KR102071885B1 - Magnetic-free Balanced In-band Full Duplex RF Front-end using 0°/180° Balancing Power Splitter - Google Patents

Magnetic-free Balanced In-band Full Duplex RF Front-end using 0°/180° Balancing Power Splitter Download PDF

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정용채
기르다리 차우다리
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Abstract

The present invention relates to an in-band nonmagnetic full duplex communication wireless front end circuit using a balanced and broadband 0°/180° power distributor. More specifically, the in-band nonmagnetic full duplex communication wireless front end circuit comprises a 0°/180° power distributor consisting of a 3-dB Wilkinson power distributor and a pair of 3-dB hybrid combiners. Signals from output terminals of the 0°/180° power distributor are passed through two 3-dB hybrid combiners sequentially connected, and all the signals are radiated to the atmosphere through a specific transmitting antenna. Signals received through specific receiving antennas are only transmitted to receiving terminals, respectively. The signals at the receiving terminal are combined via a 3-dB Wilkinson power combiner and delivered to a receiving unit. The present invention can provide signal isolation features of effectively offsetting a leak signal of a transmitting unit.

Description

평형구조 및 광대역 0°/180° 전력분배기를 이용한 동일대역 비자성체 전이중통신 무선 전단부 회로{Magnetic-free Balanced In-band Full Duplex RF Front-end using 0°/180° Balancing Power Splitter}Magnetic-free Balanced In-band Full Duplex RF Front-end using 0 ° / 180 ° Balancing Power Splitter}

본 발명은 평형구조 및 광대역 0°/180° 전력분배기를 이용한 동일대역 비자성체 전이중통신 무선 전단부 회로에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 3-dB 윌킨슨 전력분배기와 한쌍의 3-dB 하이브리드 결합기로 구성된 0°/180° 전력분배기;를 포함하여, 상기 0°/180° 전력분배기의 출력 단자의 신호들은 순차적으로 연결된 두 개의 3-dB 하이브리드 결합기를 통과하여 특정 송신 안테나를 통해 대기 중으로 모두 방사시키고, 특정 수신 안테나들을 통해 수신되는 신호들은 각각 수신 단자로만 전달되며, 수신 단자의 신호들은 3-dB 윌킨슨 전력 결합기를 통해 결합되어 수신부에 전달되는 평형구조 및 광대역 0°/180° 전력분배기를 이용한 동일대역 비자성체 전이중통신 무선 전단부 회로에 관한 것이다.The present invention relates to an in-band nonmagnetic full-duplex radio front end circuit using a balanced structure and a wideband 0 ° / 180 ° power divider, and more particularly, consisting of a 3-dB Wilkinson power divider and a pair of 3-dB hybrid combiners. 0 ° / 180 ° power divider; including, the signals of the output terminals of the 0 ° / 180 ° power divider passes through two 3-dB hybrid combiner in sequence to radiate all to the atmosphere through a specific transmit antenna, Signals received through specific receive antennas are each delivered only to the receive terminals, and the signals at the receive terminals are combined through a 3-dB Wilkinson power combiner and delivered to the receiver in the same band using a balanced and wideband 0 ° / 180 ° power divider. A non-magnetic full duplex wireless front end circuit is provided.

일반적으로 LTE 이동통신 상용화에 따른 고속 데이터 전송이 가능해 지면서 멀티미디어 콘텐츠를 즐길 수 있는 환경이 마련되었다. In general, as high-speed data transmission becomes possible due to the commercialization of LTE mobile communication, an environment for enjoying multimedia contents is provided.

이에 멈추지 않고 더 빠른 데이터 전송 속도와 고품질 미디어 콘텐츠를 이용하기 위해 LTE-A 및 광대역 LTE 서비스가 개발 및 상용화 되었다. 그럼에도 불구하고 사용자 수 증가 및 다양한 콘텐츠 이용에 따른 데이터 트래픽 증가와 주파수 자원 부족으로 인한 네트워크 용량 문제가 지속적으로 대두되고 있다. To this end, LTE-A and broadband LTE services have been developed and commercialized to enable faster data rates and high-quality media content. Nevertheless, the network capacity problem due to the increase in the number of users, the increase of data traffic due to the use of various contents, and the lack of frequency resources continue to emerge.

따라서 차세대 5G 이동 통신에서는 더 넓은 대역폭을 확보하여 네트워크 용량을 증가시키고, 트래픽 분산 및 고속데이터 전송이 화두이다. 종래의 도 1(a)와 같은 주파수 분할 방식(frequency division duplexing: FDD)은 송신(Tx)과 수신(Rx) 대역(band) 또는 채널(channel)이 독립적인 주파수 대역을 사용함에 따라 대역 통과 여파기 또는 상쇄 루프를 이용해 송수신 신호 격리 특성을 구현할 수 있지만, 송신 및 수신을 위한 넓은 주파수 대역폭을 확보하기가 힘들다. 도 1(b)와 같은 시 분할(time division duplexing: TDD) 방식 시스템은 송신과 수신 주파수 대역을 분리하지 않고 시간에 따라 교대로 데이터의 전송 및 수신이 이루어지기 때문에 FDD 방식 통신 시스템에 비해서 상대적으로 넓은 주파수 대역폭을 확보하기가 용이하여서 차세대 무선 통신에 적용될 예정이다. 하지만 모든 시간에 걸쳐 송신과 수신이 동시에 이루어지는 FDD 방식에 비해 데이터 전송 시간의 제약이 존재하고, 각 모바일 기기와 기지국 사이에 시간 교대 방식에 따른 시간 동기화가 필요하다. 도 1(c)와 같이 동일대역 전이중통신(in-band full duplexing) 방식은 같은 주파수 대역에서 동시에 송수신 동작을 수행한다. TDD 통신방식과 마찬가지로 송수신 주파수를 공유함에 따라 넓은 대역폭이 확보가 용이하며, 데이터 전송 시간의 제약과 별도의 시간 동기화를 필요로 하지 않는다.Therefore, in next-generation 5G mobile communication, wider bandwidth is secured to increase network capacity, and traffic distribution and high-speed data transmission are topics. Frequency division duplexing (FDD), as shown in FIG. 1 (a), is a band pass filter using a frequency band independent of a transmission (Tx) and a reception (Rx) band or a channel. Alternatively, the isolation loop can be used to implement transmit and receive signal isolation, but it is difficult to ensure wide frequency bandwidth for transmission and reception. In the time division duplexing (TDD) system as shown in FIG. 1 (b), since data is transmitted and received alternately according to time without separating transmission and reception frequency bands, it is relatively compared to an FDD communication system. It is easy to secure wide frequency bandwidth and will be applied to next generation wireless communication. However, there is a limitation of data transmission time compared to the FDD scheme in which transmission and reception are simultaneously performed all the time, and time synchronization according to a time shift scheme is required between each mobile device and a base station. As shown in FIG. 1C, an in-band full duplexing method simultaneously performs transmission and reception in the same frequency band. Like TDD communication, wide bandwidth can be easily secured by sharing transmission / reception frequency, and it does not require time synchronization and limitation of data transmission time.

하지만 송수신 주파수 대역이 동일하기 때문에 무선통신 전단부에서 큰 신호 레벨을 갖는 송신 신호의 일부가 수신부로 전달되어도 정상적으로 입력되는 매우 작은 신호 레벨의 수신 신호에 큰 간섭을 일으킨다. 따라서 수신부로 누설된 송신 신호가 정상 수신된 수신 신호에 간섭을 일으키지 않으면서 수신부의 저잡음 증폭기(low noise amplifier: LNA)를 포화시키지 않기 위해서는 송수신부 간에 높은 신호 격리 특성이 필수적이다.However, since the transmission / reception frequency bands are the same, even if a part of the transmission signal having a large signal level is transmitted to the reception unit at the front end of the wireless communication, it causes great interference to the reception signal of a very small signal level that is normally input. Therefore, high signal isolation between the transmitter and the receiver is essential in order not to saturate the receiver's low noise amplifier (LNA) without causing the transmission signal leaked to the receiver to interfere with the normal received signal.

도 2는 종래의 동일대역 전이중통신 무선 전단부 회로의 일예로서, 본 발명과는 달리 자성체로 된 서큘레이터(circulator)를 사용하고 있다. RF 송수신부에 방향성 결합기들을 이용한 신호 상쇄 경로를 형성하되, 송신 신호의 일부(C)를 여러 경로로 나누어 분기하고 각 경로를 통과하는 신호의 군지연 시간(group delay)을 제어하는 고정 군지연 회로(delay)와 신호 진폭을 제어하는 가변 감쇄기(variable attenuator)들을 각각 조정한 후에 합성하여 수신부에 인가하는 아날로그 상쇄 회로(analog cancellation circuit)를 둠으로 수신부에 전달되는 송신 신호를 상쇄하여 높은 송수신 신호 격리 특성을 얻는다. Figure 2 is an example of a conventional co-band full-duplex wireless front end circuit, and unlike the present invention uses a magnetic circulator (circulator). A fixed group delay circuit for forming a signal cancellation path using directional couplers in the RF transceiver, dividing a portion (C) of the transmission signal into several paths and controlling group delay of signals passing through each path. Highly isolated signal transmission and reception by offsetting the transmission signal transmitted to the receiver by adjusting analog attenuators that control delay and signal amplitude, and then combining and applying the analog attenuator circuit to the receiver. Get the characteristics.

종래 해당 회로는 아날로그 상쇄 기법을 이용해 무선 전단부에서 대략 60 dB의 신호 격리 특성을 얻었고, 기저대역(baseband)에서 디지털 마이크로 프로세서를 이용하여 추가적인 50 dB의 신호 격리 특성을 얻어 총 110 dB 신호 격리 특성을 구현했다. 그러나 아날로그 상쇄 회로가 다중 경로를 갖기 때문에 1:n 의 RF 신호 분배기 및 n:1 의 RF 신호 결합기(Σ), 각 경로에 각각 다른 전송 시간을 갖게 하는 고정 군지연 회로(fixed delay)들과 가변 감쇄기(variable attenuator)들로 인해 전체 무선 전단부의 크기가 커진다. 아울러 여러 경로들의 신호들을 제어하는데 매우 복잡한 조정 알고리즘이 필요하여 설계의 복잡도가 높고 서큘레이터(circulator)와 같은 자성(magnetic) 소자를 사용하기 때문에 고주파에서 특성 유지 및 집적화(integration) 하기 어려운 단점이 있다. Conventionally, the circuit achieves approximately 60 dB signal isolation at the wireless front end using analog cancellation, and adds 50 dB signal isolation at the baseband using a digital microprocessor, resulting in a total of 110 dB signal isolation. Implemented. However, because the analog cancellation circuitry has multiple paths, a 1: n RF signal divider and n: 1 RF signal combiner (Σ), fixed delays and variable delays that allow each path to have different transmission times. Variable attenuators increase the size of the entire wireless front end. In addition, it is difficult to maintain and integrate characteristics at high frequency because a very complicated adjustment algorithm is required to control signals of various paths, and the design complexity is high and magnetic elements such as a circulator are used. .

종래에는 서큘레이터와 3-dB 하이브리드 결합기를 이용해 안테나에서 반사되는 송신 신호를 상쇄시키고, 송수신부에 상쇄 경로를 이용해 40 ~ 45 dB 신호 격리 특성을 얻었다. 하지만 이중 접속 안테나(dual-feed antenna)를 사용해야만 하고, 여러 개의 서큘레이터 및 3-dB 하이브리드 결합기의 사용으로 인해 전체 무선 전단부의 크기가 커지는 단점이 있다.Conventionally, a circulator and a 3-dB hybrid combiner cancel a transmission signal reflected from an antenna, and a 40-45 dB signal isolation characteristic is obtained by using a cancellation path at a transceiver. However, a dual-feed antenna must be used, and the size of the entire wireless front end becomes large due to the use of multiple circulators and 3-dB hybrid couplers.

도 3에 도시된 바와 같이 링 하이브리드의 입력단자와 격리단자에 송신부 및 수신부를 각각 연결하고 링 하이브리드의 격리 특성을 이용해 송수신 사이의 격리 특성을 구현하였다. 하지만 60 dB의 높은 격리 특성을 구현하기 어려우며 좁은 대역에서만 큰 격리특성이 나타난다. 또한 전력 증폭기(power amplifier: PA)에서 출력되는 송신 전력의 절반이 50 Ω 종단에서 소모되어 송신부 전력 효율이 매우 낮다. As shown in FIG. 3, the transmitter and the receiver are connected to the input and isolation terminals of the ring hybrid, respectively, and the isolation characteristics between the transmission and reception are implemented using the isolation characteristics of the ring hybrid. However, it is difficult to achieve high isolation of 60 dB and large isolation appears only in narrow bands. In addition, half of the transmit power output from the power amplifier (PA) is dissipated at 50Ω termination, resulting in very low transmitter power efficiency.

도 4는 다른 일예로서 동일대역 전이중통신 회로의 블록도를 나타내고 있다. 다른 동일대역 전이중통신 회로들과는 달리 송신(Tx) 및 수신(Rx) 안테나를 각각 한 개씩 사용해 2개의 안테나로 회로가 구성된다. 송신신호의 절반은 송신 안테나를 통해 방사되고, 나머지 절반은 수신부에서 송신(Tx) 및 수신(Rx) 안테나 사이의 상호 결합(coupling)에 따른 누설 신호를 제거하는데 사용된다. 따라서 송신부 효율이 50%를 넘을 수 없다. 4 is a block diagram of a co-band full-duplex communication circuit as another example. Unlike other co-band full-duplex circuits, the circuit is composed of two antennas using one transmit (Tx) and one receive (Rx) antenna. Half of the transmitted signal is radiated through the transmit antenna and the other half is used at the receiver to eliminate leakage signals due to the coupling between the transmit (Tx) and receive (Rx) antennas. Therefore, transmitter efficiency cannot exceed 50%.

또한 송신(Tx)-수신(Rx) 안테나 경로의 신호 전달 특성과 발룬(balun)-감쇄기(attenuator)-지연기(delay) 경로를 거쳐 수신부에 전달되는 상쇄 신호의 다른 전달특성으로 인해 광대역 격리 특성을 얻기가 힘들다. In addition, broadband isolation characteristics are due to the signal propagation characteristics of the transmit (Tx) -receive (Rx) antenna paths and other propagation characteristics of the offset signals transmitted to the receiver via the balun-attenuator-delay paths. Hard to get.

따라서 이러한 문제점들을 해결하기 위한 새로운 구조의 동일대역 전이중통신 전단부가 필요하다. Therefore, there is a need for a new band full-duplex full-duplex front end to solve these problems.

동일대역 전이중통신 방식은 같은 주파수 대역에서 송신과 수신 신호를 동시에 전송 및 수신할 수 있어서 송신 및 수신 주파수를 별도로 사용하는 종래의 통신 방식 대비 2배 이상의 주파수 효율성을 갖는다. The co-band full-duplex communication method can simultaneously transmit and receive a transmission and reception signal in the same frequency band, and thus has a frequency efficiency more than twice that of a conventional communication method using a separate transmission and reception frequency.

하지만 무선 신호의 송신과 수신이 동일 대역 주파수를 통해 이루어지기 때문에 송신 및 수신부 사이의 신호 격리 특성이 매우 중요하다. 이러한 송수신 신호 격리 특성을 위해 90°하이브리드(hybrid) 및 180°링(ring) 하이브리드의 격리 단자들에 송신 및 수신부를 각각 연결하면 높은 신호 격리 특성을 어느 정도 얻을 수 있지만 격리 특성 및 대역폭이 충분하지는 않다. However, the signal isolation between the transmitter and receiver is very important because the transmission and reception of the radio signal is performed through the same band frequency. For the transmission and reception signal isolation characteristics, high signal isolation characteristics can be obtained by connecting the transmitting and receiving units to isolation terminals of 90 ° hybrid and 180 ° ring hybrids, respectively. not.

또한 4-단자 회로 특성상 송신부, 수신부, 그리고 안테나를 3개의 단자에 연결하면, 나머지 하나의 단자를 50 Ω 종단시키게 되는데, 이때 송신 출력 전력의 절반이 50 Ω 종단에서 소모되어 전체 송신부 회로의 효율이 50%를 넘을 수 없고, 방향성 결합기를 이용해 상쇄 루프를 형성하는 경우에는 광대역 신호 격리 특성을 얻기 어렵다. In addition, when the transmitter, receiver and antenna are connected to three terminals due to the characteristics of the four-terminal circuit, the other terminal is terminated by 50 Ω. At this time, half of the transmit output power is consumed at the 50 Ω termination, which increases the efficiency of the entire transmitter circuit. It cannot exceed 50%, and it is difficult to obtain wideband signal isolation when forming a cancellation loop using a directional coupler.

또한 종래의 자성체로 만들어지는 서큘레이터(circulator)를 사용하면 상대적으로 쉽게 격리특성을 얻을 수 있으나, 초고주파에서 격리 특성 열화 및 회로 직접화할 수 없는 단점이 있다.In addition, if a circulator (circulator) made of a conventional magnetic material can be relatively easily obtained isolation characteristics, there is a disadvantage that can not deteriorate the isolation characteristics and circuit direct at high frequency.

[1] P. Pirinen, "A brief overview of 5G research activities," 5G for Ubiquitous Connectivity Conf., pp.17~22, Nov. 2014. [1] P. Pirinen, "A brief overview of 5G research activities," 5G for Ubiquitous Connectivity Conf., Pp. 17-22, Nov. 2014. [2] D. Bharadia, E. Mcmilin, and S. Katti, "Full duplex radios," in Proc. ACM SIGCOMM 2013 Conf. on SIGCOMM, pp. 375~386, Oct. 2013.[2] D. Bharadia, E. Mcmilin, and S. Katti, "Full duplex radios," in Proc. ACM SIGCOMM 2013 Conf. on SIGCOMM, pp. 375-386, Oct. 2013. [3] M. E. Knox, "Single antenna full duplex communications using a common carrier," in Proc. 13th Annual Wireless and Microwave Technology Conference (WAMICON), pp. 1-6, Apr. 2012[3] M. E. Knox, "Single antenna full duplex communications using a common carrier," in Proc. 13th Annual Wireless and Microwave Technology Conference (WAMICON), pp. 1-6, Apr. 2012 [4] F. Passerini and A. M. Tonello, "In band full duplex PLC: the role of the hybrid coupler," International Symposium on Power Line Communications and its Applications, May 2016 [4] F. Passerini and A. M. Tonello, "In band full duplex PLC: the role of the hybrid coupler," International Symposium on Power Line Communications and its Applications, May 2016 [5] M. Jain, et al., "Practical, real-time, full duplex wireless," in Proc. 17th Annu. Int. Conf. Mobile Computer Network, pp. 301??312, Sep. 2011[5] M. Jain, et al., "Practical, real-time, full duplex wireless," in Proc. 17th Annu. Int. Conf. Mobile Computer Network, pp. 301 ?? 312, Sep. 2011 [6] Q. Wang, H. Kang, S. Jeong, J, Jeong, P. Kim and Y. Jeong. Analysis and design of conventional wideband branch line balun. International Symposium on Information Technology Convergence, pp. 386-389, 2015[6] Q. Wang, H. Kang, S. Jeong, J, Jeong, P. Kim and Y. Jeong. Analysis and design of conventional wideband branch line balun. International Symposium on Information Technology Convergence, pp. 386-389, 2015

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 종래의 5세대 이동 통신 시스템에서 제안된 동일대역 전이중통신(In-band full duplex) 무선 전단부(RF front-end)의 협대역 신호 격리 특성을 개선하기 위한 새로운 광대역 비자성체 전이중통신 무선 전단부 회로를 제시한다. The present invention has been made to solve the above problems, and narrowband signal isolation characteristics of the RF front-end of the in-band full duplex proposed in the 5th generation mobile communication system. A new broadband nonmagnetic full duplex wireless front end circuit is proposed to improve the performance

또한 본 발명은 무선 전단부가 광대역에 걸쳐 송신 및 수신부 사이에 높은 신호 격리 특성을 얻기 위해 광대역 0°/180° 전력분배기와 물리적 평형구조를 구현함으로 광대역 주파수에 걸쳐 수신부에 전달되는 송신부 누설신호를 효과적으로 상쇄하는 신호 격리 특성을 얻을 수 있다.In addition, the present invention implements a physical balance structure with a wideband 0 ° / 180 ° power divider to achieve high signal isolation between the transmitter and receiver over the broadband, effectively preventing the transmitter leakage signal transmitted to the receiver over the broadband frequency. Offset signal isolation can be achieved.

또한 본 발명은 비자성 소자로만 회로를 구현하여 초고주파에서도 회로 직접화 및 특성을 유지할 수 있다.In addition, the present invention can implement the circuit only with a nonmagnetic element to maintain the circuit directing and characteristics even at ultra-high frequency.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 3-dB 윌킨슨 전력분배기와 한쌍의 3-dB 하이브리드 결합기로 구성된 0°/180° 전력분배기;를 포함하여, 상기 0°/180° 전력분배기의 출력 단자의 신호들은 순차적으로 연결된 두 개의 3-dB 하이브리드 결합기를 통과하여 특정 송신 안테나를 통해 대기 중으로 모두 방사시키고, 특정 수신 안테나들을 통해 수신되는 신호들은 각각 수신 단자로 전달되며 수신 단자의 신호들은 3-dB 윌킨슨 전력 결합기를 통해 결합되어 수신부에 전달된다.In order to solve the above problems, the present invention includes a 0dB / 180 ° power divider consisting of a 3-dB Wilkinson power divider and a pair of 3-dB hybrid combiner, and the signal of the output terminal of the 0 ° / 180 ° power divider. They pass through two 3-dB hybrid combiners sequentially connected and radiate all of the air through a specific transmit antenna into the air, and the signals received through the specific receive antennas are delivered to the receive terminals, respectively, and the signals at the receive terminals are 3-dB Wilkinson power. It is coupled via a combiner and delivered to the receiver.

상기 3-dB 윌킨슨 전력분배기는 송신 입력 단에 인가되는 송신신호를 동위상 및 같은 진폭의 신호들로 분배한다.The 3-dB Wilkinson power divider distributes the transmission signal applied to the transmission input stage into signals of in-phase and of the same amplitude.

상기 한쌍의 3-dB 하이브리드 결합기는 결합단과 전달단이 각각 개방 및 단락되고, 상기 3-dB 윌킨슨 전력분배기를 통해 분배된 신호들이 한쌍의 3-dB 하이브리드 결합기를 통과하면서 같은 진폭을 갖지만 서로 180°의 위상 차이를 갖는 신호들로 변환된다.The pair of 3-dB hybrid combiners have an open and shorted coupling and transmission stages, respectively, and signals distributed through the 3-dB Wilkinson power divider have the same amplitude while passing through a pair of 3-dB hybrid combiners, but are 180 ° from each other. Are converted into signals having a phase difference of.

상기 순차적으로 연결된 두 개의 3-dB 하이브리드 결합기의 전기적 특성에 의해서 광대역 0°/180° 전력분배기의 출력 단자의 신호들은 송신 안테나 단자로만 전달되고, 수신 안테나 단자로는 전달되지 않는다.Due to the electrical characteristics of the two 3-dB hybrid couplers connected sequentially, the signals of the output terminals of the broadband 0 ° / 180 ° power divider are transmitted only to the transmitting antenna terminal and not to the receiving antenna terminal.

상기 순차적으로 연결된 두 개의 3-dB 하이브리드 결합기의 전기적 특성에 의해서 수신 안테나들을 통해 수신되는 신호들은 각각 수신 단자로만 전달되며, 상기 광대역 0°/180° 전력분배기의 출력 단자로는 전달되지 않는다.Due to the electrical characteristics of the two sequentially connected 3-dB hybrid combiners, signals received through the receiving antennas are respectively transmitted only to the receiving terminals, and not to the output terminals of the wideband 0 ° / 180 ° power divider.

상기와 같이 이루어지는 본 발명은 5세대 이동 통신 시스템에서 제안된 동일대역 전이중통신(In-band full duplex) 무선 전단부(RF front-end)의 협대역 신호 격리 특성을 개선하였다.The present invention as described above improves the narrow-band signal isolation characteristics of the RF front-end in-band full duplex proposed in the fifth generation mobile communication system.

또한 본 발명은 무선 전단부가 광대역에 걸쳐 송신 및 수신부 사이에 높은 신호 격리 특성을 얻기 위해 광대역 0°/180° 전력분배기와 물리적 평형구조를 구현함으로 광대역 주파수에 걸쳐 수신부에 전달되는 송신부 누설신호를 효과적으로 상쇄하는 신호 격리 특성을 얻을 수 있다.In addition, the present invention implements a physical balance structure with a wideband 0 ° / 180 ° power divider to achieve high signal isolation between the transmitter and receiver over the broadband, effectively preventing the transmitter leakage signal transmitted to the receiver over the broadband frequency. Offset signal isolation can be achieved.

또한 종래 3-dB 하이브리드 결합기 또는 링(ring) 하이브리드를 사용하는 전이중통신 무선 전단부 회로의 문제점인 송신 신호의 3 dB 손실이 발생하지 않는다.In addition, there is no 3 dB loss of the transmitted signal, which is a problem of the full-duplex radio front end circuit using the conventional 3-dB hybrid combiner or ring hybrid.

또한 본 발명은 평형구조 광대역 0°/180° 전력분배기를 통해 2.5 GHz를 중심으로 넓은 대역에서 좋은 상쇄특성을 보인다.In addition, the present invention exhibits good offset characteristics in a wide band around 2.5 GHz through a balanced broadband 0 ° / 180 ° power divider.

도 1은 종래 발명에 따른 통신 방식에 따른 송수신 신호 분포로서 (a) 주파수 분할 방식, (b) 시 분할 방식, (c) 동일대역 전이중 방식 등을 보여주는 도면이다.
도 2는 종래 발명에 따른 동일대역 전이중통신 시스템 무선 전단부 블록도를 보여주는 도면이다.
도 3은 종래 발명에 따른 링(ring) 하이브리드를 이용한 동일대역 전이중통신 전단부를 나타내는 도면이다.
도 4는 종래 발명에 따른 독립된 송수신 안테나를 갖는 동일대역 전이중통신 전단부를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 평형구조 및 광대역 0°/180° 전력분배기를 이용한 동일대역 비자성체 전이중통신 무선 전단부 회로를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 평형구조에서 누설신호 쌍 및 경로를 보여주는 도면이다.
도 7은 (a) 평형구조 광대역 0°/180° 전력분배기와 (b) 반사형 3-dB 하이브리드 구조를 보여주는 도면이다.
도 8은 0°/180° 전력분배기 회로들의 신호 상쇄실험도를 보여주는 도면이다.
도 9는 도 8의 0°/180° 전력분배기로 종래의 발룬, 링 하이브리드 및 본 발명의 평형구조 광대역 0°/180° 전력분배기를 각각 사용했을 때의 신호 상쇄 측정 결과를 보여주는 도면이다.
도 10은 2.5 GHz 에서 제작된 동일대역 비자성체 전이중통신 무선 전단부를 보여주는 도면이다.
도 11은 안테나 유무에 따른 제작회로의 송수신 격리 특성을 보여주는 도면이다.
1 is a diagram illustrating transmission and reception signal distribution according to a communication method according to the related art (a) frequency division method, (b) time division method, (c) co-band full-duplex method.
2 is a block diagram illustrating a wireless front end part of a conventional full-band full duplex communication system according to the present invention.
3 is a diagram illustrating a co-band full-duplex front end using a ring hybrid according to the related art.
4 is a diagram illustrating a co-band full-duplex front end having an independent transmit / receive antenna according to the related art.
FIG. 5 is a diagram illustrating a co-band nonmagnetic full-duplex wireless front end circuit using a balanced structure and a wideband 0 ° / 180 ° power divider according to the present invention.
6 is a diagram illustrating a leak signal pair and a path in the balanced structure of the present invention.
FIG. 7 shows (a) a balanced broadband 0 ° / 180 ° power divider and (b) a reflective 3-dB hybrid structure.
8 is a diagram illustrating a signal cancellation test diagram of 0 ° / 180 ° power divider circuits.
9 is a diagram illustrating signal cancellation measurement results when a conventional balun, a ring hybrid, and a balanced broadband 0 ° / 180 ° power divider of the present invention are used as the 0 ° / 180 ° power divider of FIG. 8, respectively.
FIG. 10 is a diagram illustrating a co-band nonmagnetic full duplex wireless front end fabricated at 2.5 GHz. FIG.
11 is a diagram illustrating transmission and reception isolation characteristics of a fabrication circuit according to the presence or absence of an antenna.

본 발명을 충분히 이해하기 위해서 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.In order to fully understand the present invention, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Embodiment of the present invention may be modified in various forms, the scope of the invention should not be construed as limited to the embodiments described in detail below. This embodiment is provided to more completely explain the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shape of the elements in the drawings and the like may be exaggerated to emphasize a more clear description. It should be noted that the same members in each drawing are sometimes indicated by the same reference numerals. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that are determined to unnecessarily obscure the subject matter of the present invention are omitted.

평형구조 및 광대역 0°/180° 전력분배기를 이용한 동일대역 비자성체 전이중통신 무선 전단부Radio front end of the same-band nonmagnetic full-duplex communication using balanced structure and wideband 0 ° / 180 ° power divider

도 5는 본 발명의 평형구조 및 광대역 0°/180° 전력분배기를 이용한 동일대역 비자성체 전이중통신 무선 전단부 회로를 나타내는 도면이고, 도 6은 본 발명의 평형구조에서 누설신호 쌍 및 경로를 보여주는 도면이다.5 is a diagram illustrating a co-band nonmagnetic full duplex wireless front end circuit using a balanced structure and a wideband 0 ° / 180 ° power divider of the present invention, and FIG. 6 is a diagram illustrating a leakage signal pair and a path in the balanced structure of the present invention. Drawing.

도 5에 도시된 바와 같이 본 발명은 평형구조 및 광대역 0°/180° 전력분배기를 이용한 동일대역 비자성체 전이중통신 무선 전단부 회로로 구성된다.As shown in FIG. 5, the present invention is composed of a co-band nonmagnetic full-duplex wireless front end circuit using a balanced structure and a wideband 0 ° / 180 ° power divider.

송신(Tx) 입력부에는 3-dB 윌킨슨(Wilkinson) 전력분배기와 3-dB 하이브리드 결합기들을 이용하여 광대역 0°/180° 전력분배기를 구현했다. At the transmit (Tx) input, a wideband 0 ° / 180 ° power divider was implemented using 3-dB Wilkinson power dividers and 3-dB hybrid combiners.

송신신호는 송신(Tx) 입력 단에 인가되고, 3-dB 윌킨슨 전력분배기를 통해 동위상 및 같은 진폭의 신호들로 분배된다. The transmit signal is applied to the transmit (Tx) input stage and distributed into signals of in-phase and equal amplitude via a 3-dB Wilkinson power divider.

이 신호들은 각각 결합(couple) 단과 전달(through) 단이 각각 단락 및 개방된 반사형 3-dB 하이브리드 결합기를 통과하여 단자 ①과 단자 ③으로 출력되는데, 두 출력 신호들은 같은 진폭을 가지면서 서로 180°의 위상 차이를 갖는다. These signals are output to terminals ① and ③ through a reflective 3-dB hybrid coupler, each having a coupled end and a through end shorted and open, respectively. Has a phase difference of °.

이때 두 개의 분배 경로가 물리적으로 대칭이기 때문에 주파수에 따른 전달특성의 크기와 군지연이 같게 된다.At this time, since the two distribution paths are physically symmetrical, the magnitude and group delay of the transmission characteristics according to the frequency become the same.

이후 광대역 0°/180° 전력분배기의 출력 단자 ①과 ③의 신호들은 순차적으로 연결된 두 개의 3-dB 하이브리드 결합기를 통과하고, 최종적으로 각각 두 개의 송신 안테나 Ant.Tx1 과 Ant.Tx2 를 통해 대기 중으로 모두 방사된다. After that, the signals of the output terminals ① and ③ of the broadband 0 ° / 180 ° power divider pass through two 3-dB hybrid couplers connected in sequence, and finally two transmit antennas Ant. Tx1 and Ant. All is emitted into the atmosphere via Tx2 .

이 때에 순차적으로 연결된 두 개의 3-dB 하이브리드 결합기의 전기적 특성에 의해서 수신 안테나 Ant.Rx1 과 Ant.Rx2 단자로는 광대역 0°/180° 전력분배기의 출력 단자 ①과 출력 단자 ③의 신호들이 전달되지 않는다. At this time, the receiving antenna Ant. Rx1 and Ant. The signals of the output terminal ① and output terminal ③ of the wideband 0 ° / 180 ° power divider are not transmitted to the Rx2 terminal.

따라서 종래 3-dB 하이브리드 결합기 또는 링(ring) 하이브리드를 사용하는 전이중통신 무선 전단부 회로의 문제점인 송신 신호의 3 dB 손실이 본 발명에 따른 회로에서는 발생하지 않는다.Therefore, 3 dB loss of the transmission signal, which is a problem of the full-duplex radio front end circuit using the conventional 3-dB hybrid combiner or ring hybrid, does not occur in the circuit according to the present invention.

순차적으로 연결된 두 개의 3-dB 하이브리드 결합기의 전기적 특성에 의해서 수신 안테나 Ant.Rx1 과 Ant.Rx2들을 통해 수신되는 신호들은 각각 단자 ②와 단자 ④로 전달되며, 단자 ①과 단자 ③으로는 전달되지 않는다. Receive antenna Ant. Rx1 and Ant. Signals received through Rx2 are transmitted to terminal ② and terminal ④, respectively, and not to terminal ① and terminal ③.

수신된 단자 ②와 단자 ④의 신호들은 3-dB 윌킨슨 전력 결합기를 통해 결합되어 수신(Rx) 부에 전달된다.The received signals of terminals ② and ④ are combined through a 3-dB Wilkinson power combiner and transmitted to the receiver (Rx).

본 발명에 따른 회로는 광대역에서 송수신 사이의 높은 격리 특성을 얻기 위해 평형구조를 이용했다. The circuit according to the present invention has used a balanced structure to achieve high isolation between transmission and reception at broadband.

본 발명에 따른 평형구조 회로는 송신(Tx) 단에서 수신(Rx) 단으로 누설되는 누설신호 쌍(pair)들이 존재한다. In the balanced circuit according to the present invention, there are leakage signal pairs leaking from the transmit (Tx) stage to the receive (Rx) stage.

이 누설신호 쌍들은 평형구조에 의해 물리적 전달 경로가 동일하므로 동일한 주파수 전달 특성을 갖고, 0°/180°전력분배기에 의해서 광대역에 걸쳐 동일 진폭 및 180° 위상차의 전달특성을 갖기 때문에 최종 수신(Rx) 단에서 광대역에 걸쳐 서로 상쇄된다.These leakage signal pairs have the same frequency propagation characteristics because they have the same physical transmission path due to the equilibrium structure, and the final reception (Rx) because they have the same amplitude and 180 ° phase difference propagation characteristics over a wide band by a 0 ° / 180 ° power divider. ) Cancel each other out over broadband.

본 발명에 따른 회로에는 크게 3개의 누설신호 쌍들이 존재하며 각 상쇄신호 쌍들의 경로는 도 6과 같이 나타낼 수 있다.There are three leakage signal pairs in the circuit according to the present invention, and the paths of the offset signal pairs may be represented as shown in FIG. 6.

먼저 첫 번째 누설신호 쌍은 3-dB 하이브리드 결합기의 입력 및 격리 단자사이의 누설경로인 ①-②와 ③-④이다. First, the first pair of leakage signals are the leakage paths ①-② and ③-④ between the input and isolation terminals of the 3-dB hybrid coupler.

두 번째 누설신호 쌍과 세 번째 누설신호 쌍의 경로들은 안테나 사이의 상호 결합에 따른 ①-Ant.Tx1-Ant.Rx1-② 및 ③-Ant.Tx2-Ant.Rx2-④와 ①-Ant.Tx1-Ant.Rx2-④ 및 ③-Ant.Tx2-Ant.Rx1-②이다. The paths of the second leaky signal pair and the third leaky signal pair are ①-Ant. Tx1 -Ant. Rx1- ② and ③-Ant. Tx2 -Ant. Rx2 -④ and ①-Ant. Tx1 -Ant. Rx2 -④ and ③-Ant. Tx2 -Ant. Rx1- ②.

각 신호 쌍과 상세 전달 경로는 표 1(누설신호 쌍들과 그 경로들)과 같이 정리할 수 있다. Each signal pair and detailed transmission path can be summarized as shown in Table 1 (leak signal pairs and their paths).

Figure 112019005875830-pat00001
Figure 112019005875830-pat00001

광대역 0°/180° 전력분배기Broadband 0 ° / 180 ° Power Divider

도 7은 (a) 본 발명에서 사용된 평형구조 광대역 0°/180° 전력분배기와 (b) 상기 평형구조 광대역 0°/180° 전력분배기에 사용된 반사형 3-dB 하이브리드 구조를 보여주는 도면이고, 도 8은 0°/180° 전력분배기 회로들의 전기적 성능을 확인하기 위한 신호 상쇄실험도를 보여주는 도면이며, 도 9는 종래의 발룬, 링 하이브드, 및 본 발명의 평형구조 광대역 0°/180° 전력분배기의 신호 상쇄 측정 결과를 보여주는 도면이다.7 is a diagram illustrating a reflective 3-dB hybrid structure used for (a) a balanced broadband 0 ° / 180 ° power divider used in the present invention and (b) a balanced broadband 0 ° / 180 ° power divider used in the present invention. FIG. 8 is a diagram illustrating signal cancellation experiments for confirming electrical performance of 0 ° / 180 ° power divider circuits, and FIG. 9 is a conventional balun, ring hybrid, and a balanced broadband 0 ° / 180 of the present invention. This figure shows the result of measuring signal cancellation of power divider.

본 발명에 따른 평형구조 회로의 누설신호 쌍들은 송신 단의 0°/180° 전력분배기에 의해서 서로 상쇄될 수 있기 때문에, 광대역에서 송수신 격리 특성을 얻기 위해서는 광대역 0°/180° 전력분배기가 필요하다. Since the leakage signal pairs of the balanced circuit according to the present invention can be canceled with each other by the 0 ° / 180 ° power divider of the transmitting end, a broadband 0 ° / 180 ° power divider is required to obtain the transmission and reception isolation characteristics in the broadband. .

일반적으로 0°/180° 전력분배 특성을 얻기 위해서는 발룬(balun)과 링 하이브리드를 주로 사용한다. 하지만 이러한 회로들은 주로 좁은 주파수 대역에서만 0°/180° 위상 분배 특성을 갖기 때문에 광대역 특성을 얻을 수 없다. Generally, balun and ring hybrid are mainly used to achieve 0 ° / 180 ° power distribution. However, these circuits cannot achieve wideband characteristics because they have 0 ° / 180 ° phase distribution characteristics mainly in narrow frequency bands.

따라서 본 발명에 따른 구조는 3-dB 윌킨슨 전력분배기와 3-dB 하이브리드 결합기를 이용해 광대역 0°/180° 전력분배기를 구현했다. Therefore, the structure according to the present invention implements a broadband 0 ° / 180 ° power divider using a 3-dB Wilkinson power divider and a 3-dB hybrid combiner.

도 7(b)에 나타낸 반사형 3-dB 하이브리드의 S-파라미터는 아래 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. The S-parameters of the reflective 3-dB hybrid shown in FIG. 7 (b) may be expressed by Equation 1 below.

Figure 112019005875830-pat00002
Figure 112019005875830-pat00002

이때 부하에 따라 전달특성 S 21 = - L 이 결정되는데 개방(open) 및 단락(short) 조건에 따라 Γ L 은 수학식 2와 같이 나타난다. At this time, according to load, transfer characteristic S 21 = -jΓ L It is determined that Γ L is represented by Equation 2 according to the open and short conditions.

Figure 112019005875830-pat00003
Figure 112019005875830-pat00003

개방 및 단락의 부하에 따라 전달 특성의 크기는 갖고 부호만 다르기 때문에 0°/180° 전력 분배기는 넓은 대역에서 0°/180° 신호 분배 특성을 얻을 수 있다.Since the magnitude of the transfer characteristic is different and the sign differs depending on the load of the open and short circuits, the 0 ° / 180 ° power divider can achieve 0 ° / 180 ° signal distribution in a wide band.

도 8과 같이 0°/180° 신호 분배 특성을 갖는 종래의 발룬과 링 하이브드, 및 본 발명의 평형구조 광대역 0°/180° 전력분배기의 두 개의 분배된 출력 신호들을 다시 윌킨슨 전력 결합기로 합쳐 신호상쇄 특성을 측정했다.As shown in Fig. 8, the two distributed output signals of the conventional balun and ring hybrid having the 0 ° / 180 ° signal distribution characteristics and the balanced broadband 0 ° / 180 ° power divider of the present invention are combined again into a Wilkinson power combiner. Signal cancelation characteristics were measured.

도 9에 도시된 바와 같이 종래 발룬과 링 하이브리드는 주로 특정 주파수 대역에서 좋은 상쇄 특성을 보이지만, 본 발명의 평형구조 광대역 0°/180° 전력분배기는 2.5 GHz를 중심으로 넓은 대역에서 좋은 상쇄특성을 보이고 있다.As shown in FIG. 9, the conventional balun and ring hybrids mainly exhibit good offset characteristics in a specific frequency band, but the balanced broadband 0 ° / 180 ° power divider of the present invention has good offset characteristics in a wide band around 2.5 GHz. It is showing.

송수신 격리특성 측정 결과Transmission and reception isolation characteristic measurement result

도 10은 2.5 GHz 에서 제작된 동일대역 비자성체 전이중통신 무선 전단부를 보여주는 도면이고, 도 11은 안테나 유무에 따른 제작회로의 송수신 격리 특성을 보여주는 도면이다.FIG. 10 is a diagram illustrating a non-magnetic full duplex wireless front end of a non-magnetic band manufactured at 2.5 GHz, and FIG. 11 is a diagram illustrating transmission and reception isolation characteristics of a fabrication circuit according to the presence or absence of an antenna.

도 10에 도시된 바와 같이 2.5 GHz에서 구현된 평형구조 및 광대역 0°/180° 전력분배기를 이용한 동일대역 비자성체 전이중통신 무선 전단부 회로이다. 측정을 위해 상용 다이폴 안테나 4개를 사용해 측정하였다. As shown in FIG. 10, the same band nonmagnetic full duplex wireless front end circuit using a balanced structure implemented at 2.5 GHz and a wideband 0 ° / 180 ° power divider. The measurement was performed using four commercial dipole antennas.

도 11에 도시된 바와 같이 안테나(안테나 포트는 50 Ω 종단)가 없이 측정하는 경우 상기 표 1에서 제시된 누설신호 쌍들 중에서 첫 번째 쌍만 존재하기 때문에 안테나가 있는 경우보다 더 좋은 특성을 보인다. As shown in FIG. 11, when the antenna (antenna port is 50 Ω termination) is measured, only the first pair of the leakage signal pairs shown in Table 1 is present, which shows better characteristics than when the antenna is present.

60 dB 격리 특성을 기준으로 안테나가 없는 경우 190 MHz(2.37 ~ 2.56 GHz) 대역폭을 갖는다. Based on 60 dB isolation, the absence of an antenna has a bandwidth of 190 MHz (2.37 to 2.56 GHz).

안테나를 사용해 측정하는 경우에는 표 1에 제시된 모든 누설신호 쌍들이 존재하고 각각 수신 단에서 상쇄되기 때문에 상대적으로 특성이 열화된다. 측정된 60 dB 격리특성 대역폭은 113 MHz(2.446 ~ 2.559 GHz)이다.In the case of measurement using an antenna, the characteristics are relatively degraded since all leakage signal pairs shown in Table 1 exist and each cancels at the receiving end. The measured 60 dB isolation bandwidth is 113 MHz (2.446 to 2.559 GHz).

10 : 0°/180° 전력분배기
12 : 3-dB 윌킨슨 전력분배기
14, 16 : 3-dB 하이브리드 결합기
18-1, 18-2 : 수신 안테나
18-3, 18-4 : 송신 안테나
20 : 3-dB 하이브리드 결합기
30 : 3-dB 윌킨슨 전력 결합기
10: 0 ° / 180 ° power divider
12: 3-dB Wilkinson Power Splitter
14, 16: 3-dB hybrid combiner
18-1, 18-2: receiving antenna
18-3, 18-4: transmitting antenna
20: 3-dB hybrid combiner
30: 3-dB Wilkinson Power Combiner

Claims (5)

평형구조 및 광대역 0°/180° 전력분배기를 이용한 동일대역 비자성체 전이중통신 무선 전단부 회로에 있어서,
3-dB 윌킨슨 전력분배기(12)와 한쌍의 3-dB 하이브리드 결합기(14, 16)로 구성된 0°/180° 전력분배기(10);를 포함하여,
상기 0°/180° 전력분배기(10)의 출력 단자의 신호들은 각각 순차적으로 연결된 두 개의 3-dB 하이브리드 결합기(20)를 통과하여 특정 송신 안테나(18-3, 18-4)를 통해 대기 중으로 모두 방사시키고, 특정 수신 안테나(18-1, 18-2)들을 통해 수신되는 신호들은 각각 수신 단자로 전달되고 3-dB 윌킨슨 전력 결합기(30)를 통해 결합되어 수신부(Rx)에 전달되는 것을 특징으로 하는 평형구조 및 광대역 0°/180° 전력분배기를 이용한 동일대역 비자성체 전이중통신 무선 전단부 회로.
In the same band nonmagnetic full duplex wireless front end circuit using a balanced structure and a wideband 0 ° / 180 ° power divider,
0 ° / 180 ° power divider 10 consisting of a 3-dB Wilkinson power divider 12 and a pair of 3-dB hybrid combiners 14 and 16;
Signals of the output terminals of the 0 ° / 180 ° power divider 10 are respectively passed through two 3-dB hybrid combiners 20 sequentially connected to the air through specific transmit antennas 18-3 and 18-4. Radiate all, and the signals received through the specific receiving antennas 18-1 and 18-2 are transmitted to the receiving terminals, respectively, combined through the 3-dB Wilkinson power combiner 30, and transmitted to the receiving unit Rx. A non-magnetic full-duplex radio front end circuit using a balanced structure and a wideband 0 ° / 180 ° power divider.
제1항에 있어서,
상기 3-dB 윌킨슨 전력분배기는 송신(Tx) 입력 단에 인가되는 송신신호를 동위상 및 같은 진폭의 신호들로 분배하는 것을 특징으로 하는 평형구조 및 광대역 0°/180° 전력분배기를 이용한 동일대역 비자성체 전이중통신 무선 전단부 회로.
The method of claim 1,
The 3-dB Wilkinson power divider distributes a transmission signal applied to a transmission (Tx) input stage into signals of the same phase and the same amplitude, and the same band using a wideband 0 ° / 180 ° power divider. Nonmagnetic full duplex wireless front end circuit.
제2항에 있어서,
상기 3-dB 하이브리드 결합기는 각각 결합(couple)단과 전달(through)단이 각각 개방 및 단락되고, 상기 분배된 신호들이 같은 진폭을 갖지만 서로 180°의 위상 차이를 갖는 것을 특징으로 하는 평형구조 및 광대역 0°/180° 전력분배기를 이용한 동일대역 비자성체 전이중통신 무선 전단부 회로.
The method of claim 2,
The 3-dB hybrid combiner has an equilibrium structure and a wideband bandwidth, wherein the coupler and the through end are respectively opened and shorted, and the divided signals have the same amplitude but phase differences of 180 ° from each other. Coband nonmagnetic full duplex wireless front end circuit using 0 ° / 180 ° power divider.
제1항에 있어서,
상기 순차적으로 연결된 두 개의 3-dB 하이브리드 결합기(20)의 전기적 특성에 의해서 수신 안테나(18-1, 18-2) 단자로는 광대역 0°/180° 전력분배기의 출력 단자의 신호들이 전달되지 않는 것을 특징으로 하는 평형구조 및 광대역 0°/180° 전력분배기를 이용한 동일대역 비자성체 전이중통신 무선 전단부 회로.
The method of claim 1,
Due to the electrical characteristics of the two 3-dB hybrid couplers 20 sequentially connected, signals of the output terminals of the broadband 0 ° / 180 ° power divider are not transmitted to the terminals of the reception antennas 18-1 and 18-2. A coband nonmagnetic full-duplex wireless front end circuit using a balanced structure and a wideband 0 ° / 180 ° power divider, characterized in that.
제1항에 있어서,
상기 순차적으로 연결된 두 개의 3-dB 하이브리드 결합기의 전기적 특성에 의해서 수신 안테나(18-1, 18-2)들을 통해 수신되는 신호들은 각각 수신 단자로 전달되며, 광대역 0°/180° 전력분배기 출력 단자로는 전달되지 않는 것을 특징으로 하는 평형구조 및 광대역 0°/180° 전력분배기를 이용한 동일대역 비자성체 전이중통신 무선 전단부 회로.
The method of claim 1,
The signals received through the receiving antennas 18-1 and 18-2 are respectively transmitted to the receiving terminals by the electrical characteristics of the two 3-dB hybrid couplers connected sequentially, and the broadband 0 ° / 180 ° power divider output terminals are provided. A non-magnetic full-duplex wireless front end circuit using a balanced structure and a wideband 0 ° / 180 ° power divider, characterized in that it is not transmitted to the furnace.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN114039179A (en) * 2021-09-29 2022-02-11 电子科技大学长三角研究院(湖州) Terahertz active quasi-circulator based on CMOS (complementary Metal oxide semiconductor) process
KR102481224B1 (en) 2021-09-01 2022-12-26 경희대학교 산학협력단 Wireless transmitting/receiving apparatus and operating method thereof

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100071152A (en) * 2008-12-19 2010-06-29 한국과학기술원 Isolator for maintaing high isolation characteristic and communication having the same
KR101573719B1 (en) * 2009-07-31 2015-12-02 삼성전자주식회사 Apparatus and method for protecting receive circuits in tdd wireless communication system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100071152A (en) * 2008-12-19 2010-06-29 한국과학기술원 Isolator for maintaing high isolation characteristic and communication having the same
KR101573719B1 (en) * 2009-07-31 2015-12-02 삼성전자주식회사 Apparatus and method for protecting receive circuits in tdd wireless communication system

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
[1] P. Pirinen, "A brief overview of 5G research activities," 5G for Ubiquitous Connectivity Conf., pp.17~22, Nov. 2014.
[2] D. Bharadia, E. Mcmilin, and S. Katti, "Full duplex radios," in Proc. ACM SIGCOMM 2013 Conf. on SIGCOMM, pp. 375~386, Oct. 2013.
[3] M. E. Knox, "Single antenna full duplex communications using a common carrier," in Proc. 13th Annual Wireless and Microwave Technology Conference (WAMICON), pp. 1-6, Apr. 2012
[4] F. Passerini and A. M. Tonello, "In band full duplex PLC: the role of the hybrid coupler," International Symposium on Power Line Communications and its Applications, May 2016
[5] M. Jain, et al., "Practical, real-time, full duplex wireless," in Proc. 17th Annu. Int. Conf. Mobile Computer Network, pp. 301??312, Sep. 2011
[6] Q. Wang, H. Kang, S. Jeong, J, Jeong, P. Kim and Y. Jeong. Analysis and design of conventional wideband branch line balun. International Symposium on Information Technology Convergence, pp. 386-389, 2015

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102481224B1 (en) 2021-09-01 2022-12-26 경희대학교 산학협력단 Wireless transmitting/receiving apparatus and operating method thereof
CN114039179A (en) * 2021-09-29 2022-02-11 电子科技大学长三角研究院(湖州) Terahertz active quasi-circulator based on CMOS (complementary Metal oxide semiconductor) process
CN114039179B (en) * 2021-09-29 2022-05-27 电子科技大学长三角研究院(湖州) Terahertz active quasi-circulator based on CMOS (complementary Metal oxide semiconductor) process

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