로스트립 선로(microstrip line)를 이용하여 구현되는
    다채널 빔스캔 수신기.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 대역통과필터는 상기 LTCC 기판 상에 마이크로스트립 선로를 이용하여 구현되는
    다채널 빔스캔 수신기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 다채널 안테나는 3채널 패치 어레이(patch array) 안테나이고, 상기 스위치는 SP3T 스위치인
    다채널 빔스캔 수신기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 스위치 및 상기 제 1 저잡음 증폭기는 각각 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)로 구현되는
    다채널 빔스캔 수신기.
  7. 삭제
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 검출기에서 변환된 전압을 증폭하여 출력하는 DC 증폭기
    를 더 포함하는 다채널 빔스캔 수신기.
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