KR20010031615A - 2중 밴드 rf 테스트 인터페이스 회로 - Google Patents

2중 밴드 rf 테스트 인터페이스 회로 Download PDF

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KR20010031615A
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제프리 엘. 바틀렛
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러셀 비. 밀러
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Abstract

본 발명은 능동 또는 기계식 스위치들을 사용하지 않고 고주파 대역 신호들 및 저주파 대역 신호들에 대한 무선 트랜시버와 테스트 장치의 일부 사이의 인터페이스로서 동작 가능한 테스트 장치 인터페이스 회로(108)에 관한 것이다.

Description

2중 밴드 RF 테스트 인터페이스 회로 {DUAL-BAND RF TEST INTERFACE CIRCUIT}
RF 테스트 분야에서, 테스트 장치는 일반적으로 테스트 인터페이스를 통해서 테스트 중인 유니트에 연결된다. 테스트 인터페이스의 용도는 적절한 임피던스 정합, 신호 레벨을 제공하고 테스트 중인 유니트를 테스트 장치에 연결하는 것이다. 예를 들어, 셀룰라 또는 PCS 대역 전화기와 같은 무선 트랜시버는 제조 중 테스트 또는 수리 동안 무선 트랜시버 내부의 회로 소자의 ″상태(health)″를 결정하고, 문제들을 진단하기 위해 RF 테스트 장치에 연결될 수 있다.
이전에는, 테스트 중인 유니트에 주문 제작된 특수 테스트 장치 인터페이스 회로들이 설계되었다. 예를 들어, 만일 테스트 중인 유니트가 휴대용 셀룰라 전화기라면, 테스트 장치 인터페이스 회로는 셀룰라 주파수들(즉, 800 MHZ 범위의 주파수)에서 테스트 중인 유니트와 테스트 장치에 적절한 정합을 공급하기 위해 최적화될 것이다. 반면에, 만일 테스트 중인 유니트가 휴대용 PCS 대역 전화기라면, 테스트 인터페이스 회로는 PCS 대역 주파수들(즉, 1900 MHZ 범위의 주파수)에서 테스트 중인 유니트와 테스트 장치에 적절한 정합을 공급하기 위해 최적화될 것이다.
각기 다른 무선 주파수 대역에서 동작하는 몇 개의 다른 무선 트랜시버 모델들이 테스트될 수 있는 대량의 제조 및 테스트 환경에서, RF 동작의 중요한 차이점이 단지 무선 트랜시버들이 다른 주파수 대역에서 동작한다는 것일 경우, 각 무선 트랜시버의 모델에 대해 별도의 RF 테스트 스테이션들을 가지는 것은 비효율적이고 비용이 많이 든다. 따라서, 특히 만일 모델들 중 하나가 하나 이상의 주파수 상에서 동작할 수 있는 2중 밴드 트랜시버일 경우, 다양한 무선 트랜시버 모델들을 동일 테스트 스테이션에서 테스트할 수 있는 것이 해당 기술분야에서 필요하다.
그러나, 만일 다중 주파수들이 같은 테스트 스테이션에서 테스트되야 한다면, 다중 타입의 테스트 인터페이스들도 필요해질 것이다; 그래서, 각 테스트 인터페이스는 각각의 주파수 대역에 대해 최적화되야 한다. 대량의 테스트 환경에서 이 테스트 인터페이스들 사이에서 수동으로 스위칭하는 것은 시간을 소비하게 되어, 비용이 든다.
다중 테스트 장치 인터페이스들의 문제점을 해결하는 한 가지 방법은 다양하게 필요한 인터페이스들 사이에 스위칭하도록 능동(즉, 동력)스위치 또는 기계식 스위치를 사용하는 것이다. 그러나, 테스트 장치 인터페이스 회로에 연결되면 전력이 필요하기 때문에, 능동 스위치들을 사용하는 것은 테스트 설정을 더욱 복잡하게 만든다. 따라서, 외부 전력을 필요로 하지 않는 테스트 장치 인터페이스 회로를 제공하는 것이 바람직하다. 기계식 스위치들은 아주 빨리 소모되는 경향이 있기 때문에, 대량의 제조 환경에서는 바람직하지 않다. 아울러, 이 스위치들은 테스트 설정 조작자가 다양한 테스트 장치 인터페이스 회로들 사이에서 스위치가 바뀌도록 동작시키는 것을 기억하는 것이 요구된다. 따라서, 기계식 스위치가 필요하지 않은 테스트 장치 인터페이스 회로를 제공하는 것이 바람직하다. 즉, 요구되는 것은 하나 이상의 주파수에서 동작할 수 있지만, 동작하기가 쉽고 효율적인 테스트 장치 인터페이스 회로이다.
본 발명은 2중 밴드 트랜시버용 무선 주파수(RF) 테스트 회로들에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 2중 밴드 무선 통신 디바이스를 인터페이싱하기 위한 새롭고 개선된 2중 밴드 RF 테스트 회로에 관한 것이다.
도 1은 무선 트랜시버와 테스트 장치의 일부를 인터페이싱하는 본 발명의 테스트 장치 인터페이스 회로의 하이 레벨 블록선도.
도 2는 본 발명의 테스트 장치 인터페이스 회로의 회로 레벨도.
본 발명의 테스트 장치 인터페이스 회로는 고주파 대역 신호들 및 저주파 대역 신호들용 무선 트랜시버와 일부 테스트 장치 사이의 인터페이스로서 동작 가능하다. 예를 들어, 바람직한 실시예에서, 테스트 장치 인터페이스 회로는 능동 또는 기계식 스위치들을 사용하지 않고 PCS 대역(즉, 1900 MHZ) 신호들 및 셀룰라 대역(즉, 800 MHZ) 신호들 모두를 처리할 수 있다. 테스트 장치 인터페이스 회로는 수동 소자들로 이 2중 밴드 기능을 수행한다. 수동 소자들을 사용함으로써, 본 발명은 능동 또는 기계적 스위치들 고유의 신뢰성 및 효율을 고려할 필요가 없다.
본 발명은 새롭고 개선된 테스트 장치 인터페이스 회로이다. 이 회로는 다이플렉서 안테나 포트, 다이플렉서 고역 포트 및 다이플렉서 저역 포트를 가지는 다이플렉서로 이루어진다. 고역 듀플렉서는 다이플렉서 고역 포트에 결합된 고역 듀플렉서 안테나 포트, 고역 듀플렉서 전송 포트 및 고역 듀플렉서 수신 포트를 가진다. 저역 듀플렉서는 다이플렉서 저역 포트에 결합된 저역 듀플렉서 안테나 포트, 저역 듀플렉서 전송 포트 및 저역 듀플렉서 수신 포트를 가진다. 전송 결합기(combiner)는 고역 듀플렉서 전송 포트에 결합된 결합기 고역 포트 및 저역 듀플렉서 전송 포트에 결합된 결합기 저역 포트를 가진다. 수신 스플리터는 스플리터 포트, 고역 듀플렉서 수신 포트에 결합된 스플리터 고역 포트 및 저역 듀플렉서 수신 포트에 결합된 스플리터 저역 포트를 가진다.
바람직한 실시예에서, 다이플렉서는 다이플렉서 안테나 포트에 결합된 제 1 단부 및 다이플렉서 저역 포트에 결합된 제 2 단부를 가지는 제 1 전송 라인으로 이루어진다. 제 2 전송 라인은 제 1 전송 라인과 다이플렉서 저역 포트의 제 2 단부에 결합된 제 1 단부 및 접지에 결합된 제 2 단부를 가진다. 공진 탱크 회로는 다이플렉서 안테나 포트에 결합된 제 1 단부 및 다이플렉서 고역 포트에 결합된 제 2 단부를 가진다.
본 발명의 특징들, 목적들 및 이점들은 도면을 참조로 아래에 더 자세히 설명될 것이다.
도 1에서, 안테나 포트(104)를 가진 무선 트랜시버(102)는 테스트 장치 인터페이스 회로(108)를 통해서 테스트 장치(110)에 연결된다. 테스트 장치 인터페이스 회로(108)는 무선 트랜시버(102)와 테스트 장치(110) 사이에 적절한 임피던스 정합과의 연결을 제공한다. 무선 트랜시버(102)는 예를 들어, 셀룰라 대역 무선전화, 또는 PCS 대역 무선전화, 또는 2중 밴드 셀룰라 및 PCS 대역 무선전화일 수 있다. 또한, 무선 트랜시버(102)는 종래 기술에서 공지된 무선 트랜시버의 다른 특정 형태일 수 있다.
안테나 포트(104)에 연결된 RF 커플링 라인(106)은 테스트 장치 인터페이스 회로(108)에 입력으로 연결된다. 전송측에서, 무선 트랜시버(102)에서 나오는 RF 신호들은 안테나 포트(104)로부터 RF 커플링 라인(106)을 지나 테스트 장치 인터페이스 회로(108)에 전송된다. 테스트 장치 인터페이스 회로(108)는 RF 커플링 라인(106)을 통해서 받은 전송 신호를 여과시키고 전송 라인(112)을 통해서 테스트 정치(110)에 이 신호를 통과시킨다. 테스트 장치(110)는 스펙트럼 분석기를 가진 종래 기술에서 공지된 어떤 RF 신호 측정 장치일 수 있다. 예를 들어, 테스트 장치(110)는 Rhode와 Schwartz에 의해 제조된 Marconi 모델 2026 일 수도 있다.
수신측에서, 테스트 장치(110)는 무선 트랜시버(102)용 RF 신호를 발생시키고 수신 라인(114)을 통해서 이 신호를 전송한다. 테스트 장치 인터페이스 회로(108)는 이 신호를 여과하고 RF 커플링 라인(106)을 통해서 무선 트랜시버(102)에 이 신호를 통과시킨다.
테스트 장치 인터페이스 회로(108)는 도 2에서 더 상세히 도시된다. 도시된 대로, 테스트 장치 인터페이스 회로는 고주파 대역 신호들 및 저주파 대역 신호들용 무선 트랜시버(102) 및 테스트 장치(110) 사이의 인터페이스로 동작 가능하다. 예를 들어, 바람직한 실시예에서, 테스트 장치 인터페이스 회로(108)는 능동 및 기계식 스위치들을 사용하지 않고 PCS 대역(즉, 1900 MHZ) 신호들 및 셀룰라 대역(즉, 800 MHZ) 신호들 모두를 조정 가능하다. 테스트 장치 인터페이스 회로(108)는 수동 소자들로 이 2중 밴드 기능을 한다.
도 2에서, 감쇄기(ATTEN)(202)는 무선 트랜시버(102)의 안테나 포트(104)에 결합될 수 있다. 감쇄기(202)에 의해 수신된 신호들은 감쇄된다, 예를 들어, 3 dB이다. 이 감쇄는 무선 트랜시버(102)의 내부 회로들과 테스트 장치 인터페이스 회로(108) 사이에 적절한 절연을 제공한다. 감쇄기(202)에 의해 무선 트랜시버(102)로부터 수신된 신호들은 접점(A)에서 두 경로로 나타난다. 공진 탱크 회로(204)를 지나는 상부 회로는 고역 경로로 간주될 것이다. 전송 라인(206)을 지나는 하부 경로는 저역 경로로 간주될 것이다. 도시된 대로, RF 신호가 고역 경로 또는 저역 경로를 통과하는지는 주파수에 달려있다. 바람직한 실시예에서, 저역 경로는 셀룰라 대역 신호들용 인터페이스 경로로 사용되고, 고역 경로는 PCS 대역 신호들용 인터페이스 경로로 사용된다.
캐패시터(C8)와 결합되는 전송 라인(208)은 고주파 대역에서 단락 회로가 되도록 조정된다. 예를 들어, 만일 고주파 대역이 1900 MHZ에 속하면, 전송 라인(206)의 길이는 약 0.192 인치가 되고, C8은 약 2.2 pf가 된다. 종래 기술에서 공지된 대로, 전송 라인(206)의 일단에 접지하기 위하여 PCS 대역 주파수들을 단락시킴으로써, 다른 일단(감쇄기(202)에 가장 근접한)은 개장 회로로서 나타날 것이다. 이렇게 해서, 인덕터(L7)와 결합된 전송 라인(206)은 고주파 대역에서 개방 회로가 되도록 조정된다. 예를 들어, 만일 고주파 대역이 1900 MHZ에 속하면, 전송 라인(206)의 길이는 약 0.24 인치가 되고 인덕터(L7)는 약 5.6 nH가 될 것이다. 이것은 PCS 대역 주파수 신호들이 저역 듀플렉서(216)의 안테나 포트에 나타나는 것을 방해한다. 그러나, 감쇄기(202)에 의해 수신된 저역 주파수 신호들은 전송 라인(206)에 의해 방해받지 않고 저역 듀플렉서(216)의 안테나 포트에 나타나게 될 것이다.
고역 경로 상에서, 공진 탱크(204)는 저역 주파수로 공진하도록 조정되어 저역 주파수에서 개방 회로가 되도록 한다. 예를 들어, 만일 저역 주파수가 800 MHZ에 속하면, L1은 약 15 nH 가 되고, C1은 약 2.0 pf 가 된다. 이렇게 해서, 공진 탱크(204)는 저역 주파수 신호들이 고역 듀플렉서(218)의 안테나 포트에 나타나는 것을 방해한다. 그러나, 감쇄기(202)에 의해 수신된 고주파 대역 신호들은 공진 탱크(204)에 의해 방해받지 않고 고역 듀플렉서(218)의 안테나 포트에 나타날 것이다.
이렇게 해서, 전송 라인(206), 인덕터(L7), 전송 라인(208) 및 캐패시터(C8)와 결합된 공진 탱크(204)는 저역 전송 및 수신 신호들을 고역 전송 및 수신 신호들과 분리하는 다이플렉서로서 동작한다. 다시 말해서, 전송 라인, 인덕터, 전송 라인 및 캐패시터는 고역 경로를 저역 경로와 분리하는 기능을 한다.
L7, C8, L1 및 C1의 소자 값들은 원하는 주파수들이 테스트된 값과 일치시키기 위해 분명히 바뀔 수 있다. 또한, 전송 라인들(206, 208)의 길이는 바뀔 수 있다. 게다가, 공진 탱크(204) 및 전송 라인(206), 인덕터(L7), 전송 라인(208) 및 캐패시터(C8)의 상대적 위치는 바뀔 수 있고 공진 탱크가 저주파수들 보다는 고주파수들을 방해하도록 그리고 역으로 방해하도록 적절하게 조정될 수 있는 것이 당업자에 의해 이해될 것이다. 다른 변화와 결합들은 다이플렉서 분야의 당업자에게 아주 분명해질 것이다.
저역 안테나 정합 네트워크(210)는 저역 듀플렉서(216)의 안테나 포트에 연결된다. 바람직한 실시예에서, 이 저역 안테나 정합 네트워크(210)는 인덕터(L8), 캐패시터(C9) 및 캐패시터(C10)로 이루어진 수동 파이 네트워크로 형성된다. 저역 안테나 정합 네트워크는 저역 듀플렉서(216)의 안테나 포트에 적절한 임피던스 정합을 제공한다. 바람직한 실시예에서, 이 소자들의 값은 50 ohm이 되도록 선택된다.
저역 듀플렉서(216)는 저역 전송 감쇄기(214)를 지나는 저역 전송 경로와 저역 수신 정합 네트워크(219)를 지나는 저역 수신 경로를 분리한다. 저역 듀플렉서(216)는 무라타 사에 의해 제조된 부분 번호 DFY2R836CR881BHH와 같은 알맞게 규격화된 듀플렉서 또는 주문형 부품이 될 수 있다. 무선 트랜시버(102)로부터 전송된 신호들은 저역 듀플렉서(216)의 제한을 보상하는 안정 정합 회로를 형성하는 저역 전송 감쇄기(214)에 의해 감쇄된다.
저역 전송 감쇄기(214)에 의해 감쇄된 후에, 저역 전송 신호는 아래에 더 상세히 논의될 고역 경로에서의 고역 전송 신호와 결합되는 전송 결합기(224)에 나타난다.
고역 안테나 정합 네트워크(212)는 고역 듀플렉서(218)의 안테나 포트에 연결된다. 바람직한 실시예에서, 이 고역 안테나 정합 네트워크(212)는 캐패시터(C2), 캐패시터(C15) 및 인덕터(L3)로 이루어진 수동 파이 네트워크로 형성된다. 고역 안테나 정합 네트워크(212)는 무선 트랜시버(102)의 안테나 포트(104)에 적절한 임피던스 정합을 제공한다. 바람직한 실시예에서, 이 소자들의 값은 50 ohm이 되도록 선택된다.
고역 듀플렉서(218)는 고역 전송 감쇄기(222)를 지나는 고역 전송 경로와 고역 수신 정합 네트워크(220)를 지나는 고역 수신 경로를 분리한다. 저역 듀플렉서(216)와 마찬가지로, 고역 듀플렉서(218)도 알맞게 규격화된 듀플렉서 또는 고객이 명시된 부분이 될 수 있다. 무선 트랜시버(102)로부터 전송된 신호들은 고역 듀플렉서(218)의 제한을 보상하는 안정 정합 회로를 형성하는 고역 전송 감쇄기(222)에 의해 감쇄된다. 고역 전송 감쇄기(222)에 의해 감쇄된 후에, 고역 전송 신호는 저역 경로에서의 저역 전송 신호와 결합되는 전송 결합기(224)에 나타난다. 그러나, 일반적으로 단지 하나의 경로는 중요한 신호 에너지를 한번에 전송 결합기(224)에 제공한다.
전송 결합기(224)로부터의 전송 신호 출력은 전송 라인(112)상의 테스트 장치 인터페이스 회로(108)와 테스트 장치(110) 사이의 적절한 임피던스 정합을 제공하는 전송 테스트 입력 감쇄기(228)에 의해 추가로 감쇄된다. 마찬가지로, 수신 테스트 입력 감쇄기(230)도 수신 라인(114)상의 테스트 장치 인터페이스 회로(108)와 테스트 장치(110) 사이의 적절한 임피던스 정합을 제공한다.
수신측에서, 테스트 장치(110)에서 생긴 신호들은 수신 테스트 입력 감쇄기(230)를 통해서 감쇄되고 고역 경로와 저역 경로의 수신 스플리터(226)에 의해 분리된다. 저역 경로에서, 저역 수신 정합 네트워크(219)는 저역 듀플렉서(216)에 적절한 임피던스 정합을 제공한다. 그 다음에, 저역 듀플렉서(216)는 저역 안테나 정합 네트워크(210)를 통해서 수신된 신호를 전송한다. 앞에서 논의된 바대로, 전송 라인(208)은 고주파 대역에서 단락 회로이기 때문에, 저역 듀플렉서(216)의 안테나 포트에 나타나는 모든 고주파 대역은 전송 라인(208)과 캐패시터(C8)를 통해서 접지 되도록 단락될 것이다. 따라서, 저역 신호만이 저역 경로를 통해서 수신측에 처리될 수 있을 것이다.
고역 수신 정합 네트워크(220), 고역 듀플렉서(218) 및 고역 안테나 정합 네트워크(212)를 통해서 처리되는 모든 저역 신호들은 공진 탱크(204)에 의해 차단될 것이다. 따라서, 고역 신호만이 고역 경로를 통해서 수신측에 처리될 수 있을 것이다.
따라서, 앞에서 설명된 대로, 본 발명은 두 개의 다른 주파수 대역에서 동작할 수 있는 테스트 장치 인터페이스 회로를 제공한다. 아울러, 본 발명은 기계식 또는 능동 스위치를 사용하지 않고 여러 무선 트랜시버들을 테스트해서, 효율을 높이고 테스트 비용을 줄일 수 있다. 당업자는 본 발명의 범위 내에서 벗어나지 않고 두 개의 다른 주파수 대역 이상에서 동작할 수 있는 또 다른 테스트 장치 인터페이스 회로를 쉽게 설계할 수 있다. 또한, 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 테스트 장치 인터페이스 회로를 무선 트랜시버 또는 테스트 장치와 결합할 수 있다.
바람직한 실시예에 대한 이전 설명은 당업자가 본 발명을 수행하거나 사용할 수 있게 한다. 이 실시예들에 대한 다양한 변형들은 당업자에게 쉽게 이해될 것이고 정의된 일반적인 원칙들은 발명 특허를 사용하지 않고 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기 실시예들에 제한되지 않고 원칙에 따르는 가장 광범위한 범위와 개시된 신규성과 조화를 이루어야 한다.

Claims (2)

  1. 다이플렉서 포트, 다이플렉서 고역 포트 및 다이플렉서 저역 포트를 가지는 다이플렉서;
    상기 다이플렉서 고역 포트에 결합된 고역 듀플렉서 안테나 포트, 고역 듀플렉서 전송 포트 및 고역 듀플렉서 수신 포트를 가지는 고역 듀플렉서;
    상기 다이플렉서 저역 포트에 결합된 저역 듀플렉서 안테나 포트, 저역 듀플렉서 전송 포트 및 저역 듀플렉서 수신 포트를 가지는 저역 듀플렉서;
    상기 고역 듀플렉서 전송 포트에 결합된 결합기 고역 포트 및 상기 저역 듀플렉서 전송 포트에 결합된 결합기 저역 포트를 가지는 전송 결합기; 및
    스플리터 포트, 상기 고역 듀플렉서 수신 포트에 결합된 스플리터 고역 포트 및 상기 저역 듀플렉서 수신 포트에 결합된 스플리터 저역 포트를 가지는 수신 스플리터를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 장치 인터페이스 회로.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 다이플렉서는:
    상기 다이플렉서 포트에 결합된 제 1 단부 및 상기 다이플렉서 저역 포트에 결합된 제 2 단부를 가지는 제 1 전송 라인;
    상기 제 1 전송 라인의 제 2 단부와 상기 다이플렉서 저역 포트에 결합된 제 1 단부 및 접지에 결합된 제 2 단부를 가지는 제 2 전송 라인; 및
    상기 다이플렉서 포트에 결합된 제 1 단부 및 상기 다이플렉서 고역 포트에 결합된 제 2 단부를 가지는 공진 탱크 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 테스트 장치 인터페이스 회로.
KR1020007004666A 1997-10-29 1998-10-22 2중 밴드 rf 테스트 인터페이스 회로 KR20010031615A (ko)

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