KR20010004630A - Power supply circuit for active antenna - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무선 송수신 안테나의 전원 공급 회로에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 송신 모듈에서 안테나 모듈로 송신 데이터와 함께 전원신호를 전송함으로써 별도의 전원공급회로없이 안테나에 구동 전원을 공급할 수 있도록 된 무선 송수신 안테나의 전원 공급 회로에 관한 것이다.The present invention relates to a power supply circuit of a wireless transmit / receive antenna, and more particularly, a wireless transmit / receive capable of supplying driving power to an antenna without a separate power supply circuit by transmitting a power signal together with transmission data from a transmission module to an antenna module. It relates to a power supply circuit of an antenna.
도 1은 종래 무선 송수신 안테나의 전원 공급 회로의 개략적인 구성을 보인 블록도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래 무선 송수신 시스템은 신호의 송신을 위한 증폭 및 변조등의 신호처리를 수행하는 송신모듈(1)과, 상기 송신 모듈(1)로부터 출력되는 신호를 무선 전송하거나 수신된 데이터를 송신 모듈로 전송하는 안테나 모듈(2)과, 상기 안테나 모듈(2)에 구동 전원을 공급하기 위해 마련된 전원 공급부(3)로 이루어진다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of a power supply circuit of a conventional wireless transmit / receive antenna. As shown in FIG. 1, a conventional wireless transmission / reception system includes a transmission module 1 performing signal processing such as amplification and modulation for signal transmission, and wirelessly transmitting or receiving a signal output from the transmission module 1. And an antenna module 2 for transmitting the data to the transmission module, and a power supply unit 3 for supplying driving power to the antenna module 2.
이때, 상기 안테나의 데이터 전송 거리가 약 수십 kM가 되는 원거리 송신을 수행하기 위한 고전력 안테나인 경우에는 이를 실현하기 위해 안테나 모듈(2)에 송신 모듈(1)로부터 전송된 데이터를 증폭하는 파워 앰프가 구비되고, 상기 파워 앰프에 구동전원을 공급하기 위하여 송신 모듈(1)의 전원장치와는 별도의 전원 공급부(3)가 필요하게 된다.At this time, in the case of a high-power antenna for performing the long-distance transmission of the data transmission distance of about several tens of kM of the antenna, a power amplifier for amplifying the data transmitted from the transmission module 1 to the antenna module 2 to achieve this In order to supply driving power to the power amplifier, a power supply unit 3 separate from the power supply device of the transmission module 1 is required.
그러나, 이러한 종래의 무선 송수신 안테나의 경우에는 데이터 송신 모듈과 안테나 모듈간의 전원 공급이 분리되어 있어 파워 앰프 구동용 전원이 별도로 추가되어야 하기 때문에 안테나 모듈의 부피가 커지게 되는 문제점이 있었다. 또한, 송신 모듈의 전원 공급 장치와 별도로 구비됨에 따른 비용증가 및 제품크기의 증가등과 같이 효율적인 안테나 설계가 이루어지지 못하는 문제점이 있다.However, such a conventional wireless transmit / receive antenna has a problem in that the power supply between the data transmission module and the antenna module is separated so that a power amplifier driving power must be added separately, thereby increasing the volume of the antenna module. In addition, there is a problem in that an efficient antenna design is not made, such as an increase in cost and an increase in product size, which are provided separately from the power supply of the transmission module.
따라서, 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 그 목적은 송신 모듈의 전원 공급부로부터 안테나 모듈로 데이터신호와 함께 전원 신호를 전송함으로써 별도의 전원 공급 장치 없이 안테나 모듈의 구동 전원 공급이 가능하도록 하여 안테나 설계를 간단하게 구현할 수 있도록 된 무선 송수신 안테나의 전원 공급 장치를 제공하고자 하는 것이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problems, the purpose of which is to supply the drive power of the antenna module without a separate power supply by transmitting a power signal with a data signal from the power supply of the transmission module to the antenna module It is intended to provide a power supply for a wireless transmit / receive antenna that enables the antenna design to be easily implemented.
도 1은 종래 무선 송수신 안테나의 전원 공급 회로의 개략적인 구성을 보인 블록도이다.1 is a block diagram showing a schematic configuration of a power supply circuit of a conventional wireless transmit / receive antenna.
도 2는 본 발명에 따른 무선 송수신 안테나의 일실시예에 따른 구성을 보인 블록도이다.Figure 2 is a block diagram showing the configuration according to an embodiment of a wireless transmit / receive antenna according to the present invention.
도 3은 본 발명을 구현하기 위한 λ/4 스트립 라인의 원리를 설명하기 위한 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating the principle of a λ / 4 strip line for implementing the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10...송신모듈, 30...안테나모듈,10 transmitting module, 30 antenna module,
16...전원출력부, 16a...λ/4 스트립 라인,16 ... power outputs, 16a ... λ / 4 strip line,
31...전원입력부, 31a...λ/4 스트립 라인,31 ... power input, 31a ... λ / 4 strip line,
C1~C4...캐패시터.C1 ~ C4 ... capacitor.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 무선 송수신 안테나의 전원 공급장치는 송신 모듈로부터 전송 케이블을 통해 데이터를 전송받아 파워 앰프로 증폭한 후 안테나를 통해 전송하고, 안테나를 통해 수신된 신호를 송신 모듈로 출력하는 무선 송수신 시스템에 있어서,In order to achieve the above object, the power supply apparatus for a wireless transceiver antenna according to the present invention receives data through a transmission cable from a transmission module, amplifies the power amplifier, transmits the data through an antenna, and transmits a signal received through the antenna. In the wireless transmission and reception system to output to the module,
상기 송신 모듈로부터 출력되는 데이터 신호에 전원 공급단(Vcc)에 접속된 λ/4 스트립 라인을 통해 공급되는 전원신호를 실어 전송 케이블로 출력하는 전원 출력부와, 상기 전송 케이블을 통해 전송된 신호로부터 데이터 신호와 전원신호를 분리하여 파워 앰프의 데이터 입력단 및 전원 공급단으로 각각 공급하는 전원입력부를 구비하여 이루어진다.A power output unit which loads a power signal supplied through a λ / 4 strip line connected to a power supply terminal Vcc to a data signal output from the transmission module and outputs the power signal to a transmission cable, and a signal transmitted through the transmission cable And a power input unit which separates the data signal and the power signal and supplies them to the data input terminal and the power supply terminal of the power amplifier, respectively.
이하에는 본 발명의 양호한 실시예에 따른 무선 송수신 안테나의 전원 공급 장치의 구성 및 작용 효과를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the configuration and operation effects of the power supply of the wireless transceiver antenna according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail.
도 2는 본 발명에 따른 무선 송수신 안테나의 전원 공급 장치의 구성을 보인 블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 송수신 안테나의 전원 공급 장치는 신호의 송신을 위한 증폭 및 변조등의 신호처리를 수행하는 송신모듈(10)과, 상기 송신 모듈(10)로부터 출력되는 신호를 무선 전송하거나 수신된 데이터를 송신 모듈(10)로 전송하는 안테나 모듈(30)을 구비한다.2 is a block diagram showing the configuration of a power supply apparatus for a wireless transmit / receive antenna according to the present invention. As shown in FIG. 2, a power supply apparatus for a wireless transmit / receive antenna according to the present invention includes a transmission module 10 for performing signal processing such as amplification and modulation for signal transmission, and an output from the transmission module 10. And an antenna module 30 for wirelessly transmitting the received signal or transmitting the received data to the transmission module 10.
이러한 구성에 있어서, 상기 송신 모듈(10)은 송신하고자 하는 신호를 변조하여 출력하고 수신된 신호를 복조하여 출력하는 변복조기(11)와, 상기 변복조기(11)로부터 출력되는 신호를 증폭하는 증폭기(12)와, 상기 증폭기(12)에 의해 증폭되어 출력되는 신호에 따라 소정 주파수의 발진 주파수를 출력하는 전압제어발진기(15)와, 상기 전압제어발진기(15)의 출력 신호를 기준신호와 비교하여 위상동기시켜 상기 전압제어발진기(15)의 입력단으로 피드백제어하는 PLL(14)과, 상기 PLL(14)의 구동을 제어하는 제어부(13) 및 상기 전압제어발진기(15)로부터 출력되는 데이터 신호에 λ/4 스트립라인(16a)을 통해 공급되는 전원신호를 실어 안테나 모듈(30)로 전송하는 전원출력부(16)를 구비한다.In this configuration, the transmission module 10 modulates and outputs a signal to be transmitted, and a demodulator 11 for demodulating and outputting a received signal, and an amplifier for amplifying a signal output from the modulator 11. (12), the voltage-controlled oscillator 15 for outputting an oscillation frequency of a predetermined frequency according to the signal amplified and output by the amplifier 12, and the output signal of the voltage-controlled oscillator 15 is compared with a reference signal. PLL 14 for phase-locking and feedback-controlled to an input terminal of the voltage controlled oscillator 15, a control unit 13 for controlling the driving of the PLL 14, and a data signal output from the voltage controlled oscillator 15 And a power output unit 16 carrying the power signal supplied through the λ / 4 stripline 16a to the antenna module 30.
이때, 전원 출력부(16)는 전압 제어 발진기(15)로부터 출력되는 아날로그 데이터 신호에 전원 공급단(Vcc)을 통해 공급되는 전원신호를 실어 안테나 모듈(30)로 전송하게 되는 데, 상기 전압제어발진기(15)의 출력단에 접속된 캐패시터(C1)은 전원공급라인을 통해 출력되는 전원신호가 전압제어발진기(15)의 데이터 출력 라인으로 유입되는 것을 방지하기 위한 것이다. 또한, 전원공급라인에 형성된 λ/4 스트립 라인(16a)은 전압제어 발진기(15)로부터 출력되는 아날로그 데이터 신호가 전원공급단측으로 유입되는 것을 억제하기 위한 것이다. 그리고, λ/4 스트립 라인(16a)의 전원공급단측에 일측이 병렬연결되며 타측이 접지측에 연결된 캐패시터(C2)는 스트립 라인의 λ/4 지점을 결정짓기 위한 것이다.In this case, the power output unit 16 carries the power signal supplied through the power supply terminal Vcc to the analog data signal output from the voltage controlled oscillator 15 and transmits the power signal to the antenna module 30. The capacitor C1 connected to the output terminal of the oscillator 15 is for preventing the power signal output through the power supply line from flowing into the data output line of the voltage controlled oscillator 15. Further, the lambda / 4 strip line 16a formed in the power supply line is for suppressing the inflow of the analog data signal output from the voltage controlled oscillator 15 to the power supply end side. In addition, the capacitor C2 having one side connected in parallel to the power supply terminal side of the λ / 4 strip line 16a and the other side connected to the ground side is used to determine the λ / 4 point of the strip line.
한편, 상기 안테나 모듈(30)은 송신 모듈(10)로부터 전송된 데이터 신호 및 전원 신호를 입력받아 데이터 신호(AC)와 전원 신호(DC)를 파워 앰프(32)로 분리출력하는 전원 입력부(31)와, 상기 전원 입력부(31)를 통해 분리입력되는 전원신호를 입력받아 구동되어 입력된 데이터 신호를 원거리 전송에 적합한 레벨로 증폭출력하는 파워 앰프(32)와, 상기 파워 앰프(32)로부터 출력되는 신호를 무선 송신하는 안테나(33)를 구비하여 이루어진다.Meanwhile, the antenna module 30 receives a data signal and a power signal transmitted from the transmission module 10 and separates and outputs the data signal AC and the power signal DC to the power amplifier 32. And a power amplifier 32 which is driven by receiving a power signal separately input through the power input unit 31 and amplified and outputs the input data signal to a level suitable for remote transmission, and outputs from the power amplifier 32. And an antenna 33 for wirelessly transmitting the signal.
이때, 상기 전원 입력부(31)는 전송 케이블(20)을 통해 전송된 데이터 신호를 파워 앰프(32)의 데이터 입력단측으로 분리하는 캐패시터(C3)와, 전원 신호를 분리하여 파워 앰프(32)의 전원 입력단으로 인가하는 λ/4 스트립 라인(31a) 및 상기 λ/4 스트립 라인(31a)의 λ/4 지점을 결정하도록 상기 λ/4 스트립 라인(31a)과 병렬접속된 캐패시터(C4)를 구비한다.At this time, the power input unit 31 is a capacitor (C3) for separating the data signal transmitted through the transmission cable 20 to the data input terminal side of the power amplifier 32, and separates the power signal to the power of the power amplifier 32 A capacitor C4 connected in parallel with the λ / 4 strip line 31a to determine a λ / 4 strip line 31a applied to an input terminal and a λ / 4 point of the λ / 4 strip line 31a. .
이하에는 이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 무선 송수신 안테나의 전원 공급 장치의 동작을 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter will be described in detail the operation of the power supply of the wireless transceiver antenna according to the present invention having such a configuration.
먼저, 송신 모듈(10)에서 데이터를 송신하는 경우에 대해 설명하면 변복조기(11)에 의해 변조된 데이터 신호는 증폭기(12)에서 소정 레벨로 증폭된 후 전압제어발진기(15)에서 출력되는 발진 주파수에 동기하여 출력되게 된다. 이때 출력되는 데이터 신호는 캐패시터(C1)를 통해 전송 케이블(20)로 전송되게 된다. 이와 동시에 전원공급단(Vcc)으로부터 출력되는 전원 신호는 λ/4 스트립 라인(31a)을 통해 캐패시터(C1)의 출력단측에 인가되어 데이터 신호와 함께 전송 케이블(20)로 전송된다.First, the case of transmitting data from the transmission module 10 will be described. The data signal modulated by the modulator 11 is amplified to a predetermined level by the amplifier 12 and then the oscillation output from the voltage controlled oscillator 15. It is output in synchronization with the frequency. At this time, the output data signal is transmitted to the transmission cable 20 through the capacitor (C1). At the same time, the power signal output from the power supply terminal Vcc is applied to the output terminal side of the capacitor C1 through the λ / 4 strip line 31a and transmitted to the transmission cable 20 together with the data signal.
이때, 전압 제어 발진기(15)로부터 출력되는 데이터 신호는 아날로그 신호이기 때문에 λ/4 스트립 라인(31a)의 특성에 의해 전원공급라인측으로 인가되지 않고 전송 케이블(20)측으로만 전송되고, 전원 신호는 디지털 신호이기 때문에 전압 제어발진기(15)의 출력단에 접속된 캐패시터(C1)에 의를 효과적으로 차단되게 된다. 상기 λ/4 스트립 라인(31a)에 의해 전원 신호만이 전원 공급라인에 전송되고 데이터 신호는 제거가 되는 것은 전송 케이블의 전기적 길이가 λ/4인 경우 임피던스가 무한대가 되기 때문이다.At this time, since the data signal output from the voltage controlled oscillator 15 is an analog signal, it is transmitted only to the transmission cable 20 side without being applied to the power supply line side due to the characteristic of the λ / 4 strip line 31a. Since it is a digital signal, it is effectively blocked by the capacitor C1 connected to the output terminal of the voltage controlled oscillator 15. Only the power signal is transmitted to the power supply line by the λ / 4 strip line 31a and the data signal is removed because the impedance becomes infinite when the electrical length of the transmission cable is λ / 4.
도 3은 본 발명을 구현하기 위한 λ/4 스트립 라인의 동작 원리를 설명하기 위한 도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 전송 라인의 임피던스가 Zo, 부하의 임피던스가 ZL일때 입력 임피던스 Zin은 다음의 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.3 is a view for explaining the principle of operation of the λ / 4 strip line for implementing the present invention. As shown in FIG. 3, when the impedance of the transmission line is Zo and the load impedance is Z L, the input impedance Zin may be expressed by Equation 1 below.
이때, 위상이동계수β는 2π/λ이고, 폐쇄 회로인 경우 부하 임피던스 ZL은 0이므로 전송라인의 길이(l)가 λ/4 인 경우에는 상기의 수학식 1은 수학식 2와 같이 나타낼 수 있다.In this case, the phase shift coefficient β is 2π / λ, the load impedance Z L is 0 in the case of a closed circuit, so if the length (l) of the transmission line is λ / 4 can be expressed as Equation 2 have.
즉, 수학식 2에서 알 수 있듯이 전송선로의 전기적 길이가 λ/4인 경우에는 임피던스 Zi가 무한대가 되기 때문에 λ/4 스트립 라인으로 입력되는 아날로그 신호를 효과적으로 차단할 수 있다.That is, as shown in Equation 2, when the electrical length of the transmission line is λ / 4, since the impedance Zi becomes infinite, the analog signal input to the λ / 4 strip line may be effectively blocked.
한편, 안테나 모듈(30)에서는 전송 케이블(20)을 통해 전송되는 데이터 신호와 전원신호를 전원 입력부(31)측에 입력받게 된다. 이때 전원 입력부(31)에서는 전송케이블(20)을 통해 전송된 신호로부터 캐패시터(C3)를 통해 전원 신호를 차단하여 아날로그(20)의 데이터 신호만을 입력받아 파워 앰프(32)의 데이터 입력단으로 출력한다. 동시에 전송 케이블(20)을 통해 전송된 신호로부터 λ/4 스트립 라인(31a)을 통해 데이터 신호를 차단하여 전원 신호만을 분리하여 파워 앰프(32)의 전원 입력단으로 입력한다.On the other hand, the antenna module 30 receives the data signal and the power signal transmitted through the transmission cable 20 to the power input unit 31 side. At this time, the power input unit 31 cuts the power signal through the capacitor C3 from the signal transmitted through the transmission cable 20 and receives only the data signal of the analog 20 and outputs it to the data input terminal of the power amplifier 32. . At the same time, the data signal is cut off through the λ / 4 strip line 31a from the signal transmitted through the transmission cable 20, and only the power signal is separated and input to the power input terminal of the power amplifier 32.
따라서, 파워 앰프(32)는 송신 모듈(10)로부터 전송 케이블을(20) 통해 데이터 신호와 함께 구동 전원을 입력받아 동작되어 입력된 송신하고자 하는 데이터신호를 소정 레벨로 증폭한 후 안테나(33)로 출력하게 된다. 이때 파워 앰프(32)는 데이터의 전송 거리에 따라 증폭 레벨이 결정된다.Accordingly, the power amplifier 32 is operated by receiving driving power together with the data signal from the transmission module 10 through the transmission cable 20 to amplify the input data signal to be transmitted to a predetermined level and then to the antenna 33. Will output At this time, the power amplifier 32 determines the amplification level according to the data transmission distance.
본 발명에 따른 무선 송수신 안테나의 전원 공급 장치는 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위내에서 다양하게 변형하여 실시될 수 있다.The apparatus for supplying a wireless transmit / receive antenna according to the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be variously modified and implemented within the range allowed by the technical idea of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 무선 송수신 안테나의 전원 공급 장치는 전송케이블을 통해 송신모듈로부터 안테나 모듈로 데이터신호와 전원신호를 함께 전송함으로서 안테나 모듈의 파워 앰프에 구동 전원을 공급하기 위한 별도의 전원 장치가 불필요하게 된다.As described above, the power supply device of the wireless transmit / receive antenna according to the present invention separately transmits the driving power to the power amplifier of the antenna module by transmitting a data signal and a power signal from the transmitting module to the antenna module through a transmission cable. Power supply is unnecessary.
따라서, 안테나 모듈에 별도의 전원 공급 장치를 장착하지 않아도 되기 때문에 안테나 모듈의 크기를 작게 할 수 있고 나아가 송신 모듈의 전원장치로부터 구동 전원을 인가받아 동작가능하므로 전원의 효율적인 이용으로 여러측면에서의 비용절감의 효과를 얻을 수 있다.Therefore, since the antenna module does not have to be equipped with a separate power supply device, the size of the antenna module can be reduced, and furthermore, since it can operate by receiving driving power from the power supply device of the transmitting module, it is possible to use the power efficiently. Savings can be achieved.
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| KR1019990025324A KR20010004630A (en) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | Power supply circuit for active antenna |
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| KR1019990025324A KR20010004630A (en) | 1999-06-29 | 1999-06-29 | Power supply circuit for active antenna |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100419289B1 (en) * | 2001-05-26 | 2004-02-19 | 주식회사 대경바스컴 | Rf power supply apparatus |
| KR20040048274A (en) * | 2002-12-02 | 2004-06-07 | 에스케이 텔레콤주식회사 | Heater for Use with Antenna and Method Thereof |
| US9368996B2 (en) | 2010-12-23 | 2016-06-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Wireless power and data transmission and reception system |
-
1999
- 1999-06-29 KR KR1019990025324A patent/KR20010004630A/en not_active Application Discontinuation
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E601 | Decision to refuse application |