KR20000073613A - Apparatus for rejecting local frequency of transmitting signal in radio telecommunication system - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An up-converter in a mobile communication system is provided to make an active balun circuit using field effect transistors output a local oscillating signal and a local oscillating signal whose phase is inverted at 180 degrees, to attenuate the two local oscillating signals, so as to remove a band pass filer having a large size of output terminal and to make an output signal have a wideband bandwidth. CONSTITUTION: A transistor U1(216) inputs a power voltage signal via a coil(212) and a resistor(214) through a drain terminal, and inputs a local oscillating signal having a radio frequency(RF) band from a local oscillator through a gate terminal. The transistor U1(216) applies a local oscillating signal through a source terminal, and applies a signal whose phase is inverted at 180 degrees through the drain terminal. A field effect transistor U2(226) and a field effect transistor U3(228) equipped in an up-converter(220) input the local oscillating signal and the local oscillating signal whose phase is inverted at 180 degrees through the gate terminal. The field effect transistor U3(228) inputs a transmission signal having an intermediate frequency(IF) band. The transmission signal passes through a capacitor(230) via the drain terminal. The field effect transistor U3(228) mixes the transmission signal with the local oscillating signals, and outputs the transmission signal which is up-converted into an RF band through the source terminal. The transmission signal having the RF band is applied to an RF amplifier. The field effect transistor U2(226) and the field effect transistor U3(228) are connected to each other. The local oscillating signal and the local oscillating signal whose phase is inverted at 180 degrees are attenuated, which is caused by opposite phases, even though amplitudes of the two local oscillating signals are the same.

Description

무선통신 시스템에서 상향주파수 변환장치{APPARATUS FOR REJECTING LOCAL FREQUENCY OF TRANSMITTING SIGNAL IN RADIO TELECOMMUNICATION SYSTEM}Up frequency converter in wireless communication system {APPARATUS FOR REJECTING LOCAL FREQUENCY OF TRANSMITTING SIGNAL IN RADIO TELECOMMUNICATION SYSTEM}

본 발명은 무선통신 시스템의 송신단에 관한 것으로, 특히 상향주파수 변환장치에 관한 것이다.The present invention relates to a transmitting end of a wireless communication system, and more particularly to an uplink frequency converter.

무선신호 송신단에서 상향주파수 변환장치(Up-Converter)는 중간주파수 (Intermediate Frequency) 대역의 송신신호를 국부발진기에서 발생되는 무선주파수 (Radio Frequency)대역의 국부발진신호에 혼합하는 동작을 수행한다. 이로인해, 중간주파수대역의 송신신호는 무선출력에 적당한 무선주파수대역의 신호로 변환된다. 이때, 상기 두 신호가 혼합되는 과정에서, 상기 두 신호의 주파수의 합과 차를 포함한 여러항의 차수의 주파수 신호, 즉 불요방사주파수성분이 발생하게 된다. 상기한 불요방사주파수성분 또는 국부발진신호성분을 제거하기 위하여 종래에는 상향주파수 변환장치의 출력단의 밴드패스필터가 국부발진주파수 성분을 포함한 불요방사주파수성분을 억압한다.The up-converter performs an operation of mixing the transmission signal of the intermediate frequency band with the local oscillation signal of the radio frequency band generated by the local oscillator. As a result, the transmission signal in the intermediate frequency band is converted into a signal in the radio frequency band suitable for radio output. At this time, in the process of mixing the two signals, the frequency signal of the order of several terms including the sum and difference of the frequency of the two signals, that is, the unwanted radiation frequency components are generated. In order to remove the unwanted radiation frequency component or the local oscillation signal component, the bandpass filter of the output stage of the uplink frequency converter suppresses the unnecessary radiation frequency component including the local oscillation frequency component.

그런데 국부발생신호의 주파수와 상향주파수 변환장치로부터 출력되는 신호의 주파수의 차가 적은 경우에 국부발생신호의 세기가 문제가 되고 있다. 국부발생신호 성분을 억압하기 위하여, 불요방사주파수성분의 억압능력이 우수한 밴드패스필터가 사용되어야 한다. 즉, 컷-오프(Cut-Off)특성이 첨예한 밴드패스필터를 사용하여야만 한다. 하지만 이로인해 상기 밴드패스필터 자체의 로스(Loss)가 커지게 되며 또한 필터 출력신호의 밴드(Band)내에 리플(Ripple)성분이 증가하게 된다. 즉, 상기 밴드패스필터의 이득특성에 의해, 상기 필터 출력단의 신호세기가 약해지게 되는 문제점이 발생하게 된다. 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 종래의 무선 송신부에는 밴드패스필터의 출력단에는 상기 로스를 보상하는 증폭기와 상기 증폭기에서 출력되는 불요방사성분을 억압하기 위한 또 다른 밴드패스필터가 상기 증폭기 출력단에 구비될 수가 있었다.However, when the difference between the frequency of the locally generated signal and the frequency of the signal output from the uplink frequency converter is small, the strength of the locally generated signal is a problem. In order to suppress the locally generated signal components, a bandpass filter having excellent suppression ability of the unnecessary radiation frequency component should be used. In other words, a band pass filter with a sharp cut-off characteristic must be used. However, this increases the loss of the band pass filter itself, and also increases the ripple component in the band of the filter output signal. That is, a problem occurs that the signal strength of the filter output terminal is weakened by the gain characteristics of the band pass filter. In order to solve the above problems, the conventional wireless transmitter is provided with an amplifier for compensating for the loss and another bandpass filter for suppressing unwanted radiation components output from the amplifier in the output terminal of the band pass filter. I could.

도 1은 무선통신 시스템에서 종래의 무선신호 송신부를 도시한 일 예이다.1 illustrates an example of a conventional wireless signal transmitter in a wireless communication system.

국부발진기(110)는 무선주파수대역의 국부발진신호를 발생하여 LO 필터(120)로 출력한다. 그리고 상향주파수 변환기(130)는 LO 필터(120)로부터 출력되는 필터링된 국부발진신호를 입력한다. 그리고 상향주파수 변환기(130)는 입력되는 중간주파수대역의 송신신호를 상기 국부발진신호에 혼합하는 동작을 수행한다. 이로인해, 상기 중간주파수대역의 송신신호는 무선출력에 적당한 무선주파수대역의 신호로 변환된다. 그리고 RF 필터(140)는 상기 두 신호가 혼합되는 과정에서 발생하는 불요방사주파수성분을 억압하는 동작을 수행한다.The local oscillator 110 generates a local oscillation signal in a radio frequency band and outputs it to the LO filter 120. The uplink frequency converter 130 inputs the filtered local oscillation signal output from the LO filter 120. The uplink frequency converter 130 mixes the input transmission signal of the intermediate frequency band with the local oscillation signal. As a result, the transmission signal of the intermediate frequency band is converted into a signal of a radio frequency band suitable for radio output. In addition, the RF filter 140 suppresses unwanted radiation frequency components generated in the process of mixing the two signals.

상기 도 1의 설명에서, 무선통신 시스템에서 종래의 무선신호 송신부는 구비되는 상향주파수 변환기로부터의 불요방사 주파수성분을 제거하기 위하여, 상기 상향주파수 변환기의 출력단에 밴드패스필터를 구비함을 알 수가 있다. 그러나 상기한 바와 같이, 국부발생신호성분을 억압하기 위해서는, 컷-오프 특성이 첨예한 밴드패스필터를 사용하여야만 한다. 또한 밴드패스필터 자체의 이득 특성상, 상기 필터 출력단의 신호세기가 약해지게 되는 문제점이 발생하게 된다. 상기의 문제점을 해결하기 위하여, 종래의 무선 송신부에는 밴드패스필터의 출력단에는 상기 로스를 보상하는 증폭기와 상기 증폭기에서 출력되는 불요방사성분을 억압하기 위한 또 다른 밴드패스필터가 상기 증폭기 출력단에 구비될 수가 있었다. 그러나 일반적으로 필터는 그 부피가 크기 때문에, 좁은 공간에서의 송신장치 설계 제작 과정에서 문제가 발생하게 되며, 또한 밴드패스필터의 출력신호는 상기 필터의 패스 주파수대역에 의존하게 되므로 그 주파수 범위가 한정되는 문제점이 발생하게 된다.In the description of FIG. 1, in the wireless communication system, a band pass filter is provided at an output of the uplink frequency converter in order to remove unnecessary radiant frequency components from the uplink frequency converter. . However, as described above, in order to suppress the locally generated signal components, a band pass filter having a sharp cut-off characteristic must be used. In addition, due to gain characteristics of the band pass filter itself, a problem occurs that the signal strength of the filter output terminal is weakened. In order to solve the above problems, the conventional wireless transmitter is provided with an amplifier for compensating for the loss and another bandpass filter for suppressing unwanted radiation components output from the amplifier in the output terminal of the band pass filter. I could. However, in general, the filter has a large volume, which causes problems in the design of a transmission apparatus in a narrow space, and the output range of the bandpass filter is dependent on the pass frequency band of the filter. The problem arises.

따라서 본 발명의 목적은 무선통신 시스템에서 국부발생 주파수성분을 제거하는 상향주파수 변환장치를 제공함에 있다.It is therefore an object of the present invention to provide an uplink frequency converter that removes locally generated frequency components in a wireless communication system.

본 발명의 다른 목적은 무선통신 시스템에서 전계효과 트랜지스터를 이용한 능동 밸룬부가 국부발진신호 및 백 팔십도 위상반전된 국부발진신호를 출력하며, 상향주파수 변환부의 소오스단자가 연결된 전계효과 트랜지스터의 구성이 상기 두 국부발진신호를 서로 상쇄시키는 상향주파수 변환장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is an active balun using a field effect transistor in a wireless communication system outputs a local oscillation signal and a local oscillation signal in which the phase inverted by one hundred eighty degrees, and the configuration of the field effect transistor connected to the source terminal of the uplink frequency converter An uplink frequency converter for canceling two local oscillation signals is provided.

상기와 같은 목적들을 달성하기 위하여 본 발명은 무선통신 시스템의 상향주파수 변환장치가, 제1전계효과 트랜지스터를 이용하여 국부발진신호 및 백 팔십도 위상반전된 국부발진신호를 출력하는 능동 밸룬부와, 각 게이트단자를 통하여 상기 국부발진신호 및 위상 반전된 국부발진신호를 입력하고 소오스단자가 서로 연결되어 상기 국부발진신호 및 위상 반전된 국부발진신호를 상쇄시키는 제2전계효과 트랜지스터 및 제3전계효과 트랜지스터로 구성되어, 드레인단자를 통하여 입력되는 중간주파수대역의 송신신호를 상기 국부발진신호에 혼합하여 무선주파수대역의 송신신호로 변환하는 상향주파수 변환부로 이루어짐을 특징으로 한다.In order to achieve the above objects, the present invention provides an uplink frequency conversion apparatus for a wireless communication system, comprising: an active balun unit for outputting a local oscillation signal and a local oscillation signal inverted by one hundred eighty degrees using a first field effect transistor; A second field effect transistor and a third field effect transistor inputting the local oscillation signal and the phase inverted local oscillation signal through each gate terminal, and a source terminal connected to each other to cancel the local oscillation signal and the phase inverted local oscillation signal; It is characterized in that it consists of an up-frequency conversion unit for converting the transmission signal of the intermediate frequency band input through the drain terminal to the local oscillation signal to convert to the transmission signal of the radio frequency band.

도 1은 무선통신 시스템에서 종래의 무선신호 송신부를 도시한 일 예.1 illustrates an example of a conventional wireless signal transmitter in a wireless communication system.

도 2는 무선통신 시스템에서 본 발명의 실시예에 따른 상향주파수 변환장치를 도시한 도면.2 is a view showing an uplink frequency converter according to an embodiment of the present invention in a wireless communication system.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명에서는 구체적인 특정(特定) 사항들이 나타나고 있는데, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐 이러한 특정 사항들 없이도 본 발명이 실시될 수 있음은 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명하다 할 것이다. 그리고 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Specific details appear in the following description, which is provided to aid a more general understanding of the present invention, and it should be understood by those skilled in the art that the present invention may be practiced without these specific details. It will be self explanatory. In the following description of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 2는 무선통신 시스템에서 본 발명의 실시예에 따른 상향주파수 변환장치를 도시한 도면이다.2 is a view showing an uplink frequency converter according to an embodiment of the present invention in a wireless communication system.

도시된 바와 같이, 상기 도 2는 전계효과 트랜지스터를 이용한 능동 밸룬(Active Balun)부(210)와 전계효과 트랜지스터의 조합으로 구성되는 상향주파수 변환부(220)로 이루어 진다.As shown in FIG. 2, the active frequency balun 210 using the field effect transistor and the up-frequency converting unit 220 constituted by a combination of the field effect transistor.

능동 밸룬부(210)에 구비되는 트랜지스터 U1(216)는 드레인단자를 통하여 전원전압신호를 코일(212) 및 저항(214)을 경유하여 입력한다. 그리고 트랜지스터 U1(216)는 게이트단자를 통하여 국부발진기(도시하지 않음)로부터의 무선주파수대역의 국부발진신호를 입력한다. 이로 인하여 트랜지스터 U1(216)는 상기 국부발진신호를 소오스단자를 통하여 인가하고, 상기 국부발진신호에 비하여 180도 위상반전된 신호를 드레인단자를 통하여 인가한다.The transistor U1 216 included in the active balun 210 receives a power supply voltage signal via the coil 212 and the resistor 214 through the drain terminal. Transistor U1 216 inputs a local oscillation signal in a radio frequency band from a local oscillator (not shown) through the gate terminal. As a result, the transistor U1 216 applies the local oscillation signal through the source terminal, and applies the signal of 180 degrees out of phase with respect to the local oscillation signal through the drain terminal.

그리고 상향주파수 변환부(220)에 구비되는 전계효과 트랜지스터 U2(226)와 전계효과 트랜지스터 U3(228)는 게이트단자를 통하여 각각 상기 국부발진신호 및 180도 위상반전된 국부발진신호를 입력한다. 또한 전계효과 트랜지스터 U3(228)는 드레인단자를 통하여 캐패시터(230)를 경유한 중간주파수대역의 송신신호를 입력한다. 그리고 전계효과 트랜지스터 U3(228)는 상기 드레인단자의 중간주파수대역의 송신신호를 상기 게이트단자의 국부발진신호에 혼합하고, 소오스단자를 통하여 무선주파수대역으로 승압(Up-Converting)된 송신신호를 출력한다. 그리고 상기 무선주파수대역의 송신신호는 RF 증폭부등으로 인가된다.In addition, the field effect transistor U2 226 and the field effect transistor U3 228 provided in the up frequency converter 220 input the local oscillation signal and the local oscillation signal 180 degrees out of phase through the gate terminal, respectively. In addition, the field effect transistor U3 228 inputs a transmission signal of an intermediate frequency band via the capacitor 230 through the drain terminal. The field effect transistor U3 228 mixes the transmission signal of the intermediate frequency band of the drain terminal with the local oscillation signal of the gate terminal, and outputs the transmission signal up-converted to the radio frequency band through the source terminal. do. And the transmission signal of the radio frequency band is applied to the RF amplifier.

그런데 이때, 전계효과 트랜지스터 U2(226)와 전계효과 트랜지스터 U3(228)는 소오스단자가 서로 연결되어 있으므로, 각 게이트단자에 인가된 상기 국부발진신호 및 180도 위상반전된 국부발진신호는 그 진폭은 같으나 위상이 서로 반대이므로 상쇄되어 버린다.At this time, since the source terminal of the field effect transistor U2 226 and the field effect transistor U3 228 are connected to each other, the amplitude of the local oscillation signal applied to each gate terminal and the local oscillation signal 180 degrees phase reversed are Although they are the same, they are canceled because the phases are opposite to each other.

상기 도 2의 설명에서, 본 발명의 실시예에 따른 상향주파수 변환장치는 전계효과 트랜지스터를 이용한 능동 밸룬부가 국부발진신호와 180도 위상반전된 국부발진신호를 인가한다. 그리고 상향주파수 변환부에 구비되는 전계효과 트랜지스터의 구성은 연결된 소오스단자를 이용하여 상기 두 국부발진신호를 서로 상쇄시킨다. 또한 상기 상향주파수 변환부는 중간주파수대역의 송신신호를 상기 국부발진신호에 혼합하여, 무선주파수대역의 송신신호로 변환한다. 그런데 상기한 바와 같이 국부발진신호성분이 상쇄되므로 상향주파수변환장치의 출력단의 밴드패스필터가 필요치 않는다.In the description of FIG. 2, the uplink frequency converting apparatus according to the embodiment of the present invention applies a local oscillation signal in which an active balun using a field effect transistor is local oscillated and 180 degrees out of phase. The configuration of the field effect transistor provided in the uplink frequency converter cancels the two local oscillation signals from each other by using a connected source terminal. The uplink frequency converting unit mixes the transmission signal in the intermediate frequency band with the local oscillation signal and converts the transmission signal in the radio frequency band. However, as described above, since the local oscillation signal component is canceled, the band pass filter of the output stage of the uplink frequency converter is not necessary.

상술한 바와 같이 본 발명은 전계효과 트랜지스터를 이용한 능동 밸룬부가 국부발진신호 및 백 팔십도 위상반전된 국부발진신호를 출력하며, 상향주파수 변환부의 소오스단자가 연결된 전계효과 트랜지스터의 구성이 상기 두 국부발진신호를 서로 상쇄시켜, 출력단의 부피가 큰 밴드패스필터를 제거할 수가 있으며 변환이득의 효과가 발생한다. 또한 동시에 출력신호는 주파수대역의 제한을 받지 않기 때문에 광대역의 밴드폭을 가질 수가 있는 잇점이 있다.As described above, in the present invention, the active balun using the field effect transistor outputs a local oscillation signal and a local oscillation signal in which the phase inversion is one hundred eighty degrees. By canceling the signals together, the bulky bandpass filter at the output stage can be eliminated and the effect of the conversion gain is generated. At the same time, since the output signal is not limited by the frequency band, it is possible to have a wide bandwidth.

Claims (1)

무선통신 시스템의 상향주파수 변환장치에 있어서,In the uplink frequency converter of the wireless communication system, 제1전계효과 트랜지스터를 이용하여 국부발진신호 및 백 팔십도 위상반전된 국부발진신호를 출력하는 능동 밸룬부와,An active balun portion for outputting a local oscillation signal and a local oscillation signal inverted by one hundred eighty degrees using a first field effect transistor; 각 게이트단자를 통하여 상기 국부발진신호 및 위상 반전된 국부발진신호를 입력하고 소오스단자가 서로 연결되어 상기 국부발진신호 및 위상 반전된 국부발진신호를 상쇄시키는 제2전계효과 트랜지스터 및 제3전계효과 트랜지스터로 구성되어, 드레인단자를 통하여 입력되는 중간주파수대역의 송신신호를 상기 국부발진신호에 혼합하여 무선주파수대역의 송신신호로 변환하는 상향주파수 변환부로 이루어짐을 특징으로 하는 상향주파수 변환장치.A second field effect transistor and a third field effect transistor inputting the local oscillation signal and the phase inverted local oscillation signal through each gate terminal, and a source terminal connected to each other to cancel the local oscillation signal and the phase inverted local oscillation signal; And an up frequency converter configured to convert a transmission signal of an intermediate frequency band input through a drain terminal into the local oscillation signal and convert the transmission signal into a transmission signal of a radio frequency band.
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