KR102235152B1 - Multiple antenna system for calibration of signal amplitude and phase with high-resolution in the RF millimeter-wave - Google Patents
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Abstract
RF 밀리미터파 대역의 신호 크기 및 위상을 캘리브레이션하기 위한 다중 안테나 시스템이 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 신호 캘리브레이션 장치는 안테나를 통해 수신되는 수신 신호를 캘리브레이션(calibration)하기 위한 직접 디지털 합성기(direct digital synthesis); 레퍼런스 신호와 상기 직접 디지털 합성기의 출력 신호에 기초하여 캘리브레이션 신호를 출력하는 쿼드러쳐 믹서(quadrature mixer); 및 상기 수신 신호와 상기 캘리브레이션 신호를 믹싱하여 상기 수신 신호를 캘리브레이션하는 믹서를 포함한다.Disclosed is a multi-antenna system for calibrating a signal magnitude and phase in an RF millimeter wave band. A signal calibration apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a direct digital synthesis for calibrating a received signal received through an antenna; A quadrature mixer for outputting a calibration signal based on a reference signal and an output signal of the direct digital synthesizer; And a mixer for calibrating the received signal by mixing the received signal and the calibration signal.
Description
본 발명은 RF 밀리미터파 대역의 안테나 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 능동 소자 및 온도 변화 등에 의해 발생될 수 있는 RF 밀리미터파 대역의 신호 크기 및 위상 손실을 캘리브레이션할 수 있는 다중 안테나 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an RF millimeter wave band antenna system, and more specifically, to a multi-antenna system capable of calibrating the signal amplitude and phase loss of the RF millimeter wave band that may be generated by active elements and temperature changes. .
안테나 시스템이라 함은 이동통신 단말기, 태블릿 PC, 레이더, 위성 장치 등 할당 받은 주파수 대역에 따라 RF 신호의 송/수신 기능을 수행하는 장치를 의미할 수 있다. 예를 들면, 이러한 안테나 시스템들은 원하는 정보를 RF 신호에 담아 고주파 신호를 송/수신함으로써, 이동통신 단말기 간의 무선 통신이 가능하다. 안테나 시스템의 활용도가 높아지고, 무선 통신 시스템이 다양해지면서 최근에는 할당된 주파수 대역이 높아져 초고주파 통신 시스템 개발이 이루어 지고 있다. 예를 들면, 현재 4G(4세대) 이동통신 시스템은 1.70 ~ 2.60 GHz 대역의 주파수 신호를 사용하지만, 5G(5 세대) 이동통신 시스템은 3.42 ~ 3.70 GHz 및 26.50 ~ 29.50 GHz 을 할당 받음으로써, 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시킬 수 있다.The antenna system may refer to a device that performs a function of transmitting/receiving an RF signal according to an allocated frequency band, such as a mobile communication terminal, a tablet PC, a radar, and a satellite device. For example, these antenna systems transmit/receive high-frequency signals by embedding desired information in RF signals, thereby enabling wireless communication between mobile communication terminals. As the utilization of the antenna system increases and the wireless communication system is diversified, the allocated frequency band has recently increased, and thus, the development of the ultra-high frequency communication system is being made. For example, the current 4G (4th generation) mobile communication system uses a frequency signal in the 1.70 ~ 2.60 GHz band, but the 5G (5th generation) mobile communication system is assigned 3.42 ~ 3.70 GHz and 26.50 ~ 29.50 GHz, so that it is wireless. It can meet data traffic demand.
초고주파(밀리미터파) 신호의 경우, 대기 중에서의 신호 손실이 증가되기 때문에 이를 해결하기 위해 다중 안테나 시스템을 활용하여 신호 증폭 및 신호 전달 방향을 제어할 수 있는 빔포밍(beamforming) 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다.In the case of ultra-high frequency (millimeter wave) signals, since signal loss in the air increases, efforts to develop a beamforming system capable of controlling the signal amplification and signal transmission direction using a multi-antenna system to solve this problem This is being done.
안테나 시스템은 할당된 주파수 대역의 무선 통신을 구현하기 위해, 안정적인 저주파 대역을 믹서(mixer) 또는 주파수 체배기를 이용함으로써 고주파 신호를 생성하여 송신할 수 있으며, 수신 시스템은 고주파 신호가 수신되면 믹서(mixer) 또는 주파수 분배기를 이용함으로써 데이터가 포함된 저주파 신호를 얻을 수 있다. 다중 안테나 시스템은 동일한 안테나 시스템이 같은 배열에 나열된 전체 시스템으로, 동일한 크기 및 위상을 가지는 신호들의 송/수신이 요구된다. 다중 안테나 신호의 크기 및 위상이 다르면, 전자파의 보강/상쇄 간섭 특성에 의해 빔포밍(beamforming) 시스템이 구현되거나 요구되지 않는 신호로 송/수신할 수 있다.The antenna system can generate and transmit a high-frequency signal by using a mixer or a frequency multiplier for a stable low-frequency band in order to implement wireless communication in the assigned frequency band. ) Or by using a frequency divider, you can obtain a low-frequency signal containing data. The multi-antenna system is an entire system in which the same antenna system is arranged in the same arrangement, and transmission/reception of signals having the same size and phase is required. If the size and phase of the multi-antenna signals are different, a beamforming system may be implemented or transmitted/received as signals that are not required due to the constructive/destructive interference characteristics of electromagnetic waves.
본 발명의 실시예들은, 능동 소자 및 온도 변화 등에 의해 발생될 수 있는 RF 밀리미터파 대역의 신호 크기 및 위상 손실을 캘리브레이션할 수 있는 다중 안테나 시스템을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a multi-antenna system capable of calibrating a signal magnitude and phase loss in an RF millimeter wave band that may be caused by active elements and temperature changes.
본 발명의 실시예들은, 신호의 크기 및 위상 제어를 통해 빔 틸팅(beam tilting)의 정확도를 향상시킬 수 있는 다중 안테나 빔포밍(beamforming) 시스템을 제공한다.Embodiments of the present invention provide a multi-antenna beamforming system capable of improving the accuracy of beam tilting through signal magnitude and phase control.
본 발명의 일 실시예에 따른 신호 캘리브레이션 장치는 안테나를 통해 수신되는 수신 신호를 캘리브레이션(calibration)하기 위한 직접 디지털 합성기(direct digital synthesis); 레퍼런스 신호와 상기 직접 디지털 합성기의 출력 신호에 기초하여 캘리브레이션 신호를 출력하는 쿼드러쳐 믹서(quadrature mixer); 및 상기 수신 신호와 상기 캘리브레이션 신호를 믹싱하여 상기 수신 신호를 캘리브레이션하는 믹서를 포함한다.A signal calibration apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a direct digital synthesis for calibrating a received signal received through an antenna; A quadrature mixer for outputting a calibration signal based on a reference signal and an output signal of the direct digital synthesizer; And a mixer for calibrating the received signal by mixing the received signal and the calibration signal.
상기 쿼드러쳐 믹서는 상기 레퍼런스 신호를 입력으로 하여 90도의 위상 천이 신호를 출력하는 하이브리드 커플러; 상기 하이브리드 커플러의 제1 출력 신호와 상기 직접 디지털 합성기에 의해 생성된 Q(quadrature) 채널 중간 주파수 신호를 믹싱하는 제1 믹서; 및 상기 하이브리드 커플러의 제2 출력 신호와 상기 직접 디지털 합성기에 의해 생성된 I(In-phase) 채널 중간 주파수 신호를 믹싱하는 제2 믹서를 포함하고, 상기 제1 믹서의 출력 신호와 상기 제2 믹서의 출력 신호에 기초하여 상기 캘리브레이션 신호를 출력할 수 있다.The quadrature mixer may include a hybrid coupler configured to output a phase shift signal of 90 degrees by receiving the reference signal as an input; A first mixer for mixing a first output signal of the hybrid coupler and a Q (quadrature) channel intermediate frequency signal generated by the direct digital synthesizer; And a second mixer for mixing a second output signal of the hybrid coupler with an I (In-phase) channel intermediate frequency signal generated by the direct digital synthesizer, wherein the output signal of the first mixer and the second mixer The calibration signal may be output based on the output signal of.
상기 캘리브레이션 신호는 상기 수신 신호의 위상과 크기를 캘리브레이션하는 신호일 수 있다.The calibration signal may be a signal for calibrating a phase and a magnitude of the received signal.
상기 직접 디지털 합성기는 단일 채널 또는 다중 채널로 이용하여 상기 쿼드러쳐 믹서로 적어도 하나 이상의 출력 신호를 제공할 수 있다.The direct digital synthesizer may use a single channel or multiple channels to provide at least one output signal to the quadrature mixer.
상기 쿼드러쳐 믹서는 상기 수신 신호의 사이드밴드(sideband) 신호를 제거할 수 있다.The quadrature mixer may remove a sideband signal from the received signal.
본 발명의 일 실시예에 따른 다중 안테나 시스템은 다중 안테나; 및 상기 다중 안테나 각각으로 수신되는 수신 신호를 캘리브레이션하는 신호 캘리브레이션 장치를 포함하고, 상기 신호 캘리브레이션 장치는 상기 수신 신호를 캘리브레이션하기 위한 직접 디지털 합성기; 레퍼런스 신호와 상기 직접 디지털 합성기의 출력 신호에 기초하여 캘리브레이션 신호를 출력하는 쿼드러쳐 믹서; 및 상기 수신 신호와 상기 캘리브레이션 신호를 믹싱하여 상기 수신 신호를 캘리브레이션하는 믹서를 포함한다.A multi-antenna system according to an embodiment of the present invention includes a multi-antenna; And a signal calibration device for calibrating a received signal received through each of the multiple antennas, wherein the signal calibration device includes: a direct digital synthesizer for calibrating the received signal; A quadrature mixer for outputting a calibration signal based on a reference signal and an output signal of the direct digital synthesizer; And a mixer for calibrating the received signal by mixing the received signal and the calibration signal.
상기 쿼드러쳐 믹서는 상기 레퍼런스 신호를 입력으로 하여 90도의 위상 천이 신호를 출력하는 하이브리드 커플러; 상기 하이브리드 커플러의 제1 출력 신호와 상기 직접 디지털 합성기에 의해 생성된 Q(quadrature) 채널 중간 주파수 신호를 믹싱하는 제1 믹서; 및 상기 하이브리드 커플러의 제2 출력 신호와 상기 직접 디지털 합성기에 의해 생성된 I(In-phase) 채널 중간 주파수 신호를 믹싱하는 제2 믹서를 포함하고, 상기 제1 믹서의 출력 신호와 상기 제2 믹서의 출력 신호에 기초하여 상기 캘리브레이션 신호를 출력할 수 있다.The quadrature mixer may include a hybrid coupler configured to output a phase shift signal of 90 degrees by receiving the reference signal as an input; A first mixer for mixing a first output signal of the hybrid coupler and a Q (quadrature) channel intermediate frequency signal generated by the direct digital synthesizer; And a second mixer for mixing a second output signal of the hybrid coupler with an I (In-phase) channel intermediate frequency signal generated by the direct digital synthesizer, wherein the output signal of the first mixer and the second mixer The calibration signal may be output based on the output signal of.
상기 캘리브레이션 신호는 상기 수신 신호의 위상과 크기를 캘리브레이션하는 신호일 수 있다.The calibration signal may be a signal for calibrating a phase and a magnitude of the received signal.
상기 직접 디지털 합성기는 단일 채널 또는 다중 채널로 이용하여 상기 쿼드러쳐 믹서로 적어도 하나 이상의 출력 신호를 제공할 수 있다.The direct digital synthesizer may use a single channel or multiple channels to provide at least one output signal to the quadrature mixer.
상기 쿼드러쳐 믹서는 상기 수신 신호의 사이드밴드(sideband) 신호를 제거할 수 있다.The quadrature mixer may remove a sideband signal from the received signal.
본 발명의 실시예들에 따르면, 능동 소자 및 온도 변화 등에 의해 발생될 수 있는 RF 밀리미터파 대역의 신호의 크기 및 위상 손실을 신호의 크기 및 위상 제어를 통해 캘리브레이션함으로써, 빔 틸팅(beam tilting)의 정확도를 향상시키고, 고성능 빔포밍(beamforming) 시스템을 구현할 수 있다.According to embodiments of the present invention, by calibrating the amplitude and phase loss of a signal in the RF millimeter wave band that may be caused by active elements and temperature changes, etc., by controlling the amplitude and phase of the signal, beam tilting is performed. Accuracy can be improved and a high-performance beamforming system can be implemented.
본 발명의 실시예들에 따르면, 5G 이동통신 안테나 특성 측정을 위한 다중프로브 무반사실(multi-probe anechoic chamber)에 사용되는 다중프로브 시스템에서 잡음의 영향 및 능동 소자 등 불가피하게 생기는 다중 시스템간의 신호 크기 및 위상 차이를 캘리브레이션함으로써 정확한 안테나 특성 측정이 가능하다.According to embodiments of the present invention, in a multi-probe system used in a multi-probe anechoic chamber for measuring 5G mobile communication antenna characteristics, the influence of noise and the signal size between multiple systems inevitable such as active elements And by calibrating the phase difference, it is possible to accurately measure the antenna characteristics.
본 발명의 실시예들에 따르면, 5G 초고주파 대역뿐만 아니라 고주파 대역을 사용하는 레이더 및 위성 시스템을 포함하는 모든 다중 안테나 시스템에 적용이 가능하며, 각 시스템에서의 RF 신호 크기 및 위상을 정교히 제어할 수 있다. 시스템에서 믹서(mixer)을 활용하면 낮은 주파수 대역에서의 신호 제어 기술을 초고주파 대역의 신호로 구현할 수 있으며, 높은 레졸루션(resolution)을 그대로 유지할 수 있기 때문에 고성능의 초고주파 대역 신호 제어 기술 시스템을 구성할 수 있다.According to the embodiments of the present invention, it can be applied to all multi-antenna systems including radar and satellite systems using high frequency bands as well as 5G ultra-high frequency bands, and precisely control the magnitude and phase of RF signals in each system. I can. If a mixer is used in the system, the signal control technology in the low frequency band can be implemented as a signal in the ultra high frequency band, and a high resolution can be maintained as it is, so a high-performance ultra high frequency signal control technology system can be constructed. have.
본 발명의 실시예들에 따르면, 5G 초고주파 대역에서의 다중 채널 신호 특성 제어를 위한 다중안테나 시스템으로, 고성능의 저주파 신호를 활용하여 초고주파 대역의 신호를 정교히 제어할 수 있으며, 이를 활용하여 다중안테나 시스템의 신호 증폭 및 신호 전달 방향을 제어할 수 있는 빔포밍(beamforming) 시스템을 개발할 수 있고, 초고주파 대역의 빔포밍 기술을 가진 안테나를 측정하기 위한 다중프로브 무반사실(multi-probe anechoic chamber) 시스템에서 According to embodiments of the present invention, as a multi-antenna system for controlling multi-channel signal characteristics in 5G ultra-high frequency band, it is possible to precisely control the signal in the ultra high frequency band by using a high-performance low-frequency signal, and using this multi-antenna system. It is possible to develop a beamforming system that can control the signal amplification and signal transmission direction of the system, and in a multi-probe anechoic chamber system for measuring antennas with beamforming technology in the ultra-high frequency band.
다중프로브안테나 시스템 간의 신호 캘리브레이션(calibration)을 할 수 있다. Signal calibration between multiple probe antenna systems is possible.
도 1은 종래 일 실시예에 따른 다중 안테나 시스템 구조를 나타낸 것이다.
도 2는 종래 다른 일 실시예에 따른 다중 안테나 시스템 구조를 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에서 믹서를 사용하여 신호의 크기 및 위상을 제어하는 구조 해석 과정을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 4는 RF 신호의 주파수, 크기, 위상 제어가 가능한 직접 디지털 합성기(direct digital synthesis)의 개략도를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에서 quadrature mixer을 사용하여 신호의 크기 및 위상을 제어하는 시스템 구조에 대한 일 예시도를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 안테나 시스템에 대한 구성을 나타낸 것이다.1 shows a structure of a multi-antenna system according to a conventional embodiment.
2 shows a structure of a multi-antenna system according to another embodiment of the related art.
3 shows an exemplary diagram for explaining a structural analysis process for controlling the magnitude and phase of a signal using a mixer in the present invention.
4 is a schematic diagram of a direct digital synthesis capable of controlling the frequency, magnitude, and phase of an RF signal.
5 shows an exemplary diagram of a system structure for controlling the magnitude and phase of a signal using a quadrature mixer in the present invention.
6 shows a configuration of a multi-antenna system according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형 태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Advantages and features of the present invention, and a method of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail together with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, only the present embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention pertains. It is provided to completely inform the scope of the invention to those who have, and the invention is only defined by the scope of the claims.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상 의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terms used in the present specification are for describing exemplary embodiments, and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular form also includes the plural form unless specifically stated in the phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" refers to the recited component, step, operation, and/or element. It does not exclude presence or addition.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사 전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used in the present specification may be used with meanings that can be commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. In addition, terms defined in advance that are generally used are not interpreted ideally or excessively unless explicitly defined specifically.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면 상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The same reference numerals are used for the same elements in the drawings, and duplicate descriptions for the same elements are omitted.
본 발명의 실시예들은, 능동 소자 및 온도 변화 등에 의해 발생될 수 있는 RF 밀리미터파 대역의 신호의 크기 및 위상 손실을 신호의 크기 및 위상 제어를 통해 캘리브레이션함으로써, 빔 틸팅(beam tilting)의 정확도를 향상시키고, 고성능 빔포밍(beamforming) 시스템을 구현하는 것을 그 요지로 한다.Embodiments of the present invention calibrate the magnitude and phase loss of a signal in the RF millimeter wave band that may be caused by active elements and temperature changes, etc., through the magnitude and phase control of the signal, thereby improving the accuracy of beam tilting. The purpose is to improve and implement a high-performance beamforming system.
여기서, 본 발명은 직접 디지털 합성기, quadrature mixer, 복수의 믹서 및 90도 하이브리드 커플러를 이용하여 RF 밀리미터파 대역 신호의 크기 손실과 위상 손실을 보상할 수 있다.Here, the present invention can compensate for the magnitude loss and phase loss of the RF millimeter wave band signal by using a direct digital synthesizer, a quadrature mixer, a plurality of mixers, and a 90 degree hybrid coupler.
도 1은 종래 일 실시예에 따른 다중 안테나 시스템 구조를 나타낸 것으로, 디지털 제어용 감쇠기(digital controlled attenuator)와 위상 쉬프터(phase shifter)을 이용하여 신호의 크기 및 위상을 조절할 수 있는 다중안테나 시스템 구조에 대한 일 예시도를 나타낸 것이다.1 shows a structure of a multi-antenna system according to a conventional embodiment, and a multi-antenna system structure capable of adjusting the size and phase of a signal using a digital controlled attenuator and a phase shifter. It shows an exemplary diagram.
도 1을 참조하면, 다중 안테나 시스템(100)은 다중 안테나(105)을 통해 무선 통신이 가능하며, 이동통신 주파수대역에 맞춰 통신하기 위해, 중간 주파수(intermediate frequency)를 RF 주파수로 증가시키기 위한 믹서(mixer)(104)와 RF 주파수를 중간 주파수로 낮추기 위한 믹서(103)를 필요로 한다.Referring to FIG. 1, a
도 1에 도시된 바와 같이, 다중안테나 시스템에서는 동일한 주파수를 송/수신하기 위해 power divider/combiner or RF switch(102)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, in a multi-antenna system, a power divider/combiner or
여기서, 수신기 시스템에서는 안테나 이 후 LNA(low noise amplifier)(106)을 연결하고, 송신기 시스템에서는 안테나(105) 이 전에 power amplifier(107)을 연결함으로써, RF 신호를 수월하게 송/수신할 수 있다.Here, by connecting the low noise amplifier (LNA) 106 after the antenna in the receiver system and the
이러한 다중 안테나 시스템은 잡음의 영향 및 능동 소자 특성으로 인해 시스템간의 신호의 크기 및 위상 차이가 발생할 수 있는데, 이러한 신호의 크기 및 위상 차이를 디지털 제어용 감쇠기(digital controlled attenuator)(108)와 위상 쉬프터(phase shifter)(109)를 이용하여 캘리브레이션할 수 있다. 즉, 디지털 제어용 감쇠기(digital controlled attenuator)(108)은 신호의 크기를 제어할 수 있고, 위상 쉬프터(phase shifter)(109)는 신호의 위상을 제어할 수 있다.In such a multi-antenna system, a difference in magnitude and phase of a signal may occur between systems due to the effect of noise and characteristics of active elements, and the magnitude and phase difference of such a signal is determined by a digital controlled
디지털 제어용 감쇠기(digital controlled attenuator)(108) 및 위상 쉬프터(phase shifter)(109)을 사용한 밀리미터파 대역의 다중 안테나 시스템은 구현하기 위한 비용이 많이 들며, 현재 기술의 한계로 각각 낮은 레졸루션(resolution)을 가지고 있다.A multi-antenna system in the millimeter wave band using a digital controlled
여기서, 디지털 제어용 감쇠기(digital controlled attenuator)(108)와 위상 쉬프터(phase shifter)(109)는 직접 디지털 합성기(direct digital synthesis)와 함께 이용하거나 독립적으로 이용함으로써 신호의 크기 및 위상의 해상도를 결정할 수 있다.Here, the digital controlled
또한, 디지털 제어용 감쇠기(digital controlled attenuator)(108)는 신호의 크기 제어용으로 가변 이득 증폭기(variable gain amplifier) 등과 같이 RF 신호의 크기를 조절할 수 있는 소자 또는 회로로 대체할 수도 있다.In addition, the digital controlled
도 2는 종래 다른 일 실시예에 따른 다중 안테나 시스템 구조를 나타낸 것으로, 국부 발진기의 신호를 이용하여 이동 통신 시스템 신호의 크기 및 위상을 제어할 수 있는 다중안테나 시스템 구조에 대한 일 예시도를 나타낸 것이다.FIG. 2 shows a structure of a multi-antenna system according to another exemplary embodiment of the related art, and shows an exemplary view of a structure of a multi-antenna system capable of controlling the magnitude and phase of a mobile communication system signal using a signal from a local oscillator. .
도 2에 도시된 바와 같이, 다중 안테나 시스템(200)은 도 1과 같이 power divider/combiner(202), 안테나(203), LNA(low noise amplifier)(204), power amplifier(205), 믹서(mixer)(206)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 2, the
또한, 다중 안테나 시스템은 믹서(mixer)(206)을 활용하여 국부 발진기(local oscillator)(207) 신호의 크기와 위상을 통해 전체 시스템의 신호를 제어할 수 있다. 예를 들어, 송신기 시스템의 경우 국부 발진기(local oscillator) 신호를 제어함으로써 안테나(203)로 송신되는 RF 신호를 제어가 가능하고, 수신기 시스템의 경우 안테나(203)로 수신된 RF 신호가 믹서(mixer)(206)을 통과함으로써, 생성되는 IF(intermediate frequency) 신호의 특성을 제어할 수 있다.In addition, in the multi-antenna system, a
도 3 은 본 발명에서 믹서를 사용하여 신호의 크기 및 위상을 제어하는 구조 해석 과정을 설명하기 위한 일 예시도를 나타낸 것으로, 도 3a는 믹서(mixer)(302)를 주파수 증가시키기 위하여 업 컨버젼(up-conversion) 할 때 이용되는 구조이며 도 3b는 믹서(mixer)(301)를 주파수 감소시키기 위하여 다운 컨버젼(down-conversion) 할 때 이용되는 구조를 나타낸 것이다.FIG. 3 shows an exemplary diagram for explaining a structural analysis process for controlling the magnitude and phase of a signal using a mixer in the present invention. FIG. 3A is an up-conversion in order to increase the frequency of the mixer 302 ( It is a structure used for up-conversion, and FIG. 3B shows a structure used for down-conversion in order to reduce the frequency of the
도 3 에 도시된 바와 같이, 국부 발진기(local oscillator) 신호의 크기 및 위상은 믹서(mixer)(301, 302)을 통과한 신호에 그대로 전해지므로 낮은 주파수 대역의 국부 발진기(local oscillator) 신호의 특성을 제어함으로써 전체 고주파 대역의 신호 크기 및 위상 제어가 가능한 시스템을 구현할 수 있다.As shown in FIG. 3, the magnitude and phase of the local oscillator signal is transmitted to the signal passing through the
이러한 시스템은 낮은 주파수 대역에서 신호를 제어해도 RF 초고주파 신호에 특성이 그대로 전달되므로 도 1 보다 높은 레졸루션(resolution)을 가질 수 있으나, 5G 이동통신에서는 국부 발진기(local oscillator) 주파수 또한 RF 고주파 대역이기 때문에 해당 주파수를 구현하기 위한 직접 디지털 합성기(direct digital synthesis, DDS)는 아직까지 구현되지 않았으며, 혹은 주파수 체배기를 사용하여 주파수를 증가시킬 경우 신호의 위상 레졸루션(resolution)이 감소할 수 있다.Such a system can have a higher resolution than that of FIG. 1 because characteristics are transmitted to the RF ultra-high frequency signal even if the signal is controlled in the low frequency band, but in 5G mobile communication, the local oscillator frequency is also in the RF high frequency band. Direct digital synthesis (DDS) for realizing the frequency has not yet been implemented, or if the frequency is increased using a frequency multiplier, the phase resolution of the signal may decrease.
도 4 는 RF 신호의 주파수, 크기, 위상 제어가 가능한 직접 디지털 합성기(direct digital synthesis)의 개략도를 나타낸 것으로, 도 4a는 단일 직접 디지털 합성기(direct digital synthesis)의 개략도를 나타낸 것이고, 도 4b는 다중 채널 직접 디지털 합성기(direct digital synthesis)의 개략도를 나타낸 것이다.4 is a schematic diagram of a direct digital synthesis capable of controlling the frequency, magnitude, and phase of an RF signal, FIG. 4a is a schematic diagram of a single direct digital synthesis, and FIG. 4b It shows a schematic diagram of a channel direct digital synthesis.
도 4a에 도시된 바와 같이, 직접 디지털 합성기(direct digital synthesis)는 accumulator(402), adder(403), phase-to-amplitude converter(404), digital/analog converter(405)를 포함한다. 예를 들어, reference clock(401) 주파수의 2N으로 나눈 정수 배만큼 신호를 생성할 수 있다.As shown in Fig. 4A, the direct digital synthesis includes an
여기서, 직접 디지털 합성기(direct digital synthesis)는 phase register을 가지고 있으므로, 해당 bit만큼 신호의 위상을 제어할 수 있다.Here, since the direct digital synthesis has a phase register, the phase of the signal can be controlled by the corresponding bit.
이러한 시스템은 도 2와 같은 국부 발진기(local oscillator) 신호의 특성을 제어할 때 사용할 수 있으나, 믹서(mixer)의 특성상 도 3 에 도시된 바와 같이, upper-band 와 lower-band가 같이 출력되기 때문에 신호의 품질이 떨어질 수 있다.This system can be used to control the characteristics of a local oscillator signal as shown in FIG. 2, but as shown in FIG. 3 due to the characteristics of a mixer, the upper-band and the lower-band are output together. The quality of the signal may be degraded.
도 4b에 도시된 바와 같이, 다중 채널 직접 디지털 합성기(direct digital synthesis)를 이용하면 다중 채널에서 신호의 주파수, 크기, 위상이 모두 동일하여 동기화된 신호를 출력할 수 있으며, 각 채널의 신호를 독립적으로 제어할 수 있다.As shown in Fig. 4b, when a multi-channel direct digital synthesis is used, a synchronized signal can be output because the frequency, magnitude, and phase of the signals are all the same in the multi-channel, and the signals of each channel are independent. Can be controlled.
이러한 다중 채널 직접 디지털 합성기(direct digital synthesis)를 이용하면, 다중안테나 시스템을 더 저렴하게 구현할 수 있고, 신호의 품질도 향상시킬 수 있다.Using such a multi-channel direct digital synthesis, it is possible to implement a multi-antenna system inexpensively and improve the quality of the signal.
도 5는 본 발명에서 quadrature mixer을 사용하여 신호의 크기 및 위상을 제어하는 시스템 구조에 대한 일 예시도를 나타낸 것이다.5 shows an exemplary diagram of a system structure for controlling the magnitude and phase of a signal using a quadrature mixer in the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명은 믹서(mixer)(501, 502)를 2개 이용함으로써 믹서(mixer) 특성상 출력되는 sideband 신호를 제거하여 품질이 높은 국부 발진기(local oscillator) 신호를 출력할 수 있다.As shown in FIG. 5, the present invention uses two
이 때, 본 발명은 reference 신호가 믹서(mixer)(501, 502)에 입력되기 전 90 degree hybrid coupler(503)을 이용하여 reference 신호의 위상을 90° 천이할 수 있다.In this case, according to the present invention, the phase of the reference signal may be shifted by 90° using the 90
도 5 에 도시된 바와 같이, 2개의 믹서(mixer)(501, 502)를 quadrature mixer와 같이 IF 중간 주파수(intermediate frequency)를 I/Q채널로 입력함으로써 믹서(mixer)를 통과한 신호는 upper-band 혹은 lower-band 신호를 제거할 수 있다. 예를 들어, sideband 신호는 아주 좁은 대역의 필터를 사용할지라도 제거가 힘들며, 필터 제작에도 많은 비용이 소모될 수 있다.As shown in Fig. 5, the signal passing through the mixer is upper- Band or lower-band signals can be removed. For example, the sideband signal is difficult to remove even when a filter having a very narrow band is used, and a lot of cost may be consumed in manufacturing the filter.
이러한 시스템은 신호의 품질을 높이기 위해 quadrature mixer와 함께 대역통과필터(band pass filter)을 사용함으로써 sideband 신호의 power을 더 낮출 수 있다.Such a system can lower the power of the sideband signal by using a band pass filter with a quadrature mixer to improve the signal quality.
도 5에서 2개의 믹서(mixer)(501, 502)로 입력되는 중간 주파수 신호 예를 들어, 도 6에서의 IF1(Q)과 IF1(I)는 직접 디지털 합성기(DDS)의 출력 신호이며, 신호 sn은 위상이 제어된 신호일 수 있다.Intermediate frequency signals input to two
도 6 은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 안테나 시스템에 대한 구성을 나타낸 것으로, 신호의 정교한 크기 및 위상 제어가 가능한 다중안테나 시스템 구조에 관한 예시도를 나타낸 것이다.6 shows a configuration of a multi-antenna system according to an embodiment of the present invention, and shows an exemplary diagram of a structure of a multi-antenna system capable of precise signal amplitude and phase control.
도 6 에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다중 안테나 시스템(600)은 믹서(mixer)(608, 609, 610)를 이용하면 도 2와 도 3 에 도시된 바와 같이, 단일 믹서(mixer)의 특성으로 인해 sideband가 형성되어 국부 발진기(local oscillator) 신호의 품질이 낮아지는 것을 방지할 수 있다.6, the
즉, 본 발명은 5G 이동통신의 밀리미터파(26.5 ~ 29.5GHz) 시스템을 낮은 주파수 시스템으로 활용함으로써 신호의 정교한 크기 및 위상을 제어할 수 있다.That is, in the present invention, by utilizing the millimeter wave (26.5 ~ 29.5 GHz) system of 5G mobile communication as a low frequency system, it is possible to control the precise size and phase of the signal.
여기서, 믹서(mixer)(606)는 다중 안테나 시스템 신호를 공통적으로 up-conversion 혹은 down-conversion 하기 위해 포함할 수 있다. 예를 들어, 믹서(mixer)(608, 609, 610)는 상대적으로 낮은 주파수 시스템으로 RF 신호를 정교히 제어할 수 있으며, 믹서(mixer)(606)를 이용하는 송신 시스템의 경우 5G 이동통신 주파수 대역으로 증가시킬 수 있고, 수신 시스템의 경우 5G 이동통신 주파수를 크기 및 위상 제어가 가능한 낮은 주파수 신호로 출력할 수 있다.Here, the
이러한 다중안테나 시스템은 저주파 대역의 시스템으로 신호를 제어하기 때문에 높은 레졸루션(resolution)을 가질 수 있으며, 기존의 고주파 대역의 시스템보다 저렴할 뿐만 아니라 고성능의 시스템을 구성할 수 있다.Such a multi-antenna system can have a high resolution because it controls signals as a system of a low frequency band, and is cheaper than a system of a high frequency band, and a high performance system can be configured.
도 6에서의 601은 다중 안테나로 수신되는 수신 신호의 위상 또는 크기를 캘리브레이션하기 위한 신호 캘리브레이션 장치일 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 신호 캘리브레이션 장치 또는 다중 안테나 시스템은 적어도 2개의 믹서(mixer)을 활용하여 믹서(mixer)을 통과함으로써 발생하는 사이드밴드(sideband) 신호를 제거할 수 있으며 이는 크기 및 위상을 제어하는 신호의 품질을 향상시킬 수 있다. 이러한 시스템은 복수 개의 90 도 하이브리드 커플러(90 degree hybrid coupler)을 포함할 수 있으며, 초고주파 신호 대역에 따라 복수 개의 믹서(mixer)을 구성할 수 있다. 다중안테나 시스템을 구현하기 위해, 다중 채널 동기화 구조가 가능한 다중 채널 직접 디지털 합성기(direct digital synthesis)를 포함할 수 있다. 이러한 다중 채널 직접 디지털 합성기(direct digital synthesis)는 각 채널의 신호 주파수, 크기 및 위상을 독립적으로 제어가 가능하다.In this way, the signal calibration apparatus or multi-antenna system according to an embodiment of the present invention can remove a sideband signal generated by passing through a mixer using at least two mixers. And it is possible to improve the quality of the signal controlling the phase. Such a system may include a plurality of 90 degree hybrid couplers, and a plurality of mixers may be configured according to an ultra-high frequency signal band. To implement a multi-antenna system, it may include a multi-channel direct digital synthesis capable of a multi-channel synchronization structure. This multi-channel direct digital synthesizer can independently control the signal frequency, magnitude and phase of each channel.
이러한 본 발명은 미리 결정된 위상이 아닌 0 ~ 360 도 범위에서 임의의 위상으로 제어할 수 있으며, 낮은 레졸루션(resolution)를 가지는 위상 쉬프터(phase shifter)를 사용하지 않고, 직접 디지털 합성기(direct digital synthesis)를 활용함으로써 높은 위상 레졸루션(resolution)을 가지는 시스템을 구현할 수 있다. 또한, 다중 채널의 직접 디지털 합성기(direct digital synthesis)를 이용하여 다중채널의 동기화를 구현할 수 있으며 믹서(mixer)의 다이나믹 레인지(dynamic range) 특성으로 신호 크기까지 제어가 가능할 수 있다.The present invention can control an arbitrary phase in the range of 0 to 360 degrees, not a predetermined phase, and does not use a phase shifter having a low resolution, and direct digital synthesis. It is possible to implement a system having a high phase resolution by utilizing. In addition, it is possible to implement synchronization of multiple channels by using a direct digital synthesis of multiple channels, and it is possible to control a signal level by a dynamic range characteristic of a mixer.
나아가, 본 발명은 복수 개의 믹서(mixer)와 90 도 하이브리드 커플러를 활용하여 높은 레졸루션(resolution)을 유지한 채 밀리미터파 대역의 신호로 증가시킬 수 있다.Further, according to the present invention, a plurality of mixers and a 90 degree hybrid coupler can be used to increase the signal in the millimeter wave band while maintaining high resolution.
따라서, 본 발명은 빔포밍(beamforming) 시스템에서도 잡음의 영향 및 능동 소자로 인해 흔들리는 신호의 특성을 고성능으로 캘리브레이션(calibration)할 수 있다.Accordingly, the present invention can calibrate the characteristics of a signal shaken due to the effect of noise and active elements in a beamforming system with high performance.
나아가, 본 발명에서 국부 발진기(local oscillator) 또는 중간주파수(intermediate frequency) 발진기는 정교한 신호 제어가 가능한 저주파 신호를 고주파 신호로 변환하는 up-conversion 주파수 변환용 혹은 고주파 신호를 저주파 신호로 변환하는 down-conversion 주파수 변환용으로 전체 안테나 시스템의 송/수신 주파수를 결정할 수 있다.Further, in the present invention, a local oscillator or an intermediate frequency oscillator is for up-conversion frequency conversion for converting a low-frequency signal capable of precise signal control into a high-frequency signal, or a down-conversion for converting a high-frequency signal into a low-frequency signal. conversion For frequency conversion, the transmission/reception frequency of the entire antenna system can be determined.
본 발명에서의 믹서(mixer)는 직접 디지털 합성기(direct digital synthesis) 신호 또는 디지털 제어용 감쇠기(digital controlled attenuator) 신호와 국부 발진기(local oscillator) 또는 중간 주파수(intermediate frequency) 발진기의 신호를 곱함으로써 주파수를 변환시킬 수 있으며, quadrature mixer을 이용하여 불필요한 sideband RF 신호를 제거할 수 있다.The mixer in the present invention multiplies the frequency by multiplying a direct digital synthesis signal or a digital controlled attenuator signal and a signal of a local oscillator or intermediate frequency oscillator. It can be converted, and unnecessary sideband RF signals can be removed using a quadrature mixer.
또한, 본 발명에서 복수 개의 다중 채널 직접 디지털 합성기(direct digital synthesis)를 이용하여 중간 주파수(intermediate frequency) 신호로 들어가는 IF 채널을 모두 동기화할 수 있으며, 신호의 특성인 주파수, 크기, 위상을 제어할 수 있다.In addition, in the present invention, all of the IF channels entering the intermediate frequency signal can be synchronized using a plurality of multi-channel direct digital synthesis, and the frequency, magnitude, and phase characteristics of the signal can be controlled. I can.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPA(field programmable array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and/or a combination of a hardware component and a software component. For example, the devices and components described in the embodiments include, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable array (FPA), It may be implemented using one or more general purpose or special purpose computers, such as a programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications executed on the operating system. Further, the processing device may access, store, manipulate, process, and generate data in response to the execution of software. For the convenience of understanding, although it is sometimes described that one processing device is used, one of ordinary skill in the art, the processing device is a plurality of processing elements and/or a plurality of types of processing elements. It can be seen that it may include. For example, the processing device may include a plurality of processors or one processor and one controller. In addition, other processing configurations are possible, such as a parallel processor.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치에 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of these, configuring the processing unit to behave as desired or processed independently or collectively. You can command the device. Software and/or data may be interpreted by a processing device or, to provide instructions or data to a processing device, of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device. Can be embodyed. The software may be distributed over networked computer systems and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored on one or more computer-readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and usable to those skilled in computer software. Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks. -A hardware device specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 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 embodiments and drawings, various modifications and variations are possible 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.
Claims (10)
레퍼런스 신호와 상기 다중 채널 직접 디지털 합성기의 출력 신호에 기초하여 캘리브레이션 신호를 출력하는 쿼드러쳐 믹서(quadrature mixer); 및
상기 수신 신호와 상기 캘리브레이션 신호를 믹싱하여 상기 수신 신호를 캘리브레이션하는 믹서
를 포함하며,
상기 캘리브레이션 신호는
상기 수신 신호의 위상과 크기를 캘리브레이션하는 신호이고,
상기 쿼드러쳐 믹서는
상기 레퍼런스 신호를 입력으로 하여 90도의 위상 천이 신호를 출력하는 하이브리드 커플러;
상기 하이브리드 커플러의 제1 출력 신호와 상기 다중 채널 직접 디지털 합성기에 의해 생성된 Q(quadrature) 채널 중간 주파수 신호를 믹싱하는 제1 믹서; 및
상기 하이브리드 커플러의 제2 출력 신호와 상기 다중 채널 직접 디지털 합성기에 의해 생성된 I(In-phase) 채널 중간 주파수 신호를 믹싱하는 제2 믹서
를 포함하며,
상기 제1 믹서의 출력 신호와 상기 제2 믹서의 출력 신호에 기초하여 상기 캘리브레이션 신호를 출력하고,
상기 다중 채널 직접 디지털 합성기는
상기 Q 채널 중간 주파수 신호와 상기 I 채널 중간 주파수 신호를 동기화하며, Q 채널과 I 채널의 신호 주파수, 크기와 위상을 독립적으로 제어하는 신호 캘리브레이션 장치.
A multi-channel synchronization structure is possible, and a multi-channel direct digital synthesis for calibrating a received signal received through an antenna;
A quadrature mixer for outputting a calibration signal based on a reference signal and an output signal of the multi-channel direct digital synthesizer; And
Mixer for calibrating the received signal by mixing the received signal and the calibration signal
Including,
The calibration signal is
It is a signal for calibrating the phase and magnitude of the received signal,
The quadrature mixer
A hybrid coupler for outputting a phase shift signal of 90 degrees by receiving the reference signal as an input;
A first mixer for mixing a first output signal of the hybrid coupler and a Q (quadrature) channel intermediate frequency signal generated by the multi-channel direct digital synthesizer; And
A second mixer for mixing the second output signal of the hybrid coupler and an I (In-phase) channel intermediate frequency signal generated by the multi-channel direct digital synthesizer
Including,
Outputting the calibration signal based on the output signal of the first mixer and the output signal of the second mixer,
The multi-channel direct digital synthesizer
A signal calibration device for synchronizing the Q-channel intermediate frequency signal and the I-channel intermediate frequency signal, and independently controlling signal frequencies, magnitudes, and phases of the Q and I channels.
상기 쿼드러쳐 믹서는
상기 수신 신호의 사이드밴드(sideband) 신호를 제거하는 것을 특징으로 하는 신호 캘리브레이션 장치.
The method of claim 1,
The quadrature mixer
And removing a sideband signal of the received signal.
상기 다중 안테나 각각으로 수신되는 수신 신호를 캘리브레이션하는 신호 캘리브레이션 장치
를 포함하고,
상기 신호 캘리브레이션 장치는
다중 채널 동기화 구조가 가능하며, 상기 수신 신호를 캘리브레이션하기 위한 다중 채널 직접 디지털 합성기;
레퍼런스 신호와 상기 다중 채널 직접 디지털 합성기의 출력 신호에 기초하여 캘리브레이션 신호를 출력하는 쿼드러쳐 믹서; 및
상기 수신 신호와 상기 캘리브레이션 신호를 믹싱하여 상기 수신 신호를 캘리브레이션하는 믹서
를 포함하며,
상기 캘리브레이션 신호는
상기 수신 신호의 위상과 크기를 캘리브레이션하는 신호이고,
상기 쿼드러쳐 믹서는
상기 레퍼런스 신호를 입력으로 하여 90도의 위상 천이 신호를 출력하는 하이브리드 커플러;
상기 하이브리드 커플러의 제1 출력 신호와 상기 다중 채널 직접 디지털 합성기에 의해 생성된 Q(quadrature) 채널 중간 주파수 신호를 믹싱하는 제1 믹서; 및
상기 하이브리드 커플러의 제2 출력 신호와 상기 다중 채널 직접 디지털 합성기에 의해 생성된 I(In-phase) 채널 중간 주파수 신호를 믹싱하는 제2 믹서
를 포함하며,
상기 제1 믹서의 출력 신호와 상기 제2 믹서의 출력 신호에 기초하여 상기 캘리브레이션 신호를 출력하고,
상기 다중 채널 직접 디지털 합성기는
상기 Q 채널 중간 주파수 신호와 상기 I 채널 중간 주파수 신호를 동기화하며, Q 채널과 I 채널의 신호 주파수, 크기와 위상을 독립적으로 제어하는 다중 안테나 시스템.
Multiple antennas; And
Signal calibration device for calibrating a received signal received through each of the multiple antennas
Including,
The signal calibration device
A multi-channel synchronization structure is possible, and a multi-channel direct digital synthesizer for calibrating the received signal;
A quadrature mixer for outputting a calibration signal based on a reference signal and an output signal of the multi-channel direct digital synthesizer; And
Mixer for calibrating the received signal by mixing the received signal and the calibration signal
Including,
The calibration signal is
It is a signal for calibrating the phase and magnitude of the received signal,
The quadrature mixer
A hybrid coupler for outputting a phase shift signal of 90 degrees by receiving the reference signal as an input;
A first mixer for mixing a first output signal of the hybrid coupler and a Q (quadrature) channel intermediate frequency signal generated by the multi-channel direct digital synthesizer; And
A second mixer for mixing the second output signal of the hybrid coupler and an I (In-phase) channel intermediate frequency signal generated by the multi-channel direct digital synthesizer
Including,
Outputting the calibration signal based on the output signal of the first mixer and the output signal of the second mixer,
The multi-channel direct digital synthesizer
A multi-antenna system for synchronizing the Q-channel intermediate frequency signal and the I-channel intermediate frequency signal, and independently controlling signal frequencies, magnitudes, and phases of the Q-channel and the I-channel.
상기 쿼드러쳐 믹서는
상기 수신 신호의 사이드밴드(sideband) 신호를 제거하는 것을 특징으로 하는 다중 안테나 시스템. The method of claim 6,
The quadrature mixer
A multi-antenna system, comprising removing a sideband signal from the received signal.
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