KR20010027324A - 중계국 시스템의 송수신장치 - Google Patents
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Abstract
송신신호의 위상을 반전시켜 수신장치에 인가함으로써 송신신호에 의해 수신안테나로 유기되는 송신신호에 따른 불요파를 제거하여 수신성능을 향상시킬 수 있도록 한 중계국 시스템의 송수신장치에 관한 것으로, 고출력의 송신신호를 방사하는 송신장치와, 기지국으로부터 전파되는 미약한 신호(S_Rx)를 수신하기 위한 수신안테나와, 상기 송신장치에서 출력되는 송신신호와 상기 수신안테나로 수신된 수신신호를 가산하는 가산기와, 상기 가산기의 출력신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기와, 상기 저잡음 증폭기에서 출력되는 증폭신호 및 로컬신호를 혼합하여 중간주파신호로 하향 변환하는 제 1 주파수 혼합기를 포함하여 구성된 것으로 송신신호의 간섭으로 인해 발생되는 불요파 성분들을 제거함으로써 수신장치의 성능저하를 미연에 방지함과 동시에 기저 잡음의 향상을 억제할 수 있으므로 수신장치의 성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Description
본 발명은 중계국 시스템에 관한 것으로, 특히 중계국 시스템의 송수신장치에 관한 것이다.
일반적으로 중계국 시스템은 기지국의 출력한계 및 지역적인 음영지역의 보상을 위하여 설치되는 것으로, 기지국으로부터 방사되어 수신안테나에 입력되는 미약한 신호를 상대적으로 높은 전력의 송신신호로 증폭하여 송신안테나로 방사하는 시스템이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술에 따른 중계국 시스템의 송수신장치를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 종래 기술에 따른 중계국 시스템의 수신장치를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래 기술에 따른 중계국 시스템의 송신장치를 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 기술에 따른 중계국 시스템의 수신장치는 기지국으로부터 전파되는 미약한 신호를 수신하는 수신안테나(11)와, 상기 수신안테나(11)로부터 수신된 신호의 일정범위 안에 존재하는 소정의 주파수신호를 추출하기 위한 대역통과필터(12)와, 상기 대역통과필터(12)를 통해 추출된 신호에서 저잡음 증폭을 수행하는 저잡음증폭기(13)와, 상기 저잡음증폭기(13)에서 출력된 증폭신호를 로컬신호와 혼압하여 중간주파수 신호로 하향변환하는 제 1 주파수혼합기(14)로 구성된다.
이와 같이 구성된 수신장치는 상기 수신안테나(11)로부터 수신되어온 신호는 상기 대역통과필터(12)를 통해 동작영역 이외의 불요파 신호를 억압시킨 후 상기 저잡음증폭기(13)에서 저잡음 신호를 증폭시킨다.
또한, 상기 저잡음증폭기(13)에서 저잡음 증폭이 이루어진 신호는 상기 제 1 주파수 혼합기(14)를 통해 로컬 신호와 혼합되어 중간주파 신호로 하향 변환된다.
또한, 종래 기술에 따른 중계국 시스템의 송신장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 중간주파수(IF_Tx) 신호와 로컬신호를 혼합하여 고주파 신호를 생성하는 제 2 주파수 혼합기(21)와, 상기 제 2 주파수 혼합기(21)의 출력신호를 증폭시키는 전력증폭기(22)와, 상기 전력증폭기(22)의 출력신호에서 저대역 신호만을 통과시키는 저역통과필터(23)와, 상기 저역통과필터(23)의 출력을 방사하는 송신안테나(24)로 구성된다.
상기 제 2 주파수 혼합기(21)는 중간주파수(IF) 신호와 로컬신호를 혼합하여 상향변환을 함으로써 고주파 신호를 출력하며, 상기 전력증폭기(22)는 상기 제 2 주파수 혼합기(21)를 통해 상향변환된 고주파 신호를 인가 받아 고출력 증폭을 수행한다.
상기 저역통과필터(23)는 상기 전력증폭기(22)를 통해 증폭된 신호에서 저주파신호만을 통과시키고, 상기 송신안테나(24)는 상기 저역통과필터(23)에서 출력되는 송신신호(S_Tx)를 수신장치로 송신한다.
상술한 바와 같이, 상기 송신장치에서는 송신이 가능한 중간주파수로 변환된 신호는 로컬신호와 함께 상기 제 2 주파수혼합기(21)에서 혼합되어 송신용 고주파 신호로 상향변환되며, 상기 제 2 주파수혼합기(21)에서 발생된 고주파신호는 상기 전력증폭기(22)를 통해 고출력 신호로 증폭된다.
또한, 상기 저역통과필터(23)를 통해 전력증폭기(22)에서 발생되는 불요파 성분의 발생을 제거한 후 상기 송신안테나(24)를 통해 방사한다.
상기 수신장치에서는 상기 수신안테나(11)를 통해 수신되는 신호에서 동작 영역밖의 주파수 대역신호들을 억압하는 대역통과필터(12)가 존재하지만, 필터의 억압에 의해 제거되지 못하는 높은 전력의 신호와 동작 영역 주파수 대역내에 존재하는 간섭신호들에 의해 수신기의 성능을 저하하게 되는 불요파 성분이 존재하게 된다.
이상에서 설명한 바와 같은 종래 기술에 따른 중계국 시스템의 송수신장치는 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 송신되는 고출력의 신호가 수신안테나를 통하여 유기되어 수신장치에 인가되므로, 수신장치에 있는 저잡음증폭기 및 능동소자들의 경우 원치 않는 신호들의 증가로 인하여 기저 잡음이 증가하게 된다.
둘째, 기저잡음이 증가되므로 전체 수신장치의 감도 및 부정응답을 비롯한 수신성능을 저하시킨다.
셋째, 송신신호가 원치않는 신호로서 수신안테나로 입사되는 경우 저잡음증폭기 및 주파수혼합기등과 같은 능동소자들의 성능을 저하시킨다.
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 송신신호의 위상을 반전시켜 수신장치에 인가함으로써 송신신호에 의해 수신안테나로 유기되어 나타나는 불요파를 제거하여 수신성능을 향상시킬 수 있도록 한 중계국 시스템의 송수신장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 중계국 시스템의 송수신장치는 중계국 시스템에서, 고출력의 송신신호를 방사하는 송신장치와, 기지국으로부터 전파되는 미약한 신호(S_Rx)를 수신하기 위한 수신안테나와, 상기 송신장치에서 출력되는 송신신호와 상기 수신안테나로 수신된 수신신호를 가산하는 가산기와, 상기 가산기의 출력신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기와, 상기 저잡음 증폭기에서 출력되는 증폭신호 및 로컬신호를 혼합하여 중간주파신호로 하향 변환하는 제 1 주파수 혼합기를 포함하여 구성되는데 그 특징이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 중계국 시스템의 수신장치를 나타낸 도면
도 2는 종래 기술에 따른 중계국 시스템의 송신장치를 나타낸 도면
도 3은 본 발명에 따른 중계국 시스템의 수신장치를 나타낸 도면
도 4는 본 발명에 따른 중계국 시스템의 송신장치를 나타낸 도면
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
31 : 수신안테나 32 : 대역통과필터
33 : 가산기 34 : 저잡음증폭기
35 : 제 1 주파수 혼합기 41 : 제 2 주파수 혼합기
42 : 전력증폭기 43 : 위상변환기
44 : 가변증폭기 45 : 저역통과필터
46 : 송신안테나
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 중계국 시스템의 송수신장치를 보다 더 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따른 중계국 시스템의 수신장치를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 중계국 시스템의 송신장치를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 중계국 시스템의 수신장치는 기지국으로부터 전파되는 미약한 신호(S_Rx)를 수신하기 위한 수신안테나(31)와, 상기 수신안테나(31)를 통해 수신된 신호에서 일정대역의 신호중 소정의 주파수 신호를 검출하기 위한 대역통과필터(32)와, 상기 수신안테나(31)에 유기 되는 송신신호(S_Tx)를 제거하기 위해 상기 송신신호(S_Tx)와 위상반전신호(-S_Tx)를 가산하는 가산기(33)와, 상기 가산기(33)의 출력을 저잡음 증폭시키는 저잡음증폭기(34)와, 상기 저잡음증폭기(34)의 출력신호와 로컬신호를 혼합하여 중간주파 신호를 출력하는 제 1 주파수 혼합기(35)로 구성된다.
상기 가산기(33)는 상기 수신안테나(31)로 입사되는 신호들 중, 송신신호에 의해 유기되는 신호(S_Tx)를 제거하기 위하여 상기 신호(S_Tx)와 반전된 위상을 가지면서 동일한 크기를 가지는 신호(-S_Tx)를 가산시킨다.
또한, 본 발명에 따른 중계국 시스템의 송신장치는 중간주파신호 및 로컬 신호를 혼합하여 고주파 신호로 출력하는 제 2 주파수 혼합기(41)와, 상기 제 2 주파수 혼합기(41)에서 출력되는 고주파 신호를 증폭하는 전력증폭기(42)와, 상기 전력증폭기(42)의 출력 중 일부를 추출하여 위상을 변환시키는 위상변환기(43)와, 상기 위상변환기(43)의 출력을 가변적으로 증폭 또는 감쇄시키는 가변증폭기(44)와, 상기 전력증폭기(42)의 출력에서 저주파 신호만을 통과시키는 저역통과필터(45)와, 상기 저역통과필터(45)에서 필터링 된 신호를 송신하기 위한 송신안테나(46)로 구성된다.
상기 제 2 주파수 혼합기(41)는 중간주파신호(IF) 및 로컬신호를 혼합하여 고주파 신호(RF)를 출력하고, 상기 전력증폭기(42)는 상기 제 2 주파수 혼합기(41)로부터 고주파 신호를 인가 받아 일정레벨 이상의 고출력으로 증폭시킨다.
상기 위상변환기(43)는 상기 전력증폭기(42)의 출력중에서 임의의 결합계수를 갖는 장치에 의해 연결되어 송신안테나와 수신안테나의 거리에 따른 위상차에 의해 ±180도 반전된 위상을 갖는 신호로 위상을 천이시킨다.
상기 가변증폭기(44)는 상기 위상변환기(43)에서 위상천이가 이루어진 신호를 인가 받아 수신장치에 유기 되는 송신신호(S_Tx')의 완전제거를 위해 위상이 변환된 신호와 상기 수신안테나(31)로 인가되는 신호와 동일한 크기가 유지될 수 있도록 상기 위상변환기(43)의 출력신호를 증폭 또는 감쇄한다.
즉, 상기 위상이 변환된 신호가 상기 수신안테나(31)로 인가 되는 신호레벨 보다 저 레벨이면 신호레벨을 일정레벨이상 증폭시키고, 상기 위상이 변환된 신호가 상기 수신안테나(31)로 인가되는 신호레벨보다 높은 레벨이면 신호레벨을 감쇄시킨다.
상기 가산기(33)는 상기 송신안테나(46)로부터 방사되어 상기 수신안테나(31)로 유기되는 신호를 제거시키나, 수신성능에 영향을 주지 않는 미세한 신호 출력한다.
이때, 상기 송신안테나(46)로부터 방사되는 송신신호(S_Tx')는 상기 송신안테나(46)와 수신안테나(31) 사이의 거리에 비례하는 위상차와 거리에 따른 전파손실 및 수신안테나(31)의 이득을 가지고 상기 수신안테나(31)를 통하여 수신장치의 입력단에 인가된다.
또한, 상기 위상변환기(43)를 통해 위상변환 및 크기조정이 이루어진 신호(-S_Tx)는 상기 수신안테나(31)에 유기 되는 송신신호(S_Tx')와 합의 과정을 거쳐서 송수신 안테나에 의해 상기 수신안테나(31)에 유기되는 송신신호(S_Tx')를 제거할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 중계국 시스템의 송/수신장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 송신안테나에서 방사되는 고출력 송신신호에 의해 수신안테나로 유기되는 송신신호와 동일한 크기의 반전된 위상을 갖는 신호를 가산시켜 송신신호(S_Tx)를 소멸시킬 수 있으므로 송신신호(S_Tx)의 간섭으로 인해 발생되는 불요파 성분들을 제거할 수 있다.
둘째, 불요파 성분들을 제거함으로써 송수신 장치가 동시에 존재하는 중계국 시스템에서 송수신 절연을 향상시킬 수 있다.
셋째, 수신장치의 기저잡음의 향상을 억제할 수 있으므로 수신장치의 성능을 향상시킬 수 있다.
Claims (3)
- 중계국 시스템에서,고출력의 송신신호를 방사하는 송신장치;기지국으로부터 전파되는 미약한 신호(S_Rx)를 수신하기 위한 수신안테나;상기 송신장치에서 출력되는 송신신호와 상기 수신안테나로 수신된 수신신호를 가산하는 가산기;상기 가산기의 출력신호를 증폭시키는 저잡음 증폭기; 그리고,상기 저잡음 증폭기에서 출력되는 증폭신호 및 로컬신호를 혼합하여 중간주파신호로 하향 변환하는 제 1 주파수 혼합기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 중계국 시스템의 송수신장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 송신장치는중간주파수 신호 및 로컬신호를 혼합하여 고주파 신호를 생성하는 제 2 주파수 혼합기;상기 제 2 주파수 혼합기에서 출력되는 고주파 신호를 증폭하는 전력증폭기;상기 전력증폭기에서 출력되는 증폭신호를 커플링하여 위상을 변환시키는 위상변환기;상기 위상변환기의 출력신호를 증폭 또는 감쇄 시켜 상기 가산기로 출력하는 가변증폭기;상기 전력증폭기의 출력을 인가 받아 저대역 신호만을 통과시키는 저역통과필터; 그리고,상기 저역통과필터의 출력신호를 방사하는 송신안테나를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 중계국 시스템의 송수신장치.
- 제 1 항에 있어서, 상기 가변증폭기는상기 위상변환기의 출력신호를 상기 송신장치에서 출력되는 신호와 동일한 크기의 신호로 증폭 또는 감쇄시킴을 특징으로 하는 중계국 시스템의 송수신장치.
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