KR102232377B1 - Wireless transmitting/receiving apparatus based on feedforward and operating method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 송수신 장치 및 그 동작방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 피드포워드 구조를 이용하여 서큘레이터의 광대역 고립도를 향상 시키는 기술적 사상에 관한 것이다.The present invention relates to a wireless transmission/reception apparatus and a method of operation thereof, and more particularly, to a technical idea of improving the broadband isolation degree of a circulator by using a feed forward structure.
또한, 본 발명은 과학기술정보통신부 및 정보통신기획평가원의 대학 ICT 연구센터 지원사업의 연구로부터 도출된 것이다(IITP-2019-2016-0-00291).In addition, the present invention is derived from the research of the University ICT Research Center support project of the Ministry of Science, ICT and ICT and ICT (IITP-2019-2016-0-00291).
도 1은 무선 송수신 장치에서 송신 누설 신호가 발생하는 예시를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a diagram for describing an example in which a transmission leakage signal occurs in a wireless transmission/reception apparatus.
구체적으로, 도 1의 (a)는 무선 송수신 장치에 구비된 서큘레이터(circulator)에서 송신 신호와 수신 신호를 분리하는 예시를 나타내고, 도 1의 (b)는 서큘레이터에서 송신 신호로 인한 송신 누설 신호가 발생되는 예시를 나타낸다.Specifically, (a) of FIG. 1 shows an example of separating a transmission signal and a reception signal from a circulator provided in a wireless transmission/reception device, and FIG. 1 (b) is a transmission leakage due to a transmission signal from the circulator. It shows an example in which a signal is generated.
도 1의 (a)를 참조하면, 빔 조향을 위한 배열 시스템을 구현하기 위해 사용된 각각의 역지향성 RF 시스템은 하나의 안테나를 사용하여 송신 및 수신을 동시에 수행하기 위해 서큘레이터를 사용할 수 있다. Referring to FIG. 1A, each reverse-directional RF system used to implement an array system for beam steering may use a circulator to simultaneously perform transmission and reception using one antenna.
구체적으로, RF 시스템은 시계 방향의 단방향성을 가지며, 신호가 전달되는 지점을 기준으로, 시계 방향으로의 전달 특성(transmission, S21), 반시계 방향으로의 고립 특성(isolation, S31), 입력 정합 특성(matching, S11)으로 특징지어 질 수 있다. Specifically, the RF system has clockwise unidirectionality, and based on the point at which the signal is transmitted, the transmission characteristic in the clockwise direction (transmission, S21), the isolation characteristic in the counterclockwise direction (isolation, S31), and input matching It can be characterized by a characteristic (matching, S11).
서큘레이터의 3개의 단자 사이의 고립도 중 송신 증폭기의 출력과 수신 증폭기의 입력 사이의 고립도는 전체 시스템 특성에 큰 영향을 미치며, 협대역의 특성을 보일 수 있다. The degree of isolation between the three terminals of the circulator, the degree of isolation between the output of the transmitting amplifier and the input of the receiving amplifier, greatly affects the overall system characteristics, and may exhibit narrow-band characteristics.
도 1의 (b)를 참조하면, 서큘레이터를 포함하는 무선 송수신 장치는 송신 증폭기 출력단에서 수신 증폭기 입력단으로 송신 누설 신호(누설 전력)가 발생될 수 있다. Referring to FIG. 1B, in a wireless transmission/reception apparatus including a circulator, a transmission leakage signal (leakage power) may be generated from an output terminal of a transmission amplifier to an input terminal of a reception amplifier.
이 때, 수신 신호 및 송신 신호의 주파수를 각각 f1과 f2로 다르게 사용하는 경우, 송신 증폭기의 출력단에서는 두 주파수에 대응되는 신호가 존재하고, 이들은 서큘레이터의 유한한 고립도로 인해 수신 증폭기 입력단으로 누설될 수 있다. In this case, if the frequencies of the reception signal and the transmission signal are used differently as f 1 and f 2 , respectively, signals corresponding to the two frequencies exist at the output stage of the transmission amplifier, and these are the input stage of the reception amplifier due to the finite isolation of the circulator. Can be leaked.
누설된 f1 주파수의 신호(송신 누설 신호)는 수신 신호에 간섭으로 작용하여 전체 시스템의 수신 감도(sensitivity)를 열화시키고, 누설된 f2 주파수의 신호는 수신 증폭기, 믹서, 송신 증폭기를 통과하면서 출력단에 f1 주파수의 신호를 생성하여 빔조향 방향오차(beamforming direction error)를 발생시키는 원인이 되기도 한다. The leaked signal of frequency f 1 (transmission leakage signal) acts as interference to the received signal, deteriorating the reception sensitivity of the entire system, and the signal of the leaked frequency f 2 passes through the receiving amplifier, mixer, and transmitting amplifier. It is also a cause of generating a beamforming direction error by generating a signal of frequency f1 at the output terminal.
이에, 서큘레이터를 이용하는 무선 송수신 장치에서 발생되는 송신 누설 신호를 보다 효율적인 방법으로 제거할 필요성이 있다.Accordingly, there is a need to remove a transmission leakage signal generated in a wireless transmission/reception apparatus using a circulator in a more efficient manner.
본 발명은 피드포워드 방식으로 광대역 특성의 가변상쇄구조를 구현하는 무선 송수신 장치 및 그 동작방법을 제공하고자 한다.An object of the present invention is to provide a wireless transmission/reception apparatus and a method of operating the same, which implements a variable cancellation structure of broadband characteristics in a feed forward method.
또한, 본 발명은 3개의 출력 단자를 갖는 비대칭 방향성 결합부를 이용한 가변상쇄구조로 송신 누설 신호를 효율적으로 상쇄시킬 수 있는 무선 송수신 장치 및 그 동작방법을 제공하고자 한다. In addition, the present invention is to provide a wireless transmission/reception apparatus capable of effectively canceling a transmission leakage signal with a variable cancellation structure using an asymmetric directional coupling unit having three output terminals, and an operation method thereof.
또한, 본 발명은 비대칭 방향성 결합부의 출력만으로 송신 누설 신호를 효율적으로 상쇄시킬 수 있는 무선 송수신 장치 및 그 동작방법을 제공하고자 한다. In addition, the present invention is to provide a wireless transmission/reception apparatus capable of effectively canceling a transmission leakage signal only by an output of an asymmetric directional coupling unit and a method of operation thereof.
또한, 본 발명은 초소형화 및 초저가격화 설계된 가변상쇄구조를 통해 송신 누설 신호를 효율적으로 상쇄시킬 수 있는 무선 송수신 장치 및 그 동작방법을 제공하고자 한다.In addition, the present invention is to provide a wireless transmission/reception apparatus capable of effectively canceling a transmission leakage signal through a variable canceling structure designed to be ultra-miniature and ultra-low in price, and an operation method thereof.
일실시예에 따른 무선 송수신 장치는 송신 증폭기의 출력을 입력으로 수신하여 제1 출력 신호, 제2 출력 신호 및 제3 출력 신호를 출력하는 비대칭 방향성 결합부와, 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 입력으로 수신하고, 입력된 제2 출력 신호에 기초하여 입력된 제1 출력 신호의 크기 및 위상을 제어하여 누설 상쇄 신호를 생성하는 상쇄 신호 생성부 및 생성된 누설 상쇄 신호에 기초하여 제3 출력 신호에 대응되는 송신 누설 신호를 상쇄하는 하이브리드 결합부를 포함할 수 있다.The wireless transmission/reception apparatus according to an embodiment includes an asymmetric directional coupler configured to receive an output of a transmission amplifier as an input and output a first output signal, a second output signal, and a third output signal, and a first output signal and a second output signal. A cancellation signal generator for generating a leakage cancellation signal by receiving as an input and controlling the magnitude and phase of the input first output signal based on the input second output signal, and a third output based on the generated leakage cancellation signal It may include a hybrid coupling unit for canceling the transmission leakage signal corresponding to the signal.
일측에 따르면, 비대칭 방향성 결합부는 서로 다른 결합도(coupling level)를 갖는 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 출력할 수 있다.According to one side, the asymmetric directional coupling unit may output a first output signal and a second output signal having different coupling levels.
일측에 따르면, 비대칭 방향성 결합부는 제3 출력 신호를 서큘레이터(circulator)의 입력 단자로 출력할 수 있다. According to one side, the asymmetric directional coupling unit may output a third output signal to an input terminal of a circulator.
일측에 따르면, 송신 누설 신호는 제3 출력 신호를 입력으로 수신한 서큘레이터로부터 하이브리드 결합부의 입력단으로 발생되는 누설 신호일 수 있다.According to one side, the transmission leakage signal may be a leakage signal generated from the circulator receiving the third output signal as an input to the input terminal of the hybrid coupling unit.
일측에 따르면, 누설 상쇄 신호는 송신 누설 신호와 180°의 위상차를 갖는 신호일 수 있다.According to one side, the leakage cancellation signal may be a signal having a phase difference of 180° from the transmission leakage signal.
일측에 따르면, 상쇄 신호 생성부는 서큘레이터의 고립도 특성을 고려하여 기설정된 크기 값으로 입력된 제1 출력 신호의 크기를 제어할 수 있다. According to one side, the cancellation signal generator may control the size of the input first output signal with a preset size value in consideration of the isolation characteristic of the circulator.
일측에 따르면, 상쇄 신호 생성부는 제2 출력 신호를 입력으로 수신하고, 입력된 제2 출력 신호의 주파수 크기에 대응되는 바이어스 전압을 생성하는 로그 증폭기를 더 포함할 수 있다. According to one side, the cancellation signal generator may further include a log amplifier that receives the second output signal as an input and generates a bias voltage corresponding to a frequency level of the input second output signal.
일측에 따르면, 상쇄 신호 생성부는 적어도 하나 이상의 저항 및 적어도 하나 이상의 가변 캐패시터를 포함하고, 제1 출력 신호를 입력으로 수신하며, 적어도 하나 이상의 가변 캐패시터의 캐패시턴스 값에 대응하여 입력된 제1 출력 신호의 크기 및 위상을 제어하는 가변주파수응답 블록을 더 포함할 수 있다. According to one side, the cancellation signal generation unit includes at least one resistor and at least one variable capacitor, receives a first output signal as an input, and receives a first output signal corresponding to a capacitance value of the at least one variable capacitor. It may further include a variable frequency response block for controlling the magnitude and phase.
일측에 따르면, 적어도 하나 이상의 가변 캐패시터의 캐패시턴스 값은 생성된 바이어스 전압에 의해 가변될 수 있다. According to one side, the capacitance value of at least one variable capacitor may be varied by the generated bias voltage.
일실시예에 따른 무선 송수신 장치의 동작 방법은 비대칭 방향성 결합부에서 송신 증폭기의 출력을 입력으로 수신하여 제1 출력 신호, 제2 출력 신호 및 제3 출력 신호를 출력하는 단계와, 상쇄 신호 생성부에서 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 입력으로 수신하고, 입력된 제2 출력 신호에 기초하여 입력된 제1 출력 신호의 크기 및 위상을 제어하여 누설 상쇄 신호를 생성하는 단계 및 하이브리드 결합부에서 생성된 누설 상쇄 신호에 기초하여 제3 출력 신호에 대응되는 송신 누설 신호를 상쇄하는 단계를 포함할 수 있다.A method of operating a wireless transmission/reception apparatus according to an embodiment includes the steps of receiving an output of a transmission amplifier as an input from an asymmetric directional coupling unit and outputting a first output signal, a second output signal, and a third output signal, and a cancellation signal generation unit. In the step of receiving the first output signal and the second output signal as inputs, and generating a leakage cancellation signal by controlling the magnitude and phase of the inputted first output signal based on the inputted second output signal, and in the hybrid combiner It may include the step of canceling the transmission leakage signal corresponding to the third output signal based on the generated leakage cancellation signal.
일실시예에 따르면, 피드포워드 방식으로 광대역 특성의 가변상쇄구조를 구현할 수 있다. According to an embodiment, a variable cancellation structure of broadband characteristics may be implemented in a feed forward method.
일실시예에 따르면, 3개의 출력 단자를 갖는 비대칭 방향성 결합부를 이용한 가변상쇄구조로 송신 누설 신호를 효율적으로 상쇄시킬 수 있다.According to an embodiment, a transmission leakage signal can be effectively canceled by a variable cancellation structure using an asymmetric directional coupling unit having three output terminals.
일실시예에 따르면, 비대칭 방향성 결합부의 출력만으로 송신 누설 신호를 효율적으로 상쇄시킬 수 있다. According to an embodiment, it is possible to effectively cancel the transmission leakage signal only by the output of the asymmetric directional coupling unit.
일실시예에 따르면, 초소형화 및 초저가격화 설계된 가변상쇄구조를 통해 송신 누설 신호를 효율적으로 상쇄시킬 수 있다.According to an embodiment, it is possible to efficiently cancel a transmission leakage signal through a variable cancellation structure designed to be ultra-miniaturized and cost-effective.
도 1은 무선 송수신 장치에서 송신 누설 신호가 발생하는 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 일실시예에 따른 무선 송수신 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 무선 송수신 장치의 구현예를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 무선 송수신 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 일실시예에 따른 무선 송수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram for describing an example in which a transmission leakage signal occurs in a wireless transmission/reception apparatus.
2 is a diagram illustrating a wireless transmission/reception apparatus according to an embodiment.
3 is a diagram illustrating an implementation example of a wireless transmission/reception apparatus according to an embodiment.
4 is a diagram illustrating a wireless transmission/reception apparatus according to another embodiment.
5 is a diagram illustrating a method of operating a wireless transmission/reception apparatus according to an embodiment.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.Specific structural or functional descriptions of embodiments according to the concept of the present invention disclosed in the present specification are exemplified only for the purpose of describing embodiments according to the concept of the present invention, and embodiments according to the concept of the present invention They may be implemented in various forms and are not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Since the embodiments according to the concept of the present invention can apply various changes and have various forms, the embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the present specification. However, this is not intended to limit the embodiments according to the concept of the present invention to specific disclosed forms, and includes changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the present invention.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are only for the purpose of distinguishing one component from other components, for example, without departing from the scope of the rights according to the concept of the present invention, the first component may be referred to as the second component, Similarly, the second component may also be referred to as a first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle. Expressions describing the relationship between components, for example, "between" and "just between" or "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present specification are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In the present specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that the specified features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof exist, but one or more other features or numbers, It is to be understood that the presence or addition of steps, actions, components, parts, or combinations thereof, does not preclude the possibility of preliminary exclusion.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein including technical or scientific terms have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms as defined in a commonly used dictionary should be construed as having a meaning consistent with the meaning of the related technology, and should not be interpreted as an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present specification. Does not.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. The same reference numerals shown in each drawing indicate the same members.
도 2는 일실시예에 따른 무선 송수신 장치를 설명하기 위한 도면이다.2 is a diagram illustrating a wireless transmission/reception apparatus according to an embodiment.
이하에서 설명하는, 무선 송수신 장치는 무선 통신 신호를 송수신하는 무선 통신 송수신 장치 또는 무선 전력 신호를 송신하는 무선전력 송신 장치일 수 있다.The wireless transmission/reception apparatus described below may be a wireless communication transmission/reception apparatus for transmitting and receiving a wireless communication signal or a wireless power transmission apparatus for transmitting a wireless power signal.
또한, 무선 송수신 장치가 무선 전력 송신 장치인 경우, 수신 신호는 무선 전력 수신기로부터 수신하는 신호일 수 있고, 송신 신호는 무선 전력 수신기로 송신하는 무선 전력에 대응되는 신호일 수 있다. In addition, when the wireless transmission/reception device is a wireless power transmission device, the received signal may be a signal received from the wireless power receiver, and the transmission signal may be a signal corresponding to the wireless power transmitted to the wireless power receiver.
또한, 무선 송수신 장치가 무선 전력 송신 장치인 경우, 무선 송수신 장치는 원거리 무선전력전송용 역지향성 시스템에 대응되는 장치일 수 있다.In addition, when the wireless transmission/reception device is a wireless power transmission device, the wireless transmission/reception device may be a device corresponding to a reverse directional system for long-distance wireless power transmission.
도 2를 참조하면, 일실시예에 따른 무선 송수신 장치(200)는 피드포워드 방식으로 광대역 특성의 가변상쇄구조를 구현할 수 있다. Referring to FIG. 2, the wireless transmission/
또한, 무선 송수신 장치(200)는 3개의 출력 단자를 갖는 비대칭 방향성 결합부를 이용한 가변상쇄구조로 송신 누설 신호를 효율적으로 상쇄시킬 수 있다.In addition, the wireless transmission/
또한, 무선 송수신 장치(200)는 비대칭 방향성 결합부의 출력만으로 송신 누설 신호를 효율적으로 상쇄시킬 수 있다.In addition, the wireless transmission/
또한, 무선 송수신 장치(200)는 초소형화 및 초저가격화 설계된 가변상쇄구조를 통해 송신 누설 신호를 효율적으로 상쇄시킬 수 있다. In addition, the wireless transmission/
이하에서 설명하는 피드포워드 기반의 가변상쇄구조는 송신 누설 신호가 무선 송수신 장치(200)에 구비되는 송신 증폭기의 출력단에서 수신 증폭기의 입력단으로 누설되지 않도록 고립도의 대역폭을 향상시키는 구조를 의미할 수 있다.The feed forward-based variable cancellation structure described below may mean a structure that improves the bandwidth of isolation so that the transmission leakage signal does not leak from the output terminal of the transmission amplifier provided in the wireless transmission/
이를 위해, 일실시예에 따른 무선 송수신 장치(200)는 비대칭 방향성 결합부(210), 상쇄 신호 생성부(220) 및 하이브리드 결합부(230)를 포함할 수 있다. To this end, the wireless transmission/
구체적으로, 일실시예에 따른 비대칭 방향성 결합부(210)는 송신 증폭기의 출력을 입력으로 수신하여 제1 출력 신호, 제2 출력 신호 및 제3 출력 신호를 출력할 수 있다. Specifically, the asymmetric
다시 말해, 비대칭 방향성 결합부(210)는 송신 증폭기의 출력을 단일 입력으로 수신하여, 3개의 출력 단자로 제1 내지 제3 출력 신호를 출력하는 3방향 방향성 결합기(directional coupler) 일 수 있다. In other words, the asymmetric
일측에 따르면, 비대칭 방향성 결합부(210)는 서로 다른 결합도(coupling level)를 갖는 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 출력할 수 있다. According to one side, the asymmetric
예를 들면, 서로 다른 결합도(비대칭성)는 서큘레이터로부터 하이브리드 결합부 방향으로 누설되는 송신 누설 신호의 주파수 크기에 대응하여 결정될 수 있다. 또한, 서로 다른 결합도는 서큘레이터의 고립도 특성을 고려하여 사전에 결정될 수도 있다. For example, different coupling degrees (asymmetry) may be determined corresponding to a frequency magnitude of a transmission leakage signal leaking from the circulator toward the hybrid coupling unit. In addition, different coupling degrees may be determined in advance in consideration of the isolation characteristics of the circulator.
보다 구체적인 예를 들면, 비대칭 방향성 결합부(210)는 송신 증폭기의 출력을 '10'이라고 가정하였을 때, 제1 출력 신호는 '1', 제2 출력 신호는 '2'의 크기를 갖는 신호일 수 있다.For a more specific example, assuming that the output of the transmission amplifier is '10', the asymmetric
일측에 따르면, 비대칭 방향성 결합부(210)는 제3 출력 신호를 서큘레이터(circulator)의 입력 단자로 출력할 수 있다. 다시 말해, 비대칭 방향성 결합부(210)의 제3 출력 신호는 서큘레이터 및 안테나를 통해 외부로 출력되는 무선 송수신 장치(200)의 송신 신호일 수 있다. According to one side, the asymmetric
일실시예에 따른 상쇄 신호 생성부(220)는 비대칭 방향성 결합부(210)의 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 입력으로 수신하고, 입력된 제2 출력 신호에 기초하여 입력된 제1 출력 신호의 크기 및 위상을 제어하여 누설 상쇄 신호를 생성할 수 있다. The cancellation
다시 말해, 누설 상쇄 신호는 신호의 크기 및 위상이 제어된 제1 출력 신호일 수 있다.In other words, the leakage cancellation signal may be a first output signal whose magnitude and phase are controlled.
일측에 따르면, 누설 상쇄 신호는 비대칭 방향성 결합부(210)의 제3 출력 신호를 입력으로 수신한 서큘레이터로부터 하이브리드 결합부의 입력단으로 발생되는 누설 신호인 송신 누설 신호와 180°의 위상차를 갖는 신호일 수 있다.According to one side, the leakage cancellation signal may be a signal having a phase difference of 180° from the transmission leakage signal, which is a leakage signal generated from the circulator receiving the third output signal of the asymmetric
또한, 상쇄 신호 생성부(220)는 서큘레이터의 고립도 특성을 고려하여 기설정된 크기 값으로 입력된 비대칭 방향성 결합부(210)의 제1 출력 신호의 크기를 제어할 수 있다.In addition, the cancellation
구체적으로, 무선 송수신 장치(100)는 송신 증폭기의 출력신호에 대응되는 송신 경로를 제1 내지 제2 출력 신호가 상쇄 신호 생성부(120)로 전달되는 제1 경로와, 제3 출력 신호가 서큘레이터로 전달되는 제2 경로로 나눌 수 있으며, 상쇄 신호 생성부(120)는 제2 경로를 통해 발생되는 송신 누설 신호와 신호의 크기는 동일하고, 위상은 180° 차이가 나는 누설 상쇄 신호를 생성할 수 있다.Specifically, the wireless transmission/reception apparatus 100 includes a first path through which the first to second output signals are transmitted to the canceling signal generation unit 120 and a third output signal through a transmission path corresponding to the output signal of the transmission amplifier. It can be divided into a second path transmitted to the radar, and the cancellation signal generation unit 120 generates a leakage cancellation signal that has the same magnitude as the transmission leakage signal generated through the second path, and a phase difference of 180°. can do.
이 때, 송신 누설 신호는 서큘레이터의 고립도 특성에 의해 신호 크기의 감쇄(예를 들어, 20dB)가 발생될 수 있다.In this case, the transmission leakage signal may be attenuated (eg, 20 dB) in the signal size due to the isolation characteristic of the circulator.
따라서, 상쇄 신호 생성부(120)는 송신 누설 신호의 감쇄된 크기가 20dB인 경우, 송신 누설 신호와 같이 20dB만큼 감쇄되고, 180° 위상차를 갖는 누설 상쇄 신호를 생성하도록 설계될 수 있다.Accordingly, when the attenuated magnitude of the transmission leakage signal is 20 dB, the cancellation signal generation unit 120 is attenuated by 20 dB like the transmission leakage signal, and may be designed to generate a leakage cancellation signal having a phase difference of 180°.
일측에 따르면, 상쇄 신호 생성부(220)는 비대칭 방향성 결합부(210)의 제2 출력 신호를 입력으로 수신하고, 입력된 제2 출력 신호의 주파수 크기에 대응되는 바이어스 전압을 생성하는 로그 증폭기(logarithm amplifier)를 더 포함할 수 있다. According to one side, the cancellation
또한, 상쇄 신호 생성부(220)는 적어도 하나 이상의 저항 및 적어도 하나 이상의 가변 캐패시터를 포함하고, 비대칭 방향성 결합부(210)의 제1 출력 신호를 입력으로 수신하며, 적어도 하나 이상의 가변 캐패시터의 캐패시턴스 값에 대응하여 입력된 제1 출력 신호의 크기 및 위상을 제어하는 가변주파수응답 블록을 더 포함할 수 있다. In addition, the cancellation
일측에 따르면, 적어도 하나 이상의 가변 캐패시터의 캐패시턴스 값은 로그 증폭기를 통해 생성된 바이어스 전압에 의해 가변될 수 있다. According to one side, a capacitance value of at least one variable capacitor may be varied by a bias voltage generated through a logarithmic amplifier.
다시 말해, 로그 증폭기의 출력 신호는 가변주파수응답 블록에 구비되는 적어도 하나 이상의 가변 캐패시터의 캐패시턴스 값을 제어하기 위한 제어신호일 수 있다. In other words, the output signal of the log amplifier may be a control signal for controlling a capacitance value of at least one variable capacitor provided in the variable frequency response block.
일실시예에 따른 하이브리드 결합부(230)는 생성된 누설 상쇄 신호에 기초하여 비대칭 방향성 결합부(210)의 제3 출력 신호에 대응되는 송신 누설 신호를 상쇄시킬 수 있다. The
예를 들면, 하이브리드 결합부(230)는 송신 누설 신호를 상쇄시키는 전력 결합기일 수 있다.For example, the
구체적으로, 하이브리드 결합부(230)는 송신 누설 신호와 크기는 동일하고 180° 위상차를 갖는 누설 상쇄 신호와 송신 누설 신호를 합하여 송신 누설 신호를 제거할 수 있다.Specifically, the
즉, 무선 송수신 장치(200)는 제1 경로와 제2 경로로 나누어진 후, 나누어진 경로가 하이브리드 결합부(230)를 통해 하나의 경로로 합쳐지면서 송신 누설 신호가 생쇄됨으로써, 결과적으로 해당 주파수에서 서큘레이터의 고립도가 향상될 수 있다. That is, after the wireless transmission/
일실시예에 따른 무선 송수신 장치(200)에 대한 세부 구성은 이후 실시예 도 3을 통해 보다 구체적으로 설명하기로 한다.A detailed configuration of the wireless transmission/
도 3은 일실시예에 따른 무선 송수신 장치의 구현예를 설명하기 위한 도면이다. 3 is a diagram illustrating an implementation example of a wireless transmission/reception apparatus according to an embodiment.
다시 말해, 도 3은 도 2를 통해 설명한 일실시예에 따른 무선 송수신 장치에 관한 예시를 설명하는 도면으로, 이후 도 3을 통해 설명하는 내용 중 도 2를 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다. In other words, FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a wireless transmission/reception apparatus according to an embodiment described with reference to FIG. 2, and a description overlapping with the content described with reference to FIG. 2 will be omitted from among the contents described with reference to FIG. 3. It should be.
도 3을 참조하면, 일실시예에 따른 무선 송수신 장치(300)는 비대칭 방향성 결합부(310), 상쇄 신호 생성부(320) 및 하이브리드 결합부(330)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, a wireless transmission/
또한, 일실시예에 따른 무선 송수신 장치(300)는 비대칭 방향성 결합부(310)의 입력단자와 연결되는 송신 증폭기(340), 비대칭 방향성 결합부(310)와 하이브리드 결합부(330) 사이에 구비되는 서큘레이터(350) 및 하이브리드 결합부(330)의 출력 단자와 연결되는 수신 증폭기(360)를 더 포함할 수 있다. In addition, the wireless transmission/
구체적으로, 비대칭 방향성 결합부(310)는 송신 증폭기(340)의 출력을 입력으로 수신하여 제1 출력 신호, 제2 출력 신호 및 제3 출력 신호를 출력할 수 있다.Specifically, the asymmetric
즉, 비대칭 방향성 결합부(310)는 1개의 입력과 3개의 출력을 가지는 3방향 방향성 결합기로 설계될 수 있고, 제1 내지 제2 출력 신호에 대응되는 제1 내지 제2 출력단자 각각 결합도(coupling level)가 서로 다른 비대칭성 특성을 갖도록 설계될 수 있다.That is, the asymmetric
일측에 따르면, 비대칭 방향성 결합부(310)는 제3 출력 신호를 서큘레이터(350)의 입력 단자로 출력할 수 있다. 다시 말해, 비대칭 방향성 결합부(310)의 제3 출력 신호는 서큘레이터 및 안테나를 통해 외부로 출력되는 무선 송수신 장치(300)의 송신 신호일 수 있다.According to one side, the asymmetric
일실시예에 따른 상쇄 신호 생성부(320)는 비대칭 방향성 결합부(310)의 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 입력으로 수신하고, 입력된 제2 출력 신호에 기초하여 입력된 제1 출력 신호의 크기 및 위상을 제어하여 누설 상쇄 신호를 생성할 수 있다.The cancellation
구체적으로, 상쇄 신호 생성부(320)는 로그 증폭기(321) 및 가변주파수응답 블록(322)를 더 포함할 수 있으며, 비대칭 방향성 결합부(310)의 제1 출력 신호는 가변주파수응답 블록(322)의 입력으로 수신되고, 비대칭 방향성 결합부(310)의 제2 출력 신호는 로그 증폭기(321)의 입력으로 수신될 수 있다. Specifically, the cancellation
보다 구체적으로, 로그 증폭기(321)는 비대칭 방향성 결합부(310)의 제2 출력 신호를 입력으로 수신하고, 입력된 비대칭 방향성 결합부(310)의 제2 출력 신호의 주파수 크기에 대응되는 바이어스 전압을 생성할 수 있다. More specifically, the
또한, 가변주파수응답 블록(322)는 적어도 하나 이상의 저항 및 적어도 하나 이상의 가변 캐패시터를 포함하고, 비대칭 방향성 결합부(310)의 제1 출력 신호를 입력으로 수신하며, 적어도 하나 이상의 가변 캐패시터의 캐패시턴스 값에 대응하여 입력된 제1 출력 신호의 크기 및 위상을 제어할 수 있다. In addition, the variable
한편, 적어도 하나 이상의 가변 캐패시터의 가변 캐패시턴스 값은 로그 증폭기(321)를 통해 생성된 바이어스 전압의 크기에 의해 제어될 수 있다. Meanwhile, the variable capacitance value of the at least one variable capacitor may be controlled by the magnitude of the bias voltage generated through the
즉, 가변주파수응답 블록(322)은 대역 통과 필터(band-pass filter) 또는 대역 차단 필터(band-reject filter)의 역할을 수행할 수 있다. That is, the variable
다시 말해, 로그 증폭기(321)는 가변주파수응답 블록(322)에 구비된 가변 캐패시터의 캐패시턴스 값을 가변시킬 수 있는 바이어스 전압을 생성할 수 있으며, 가변주파수응답 블록(322)는 생성된 바이어스 전압(직류 전압 값)으로 차단 주파수 이상의 주파수 대역에서 크기응답 및 위상응답을 동시에 제어하여 누설 상쇄 신호를 생성할 수 있다. In other words, the
보다 구체적으로, 비대칭 방향성 결합부(310)의 제2 출력 신호의 전력값은 제2 출력 신호의 주파수 크기에 따라 다른 값이 출력 되도록 설계될 수 있으며, 로그 증폭기(321)는 제2 출력 신호의 전력값에 대응되는 직류 전압 값을 출력할 수 있다. More specifically, the power value of the second output signal of the asymmetric
로그 증폭기(321)를 통해 생성된 직류 전압 값은 가변주파수응답 블록(322) 내 가변 캐패시터의 캐패시턴스를 제어하는 바이어스 전압으로 사용될 수 있으며, 제2 출력 신호의 주파수에 따라 캐패시턴스가 조절되면, 가변주파수응답 블록(322)의 차단주파수가 제어되어, 가변주파수응답 블록(322)은 제1 출력 신호에 대한 크기응답(amplitude response)과 위상응답(phase response)의 변화를 통해 원하는 크기와 위상을 갖는 누설 상쇄 신호를 생성할 수 있다. The DC voltage value generated through the
이와 같이 크기와 위상을 동시에 제어하기 위해서는 동작 주파수가 차단 주파수보다 높은 영역에서 제어될 수 있도록 설계해야 하므로, 일실시예에 따른 무선 송수신 장치(300)는 3방향의 비대칭 방향성 결합부(310), 로그증폭기(321) 및 가변주파수응답 블록(323)을 이용하여 넓은 주파수 대역(광대역)에서 피드포워드 상쇄를 수행하도록 설계될 수 있다. In order to control the size and phase at the same time as described above, since the operating frequency must be designed to be controlled in a region higher than the cutoff frequency, the wireless transmission/
일실시예에 따른 하이브리드 결합부(330)는 상쇄 신호 생성부(320)를 통해 생성된 누설 상쇄 신호에 기초하여 비대칭 방향성 결합부(310)의 제3 출력 신호에 대응되는 송신 누설 신호를 상쇄시킬 수 있다. The
구체적으로, 하이브리드 결합부(330)는 송신 누설 신호와 크기는 동일하고 180° 위상차를 갖는 누설 상쇄 신호와 송신 누설 신호를 합하여 수신 증폭기(360)의 입력단 방향으로 누설되는 송신 누설 신호를 제거할 수 있다.Specifically, the
도 4는 다른 실시예에 따른 무선 송수신 장치를 설명하기 위한 도면이다. 4 is a diagram illustrating a wireless transmission/reception apparatus according to another embodiment.
다시 말해, 도 4는 도 2 내지 도 3을 통해 설명한 일실시예에 따른 무선 송수신 장치의 다른 예시를 설명하는 도면으로, 다른 실시예에 따른 무선 송수신 장치는 무선전력 송신 장치일 수 있다. In other words, FIG. 4 is a diagram for explaining another example of a wireless transmission/reception device according to an embodiment described with reference to FIGS. 2 to 3, and a wireless transmission/reception device according to another embodiment may be a wireless power transmission device.
또한, 다른 실시예에 따른 무선 송수신 장치는 무선 전력 수신기가 위치한 방향으로 무선전력(송신 신호)을 송신하기 위하여 복수의 안테나(송신 코일)를 포함할 수 있다. In addition, the wireless transmission/reception apparatus according to another embodiment may include a plurality of antennas (transmission coils) to transmit wireless power (transmission signals) in a direction in which the wireless power receiver is located.
도 4를 참조하면, 다른 실시예에 따른 무선 송수신 장치(400)는 수신 전압의 실시간 모니터링과 3D 스캐닝에 기초하는 존-기반 최대 전송 효율 탐색 알고리즘을 이용하여 복수의 안테나 각각의 각도(지향각)를 최적화할 수 있다. Referring to FIG. 4, the wireless transmission/
또한, 다른 실시예에 따른 무선 송수신 장치(400)는 각도가 최적화된 안테나를 통해 전송되는 무선전력(송신 신호)으로 인해 발생되는 송신 누설 신호를 상쇄시킬 수 있다. In addition, the wireless transmission/
예를 들면, 송신 누설 신호는 송신 증폭기의 출력단에서 출력되는 무선전력(송신 신호)으로 인해 서큘레이터에서 수신 증폭기의 방향으로 발생되는 누설 신호일 수 있다. For example, the transmission leakage signal may be a leakage signal generated from the circulator in the direction of the reception amplifier due to wireless power (transmission signal) output from the output terminal of the transmission amplifier.
이를 위해, 다른 실시예에 따른 무선 송수신 장치(400)는 스위칭부(410), 수신기 위치 추정부(420) 및 누설 신호 상쇄부(430)를 포함할 수 있다.To this end, the wireless transmission/
또한, 수신기 위치 추정부(420)는 수신부(421), 방사 패턴 판독부(422) 및 위치 추정부(423)를 더 포함하고, 누설 신호 상쇄부(430)는 비대칭 방향성 결합부(431), 상쇄 신호 생성부(432) 및 하이브리드 결합부(433)를 더 포함할 수 있다. In addition, the receiver
한편, 도 4의 누설 신호 상쇄부(430)는 도 2 내지 도 3을 통해 설명한 일실시예에 따른 무선 송수신 장치일 수 있다.Meanwhile, the leakage
다시 말해, 도 4의 다른 실시예에 따른 비대칭 방향성 결합부(431), 상쇄 신호 생성부(432) 및 하이브리드 결합부(433)는 도 2 내지 도 3을 통해 설명한 일실시예에 따른 비대칭 방향성 결합부, 상쇄 신호 생성부 및 하이브리드 결합부와 동일한 동작을 수행하므로, 이하에서는 도 2 내지 도 3을 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다. In other words, the asymmetric
구체적으로, 다른 실시예에 따른 스위칭부(410)는 수신기 위치 추정부(420)가 동작한 이후에 누설 신호 상쇄부(430)가 동작 하도록 제어할 수 있다.Specifically, the
일측에 따르면, 스위칭부(410)는 외부로부터 수신하는 동작 제어신호에 기초하여 수신기 위치 추정부(420) 및 누설 신호 상쇄부(430)의 동작을 제어할 수도 있다. According to one side, the
예를 들면, 스위칭부(410)는 수신기의 위치 추정과 관련한 동작 제어신호를 수신하면, 수신기 위치 추정부(420)가 동작하도록 제어할 수 있다.For example, the
또한, 스위칭부(410)는 무선전력 전송과 관련한 동작 제어신호를 수신하면, 누설 신호 상쇄부(430)가 동작하도록 제어할 수 있다. In addition, the
다른 실시예에 따른 수신기 위치 추정부(420)는 무선 송수신 장치(400)에 구비된 통신 안테나로부터 서로 다른 방사각으로 방사되는 복수의 빔에 대한 정보에 기초하여 적어도 하나의 수신기의 위치를 추정할 수 있다.The receiver
구체적으로, 다른 실시예에 따른 수신부(421)는 안테나로부터 서로 다른 방사각으로 방사되는 복수의 빔에 대한 정보를 수신할 수 있다. Specifically, the receiving
다시 말해, 수신부(421)는 안테나로부터 방사되는 적어도 둘 이상의 빔(제1 내지 제n 빔, 여기서 n은 양의 정수)에 대한 정보를 수신할 수 있다. In other words, the receiving
일측에 따르면, 복수의 빔에 대한 정보는 복수의 빔 각각의 방사각의 크기 및 복수의 빔 각각에 대응되는 수신기의 수신 전력 값을 포함할 수 있다.According to one side, the information on the plurality of beams may include a size of a radiation angle of each of the plurality of beams and a received power value of a receiver corresponding to each of the plurality of beams.
다시 말해, 수신부(421)는 무선 송수신 장치(400)에 구비된 별도의 빔 제어수단으로부터 방사되는 복수의 빔 각각의 방사각의 크기를 수신하고, 수신기로부터 복수의 빔 각각에 대응되는 수신 전력 값을 수신할 수 있다.In other words, the receiving
다른 실시예에 따른 방사 패턴 판독부(422)는 복수의 빔에 대한 정보에 기초하여, 복수의 빔 각각에 대응되는 방사 패턴 정보를 판독할 수 있다. The radiation
일측에 따르면, 방사 패턴 판독부(422)는 안테나로부터 서로 다른 방사각으로 방사되는 m개(여기서, m은 양의 정수)의 빔 각각에 대응되는 방사 패턴 정보를 사전에 저장할 수 있다. 또한, 방사 패턴 판독부(422)는 사전에 저장된 방사 패턴 정보 중 복수의 빔에 대한 정보에 대응되는 방사 패턴 정보를 판독할 수 있다.According to one side, the radiation
다시 말해, 방사 패턴 판독부(422)는 통신 안테나를 기준으로 모든 각도(0° 내지 360°)에서, 서로 다른 방사각으로 방사되는 m개의 빔 각각에 대응되는 방사 패턴 정보를 수집하고 사전에 저장할 수 있으며, 사전에 저장된 방사 패턴 정보 중 복수의 빔에 대한 정보에 대응되는 방사 패턴 정보를 읽어올 수(판독할 수) 있다.In other words, the radiation
즉, 다른 실시예에 따른 수신기 위치 추정부(420)는 통신 안테나로부터 각 방향으로 형성되는 모든 빔에 대한 방사 패턴 정보를 수신할 수 있으며, 여기서 방사 패턴 정보는 특정 방사각으로 빔을 형성하였을 때 형성된 빔에 대응하여 모든 각도에서 산출되는 안테나 이득일 수 있다.That is, the receiver
보다 구체적인 예를 들면, 방사 패턴 정보는 통신 안테나로부터 방사되는 빔의 방사각이 0°인 경우, -90° 내지 90°의 각도 범위 내에서 0°의 방사각으로 방사되는 빔에 대응되는 모든 안테나 이득 값을 포함할 수 있다. For a more specific example, when the radiation angle of the beam radiated from the communication antenna is 0°, the radiation pattern information is all antennas corresponding to the beam radiated at a radiation angle of 0° within an angular range of -90° to 90°. It may contain a gain value.
다시 말해, 방사각이 0°이고, 각도 범위가 -90° 내지 90°인 경우에, 방사 패턴 정보는 0°의 방사각으로 방사되는 빔에 대한 모든 각도(-90° 내지 90°) 각각에서의 안테나 이득 값을 포함할 수 있다.In other words, when the radiation angle is 0° and the angular range is -90° to 90°, the radiation pattern information is at all angles (-90° to 90°) for the beam radiated at the radiation angle of 0°, respectively. May include an antenna gain value of.
다른 실시예에 따른 위치 추정부(423)는 방사 패턴 판독부(422)를 통해 판독된 방사 패턴 정보 각각을 서로 비교하고, 비교 결과에 기초하여 수신기의 위치를 추정할 수 있다. The
일측에 따르면, 위치 추정부(423)는 판독된 방사 패턴 정보 각각에 대응되는 안테나 이득을 산출하고, 산출된 안테나 이득의 데시벨(dB) 값 각각을 서로 감산할 수 있다. According to one side, the
보다 구체적으로, 하기 수학식1은 통신 안테나로부터 방사되는 두개의 빔(제1 내지 제2 빔)에 대응하여 수신기로부터 수신되는 RSRP 값을 나타낸다. More specifically,
[수학식1] [Equation 1]
여기서, 은 제1 빔에 대응되는 수신 전력 값을 나타내고, 은 제2 빔에 대응되는 수신 전력 값을 나타내며, 은 제1 빔의 안테나 이득의 데시벨(dB) 값을 나타내고, 은 제2 빔의 안테나 이득의 데시벨(dB) 값을 나타내며, 은 거리 r에 따른 경로손실 값을 나타내고, 은 송신 전력을 나타낼 수 있다. here, Denotes a received power value corresponding to the first beam, Represents a received power value corresponding to the second beam, Represents the decibel (dB) value of the antenna gain of the first beam, Represents the decibel (dB) value of the antenna gain of the second beam, Represents the path loss value according to the distance r, May represent the transmit power.
또한, 수학식1에서 송신 전력()과 경로손실 값()은 서로 동일하다는 점을 이용하면 하기 수학식2을 도출할 수 있다. In addition, in
[수학식2][Equation 2]
즉, 제1 내지 제2 빔의 안테나 이득의 데시벨(dB) 값(, ) 각각을 감산()한 결과 값이 각도 의 크기에 따라 변화하기 때문에, 위치 추정부(420)는 안테나 이득의 데시벨(dB) 값 , 을 비교하여 특정 을 갖는 각도 를 찾을 수 있다. That is, the decibel (dB) value of the antenna gain of the first to second beams ( , ) Subtract each ( ) And the resulting value is an angle Because it changes according to the size of, the
여기서, 위치 추정부(423)는 방사 패턴 판독부(422)를 통해 안테나 이득의 데시벨(dB) 값(, )을 사전에 알고 있기 때문에 모든 각도에 대해 를 만족하는 통신 안테나와 수신기 간의 각도()를 산출할 수 있다. Here, the
즉, 다른 실시예에 따른 위치 추정부(423)는 통신 안테나로부터 서로 다른 방사각으로 방사되는 두개의 빔만을 임의로 선택하여 수신기의 위치를 정확히 추정할 수 있다. That is, the
보다 구체적인 예를 들면, 위치 추정부(423)는 제1 내지 제2 빔에 대한 방사 패턴 정보 각각에 대응되는 안테나 이득의 데시벨(dB) 값(, )을 산출하고, 산출된 안테나 이득의 데시벨(dB) 값(, ) 각각을 서로 감산()하며, 감산 결과가 최소가 되는 지점에서의 각도를 통신 안테나와 수신기간의 각도()로 추정할 수 있다.For a more specific example, the
즉, 다른 실시예에 따른 무선 송수신 장치는 수신 전압에 대한 실시간 모니터링과 3D 스캐닝에 기초하는 존-기반 최대 전송 효율 탐색 알고리즘을 이용하여 무선전력 전송을 위한 복수의 안테나 각각의 각도를 최적화할 수 있다. That is, the wireless transmission/reception apparatus according to another embodiment may optimize the angle of each of the plurality of antennas for wireless power transmission by using a zone-based maximum transmission efficiency search algorithm based on real-time monitoring of a received voltage and 3D scanning. .
또한, 다른 실시예에 따른 무선 송수신 장치는 복수의 송신 코일 각각의 각도를 최적화함으로써, 고효율로 무선전력을 전송하고, 수신기의 이동에 따른 자유도를 확보할 수 있다.In addition, the wireless transmission/reception apparatus according to another exemplary embodiment can transmit wireless power with high efficiency by optimizing the angle of each of the plurality of transmission coils, and secure a degree of freedom according to the movement of the receiver.
또한, 다른 실시예에 따른 무선 송수신 장치는 가변상쇄구조를 통해 송신 누설 신호를 효율적으로 상쇄시킬 수 있다.In addition, the wireless transmission/reception apparatus according to another embodiment may efficiently cancel the transmission leakage signal through the variable cancellation structure.
도 5는 일실시예에 따른 무선 송수신 장치의 동작 방법을 설명하기 위한 도면이다. 5 is a diagram illustrating a method of operating a wireless transmission/reception apparatus according to an embodiment.
다시 말해, 도 5는 도 2 내지 도 4를 통해 설명한 일실시예에 따른 무선 송수신 장치의 동작에 따른 예시를 설명하는 도면으로, 이후 도 5를 통해 설명하는 내용 중 도 2 내지 도 4를 통해 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하기로 한다. In other words, FIG. 5 is a diagram for explaining an example according to the operation of the wireless transmission/reception apparatus according to an embodiment described with reference to FIGS. 2 to 4, and the contents described with reference to FIG. 5 are described with reference to FIGS. 2 to 4. Descriptions that are redundant with the content will be omitted.
도 5를 참조하면, 510 단계에서 일실시예에 따른 무선 송수신 장치의 동작 방법은 비대칭 방향성 결합부에서 송신 증폭기의 출력을 입력으로 수신하여 제1 출력 신호, 제2 출력 신호 및 제3 출력 신호를 출력할 수 있다. Referring to FIG. 5, in
다음으로, 520 단계에서 일실시예에 따른 무선 송수신 장치의 동작 방법은 상쇄 신호 생성부에서 제1 출력 신호 및 제2 출력 신호를 입력으로 수신하고, 입력된 제2 출력 신호에 기초하여 입력된 제1 출력 신호의 크기 및 위상을 제어하여 누설 상쇄 신호를 생성할 수 있다. Next, in
다음으로, 530 단계에서 일실시예에 따른 무선 송수신 장치의 동작 방법은 하이브리드 결합부에서 생성된 누설 상쇄 신호에 기초하여 제3 출력 신호에 대응되는 송신 누설 신호를 상쇄할 수 있다. Next, in
결국, 본 발명을 이용하면, 피드포워드 방식으로 광대역 특성의 가변상쇄구조를 구현할 수 있다. Consequently, using the present invention, it is possible to implement a variable offset structure of broadband characteristics in a feed forward method.
또한, 3개의 출력 단자를 갖는 비대칭 방향성 결합부를 이용한 가변상쇄구조로 송신 누설 신호를 효율적으로 상쇄시킬 수 있다.In addition, a transmission leakage signal can be effectively canceled by a variable cancellation structure using an asymmetric directional coupling unit having three output terminals.
또한, 비대칭 방향성 결합부의 출력만으로 송신 누설 신호를 효율적으로 상쇄시킬 수 있다.In addition, it is possible to effectively cancel the transmission leakage signal only by the output of the asymmetric directional coupling unit.
또한, 초소형화 및 초저가격화 설계된 가변상쇄구조를 통해 송신 누설 신호를 효율적으로 상쇄시킬 수 있다. In addition, it is possible to efficiently cancel the transmission leakage signal through the variable cancellation structure designed for miniaturization and ultra-low cost.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described by the limited drawings, various modifications and variations can be made from the above description to those of ordinary skill in the art. For example, the described techniques are performed in a different order from the described method, and/or components such as systems, structures, devices, circuits, etc. described are combined or combined in a form different from the described method, or other components Alternatively, even if substituted or substituted by an equivalent, an appropriate result can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다. Therefore, other implementations, other embodiments, and those equivalent to the claims also fall within the scope of the claims to be described later.
200: 무선 송수신 장치 210: 비대칭 방향성 결합부
220: 상쇄 신호 생성부 230: 하이브리드 결합부200: wireless transmission/reception device 210: asymmetric directional coupling unit
220: offset signal generation unit 230: hybrid coupling unit
Claims (10)
상기 제1 출력 신호 및 상기 제2 출력 신호를 입력으로 수신하고, 상기 입력된 제2 출력 신호에 기초하여 상기 입력된 제1 출력 신호의 크기 및 위상을 제어하여 누설 상쇄 신호를 생성하는 상쇄 신호 생성부 및
상기 생성된 누설 상쇄 신호에 기초하여 상기 제3 출력 신호에 대응되는 송신 누설 신호를 상쇄하는 하이브리드 결합부
를 포함하고,
상기 상쇄 신호 생성부는,
적어도 하나 이상의 저항 및 적어도 하나 이상의 가변 캐패시터를 포함하고, 상기 제1 출력 신호를 입력으로 수신하며, 상기 제2 출력 신호에 기초하여 가변하는 상기 적어도 하나 이상의 가변 캐패시터의 캐패시턴스 값에 대응하여 상기 입력된 제1 출력 신호의 크기 및 위상을 제어하는 가변주파수응답 블록을 더 포함하는
무선 송수신 장치.An asymmetric directional coupler for receiving the output of the transmission amplifier as an input and outputting a first output signal, a second output signal, and a third output signal;
Generating a cancellation signal that receives the first output signal and the second output signal as inputs, and generates a leakage cancellation signal by controlling the magnitude and phase of the inputted first output signal based on the inputted second output signal Wealth and
Hybrid combiner for canceling the transmission leakage signal corresponding to the third output signal based on the generated leakage cancellation signal
Including,
The cancellation signal generation unit,
Includes at least one resistor and at least one variable capacitor, receives the first output signal as an input, and receives the input in response to a capacitance value of the at least one variable capacitor that is variable based on the second output signal Further comprising a variable frequency response block for controlling the magnitude and phase of the first output signal
Wireless transceiver.
상기 비대칭 방향성 결합부는,
서로 다른 결합도(coupling level)를 갖는 상기 제1 출력 신호 및 상기 제2 출력 신호를 출력하는
무선 송수신 장치.The method of claim 1,
The asymmetric directional coupling portion,
Outputting the first output signal and the second output signal having different coupling levels
Wireless transceiver.
상기 비대칭 방향성 결합부는,
상기 제3 출력 신호를 서큘레이터(circulator)의 입력 단자로 출력하는
무선 송수신 장치.The method of claim 1,
The asymmetric directional coupling portion,
Outputting the third output signal to an input terminal of a circulator
Wireless transceiver.
상기 송신 누설 신호는 상기 제3 출력 신호를 입력으로 수신한 상기 서큘레이터로부터 상기 하이브리드 결합부의 입력단으로 발생되는 누설 신호인
무선 송수신 장치.The method of claim 3,
The transmission leakage signal is a leakage signal generated from the circulator receiving the third output signal as an input to the input terminal of the hybrid coupling unit.
Wireless transceiver.
상기 누설 상쇄 신호는 송신 누설 신호와 180°의 위상차를 갖는 신호인
무선 송수신 장치.The method of claim 1,
The leakage cancellation signal is a signal having a phase difference of 180° from the transmission leakage signal.
Wireless transceiver.
상기 상쇄 신호 생성부는,
상기 서큘레이터의 고립도 특성을 고려하여 기설정된 크기 값으로 상기 입력된 제1 출력 신호의 크기를 제어하는
무선 송수신 장치.The method of claim 3,
The cancellation signal generation unit,
Controlling the size of the input first output signal with a preset size value in consideration of the isolation characteristic of the circulator
Wireless transceiver.
상기 상쇄 신호 생성부는,
상기 제2 출력 신호를 입력으로 수신하고, 상기 입력된 제2 출력 신호의 주파수 크기에 대응되는 바이어스 전압을 생성하는 로그 증폭기
를 더 포함하는 무선 송수신 장치.The method of claim 1,
The cancellation signal generation unit,
A logarithmic amplifier that receives the second output signal as an input and generates a bias voltage corresponding to the frequency level of the input second output signal
A wireless transmission/reception device further comprising a.
상기 적어도 하나 이상의 가변 캐패시터의 캐패시턴스 값은 상기 생성된 바이어스 전압에 의해 가변되는
무선 송수신 장치.The method of claim 7,
The capacitance value of the at least one variable capacitor is varied by the generated bias voltage.
Wireless transceiver.
상쇄 신호 생성부에서, 상기 제1 출력 신호 및 상기 제2 출력 신호를 입력으로 수신하고, 상기 입력된 제2 출력 신호에 기초하여 상기 입력된 제1 출력 신호의 크기 및 위상을 제어하여 누설 상쇄 신호를 생성하는 단계 및
하이브리드 결합부에서, 상기 생성된 누설 상쇄 신호에 기초하여 상기 제3 출력 신호에 대응되는 송신 누설 신호를 상쇄하는 단계
를 포함하고,
상기 누설 상쇄 신호를 생성하는 단계는,
적어도 하나 이상의 저항 및 적어도 하나 이상의 가변 캐패시터를 포함하는 상기 상쇄 신호 생성부의 가변주파수응답 블록에서, 상기 제1 출력 신호를 입력으로 수신하고, 상기 제2 출력 신호에 기초하여 가변하는 상기 적어도 하나 이상의 가변 캐패시터의 캐패시턴스 값에 대응하여 상기 입력된 제1 출력 신호의 크기 및 위상을 제어하는
무선 송수신 장치의 동작 방법.
Receiving an output of the transmission amplifier as an input and outputting a first output signal, a second output signal, and a third output signal, by an asymmetric directional coupling unit;
In the cancellation signal generation unit, a leakage cancellation signal is received by receiving the first output signal and the second output signal as inputs and controlling the magnitude and phase of the inputted first output signal based on the inputted second output signal. And
In the hybrid coupling unit, canceling the transmission leakage signal corresponding to the third output signal based on the generated leakage cancellation signal.
Including,
Generating the leakage cancellation signal,
In the variable frequency response block of the cancellation signal generator including at least one resistor and at least one variable capacitor, the at least one variable receiving the first output signal as an input and varying based on the second output signal Controlling the magnitude and phase of the input first output signal in response to the capacitance value of the capacitor
How to operate a wireless transceiver.
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