KR20000012807U - 송신기의 출력신호 자동레벨 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 이동통신 시스템의 송신기에 관한 것으로, 특히, 기지국 송신기가 외부의 환경적인 온도 변화 등의 영향을 받음으로 인하여 변화되는 출력 신호를 일정하게 안정화 할 수 있는 기능의 온도 보상 회로가 포함되어 기지국 송신기의 출력을 안정화 할 수 있는 송신기 자동 레벨 제어(ALC:Automatic Level Control) 회로에 관한 것이고, 송신기의 송신 선로에 인가된 출력의 일부를 추출하는 기능의 방향성 결합부와, 상기 방향성 결합부에서 추출한 신호로부터 고주파 성분을 제거하는 기능의 출력 검출부와, 상기 출력 검출부로부터 인가된 신호를 증폭하는 기능의 제1 증폭기와, 상기 제1 증폭기로부터 인가된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 기능의 제1 A/D 변환기와, 기준 전압 신호와 상기 제1 A/D 변환기로부터 인가된 신호를 비교하는 기능의 송신 출력 비교부와, 주변 환경의 온도를 감지하여 상기 송신 출력 비교부에 기준 전압 신호를 인가하는 기능의 환경 온도 감지부와, 상기 송신 출력 비교부의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 기능의 D/A 변환부와, 상기 D/A 변환부의 제어 신호를 인가 받고 출력을 감쇄하는 기능의 송신 출력 감쇄부로 구성되는 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 구성은 기지국 송신기의 주변 환경 변화에 따른 온도를 보상하여, 송신기의 고주파 출력이 적정한 출력 레벨 이상으로 전송되지 않도록 함으로서, 이동통신 시스템의 신뢰도를 향상시키는 효과가 있다.

Description

송신기의 출력 신호 자동 레벨 제어 장치

본 고안은 이동통신 시스템의 송신기에 관한 것으로, 특히, 기지국 송신기가 외부의 환경적인 온도 변화 등의 영향을 받음으로 인하여 변화되는 출력 신호를 일정하게 안정화 할 수 있는 기능의 온도 보상 회로가 포함되어 기지국 송신기의 출력을 안정화 할 수 있는 송신기 자동 레벨 제어(ALC:Automatic Level Control) 회로에 관한 것이다.

이동통신용 송신기가 설치되는 기지국은 통상, 건물의 옥상 부근 또는, 넓은 들판에 송신탑과 함께 설치되거나, 지방에서는 높은 산의 정상 부근에 설치한다. 즉, 이동통신용 송신기는 설치되는 주변 환경이 온도 및 습도 조절이 원활하지 않고, 태양열 및 바람 등에 노출되기 매우 쉬운 장소이다.

거의 대부분의 기지국은 운용 요원이 직접 관리하지 않는 무인 기지국으로서, 냉온방 시설 및 습기 조절 시설이 있는 경우에도, 장시간 사용 등에 의한 고장, 정전 등의 주변 자연 환경 변화에 따른 기지국 송신기에 적합한 최적의 환경 조건을 계속 유지하기 어렵고 또한, 자연 환경의 급격한 변화를 냉온방 시설 및 습기 조절 시설 등으로 보상하기는 한계가 있다.

또한, 이동통신 시스템에서는 기지국의 서비스 영역이 서로 중첩되게 시설되어 있으므로, 어느 하나의 기지국에서 적정 출력 이상의 레벨로 신호를 송신하게 되면 주변에 바로 인접한 모든 기지국의 서비스 영역에서 운용중인 단말기에 장애를 일으키게 되고, 이동통신 시스템의 신뢰도에 영향을 미치게 된다.

본 발명은 송신기의 출력단에 온도 보상 검출부를 구비하여 온도의 변화에 따른 송신기의 출력을 제어하는 장치이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래의 기술에 의한 송신기의 출력 보상 회로를 설명한다.

도1 은 종래의 기술에 의한 이동통신 기지국 송신기의 자동 레벨 제어 장치의 기능 블록도 이다.

기지국 송신기는 송신기 회로 부품의 전기적 특성, 입력 신호의 레벨 변동, 공급 전원 전압의 레벨 변동 등에 의하여 증폭되어 출력 신호의 레벨이 수시로 변하게 된다.

상기와 같이 변화하는 송신기의 출력 레벨을 일정하게 유지하기 위하여, 종래의 기술에 의한 자동 레벨 제어(ALC:Automatic Level Control) 회로는 출력단으로부터 송신기의 출력 레벨을 일부 추출하는 기능의 방향성 결합부(10)와, 상기 방향성 결합부(10)에서 추출한 송신기의 일부 출력 신호로부터 송신 출력 전압 레벨을 검출하는 기능의 송신 출력 검출부(20)와, 상기 송신 출력 검출부(20)에서 검출된 미약한 검출 신호를 증폭하는 기능의 송신 출력 증폭부(30)와, 상기 송신 출력 증폭부(30)에서 증폭된 아날로그 검출 신호를 디지털 신호로 변환하는 기능의 아날로그/디지털 변환부(40)와, 상기 아날로그/디지털 변환부(40)에서 디지털 신호로 변환된 디지털 검출 신호를 기준 전압(V_REF)과 비교하는 기능의 송신 출력 비교부(50)와, 상기 송신 출력 비교부(50)의 비교 신호를 아날로그 신호로 변환하는 기능의 디지털/아날로그 변환부(60)와, 상기 디지털/아날로그 변환부(60)의 출력 제어 전압 신호를 인가 받아 송신기의 증폭부로부터 인가된 송신 출력 신호를 감쇄 하는 기능의 송신 출력 감쇄부(70)로 구성된다.

이하, 상기와 같은 구성의 송신기 자동 레벨 제어 장치의 동작을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

종래의 기술에 의한 자동 레벨 제어 장치는, 송신기의 출력이 상기의 송신 출력 감쇄부(70)에 인가되고, 상기의 송신 출력 감쇄부(70)는 일정 레벨 이상의 송신 출력이 통과하지 못하도록 제어할 수 있는 기능을 갖고 있다.

상기의 송신 출력 감쇄부(70)로부터 일정한 레벨로 제한되어 출력되는 이동통신 시스템의 출력 신호는 상기의 방향성 결합부(10)에 인가된다. 상기의 방향성 결합부(10)는 상기의 송신 출력 감쇄부(70)로부터 인가된 출력 신호 중, 일부를 추출하고 나머지는 고주파 출력단에 인가한다.

상기의 방향성 결합부(10)에서 일부가 추출된 송신 출력 신호는 상기의 송신 출력 검출부(20)에 인가되어 고주파 성분을 제거함으로서, 전압의 레벨로 검출(Detect of Envelop) 된다.

상기의 송신 출력 검출부(20)에서 검출된 전압 레벨의 신호는 처리하기에 너무 미약한 신호이므로, 상기 송신 출력 증폭부(30)에서 적정 레벨로 증폭한다.

상기의 송신 출력 증폭부(30)에서 적정 레벨로 증폭된 아날로그의 송신 출력 검출 신호는 정확한 출력의 변화를 비교 확인 및 조정하기 위하여, 아날로그/디지털(A/D) 변환부(40)에 인가되어 디지털 신호로 변환된다.

상기의 A/D 변환부(40)에서 디지털 신호로 변환된 송신기의 출력 레벨 신호는 송신 출력 비교부(50)에 인가되고, 기준 전압(V_REF)과 비교하여 비교 신호를 발생한다.

상기, 송신 출력 비교부(50)로부터 기준 전압과 송신기의 출력 레벨 신호를 비교한 비교 신호를 인가 받은 디지털/아날로그(D/A) 변환기(60)는 아날로그의 신호로 변환 시킨 후, 송신 출력 감쇄부(70)에 인가한다.

상기의 D/A 변환부(60)로부터 아날로그 신호로 변환된 제어 전압 신호를 인가 받은 송신 출력 감쇄부(70)는 기지국 송신기로부터 인가된 고주파 입력 신호를 상기 제어 신호의 제어에 의하여 감쇄 조정하게 된다.

따라서, 기지국 송신기는 송신기 회로 부품, 입력 신호의 변동, 공급 전원 전압의 변동 등에 의하여 변화하는 출력 신호의 레벨을 일정하게 유지 할 수 있었다.

그러나, 상기와 같이 종래 기술에 의한 ALC 회로는 자연 환경의 온도 변화에 의한 송신 출력 특성의 변화를 감지하지 못하였다. 따라서, 외부 환경의 급격한 온도 변화 등에 의한 송신기의 부품들이 점차적으로 온도의 영향을 받게되고, 최종적으로 송신기의 출력이 변화하게 되고, 송신 출력단의 일정한 출력을 유지하기 어려운 문제점이 있었다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 손신기의 자동 레벨 제어 장치(ALC)에 온도 변화 검출 기능 및 송신 출력 제어 기능을 부가함으로서, 주변 온도의 변화에 따른, 송신 출력의 변화를 보상한다. 따라서, 환경적인 온도 변화에 영향을 받지 않고 일정한 출력을 유지 할 수 있는 기능의 온도 보상 및 자동 레벨 제어 장치를 제공하는 것이 그 목적이다.

도1 은 종래의 기술에 의한 이동통신 기지국 송신기의 출력 신호 자동 레벨 제어 장치의 기능 블록도 이고,

도2 는 본 발명의 일 실시예로서, 송신기의 온도 보상 기능에 의한 출력 신호 자동 레벨 제어 장치의 기능 블록도 이고,

도3 은 본 발명의 일 실시예로서, 온도 검출부의 상세 회로도 이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10 : 방향성 결합부 20 : 출력 검출부

30, 35 : 증폭기 40, 45 : A/D 변환기

50 : 송신 출력 비교부 60 : A/D 변환기

70 : 송신 출력 감쇄부 80 : 송신 출력 제어부

90 : 온도 검출부 100 : 환경 온도 감지부

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 자동 레벨 제어(ALC: Automatic Level Controller) 장치에 온도를 감지할 수 있는 기능을 부가하고, 또한, 송신 출력을 제어하는 기능을 부가하는 것으로서, 송신기의 송신 선로에 인가된 출력의 일부를 추출하는 기능의 방향성 결합부와, 상기 방향성 결합부에서 추출한 신호로부터 고주파 성분을 제거하는 기능의 출력 검출부와, 상기 출력 검출부로부터 인가된 신호를 증폭하는 기능의 제1 증폭기와, 상기 제1 증폭기로부터 인가된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 기능의 제1 A/D 변환기와, 기준 전압 신호와 상기 제1 A/D 변환기로부터 인가된 신호를 비교하는 기능의 송신 출력 비교부와, 주변 환경의 온도를 감지하여 상기 송신 출력 비교부에 기준 전압 신호를 인가하는 기능의 환경 온도 감지부와, 상기 송신 출력 비교부의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 기능의 D/A 변환부와, 상기 D/A 변환부의 제어 신호를 인가 받고 출력을 감쇄하는 기능의 송신 출력 감쇄부로 구성되는 것이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 송신기의 온도 보상 기능에 의한 자동 레벨 제어 장치를 설명한다.

도2 는 본 발명의 일 실시예로서, 송신기의 온도 보상 기능에 의한 자동 레벨 제어 장치의 기능 블록도 이고, 도3 은 본 발명의 일 실시예로서, 온도 검출부의 상세 회로도 이다.

상기 도면에서 종래의 기술에 의한 기능 블록도와 동일한 기능을 하는 기능 블록의 부재 번호는 동일하게 사용하였다.

일 실시예에 의한 본 발명의 온도 보상 기능을 갖는 자동 레벨 제어 장치는 송신기의 송신 선로에 인가된 출력의 일부를 추출하는 기능의 방향성 결합부(10)와, 상기 방향성 결합부(10)에서 추출한 신호로부터 고주파 성분을 제거하는 기능의 출력 검출부(20)와, 상기 출력 검출부(20)로부터 인가된 신호를 증폭하는 기능의 제1 증폭기(30)와, 상기 제1 증폭기(30)로부터 인가된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하는 기능의 제1 A/D 변환기(40)와, 기준 전압 신호와 상기 제1 A/D 변환기(40)로부터 인가된 신호를 비교하는 기능의 송신 출력 비교부(50)와, 주변 환경의 온도를 감지하여 상기 송신 출력 비교부에 기준 전압 신호를 인가하는 기능의 환경 온도 감지부(100)와, 상기 송신 출력 비교부(50)의 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 기능의 D/A 변환부(60)와, 상기 D/A 변환부의 제어 신호를 인가 받고 출력을 감쇄 하는 기능의 송신 출력 감쇄부(70)로 구성되고, 상기 환경 온도 감지부(100)는 주변 환경의 변화에 따른 온도를 측정하는 기능의 온도 검출부(90)와, 상기 온도 검출부(90)가 검출한 신호를 증폭하는 기능의 제2 증폭부(35)와, 상기 제2 증폭부(35)가 증폭한 아날로그의 검출 신호를 디지털 신호로 변환하는 기능의 제2 A/D 변환기(45)와, 상기 제2 A/D 변환기(45)에서 변환된 디지털 신호를 인가 받고 송신기의 출력을 제어하는 기준 전압을 발생하는 기능의 송신 출력 제어부(80)로 구성된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 기술에 의한, 온도 보상 기능을 갖는 자동 레벨 제어 장치의 동작을 상세하게 설명한다.

온도 보상 기능을 갖는 자동 레벨 제어 장치는, 기지국의 송신기로부터 출력된 고주파 신호가 상기의 송신 출력 감쇄부(70)에 인가되고, 상기의 송신 출력 감쇄부(70)는 기지국 송신기로부터 인가된 고주파 출력이 일정 레벨 이상 공중선인 안테나에 인가되어 송출되지 못하도록 제한 하는 기능을 갖고 있다. 상기의 송신 출력 감쇄부(70)로부터 일정한 레벨로 제한되어 출력되는 이동통신 기지국 시스템의 고주파 출력 신호는 상기의 방향성 결합부(10)에 인가되어 상기의 송신 출력 감쇄부(70)로부터 인가된 고주파 출력 신호 중, 극히 일부를 추출하고 나머지는 고주파 출력단에 인가함으로서 공중선인 안테나(ANT)를 통하여 방사된다.

방향성 결합부(10)에서 일부가 추출된 고주파 송신 출력 신호는 상기의 송신 출력 검출부(20)에 인가되어 고주파 성분을 제거함으로서, 저주파 신호의 전압의 레벨로 검출(Detect of Envelop) 된다.

송신 출력 검출부(20)에서 검출된 아날로그 저주파 전압 레벨의 신호는 그대로 처리하기에 너무 미약한 신호이므로, 상기 송신 출력 증폭부(30)에서 적정 전압의 레벨로 증폭한 후 사용한다.

송신 출력 증폭부(30)에서 적정 전압의 레벨로 증폭된 아날로그 송신 출력 검출 신호는 기지국 송신기의 정확한 출력 변화를 비교 확인 및 조정하기 위하여, 아날로그/디지털(A/D) 변환부(40)에 인가되어 디지털 신호로 변환된다.

A/D 변환부(40)에서 디지털 신호로 변환된 송신기의 출력 레벨 신호는 송신 출력 비교부(50)에 인가되고, 디지털화 된 기지국 송신기의 적정 출력 기준 전압(V_REF)과 비교한다.

이때, 온도 검출부(90)는 기지국의 송신기 주변에 위치하여 기지국 주위 환경 변화에 의한 온도의 변화를 감지한다.

상기, 온도 검출부(90)는 도3 에 도시된 것과 같이, 차동 증폭기의 역할을 하는 OP 증폭기의 반전 입력단에 서미스터(Thermistor)를 연결하고, 서미스터의 일측단은 접지를 시킨다. 상기 서미스터와 비반전 단자에 연결된 저항 R3의 저항 값이 동일하게 되면 출력 V_OUT는 아무 신호도 나타나지 않는다. 따라서, 송신기의 최적 운용 상태일 때의 주변 환경 온도에서 측정된 상기 서미스터의 저항 값을 기준으로, 상기 저항 R3의 값을 결정한다.

출력 V_OUT는 저항 R2와 R3의 비에 의한 공급 전원 V_CC의 전압 강하분이 차동 증폭기의 비반전 단자에 인가됨으로서, 출력될 수 있게 된다. 또한, 상기 서미스터의 저항 값과 저항 R1의 비에 의하여 차동 증폭기의 증폭율이 결정된다.

다시 상세히 설명하면, 상기 온도 검출부(90)는 저항 R2와 R3에 의하여 입력된 전압 레벨이 주위 온도의 변화에 따라, 상기 서미스터의 저항 값이 변하므로 서미스터의 저항 값과 저항 R1의 비에 의한 증폭율이 변동되게 된다. 따라서, 출력 V_OUT는 온도의 변화에 따라 변동되어 출력된다.

상기와 같이 온도 검출부(90)에서 출력된 주위 환경을 감지한 전압 신호는 제2 증폭기(35)에 인가되어 충분한 크기로 증폭되고, 제2 A/D 변환부(45)에 인가되어 디지털 신호로 변환되어 송신 출력 제어부(80)에 인가된다.

송신 출력 제어부(80)는 최종적으로 상기 송신 출력 감쇄부(70)를 제어하는 기준 전압(V_REF)을 출력하는 기능을 한다.

상기의 송신 출력 제어부(80)는 상기의 제2 A/D 변환기(45)로부터 전압 신호를 인가 받고, 송신기 주변의 온도 변화에 따른 기준 전압(V_REF)을 출력한다.

따라서, 송신 출력 비교부(50)는 송신 출력 제어부(80)로부터 인가 받은 디지털 기준 전압(V_REF)과 송신 출력 감지부의 제1 A/D 변환부(40)로부터 인가 받은 송신기의 디지털 출력 전압 신호를 비교하여 그 차이를 디지털 신호로서 출력한다.

상기의 디지털 신호를, 송신 출력 비교부(50)로부터 인가 받은 디지털/아날로그(D/A) 변환기(60)는 차이 신호를 아날로그 신호로 변환시킨 후, 송신 출력 감쇄부(70)에 인가하고, 상기의 송신 출력 감쇄부(70)는 인가된 신호에 의하여 기지국 송신기로부터 인가된 고주파 신호의 출력을 제한하게 된다.

즉, 낮과 밤의 기온 차이, 계절 변화에 따른 기온 차이 등, 기지국 송신기 주변의 환경 온도 변화에 의하여 송신기의 출력이 제한 값 이상으로 송출되지 않고, 일정한 출력의 세기를 유지 할 수 있도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 구성은 기지국 송신기의 주변 환경 변화에 따른 온도를 보상하여, 송신기의 고주파 출력이 적정한 출력 레벨 이상으로 전송되지 않도록 함으로서, 이동통신 시스템의 신뢰도를 향상시키는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 자동 레벨 제어 장치를 구비한 송신기에 있어서,

   주변 환경의 변화에 따른 온도를 측정하는 기능의 온도 검출부와,

   상기 온도 검출부가 검출한 신호를 증폭하는 기능의 제2 증폭부와,

   상기 제2 증폭부가 증폭한 아날로그의 검출 신호를 디지털 신호로 변환하는 기능의 제2 A/D 변환기와,

   상기 제2 A/D 변환기에서 변환된 디지털 신호를 인가 받고 송신기의 출력을 제어하는 기준 전압을 발생하는 기능의 송신 출력 제어부가 부가되어 구성되는 것을 특징으로 하는 송신기의 온도 보상 기능에 의한 자동 레벨 제어 장치.
2. 제1 항에 있어서,

   상기 온도 검출부는 온도의 변화에 따라 저항 값이 변화하는 서미스터와, 다수의 저항과, 증폭기로 구성되는 것을 특징으로 하는 송신기의 온도 보상 기능에 의한 자동 레벨 제어 장치.