KR102152131B1 - ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈 - Google Patents
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Abstract
밀리미터파 하향변환기 모듈은, 국부발진기(9); 상기 국부 발진기(9)에서 생성된 국부발진 신호를 분배하는 국부발진 경로 전력분배기(10); 상기 안테나(22)로부터 수신된 중심주파수 34GHz(대역폭 2GHz)의 신호를 증폭시킨 후, 1GHz(대역폭 2GHz)의 IF 신호로 하향변환 시키는 복수개의 이미지 억압 믹서(1); 상기 복수개의 이미지 억압 믹서(1)의 출력을 각각 증폭하여 출력하는 복수개의 구동 증폭기(2); 상기 각 구동 증폭기(2)의 출력에 대하여 온도를 보상하여 출력하는 복수의 온도 보상부(3); 상기 각 온도 보상부(3)의 출력에서 전력을 제한하여 출력하는 복수의 리미터(4); 상기 리미터(4)의 출력되는 주파수 변환된 IF 신호 이외의 불요 신호를 억압하는 복수의 저역통과 필터(5); 상기 저역통과 필터(5)의 출력을 각각 메인 경로로 분기하는 역할과 외부의 별도의 경로로 배분하기 위한 복수의 중간주파수(IF) 경로 전력분배기(Power Divider); 상기 복수의 중간주파수(IF) 경로 전력분배기의 출력중 하나의 출력만을 선택적으로 출력하는 선택 스위치(7)를 포함하고, 25개의 RF 입력(33-35GHz) 채널과 16개의 IF 출력(0.75-1.25GHz) 채널을 갖는 복잡한 구조를 가지므로 정확한 신호 수신에 용이하다.
Description
본 발명은 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈에 관한 것으로, 특히 전자전분야의 전자지원(ES) 장비에 필수적인, 수신 입력포트 개수를 최대화(25개 입력채널)하여 신호수집 정확도를 개선함은 물론, 밀리미터파 Ka 대역의 33-35 GHz를 주파수 변환된 중간주파수(IF; Intermediate frequency) 1GHz(순시대역폭: 500MHz)로 변환하여 신호처리부로 전달시키기 위한 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈에 관한 것이다.
일반적으로, 표적을 탐지하는 장치(탐색기)는 표적을 찾고 확인하여 포착한 후 표적을 추적하여, 유도명령을 계산하는데 필요한 표적의 방향 또는 위치 정보를 유도 조종 장치에 제공하는 장치를 일컫는다.
표적신호의 특성 및 추적 방식에 따라 구분할 수 잇는데, 표적 신호의 특성에 따라 초고주파 탐색기, 밀리미터파 탐색기, 적외선 탐색기, 반능동 레이저 탐색기 등으로 분류될 수 있다.
밀리미터파 탐색기에서 자유공간을 통해 방사하는 적군의 신호(매우 높은 주파수-Ka대역)를 수집하여 분석하기 위해서는 초고주파 하향 변환기 모듈이 필수적이며 신호를 정확히 탐지하고, 수신된 방향을 알아내기 위해서는 다채널로 구현을 해야 한다.
하지만, 제약적인 한계 때문에 일반적으로 하향 변환기 모듈의 입력포트 개수는 최대 10개 미만이다. 왜냐하면 입력 포트 간의 격리도를 극복하기 위해서 일정 간격 이상으로 배치를 해야 하기 때문이다.
이러한 구조로 인해 수신할 수 있는 입력포트가 적게 되면 정확한 신호탐지 및 방향 탐지를 하는데 한계가 따른다.
일반적인 밀리미터파 시스템은 안테나와 연결되는 front-end 수신기에서 국부발진(local oscillator)과 하향변환(down converter) 기능을 포함하고 있다. 또한, 밀리미터파 시스템에 필요한 믹서, 증폭기 그리고 다수 부품들은 대역폭과 동적범위 한계로 인하여 시스템 요구사항을 만족시키기 위해서 서브 옥타브 대역으로 주파수를 변환한 다중 경로를 필요로 하며, 여러 개의 채널로 나누어진 수신기(channelized receiver)는 ESM 수신기 요구 규격을 만족시키는데 최적화가 될 수 있다.
이러한 구조에서의 문제점들은 체배된 국부발진 신호가 믹서의 RF와 LO 포트 간의 낮은 격리도 때문에 안테나 경로로 다시 유입된다는 점과 주파수를 하향 변환하는 직렬구조(cascade structure) 때문에 동적범위가 감소된다.
밀리미터파 시스템에서, 낮은 잡음지수와 대역 내의 평탄한 이득 특성 그리고 넓은 동적범위를 갖게 하기 위해서는 저손실 전송선로를 갖고 대역별 주파수를 선택할 수 있으며, 주파수 변환에 필요한 국부발진 신호(Local Oscillator) 회로를 모듈 내부에 포함시켜야 한다. 그리고, 수신기가 장착되는 시스템 환경에서의 타 장치(IFF transponder, Doppler radar, communication system 등)에서 발생하는 신호 간섭을 피하기 위한 밀폐구조가 필요하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 안테나 후단의 프론트 엔드(Front-end)단에 장착되는 Ka대역의 밀리미터파 하향변환기 모듈에서 25개의 RF 입력(33-35GHz) 채널과 16개의 IF 출력(0.75-1.25GHz) 채널을 갖는 복잡한 구조를 가지는 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전체 시스템 공간 제약 및 우수한 잡음지수를 확보하기 위하여, 모듈#1 과 모듈#2로 나누어 장착되는 구조를 가진 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 마이크로파 영역의 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit) 부품들은 Bare type을 사용하여 부피를 줄이고 무게를 절감하기 위해 chip & wire 공정을 이용하여 제조하는 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈을 제공하는 것이다.
이러한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명의 특징에 따른 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈은,
안테나(22)로부터 수신되는 중심주파수 34GHz(대역폭 2GHz)의 신호를 처리하여 신호 처리기로 출력하는 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈로서,
국부발진신호를 출력하는 국부발진기(9);
상기 국부 발진기(9)에서 생성된 국부발진 신호를 분배하여 공급시키기 위한 국부발진 경로 전력분배기(10);
상기 안테나(22)로부터 수신된 중심주파수 34GHz(대역폭 2GHz)의 신호를 저잡음증폭기(LNA)를 사용하여 증폭시킨 후, 상기 전력 분배기의 출력신호를 기준으로 하여 이미지억압 기능이 포함된 주파수변환기(MIXER)를 거쳐 1GHz(대역폭 2GHz)의 IF 신호로 하향변환 시키는 복수개의 이미지 억압 믹서(1);
상기 복수개의 이미지 억압 믹서(1)의 출력을 각각 증폭하여 출력하는 복수개의 구동 증폭기(2);
상기 각 구동 증폭기(2)의 출력에 대하여 온도를 보상하여 출력하는 복수의 온도 보상부(3);
상기 각 온도 보상부(3)의 출력에서 전력을 제한하여 출력하는 복수의 리미터(4);
상기 리미터(4)의 출력되는 주파수 변환된 IF 신호 이외의 불요 신호를 억압하는 복수의 저역통과 필터(5);
상기 저역통과 필터(5)의 출력을 각각 메인 경로로 분기하는 역할과 외부의 별도의 경로로 배분하기 위한 복수의 중간주파수(IF) 경로 전력분배기(Power Divider);
상기 복수의 중간주파수(IF) 경로 전력분배기의 출력을 입력받은 후 이중에서 하나의 출력만을 선택적으로 출력하는 선택 스위치(7)를 포함한다.
상기 선택 스위치(7)에서 수신된 신호 경로를 #1~#17과 #9~#25번을 선택적으로 선택하여 출력하는 출력 스우치부를 더 포함할 수 잇다.
상기 국부발진기(9)는
외부 기준주파수와 위상 동기된 PLL 국부발진을 설계하기 위해서, PLLIC REF 포트로 인가되는 외부 1GHz REF 신호를 5분주기 하여 200MHz로 변환시켜 주입하고, VCO 출력에 2체배기를 사용하여 16GHz 대역의 LO 주파수를 생성하며,
모듈 내부의 전압제어발진기(VCO)와 위상고정을 시킬 때, VCO의VT(Voltage Tuning) 전압이 높기 때문에, PLL 출력단에 연결되는 루프필터 구조를 액티브 타입으로 설계하는 것을 특징으로 한다.
상기 국부발진 경로 전력분배기(10)는, 생성된 국부발진 신호를 상기 주파수 변환기(MIXER) 각각으로 공급시키는 것을 특징으로 한다.
상기 이미지 억압 믹서(1)는, 내부에 저잡음증폭기(LNA)와 주파수 변환기(mixer)가 내장되며,
상기 국부발진 신호는 16GHz 대역을 입력 받아서 내부에서 체배기(x2)를 거쳐 32GHz 대역을 생성한다.
상기 리미터(4)는 출력단에 연결된 신호 처리기의 입력이 높을 경우 상기 신호 처리기 내부 부품의 소손이 발생할 수 있기 때문에, 수신되는 입력이 아무리 높더라도 출력은 일정 레벨 이하로 내보내는 것을 특징으로 한다.
상기 안테나(22)의 입력포트를 전송선로(마이크로스트립 라인)로 변환하는 전송선로를 더 포함한다.
본 발명의 실시예에서는, 안테나 후단의 프론트 엔드(Front-end)단에 장착되는 Ka대역의 밀리미터파 하향변환기 모듈에서 25개의 RF 입력(33-35GHz) 채널과 16개의 IF 출력(0.75-1.25GHz) 채널을 갖는 복잡한 구조를 가지는 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 전체 시스템 공간 제약 및 우수한 잡음지수를 확보하기 위하여, 모듈#1 과 모듈#2로 나누어 장착되는 구조를 가진 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 마이크로파 영역의 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit) 부품들은 Bare type을 사용하여 부피를 줄이고 무게를 절감하기 위해 chip & wire 공정을 이용하여 제조하는 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈의 전체 개념도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈의 내부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈에서 RF부를 나타낸 도면으로서 웨이브가이드가 없는 상태를 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈에서 RF부를 나타낸 도면으로서 웨이브가이드가 있는 상태를 보인 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈의 내부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈에서 RF부를 나타낸 도면으로서 웨이브가이드가 없는 상태를 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈에서 RF부를 나타낸 도면으로서 웨이브가이드가 있는 상태를 보인 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 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 실시예에 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.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈의 전체 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예는 안테나(22) 후단의 Front-end단에 장착되는 Ka대역 다중채널(25개) 밀리미터파 하향변환기 모듈로서, 25개의 RF 입력(33-35GHz) 채널과 16개의 IF 출력(0.75-1.25GHz) 채널을 갖고 있는 매우 복잡한 구조를 갖고 있다.
본 발명의 실시예는 전체 시스템 공간 제약 및 우수한 잡음지수를 확보하기 위하여, 모듈#1 과 모듈#2로 나누어 장착되는 형태를 제안하였으며, 마이크로파 영역의 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit) 부품들은 Bare type을 사용하여 부피를 줄이고 무게를 절감하기 위해 chip & wire 공정을 이용하였다.
모듈#1은 안테나(22) 근처에 장착될 수 있는 구조로서, 밀리밑 웨이브 유닛이고, 모듈#2는 제어 및 스위칭 유닛으로서, 신호 처리기와 연결된다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈의 내부 구성도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈에서 RF부를 나타낸 도면으로서 웨이브가이드가 없는 상태를 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈에서 RF부를 나타낸 도면으로서 웨이브가이드가 있는 상태를 보인 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈은,
안테나(22)로부터 수신되는 중심주파수 34GHz(대역폭 2GHz)의 신호를 처리하여 신호 처리기로 출력하는 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈로서,
국부발진신호를 출력하는 국부발진기(9);
상기 국부 발진기(9)에서 생성된 국부발진 신호를 분배하여 공급시키기 위한 국부발진 경로 전력분배기(10);
상기 안테나(22)로부터 수신된 중심주파수 34GHz(대역폭 2GHz)의 신호를 저잡음증폭기(LNA)를 사용하여 증폭시킨 후, 상기 전력 분배기의 출력신호를 기준으로 하여 이미지억압 기능이 포함된 주파수변환기(MIXER)를 거쳐 1GHz(대역폭 2GHz)의 IF 신호로 하향변환 시키는 복수개의 이미지 억압 믹서(1);
상기 복수개의 이미지 억압 믹서(1)의 출력을 각각 증폭하여 출력하는 복수개의 구동 증폭기(2);
상기 각 구동 증폭기(2)의 출력에 대하여 온도를 보상하여 출력하는 복수의 온도 보상부(3);
상기 각 온도 보상부(3)의 출력에서 전력을 제한하여 출력하는 복수의 리미터(4);
상기 리미터(4)의 출력되는 주파수 변환된 IF 신호 이외의 불요 신호를 억압하는 복수의 저역통과 필터(5);
상기 저역통과 필터(5)의 출력을 각각 메인 경로로 분기하는 역할과 외부의 별도의 경로로 배분하기 위한 복수의 중간주파수(IF) 경로 전력분배기(6)(Power Divider);
상기 복수의 중간주파수(IF) 경로 전력분배기의 출력을 입력받은 후 이중에서 하나의 출력만을 선택적으로 출력하는 선택 스위치(7)를 포함한다.
상기 선택 스위치(7)에서 수신된 신호 경로를 #1~#17과 #9~#25번을 선택적으로 선택하여 출력하는 출력 스우치부를 더 포함할 수 잇다.
상기 국부발진기(9)는
외부 기준주파수와 위상 동기된 PLL 국부발진을 설계하기 위해서, PLLIC REF 포트로 인가되는 외부 1GHz REF 신호를 5분주기 하여 200MHz로 변환시켜 주입하고, VCO 출력에 2체배기를 사용하여 16GHz 대역의 LO 주파수를 생성하며,
모듈 내부의 전압제어발진기(VCO)와 위상고정을 시킬 때, VCO의VT(Voltage Tuning) 전압이 높기 때문에, PLL 출력단에 연결되는 루프필터 구조를 액티브 타입으로 설계하는 것을 특징으로 한다.
상기 국부발진 경로 전력분배기(10)는, 생성된 국부발진 신호를 상기 주파수 변환기(MIXER) 각각으로 공급시키는 것을 특징으로 한다.
상기 이미지 억압 믹서(1)는, 내부에 저잡음증폭기(LNA)와 주파수 변환기(mixer)가 내장되며,
상기 국부발진 신호는 16GHz 대역을 입력 받아서 내부에서 체배기(x2)를 거쳐 32GHz 대역을 생성한다.
상기 리미터(4)는 출력단(13)에 연결된 신호 처리기(21)의 입력이 높을 경우 상기 신호 처리기(21) 내부 부품의 소손이 발생할 수 있기 때문에, 수신되는 입력이 아무리 높더라도 출력은 일정 레벨 이하로 내보내는 것을 특징으로 한다.
상기 안테나(22)의 입력포트(11)를 전송선로(마이크로스트립 라인)로 변환하는 전송선로를 더 포함한다.
이러한 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈의 동작을 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 실시예는 전자전(EW) 시스템에 필요한 다채널 하향변환기 모듈로서,
W/G 포트(11)(안테나 입력포트)를 전송선로(마이크로스트립 라인)로 변환한다. 이때, 자유공간을 통해 안테나(22)로 수신된 Ka 대역은 주파수가 높기 때문에 손실을 최소화하기 위한 Transition 설계가 매우 중요하다.
먼저, 안테나(22)로부터 수신된 중심주파수 34GHz(대역폭 2GHz)의 신호를 이미지 억압 믹서(1) 내부의 저잡음증폭기(LNA)를 사용하여 증폭시킨 후, 이미지억압 기능이 포함된 주파수변환기(MIXER)를 거쳐 1GHz(대역폭 2GHz)의 IF 신호로 하향변환 시킨다. 이때, 주파수변환에 필요한 국부발진(Local Oscillator)신호는 시스템에서 1GHz 외부 기준주파수를 입력 받아 내부 8GHz 대역의 전압제어발진기(VCO)와 위상고정 시킨 후에, 2 체배기를 거쳐 16GHz대역으로 변환된 후 주파수변환기(MIXER) LO 포트로 입력되게 된다.
주파수변환기(MIXER)는 내부에 2체배기를 포함하고 있는 부품으로서, 내부에서 32GHz 대역으로 변환되게 된다. 이때, 국부 발진기(9)의 국부발진신호는 약 1.5GHz(체배 이후단 기준)의 대역폭을 갖도록 주파수 가변 기능을 포함하고 있으며, 국부발진 경로 전력분배기(10)(Power Divider)에 의해 주파수 변환기(MIXER) 각각으로 공급된다.
이미지 억압 믹서(1)의 출력은 구동 증폭기(2)(DRA-Drive Amplifier)로 입력되고, 구동 증폭기(2)는 중간주파수(IF)로 변환되면서 낮아진 신호를 증폭하여 다음 단에 전달한다.
다음, 온도 보상부(3)(Thermo-Pad)는 모듈이 온도에서 변화될 수 있는 이득을 보상해줌으로서, 저온 및 고온에서도 상온과 같은 전기적 특성을 낼 수 있도록 한다.
다음, 리미터(4)(Limiter)는 하향변환기 최종 출력단의 전력을 제한할 수 있는 기능으로서, 다음 단에 위치하는 신호처리기의 입력이 높을 경우 내부 부품의 소손이 발생할 수 있기 때문에, 수신되는 입력이 아무리 높더라도 출력은 일정 레벨 이하로 내보내는 역할을 한다.
다음, 저역통과 필터(5)(Low Pass Filter)는 주파수 변환된 IF 신호 이외의 불요 신호를 억압하는 기능을 한다.
다음, 중간주파수(IF) 경로 전력분배기(6)(Power Divider)는 수신된 신호를 메인 경로로 분기하는 역할과 별도의 경로(시스템이 다른 또 다른 장치)로 배분하기 위한 기능을 수행한다.
그리고, 선택 스위치(7)는 1 : 25 스위치(SP25T)로서, 25개의 입력신호를 1개 경로만 선택하여 출력하는 기능을 한다.
출력 스위치(8)는 1 : 2 스위치(SPDT)로서, 수신된 신호 경로를 #1~#17과 #9~#25번을 선택적으로 선택할 수 있는 기능을 한다.
이러한 출력 스위치(8)는 출력단에 연결되는 신호 처리기 종류에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
한편, 국부발진기(9)(Local Oscillator Circuit)는 외부 기준주파수와 위상 동기된 PLL 국부발진을 설계하기 위해서, PLLIC REF 포트로 인가되는 외부 1GHz REF 신호를 5분주기 하여 200MHz로 변환시켜 주입하고, VCO 출력에 2체배기를 사용하여 16GHz 대역의 LO 주파수를 생성한다. 또한, 모듈 내부의 전압제어발진기(VCO)와 위상고정을 시킬 때, VCO의VT(Voltage Tuning) 전압이 높기 때문에, PLL 출력단에 연결되는 루프필터 구조를 패시브 타입(passive type)이 아닌 액티브 타입(active type)으로 설계한다.
도 3 또는 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에서는 모듈#1의 안테나(22) 연결부위가 25개 존재하며, 1, 3, 5, 7, .......25번째 즉, 홀수번째 안테나 신호는 상부로 신호가 전달되고,
2, 4, 6,...24번째 안테나 신호는 하부로 전달되는 구조이다.
1, 3, 5, 7...25번째 라인은 서로 신호 간섭을 일으킬 수 있으나, 각각 짝수번째 라인을 사이에 두고 소정 간격을 형성하므로 서로 신호 간섭이 적게 된다.
마찬가지로 2, 4, 6,...24번째 라인은 서로 신호 간섭을 일으킬 수 있으나 각각 홀수번째 라인을 사이에 두고 소정 간격을 형성하므로 서로 신호 간섭이 적게 된다.
실제로 안테나(22)는 도 4와 같이 웨이브가이드(13)가 있는 상태에서 연결하게 된다.
본 발명의 실시예에서는, 안테나 후단의 프론트 엔드(Front-end)단에 장착되는 Ka대역의 밀리미터파 하향변환기 모듈에서 25개의 RF 입력(33-35GHz) 채널과 16개의 IF 출력(0.75-1.25GHz) 채널을 갖는 복잡한 구조를 가지므로 정확한 신호 수신에 용이하다.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 전체 시스템 공간 제약 및 우수한 잡음지수를 확보하기 위하여, 모듈#1 과 모듈#2로 나누어 장착되는 구조를 가지며, 신호 간섭이 적어 정확한 위치 추정이 가능해진다.
또한, 본 발명의 실시예에서는, 마이크로파 영역의 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit) 부품들은 Bare type을 사용하여 부피를 줄이고 무게를 절감하기 위해 chip & wire 공정을 이용하여 제조할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 실시예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다.
이상에서 본 발명의 실시예에 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 (7)
- 안테나(22)로부터 수신되는 중심주파수 34GHz(대역폭 2GHz)의 신호를 처리하여 신호 처리기로 출력하는 밀리미터파 시스템의 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈로서,
국부발진신호를 출력하는 국부발진기(9);
상기 국부 발진기(9)에서 생성된 국부발진 신호를 분배하여 공급시키기 위한 국부발진 경로 전력분배기(10);
상기 안테나(22)로부터 수신된 중심주파수 34GHz(대역폭 2GHz)의 신호를 저잡음증폭기(LNA)를 사용하여 증폭시킨 후, 상기 전력 분배기의 출력신호를 기준으로 하여 이미지억압 기능이 포함된 주파수변환기(MIXER)를 거쳐 1GHz(대역폭 2GHz)의 IF 신호로 하향변환 시키는 복수개의 이미지 억압 믹서(1);
상기 복수개의 이미지 억압 믹서(1)의 출력을 각각 증폭하여 출력하는 복수개의 구동 증폭기(2);
상기 각 구동 증폭기(2)의 출력에 대하여 온도를 보상하여 출력하는 복수의 온도 보상부(3);
상기 각 온도 보상부(3)의 출력에서 전력을 제한하여 출력하는 복수의 리미터(4);
상기 리미터(4)의 출력되는 주파수 변환된 IF 신호 이외의 불요 신호를 억압하는 복수의 저역통과 필터(5);
상기 저역통과 필터(5)의 출력을 각각 메인 경로로 분기하는 역할과 외부의 별도의 경로로 배분하기 위한 복수의 중간주파수(IF) 경로 전력분배기(Power Divider);
상기 복수의 중간주파수(IF) 경로 전력분배기의 출력을 입력받은 후 이중에서 하나의 출력만을 선택적으로 출력하는 선택 스위치(7)를 포함하고,
상기 선택 스위치(7)에서 수신된 신호 경로를 #1~#17과 #9~#25번을 선택적으로 선택하여 출력하는 출력 스위치부를 더 포함하고,
상기 국부발진기(9)는
외부 기준주파수와 위상 동기된 PLL 국부발진을 설계하기 위해서, PLLIC REF 포트로 인가되는 외부 1GHz REF 신호를 5분주기 하여 200MHz로 변환시켜 주입하고, VCO 출력에 2체배기를 사용하여 16GHz 대역의 LO 주파수를 생성하며,
모듈 내부의 전압제어발진기(VCO)와 위상고정을 시킬 때, VCO의VT(Voltage Tuning) 전압이 높기 때문에, PLL 출력단에 연결되는 루프필터 구조를 액티브 타입으로 설계하는 것을 특징으로 하고,
상기 안테나(22)와의 연결부위는 25개 존재하며,
1, 3, 5, 7, .......25번째 즉, 홀수번째 안테나 신호는 상부로 신호가 전달되고,
2, 4, 6,...24번째 안테나 신호는 하부로 전달되는 구조이고,
1, 3, 5, 7...25번째 라인은 서로 신호 간섭을 일으킬 수 있으나, 각각 짝수번째 라인을 사이에 두고 소정 간격을 형성하므로 서로 신호 간섭이 적게 되고,
2, 4, 6,...24번째 라인은 서로 신호 간섭을 일으킬 수 있으나 각각 홀수번째 라인을 사이에 두고 소정 간격을 형성하므로 서로 신호 간섭이 적게 되는 구조인 것을 특징으로 하는
Ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 국부발진 경로 전력분배기(10)는, 생성된 국부발진 신호를 상기 주파수 변환기(MIXER) 각각으로 공급시키는 것을 특징으로 하는 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈. - 제4항에 있어서,
상기 이미지 억압 믹서(1)는, 내부에 저잡음증폭기(LNA)와 주파수 변환기(mixer)가 내장되며,
상기 국부발진 신호는 16GHz 대역을 입력 받아서 내부에서 체배기(x2)를 거쳐 32GHz 대역을 생성하는 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈. - 제5항에 있어서,
상기 리미터(4)는 출력단에 연결된 신호 처리기의 입력이 높을 경우 상기 신호 처리기 내부 부품의 소손이 발생할 수 있기 때문에, 수신되는 입력이 아무리 높더라도 출력은 일정 레벨 이하로 내보내는 것을 특징으로 하는 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈. - 제6항에 있어서,
상기 안테나(22)의 입력포트를 전송선로(마이크로스트립 라인)로 변환하는 전송선로를 더 포함하는 ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190035253A KR102152131B1 (ko) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020190035253A KR102152131B1 (ko) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102152131B1 true KR102152131B1 (ko) | 2020-09-04 |
Family
ID=72470731
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| KR1020190035253A KR102152131B1 (ko) | 2019-03-27 | 2019-03-27 | ka 대역의 다중채널을 갖는 밀리미터파 하향변환기 모듈 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102152131B1 (ko) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114039642A (zh) * | 2021-10-11 | 2022-02-11 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种大带宽、频率可调高速Ka频段转发器系统 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05153108A (ja) * | 1991-11-26 | 1993-06-18 | Hitachi Ltd | タイミング抽出回路 |
| KR20120024146A (ko) * | 2010-09-06 | 2012-03-14 | 국방과학연구소 | 다중 경로 신호 수신 시스템 및 수신 방법 |
| KR20180061849A (ko) * | 2016-11-30 | 2018-06-08 | (주)케이에스티테크놀로지 | 위상 고정 루프를 이용한 국부 발진 장치 및 국부 발진 신호 출력 방법 |
-
2019
- 2019-03-27 KR KR1020190035253A patent/KR102152131B1/ko active IP Right Grant
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN114039642B (zh) * | 2021-10-11 | 2024-03-26 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种大带宽、频率可调高速Ka频段转发器系统 |
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