KR20000076699A - 다중 주파수 대역 수신기 - Google Patents

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Abstract

다중 주파수 대역 수신기(102)는 근접하지만 인접하지는 않는 적어도 두 개의 주파수 대역을 수신한다. 제1 대역 통과 필터(304)는 제1 주파수 대역내의 신호를 통과시킨다. 제2 대역 통과 필터(306)는 제2 주파수 대역내의 신호를 통과시킨다. 제1 및 제2 필터는 각각 상기 제1 및 제2 주파수 사이의 주파수 범위 내의 감도를 제공하도록 제1 및 제2 주파수 대역 사이의 신호를 적어도 제1 레벨로 감쇠하여 이들 주파수 대역 사이의 신호가 상기 통신 장치에 의해 처리되는 것을 방지한다. 제1 및 제2 필터에 결합된 제3 필터(322)는 제1 및 제2 주파수 대역내의 신호를 통과시키고 제1 및 제2 필터의 상위 통과 대역 위의 신호와 상기 제1 및 제2 필터의 하위 통과 대역 아래의 신호를 감쇠한다.

Description

다중 주파수 대역 수신기{MULTIPLE FREQUENCY BAND RECEIVER}
본 발명은 수신기에 관한 것으로, 특히 다중 대역 수신기에 관한 것이다.
다중 주파수 대역에서 동작하는 각종 통신 장치가 공지되어 있다. 예를 들어, 유럽에서는 900㎒ 이동 통신용 글로벌 시스템 (GSM) 표준 및 1.8㎓ 디지털 셀룰러 표준 (DCS) 사양에서 동작하는 무선 전화가 공지되어 있다. 또한 미합중국과 같은 나라에서는 이중 대역 통신 장치가 800㎒와 1.9㎓ 주파수 대역에서 동작하는 것으로 알려져 있다.
이러한 통신 장치에서, 수신기는 수신기의 통과 대역 외부 신호에 적당한 감쇠를 제공해야만 한다. 또한 각 통과 대역에 대해 신호 경로를 분리할 필요가 있다. 주파수 대역이 너무 멀리 떨어져 있으므로, 주파수 대역 내의 수신 신호는 간단한 디플렉서를 이용하여 분리될 수 있다. 다중 필터를 이용하여 적당한 감쇠를 제공한다. 그러나 통과 대역의 개수가 증가함에 따라, 모든 필터의 크기나 비용 필요 조건이 증가하게 되는 단점이 있다.
따라서, 소규모의 회로 보드 상과 소규모의 하우징 내에 증가된 주파수 대역 개수를 수용하는 구현 뿐만 아니라, 다중 주파수 대역에서 동작하는 수신기를 구현하기 위해 비용 면에서 효율적인 해결책의 요구가 대두되고 있다.
다중 주파수 대역 수신기는 근접하지만 인접하지는 않는 적어도 두 개의 주파수 대역을 수신한다. 제1 대역 통과 필터는 제1 주파수 대역내의 신호를 통과시킨다. 제2 대역 통과 필터는 제2 주파수 대역내의 신호를 통과시킨다. 제1 및 제2 필터는 각각 제1 및 제2 주파수 사이의 주파수 범위 내에서의 감도를 제공하도록 제1 및 제2 주파수 대역 사이의 신호를 최소한 제1 레벨로 감쇠시켜 주파수 대역 사이의 신호가 통신 장치에 의해 처리되는 것을 방지한다. 제1 및 제2 필터에 결합된 제3 필터는 제1 및 제2 주파수 대역내의 신호를 통과시키고 제1 및 제2 필터의 고위 통과 대역 위와 제1 및 제2 필터의 하위 통과 대역 아래의 신호를 감쇠시킨다.
도 1은 무선 통신 장치를 설명하는 블럭도의 회로도이다.
도 2는 세 개의 통과 대역의 설명도이다.
도 3은 도 2의 세 개의 통과 대역에 대한 수신기를 설명하는 회로도이다.
도 4는 도 2의 세 개의 통과 대역에 대한 대체 수신기를 설명하는 회로도이다.
도 5는 도 2의 세 개의 통과 대역에 대한 다른 대체 수신기를 설명하는 회로도이다.
도 6은 도 2의 세 개의 통과 대역의 다른 수신기를 설명하는 회로도이다.
도 7은 도 2의 세 개의 통과 대역의 다른 수신기를 설명하는 회로도이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명〉
100 : 무선 통신 장치
102 : 수신기
104 : 전송기
106 : 안테나
108 : 제어기
110 : 스피커
112 : 오디오 회로
114 : 마이크로폰
116 : 발진기
302, 314 : 스위치
304, 306, 308, 316, 318, 322 : 필터
310, 311, 312 : 증폭기
320 : 멀티플렉서
무선 통신 장치(100)는 수신기(102) 및 전송기(104)를 포함한다. 전송기 및 수신기는 안테나(106)를 거쳐 다른 장치와 통신한다. 안테나에 의해 검출된 신호는 수신기(102)에서 필터링 및 복조된다. 수신기의 출력은 제어기(108)에 결합된다. 제어기(108)는 마이크로프로세서, 마이크로컨트롤러, 디지털 신호 프로세서, 로직 디바이스, 또는 이들의 결합물을 이용하여 구현될 수 있다.
컨트롤러는 안테나(106)를 거쳐 원격 장치 (도시 생략)에의 통신을 위해 전송기(104)에 신호를 출력한다. 스피커(110)를 거친 출력을 위해 원격 장치로부터 수신된 신호가 오디오 회로(112)에서 처리된다. 마이크로폰(114)은 오디오 회로에 신호를 입력시켜 전송기를 통해 통신된다.
컨트롤러(108)는 또한 수신된 신호 대역을 식별하기 위해 기준 신호를 생성하고 또한 기준 신호를 발진기(116)에 제공한다. 발진기(116)는 공지된 바와 같이, 수신된 신호를 중간 주파수로 복조하기 위한 신호를 생성한다.
수신기(102)는 바람직하게 주파수 대역 fband1, fband2, 및 fband3에서 신호를 수신할 수 있다. 주파수 대역 fband1은 GSM의 900㎒ 주파수 대역이고, fband2는 DCS의 1.8㎓ 주파수 대역이고, fband3은 PCS의 1.9㎓ 주파수 대역이다. 통신 장치는 바람직하게 모든 세 개의 주파수 대역에서 동작한다. 그러나, 본 발명은 두 개의 주파수 대역이 근접해 있는 다중 대역 수신기에 적용하는 것이지만, 여전히 통과 대역 간의 분리를 필요로 하고 있다. 다시 말해, 각 통과 대역 사이의 주파수 범위는 미리 정해진 양만큼 감쇠되어 이들 장치에 대한 사양/표준과 일치되도록 해야 한다.
도 3에는 수신기(102)에 대한 필터와 복조 회로가 개시되어 있다. 안테나(106)에 접속된 스위치(302)는 안테나(106)로부터 통신 장치(100)의 동작의 모드나 주파수 대역에 따른 필터(304, 306 및 308) 중 하나에 신호를 출력한다. 따라서 스위치는 장치가 동작하고 있는 세 개의 주파수들 중 하나에 따라서 필터들 중 하나를 접속한다. 스위치는 PIN 다이오드 및/또는 GaAs FET를 이용하여 한 개 등의 적당한 스위치를 이용하여 구현될 수 있다. 특히 안테나(106)는 통신 장치가 fband1를 이용하는 모드에서 동작하고 있을 때 필터(308)에 접속된다. 안테나(106)는 통신 장치가 fband2를 이용하는 모드에서 동작하고 있을 때 스위치(302)를 거쳐 필터(306)에 접속되어 있다. 유사하게, 안테나(106)는 통신 장치가 fband3를 이용하는 모드에서 동작하고 있을 때 스위치(302)를 거쳐 필터(304)에 접속되어 있다.
도시된 예에서는, 필터(308)의 주파수 대역이 주파수 대역(304 및 306)에서 상당히 멀리 떨어져 있는 반면, 필터(304 및 306)의 주파수 대역은 직접 인접된 것은 아니지만 근접해 있다. 필터(304, 306 및 308)는 대역 통과 필터이며 약 60㎒, 75㎒, 및 35㎒의 대역폭을 각각 통과하는 적당한 필터형을 이용하여 구현될 수 있다. 필터(304, 306 및 308)은 이들의 통과 대역의 종료부의 20㎒ 내에서 선택적으로 제공된다.
필터(308)는 수신된 신호를 증폭하는 증폭기(312)에 신호를 출력한다. 증폭기(312)의 출력은 수신된 신호에의 부가의 필터링을 제공하는 필터(316)에 입력된다. 필터(308)는 증폭기(312)에서의 증폭 전에 통과 대역 근처에서 신호를 원하는 레벨로 감쇠시킨다. 필터(316)는 원하는 통과 대역에서 멀리 떨어진 주파수가 적용 가능한 성능 사양/표준에 맞추도록 적당히 감쇠되는 것을 확실히 하도록 부가의 감쇠를 제공한다. 필터(316)는 35㎒의 통과 대역폭을 갖는 적당한 필터 유형을 이용하여 구현될 수 있다. 필터(316)는 그 통과 대역에 매우 근접하는 감쇠를 제공하지 않는다. 통과 대역 종료부에서 멀리 떨어진 20㎒ 이상 50㎒ 이하가 되어서야 비로서 감쇠를 제공하게 된다.
필터(306)로부터 출력된 신호는 증폭기(311)에서 증폭되어 스위치(314)에 입력된다. 유사하게, 필터(304)는 증폭기(310)에서의 증폭 전에 주파수 대역 3 외측의 신호를 제거한다. 증폭기(310)의 출력이 스위치(314)에 입력된다. 스위치(314)는 또한 모드 의존적이므로, 증폭기(310 및 311) 중 하나의 출력이 필터(318)에 입력된다. 필터(318)의 통과 대역이 필터(304 및 306)의 결합된 통과 대역 보다 약간 더 크므로, fband2및 fband3에서의 신호가 필터(318)에 의해 통과되지만, 이들 주파수 대역 외부의 신호, 더욱 특히 주파수 대역 3의 상위 주파수 위의 신호와 주파수 대역 2의 하위 주파수 아래의 신호가 감쇠되게 된다. 필터(318)는 fband2와 fband3에 부가의 필터링을 제공하므로 이들 밴드 외부의 신호가 사양이 필요로 하는 상당한 정도로 감쇠되게 된다. 필터(316 및 318)의 출력은 중간 주파수 신호를 생성하는 멀티플렉서(320)에 입력되게 된다. 중간 주파수 신호는 멀티플렉서(320)에 의해 야기된 노이즈를 제거하는 필터(322)에 입력된다.
본 발명은 신호 필터(318)가 fband2또는 fband3에서 동작할 때 수신기의 통과 대역에서 요구되는 필요한 감쇠를 제공하는 데에 사용되게 한다. 단일의 필터를 이용하게 되면 두 개의 필터를 제공하는 필요성을 제거하므로, 그 성능을 상당히 열화시키지 않고 수신기의 비용을 절감시킨다. 필터(304 및 306)는 fband2의 고 주파수 F2H와 fband3의 저 주파수 F3L 사이에서의 신호를 감쇠하는 것이 필요한 것에 주의해야 한다. 부가적으로, 두 개의 필터, 필터(304) 플러스(318) 또는 필터(306) 플러스(318)의 합산은 표준 및 성능 사양에 의해 필요한 바와 같은 특정 동작 모드 동안 수신기의 통과 대역에서 멀리 떨어진 신호에 필요한 감쇠를 제공한다.
스위치(302 및 314)는 필터(304) 및 증폭기(310)를 통한 신호 경로와 필터(306) 및 증폭기(311)를 통한 신호 경로 사이에 격리를 제공한다.
대체 실시예에 따르면, 스위치(302)는 도 4에서 나타낸 바와 같이 스위치(402)와 디플렉서(404)로 대체된다. 멀티플렉서(404)의 출력은 필터(308)와 필터(306)에 출력된다. 필터(308)의 통과 대역 내의 신호는 디플렉서에 의해 출력되어 필터(306)와 분리된다. 유사하게, 원하는 필터(306)의 통과 대역에서의 신호는 필터(306)에 출력되어 필터(308)와 분리된다. 스위치(402)는 디플렉서가 이 기능을 적당히 실행할 수 없기 때문에, 주파수 대역 2와 주파수 대역 3의 통과 대역에서의 신호를 격리하는 데에 사용된다. 따라서, 스위치(402)는 장치가 필터(308 또는 306)의 주파수 대역에서 신호 통과 모드에 있을 때 안테나(106)로부터 디플렉서(404)로 신호를 통과시킨다. 스위치(402)는 장치가 필터(304)의 통과 대역을 사용하여 동작 모드에 있을 때 필터(304)를 안테나(106)에 접속한다.
필터(304 및 306)는 증폭기(304 및 306)를 격리하는 스위치(405)에 의해 접속될 수 있다. 스위치(405)의 출력은 입력되는 신호를 증폭하는 증폭기(406)에 입력된다. 증폭기(406)의 출력은 주파수 대역(304)과 필터(306)의 통과 대역에서의 신호를 전혀 감쇠되지 않게 하여 통과시키면서, 필터 2과 3의 통과 대역 외부의 신호에 필요한 감쇠를 제공하기 위한 부가의 필터링을 제공하는 필터(318)에 입력된다. 필터(318 및 316)의 출력은 다른 처리를 위해 중간 주파수에서 신호를 생성하는 멀티플렉서(320)에 입력된다. 필터(322)는 멀티플렉서(320)에 의해 유도된 잡음을 제거한다.
도 5를 참조하여, 스위치(502)는 필터(308)의 주파수 대역에서의 신호를 필터(304 및 306)의 주파수 대역에서의 신호로부터 격리하는 데에 사용된다. 필터(304 및 306)의 통과 대역에서 스위치(502)로부터 출력된 신호는 필터(318)에서 먼저 필터되게 되고, 이 필터는 상위 주파수 대역 F3H 이상과 하위 주파수 F2L 이하에서의 감쇠를 제공하지만, fband1및 fband2에서의 신호를 통과시킨다. 동작 모드에 따라, 스위치(504)는 필터(318)의 출력을 필터(304) 또는 필터(306)에 통과시킨다. 스위치(314)는 필터(304)의 출력이나 필터(306)의 출력을 증폭기(406)에 접속한다. 증폭기(406)는 필터(316) 또는 증폭기(406)로부터의 신호를 중간 주파수로 복조하는 멀티플렉서(320)에 접속된다. 필터(322)는 멀티플렉서(320)에 의해 유도된 노이즈를 제거한다.
도 6에서 나타낸 또 다른 대체 실시예에 따르면, 스위치(504)는 증폭기(310 및 311)에 접속되고 다음에 각 필터(304 및 306)에 접속된다. 필터(304)의 통과 대역 내의 신호가 증폭기(310)에서 증폭되어 필터(304)로부터 멀티플렉서(320)에 직접 입력된다. 유사하게, 필터(306)의 통과 대역에서의 신호는 필터(306)에 의해 필터된 증폭기(311)에 의해 증폭되어 멀티플렉서(320)에서 디플렉스됨으로써 주파수 대역 2의 통과 대역 만을 통과시킨다.
도 7은 디플렉스된 증폭기 회로(702)가 사용된 것을 제외하고, 도 3의 실시예와 상당히 유사한 실시예를 도시하고 있다. 디플렉스된 증폭기(702)는 컨트롤러(108)로부터의 모드 제어 신호에 응답하여 증폭기(310, 311) 중 하나를 선택하고, 이의 출력이 필터(308)에 직접 입력되게 된다.
필요한 사양에 따라서 다중 대역 동작을 효율적으로 제공하는 데에 필요한 소자를 감소시키는 다중 대역 필터 및 멀티플렉싱 회로가 개시된 것을 알 수 있다. 더 적은 공간에서 저 비용으로 회로를 제공할 수 있다. 장치가 가장 최소의 가능한 부피로 제조되게 되는 공간 절약이 특히 중요하다.
본 발명이 상기 설명 및 도면에서 도시 및 설명되었지만, 이 설명은 오직 예시적인 것으로 당업자라면 본 발명의 진정한 정신 및 영역에서 벗어나지 않고 여러 가지 변경 및 수정이 행해질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명이 셀룰러 무선 전화와 같은 휴대용 무선 장치에서의 특정 어플리케이션을 추구하고 있지만, 본 발명은 다른 유형의 전화 장비를 포함하는 다중 주파수 대역을 이용하는 어떠한 장치에도 적용될 수 있다. 본 발명은 첨부한 청구범위에 의해서만 오직 제한되어야 한다.

Claims (10)

  1. 주파수 대역 중 적어도 두개의 주파수 대역이 근접하지만 인접하지는 않는 다중 주파수 대역 수신기(102)에 있어서,
    상기 제1 주파수 대역내의 신호를 통과시키기 위한 제1 대역 통과 필터(304);
    상기 제2 주파수 대역내의 신호를 통과시키기 위한 제2 대역 통과 필터(306) - 상기 제1 및 제2 필터는 각각 상기 제1 및 제2 주파수 사이의 주파수 범위 내의 감도를 제공하도록 상기 제1 및 제2 주파수 대역 사이의 신호를 적어도 제1 레벨로 감쇠하여 이들 주파수 대역 사이의 신호들이 상기 통신 장치에 의해 더 처리되는 것을 방지함 - ; 및
    상기 제1 및 제2 필터에 결합된 제3 필터(322) - 상기 제3 필터는 상기 제1 및 제2 주파수 대역내의 신호를 통과시키고 상기 제1 및 제2 필터의 상위 통과 대역 위의 신호와 상기 제1 및 제2 필터의 하위 통과 대역 아래의 신호를 감쇠함 -
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 대역 수신기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 필터와 상기 제3 필터 사이에 적어도 하나의 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 대역 수신기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 필터의 출력에 결합된 제1 입력과 상기 제2 필터의 출력에 결합된 제2 입력을 갖는 스위치를 더 포함하고, 상기 스위치는 상기 제1 및 제2 필터 중 하나를 상기 제3 필터에 선택적으로 결합하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 대역 수신기.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제1 필터와 상기 제3 필터 사이에 결합된 제2 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 대역 수신기.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 증폭기, 상기 제2 증폭기 및 제3 필터에 결합된 스위치를 더 포함하고, 상기 스위치는 상기 제1 및 제2 증폭기 중 하나를 상기 제3 필터에 선택적으로 결합하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 대역 수신기.
  6. 제1항에 있어서, 수신기 신호의 수신을 위한 입력을 가지며 상기 수신기 신호를 상기 제1 및 제2 필터에 출력하는 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 대역 수신기.
  7. 제6항에 있어서, 제3 주파수 대역내의 신호를 통과시키기 위한 제4 필터를 더 포함하고, 상기 제3 주파수 대역은 상기 제1 및 제2 주파수 대역에서 멀리 떨어져 있으며, 상기 제4 필터는 상기 스위치에 결합된 것을 특징으로 하는 다중 주파수 대역 수신기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제3 필터에 의해 통과된 신호들을 한 입력에서 수신하고 상기 제4 필터에 의해 통과된 신호들을 다른 입력에서 수신하도록 결합된 멀티플렉서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중 주파수 대역 수신기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 스위치의 한 출력과 상기 제2 및 제4 필터 사이에 결합된 디플렉서를 더 포함하고, 상기 제1 필터는 상기 스위치에 결합된 것을 특징으로 하는 다중 주파수 대역 수신기.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제3 필터는 상기 제1 및 제2 필터 앞쪽의 안테나에 결합되고, 상기 제1 및 제2 필터 중 적어도 하나의 출력은 멀티플렉서에 결합된 것을 특징으로 하는 다중 주파수 대역 수신기.
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