KR19990061619A - 씨디엠에이 단말기 시스템 수신단의 저잡음 증폭기 바이패스장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 CDMA 수신신호의 전계강도에 따라 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier : LNA)를 바이패스(BYPASS)시킬 때 저잡음 증폭기의 동작 상태는 그대로 보존하면서 저잡음 증폭기 전단에서의 신호를 감쇄 시키는 방법으로 저잡음 증폭기의 바이패스 회로를 구현함으로써 저잡음 증폭기의 전원단을 별도로 조정하는 불편함을 해소하고 저잡음 증폭기 후단에서의 이득을 변화시키도록 한 CDMA 단말기 시스템 수신단의 저잡음 증폭기 바이패스 장치에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은 수신된 CDMA 신호의 전계 강도에 따라 수신된 고주파의 경로를 스위칭 해주는 고주파 경로 스위칭부와, 고주파 경로 스위칭부에서 저잡음 증폭기 바이패스 경로로 스위칭 되어 출력되는 고주파 신호의 세기를 감쇄 시키는 고주파 감쇄부와, 고주파 감쇄부 또는 고주파 경로 스위칭부에서 출력되는 고주파를 설정된 이득만큼 증폭시켜 출력하는 저잡음 증폭기를 구비함으로써, 저잡음 증폭기 바이패스시 저잡음 증폭기의 전원단을 제어하는 회로가 불필요하므로 시스템 구성을 간략화 시킬 수 있다.

Description

씨디엠에이 단말기 시스템 수신단의 저잡음 증폭기 바이패스 장치

본 발명은 코드분할 다원접속(CDMA) 단말기 시스템의 수신단에 관한 것으로, 특히 CDMA 수신신호의 전계강도에 따라 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier : LNA)를 바이패스(BYPASS)시킬 때 저잡음 증폭기의 동작 상태는 그대로 보존하면서 저잡음 증폭기 전단에서의 신호를 감쇄 시키는 방법으로 저잡음 증폭기의 바이패스 회로를 구현함으로써 저잡음 증폭기의 전원단을 별도로 조정하는 불편함을 해소하고 저잡음 증폭기 후단에서의 이득을 변화시키도록 한 CDMA 단말기 시스템 수신단의 저잡음 증폭기 바이패스 장치에 관한 것이다.

일반적으로, CDMA 단말기 시스템의 수신단은 수신되는 CDMA 신호의 레벨(전계 강도)이 높은 경우 저잡음 증폭기를 경유하지 않고 이를 통과시키는 바이패스 회로를 구비하고 있다.

일반적으로, 정상상태의 CDMA 전계강도가 있는 지역에서 CDMA 단말기를 이용하여 통화를 할 때, 인접지역에 아날로그 기지국이 있는 경우, 그 아날로그 이동통신 기지국에서 송출하는 아날로그 신호가 너무 강해 CDMA 신호가 영향을 받아 CDMA 데이터가 깨지는 현상 또는 통화 단절 현상이 발생할 수 있다.

이러한 경우 CDMA 단말기 수신단에서는 단말기 안테나에서 수신단으로 인입되는 신호 레벨을 일정 수준으로 낮추는데 이와 같이 수신신호의 레벨을 낮추게 되면 인입되는 아날로그 신호와 CDMA 신호의 레벨이 동시에 감쇄하지만 CDMA 신호는 디지털 신호인 관계로 아날로그 신호에 비해 잡음에 월등히 강하여 통화에는 문제가 되지 않는다.

이러한 메카니즘에 따라 CDMA 단말기 시스템에서도 CDMA 신호의 전계 강도가 기준치 이상인 경우에는 수신단의 저잡음 증폭기를 경유시키지 않고 상기 저잡음 증폭기를 바이패스 시키는 방법으로 통화가 이루어지도록 제어하게 된다.

첨부한 도면 도 1은 일반적인 CDMA 단말기 시스템의 수신단 구성도 이다.

이에 도시된 바와 같이, 무선 신호를 수신하기 위한 안테나(100)와, 상기 안테나(100)에서 수신된 무선신호를 수신부로 전달해주고 송신 신호는 상기 안테나(100)로 절체해주는 듀플렉서(101)와, 상기 듀플렉서(101)에서 절체된 수신신호를 저잡음 증폭기를 통과시키거나 저잡음 증폭기로 소정 레벨 증폭시키는 고주파 수신부(102)와, 상기 고주파 수신부(102)에서 얻어지는 고주파를 소정 대역으로 필터링 하는 제1대역필터(103)와, 상기 제1대역필터(103)를 통한 신호와 국부 발진기(105)에서 발생되는 국부 발진 주파수를 혼합하여 중간주파수를 추출하는 믹서(104)와, 상기 믹서(104)를 통한 중간주파수를 소정 대역으로 필터링 하는 제2대역필터(106)와, 상기 제2대역필터(106)를 통한 신호의 이득을 제어하는 자동 이득 제어부(107)와, 상기 자동 이득 제어부(107)를 통한 신호를 처리하는 신호 처리부(108)로 구성되었다.

이와 같이 구성되는 일반적인 CDMA 단말기 시스템의 수신단은, 먼저 수신시 안테나(100)를 통해 수신된 고주파는 듀플렉서(101)에서 절체되어 고주파 수신부(102)에 전달된다.

상기 고주파 수신부(102)는 입력되는 고주파를 전계 강도에 따라 얻어지는 바이패스 제어신호에 따라 그대로 통과시키거나 저잡음 증폭기를 경유토록 경로를 제어하여 출력시키게 되고, 제1대역필터(103)는 그 고주파 수신부(102)를 통한 고주파를 소정 대역으로 필터링 하게 된다.

믹서(104)는 상기 제1대역필터(103)를 통한 고주파와 국부 발진기(105)에서 얻어지는 국부 발진 주파수를 혼합하여 중간 주파수(IF)를 추출하게 되고, 이렇게 추출되는 중간 주파수는 제2대역필터(106)에서 소정 대역으로 필터링 된다.

이렇게 필터링된 수신 신호는 자동 이득 제어부(107)에서 이득이 제어된 후 신호 처리부(108)에 전달되어 처리되어진다.

첨부한 도면 도 2는 상기와 같은 일반적인 CDMA 단말기 시스템 수신단의 고주파 수신부내에 구비되는 저잡음 증폭기 바이패스 장치 구성도 이다.

이에 도시된 바와 같이, 수신되는 CDMA 신호의 전계 강도에 따라 발생되는 바이패스 제어신호(Bypass Control)에 의해 수신되는 고주파신호의 경로를 스위칭 하는 고주파 경로 스위칭부(1)와, 상기 고주파 경로 스위칭부(1)에서 스위칭된 고주파 신호의 잡음을 배제시킨 상태에서 소정 레벨로 증폭시키는 저잡음 증폭기(2)와, 상기 고주파 경로 스위칭부(1)에서 고주파신호의 경로를 저잡음 증폭기(2)를 통과시키는 경로로 설정한 경우 상기 저잡음 증폭기(2)의 전원을 차단 시켜 저잡음 증폭기(2)의 출력을 차단시키면서 동시에 저잡음 증폭기의 출력단의 임피던스를 크게 유지하여 전체 임피던스 정합을 정상적으로 유지시키기 위한 전원단 제어부(3)로 구성되었다.

이와 같이 구성된 종래 CDMA 단말기 시스템 수신단의 저잡음 증폭기 바이패스 장치는, 먼저, 도면에는 도시하지 않았지만 시스템 전체 동작을 제어하는 제어부에서 수신신호의 전계 강도를 검출하여 저잡음 증폭기(2)의 바이패스 여부를 결정하게 된다.

이때, 전계 강도가 기준치 이하로 정상적이라고 판단이 되면 바이패스 콘트롤신호를 출력하지 않게 된다.

이에 따라 고주파 경로 스위칭부(1)는 입력되는 수신 고주파 신호가 제2출력포트(Out2)로 출력될 수 있도록 스위칭 하게 되고, 따라서 저잡음 증폭기(2)는 전원단 제어부(3)에서 출력되는 바이어스 전압에 따라 입력되는 고주파 신호를 이득만큼 증폭하여 잡음을 제거한 상태에서 수신신호로 출력하게 된다.

다음으로, 상기 전계 강도가 기준치 이상인 경우, 상기 고주파 경로 스위칭부(1)에 바이패스 콘트롤 신호를 인가한다.

그러면 상기 고주파 경로 스위칭부(1)는 입력되는 수신신호가 제1출력포트(Out1)로 출력될 수 있도록 스위칭 해주게 되고, 이렇게 제1출력포트(Out1)로 출력되는 고주파 신호는 상기 저잡음 증폭기(2)를 경유하지 않고 바로 후단으로 전달된다.

이때, 전원단 제어부(3)는 상기 바이패스 콘트롤신호에 따라 상기 저잡음 증폭기(2)의 전원단을 오프 시켜 상기 저잡음 증폭기(2)의 출력이 없도록 만듦으로써 상기 고주파 경로 스위칭부(1)에서 스위칭 되어 출력되는 고주파가 상기 저잡음 증폭기(2)의 출력에 의해 영향을 받는 것을 방지하게 된다.

또한, 상기 고주파 경로 스위치(1)에서 출력되는 고주파의 전달 경로의 임피던스가 적정하게 유지되어 신호의 손실을 막아준다.

그러나 이러한 종래의 저잡음 바이패스 장치는, 수신단에서 저잡음 증폭기를 바이패스 시킬 경우 저잡음 증폭기의 전원단을 제어하기 위한 전원단 제어회로가 부가되어야 하므로 장치 구성이 복잡해지는 문제점이 있었다.

또한, 저잡음 증폭기 바이패스인 경우 저잡음 증폭기 후단에서의 이득(GAIN)은 항상 저잡음 증폭기 이득만큼의 차이를 보이게 되는데, 이 이득을 조정해줄 수 없는 문제점도 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 저잡음 증폭기 바이패스 장치에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로,

본 발명은 CDMA 수신신호가 강한 경우 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier : LNA)를 바이패스(BYPASS)시킬 때 저잡음 증폭기의 동작 상태는 그대로 보존하면서 저잡음 증폭기 전단에서의 신호를 감쇄 시키는 방법으로 저잡음 증폭기의 바이패스 회로를 구현함으로써 저잡음 증폭기의 전원단을 별도로 조정하는 불편함을 해소하고 저잡음 증폭기 후단에서의 이득을 변화시키도록 한 CDMA 단말기 시스템 수신단의 저잡음 증폭기 바이패스 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 장치는,

수신된 CDMA 신호의 전계 강도에 따라 수신된 고주파의 경로를 스위칭 해주는 고주파 경로 스위칭수단과;

상기 고주파 경로 스위칭수단에서 저잡음 증폭기 바이패스 경로로 스위칭 되어 출력되는 고주파 신호의 세기를 원하는 감쇄량 만큼 감쇄 시키는 고주파 감쇄수단과;

상기 고주파 감쇄수단 또는 상기 고주파 경로 스위칭수단에서 출력되는 고주파를 설정된 이득만큼 증폭시켜 출력하는 저잡음 증폭기로 구성된다.

도 1 은 일반적인 CDMA 단말기 시스템의 수신단 장치 블록 구성도,

도 2 는 종래 CDMA 단말기 시스템 수신단의 저잡음 증폭기 바이패스 장치 구성도,

도 3 은 본 발명에 의한 CDMA 단말기 시스템 수신단의 저잡음 증폭기 바이패스 장치 구성도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10:고주파 경로 스위칭부

20:저잡음 증폭기

30:고주파 감쇄부

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도면 도 3은 본 발명에 의한 CDMA 단말기 시스템 수신단의 저잡음 증폭기 바이패스 장치 구성도 이다.

이에 도시된 바와 같이, 수신된 CDMA 신호의 전계 강도에 따라 수신된 고주파의 경로를 스위칭 해주는 고주파 경로 스위칭부(10)와, 상기 고주파 경로 스위칭부(10)에서 저잡음 증폭기 바이패스 경로로 스위칭 되어 출력되는 고주파 신호의 세기를 감쇄 시키는 고주파 감쇄부(20)와, 상기 고주파 감쇄부(20) 또는 상기 고주파 경로 스위칭부(10)에서 출력되는 고주파를 설정된 이득만큼 증폭시켜 출력하는 저잡음 증폭기(30)로 구성된다.

이와 같이 구성된 저잡음 증폭기 바이패스 장치는, 먼저 도면에는 도시하지 않았지만 기존과 같이 단말기 시스템 전체 동작을 제어하는 제어부에서 수신된 CDMA 신호의 전계 강도를 검출하여 저잡음 증폭기(20)의 바이패스 여부를 결정하게 된다.

즉, 수신 신호의 전계 강도가 기준치 이하일 경우에는 수신된 CDMA 신호의 세기가 정상적이므로 저잡음 바이패스 제어신호(Bypass Control)를 발생하지 않게 된다.

이에 따라 고주파 경로 스위칭부(10)는 수신된 고주파를 바이패스 경로가 아닌 정상적인 경로로 출력될 수 있도록 스위칭 하여 제2출력포트(Out2)로 출력시키게 된다.

이와 같이 출력되는 수신 고주파 신호는 기존과 같이 저잡음 증폭기(30)에 전달되며, 상기 저잡음 증폭기(30)는 그 입력되는 수신 고주파를 설정된 이득만큼 증폭하여 후단에 출력시켜주게 된다.

이 경우 저잡음 증폭기(30)가 정상적으로 동작하는 모드가 되며, 고주파 손실은 0dB이다.

다음으로, 상기 수신된 고주파 신호의 전계 강도를 검색한 결과 신호 세기가 높을 경우에 상기 제어부는 고주파 경로 스위칭부(10)에 바이패스 제어신호를 인가하게 되며, 이 바이패스 제어신호에 따라 상기 고주파 경로 스위칭부(10)는 수신된 고주파 신호를 저잡음 증폭기(30) 바이패스 경로로 스위칭 하여 제1출력포트(Out1)로 출력시키게 된다.

이에 따라 고주파 감쇄부(20)는 입력되는 고주파 신호를 감쇄 시켜 상기 저잡음 증폭기(30)에 전달해주게 된다.

이하, 저잡음 증폭기(30)의 동작은 전술한 바와 같다.

여기서, 고주파 경로 스위칭부(10)의 경로는 사용자가 설정해 놓은 기준에 의해 수신단 신호 세기에 따라 자동으로 선택된다.

한편, 상기 고주파 감쇄부(20)의 내부 구성은 여러 가지가 있다.

그 중 가장 널리 사용되는 대표적인 방법으로는 저항을 이용하여 감쇄 회로를 구성하는 것과, 핀 다이오드(PIN Diode)를 이용하여 DC 바이어스를 조정 하므로 써 수신 고주파를 감쇄 시키는 방법이 있으나, 이러한 고주파 감쇄방법은 정상적인 신호 흐름(Non Bypass)에 있어서 LNA의 입력단 임피던스 정합을 깨는 단점이 있다.

따라서 본 발명에서는 캐패시터나 인덕터 등의 리액턴스 소자를 직렬 연결시켜 고주파 신호를 감쇄 시키도록 상기 고주파 감쇄부를 구현한다.

이러한 방법으로 고주파 감쇄부를 구현하게 되면, 정상적인 신호 흐름(Non Bypass)에서는 고주파 스위치(고주파 경로 스위칭부)의 각 단자 사이의 신호 격리(Isolation)가 가능해져 임피던스의 영향을 받지 않게 된다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명은 저잡음 증폭기(LNA)를 정상적으로 동작시키면서 LNA의 입력신호 세기를 감쇄시키므로써 LNA 바이패스 효과를 얻게되므로 사용자가 원하는 신호세기로 감쇄 조정이 가능한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 의한 저잡음 증폭기 바이패스장치는 LNA 바이패스시 별도로 LNA의 전원단을 제어할 필요가 없으므로 기존과 같은 LNA 전원단 제어회로를 제거할 수 있어 시스템 구성이 용이해지는 효과가 있다.

Claims (1)

1. CDMA 단말기 시스템의 수신단 장치에 있어서,

   수신된 CDMA 신호의 전계 강도에 따라 수신된 고주파의 경로를 스위칭 해주는 고주파 경로 스위칭수단과;

   상기 고주파 경로 스위칭수단에서 저잡음 증폭기 바이패스 경로로 스위칭 되어 출력되는 고주파 신호의 세기를 감쇄 시키는 고주파 감쇄수단과;

   상기 고주파 감쇄수단 또는 상기 고주파 경로 스위칭수단에서 출력되는 고주파를 설정된 이득만큼 증폭시켜 출력하는 저잡음 증폭기를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 CDMA 단말기 시스템 수신단의 저잡음 증폭기 바이패스 장치.