KR20010047733A - 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템 및 그의송신신호 소거방법 - Google Patents

서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템 및 그의송신신호 소거방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 단일의 공용 안테나를 사용하는 무선통신 시스템에서 서큘레이터를 이용하여 송/수신부의 전기적 분리도를 향상함과 동시에 제품의 부피와 가격을 낮출 수 있는 무선 통신 시스템용 송/수신부 결합 시스템 및 그의 송신신호 소거방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 송/수신부 결합 시스템은 송신부로부터 송신신호(Tx)를 수신하여 안테나로 신호손실 없이 전송하고, 안테나로부터 수신된 수신신호(Rx)는 신호손실 없이 타단자로 전송하기 위한 서큘레이터와, 상기 수신신호(Rx)와 함께 서큘레이터를 통하여 일정한 크기만큼 감쇠된 상태로 인입되는 송신신호(Tx)를 적어도 두개로 분로시켜 신호의 크기와 지연시간이 동일하고 위상이 반전된 두개의 송신신호(-Tx,Tx)를 생성하여 재결합시킴에 의해 송신신호(Tx)는 소거하고 수신신호(Rx) 만을 수신부로 전송하기 위한 적어도 하나의 송신신호 소거수단으로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템 및 그의 송신신호 소거방법{System for Combining RF Transmitter and Receiver Using Circulator and Method for Cancelling Transmission Signal thereof}
본 발명은 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템 및 그의 송신신호 소거방법에 관한 것으로, 특히 수신신호와 함께 수신부로 인입되는 송신신호를, 송신신호와 크기와 지연시간이 동일하고 180˚ 위상 반전된 송신신호를 발생하여 제거함에 의해 송/수신부의 전기적 분리도를 향상함과 동시에 부피와 가격을 낮출 수 있는 서큘레이터(Circulator)를 이용한 송/수신부 결합 시스템 및 그의 송신신호 소거방법에 관한 것이다.
각종 이동통신 및 무선통신 기지국 또는 중계기 시스템, 군용 통신기기에서 송/수신 안테나를 공용으로 사용하는 경우 안테나에 송/수신부의 원활한 결합에 사용되는 종래의 송/수신부 결합 시스템은 일반적으로 고가의 듀플렉서(Duplexer)라는 부품을 사용하여 송/수신부를 결합하며 듀플렉서가 갖는 전기적 특성으로 송/수신부 결합시 전기적 분리도가 충분히 확보되고 있다.
그러나, 듀플렉서는 다수의 유전체 공진기를 사용하고 있으므로 듀플렉서의 전기적 손실특성이 크며, 또한 이러한 듀플렉서는 송신 및 수신대역이 고정되어 있어 통과대역 주파수가 가변적이거나 특히, 송/수신 통과대역이 수시로 반전되는 군용 통신장비에 사용되는 비화통신 시스템의 경우에는 적용할 수 없는 문제가 있다.
종래의 송/수신부 결합회로의 일 예를 도 1을 참고하여 이하에 상세하게 설명한다.
종래의 송/수신부 결합회로는 송신신호(Tx) 및 수신신호(Rx)를 송신대역필터(1a)와 수신대역필터(1b)가 하나로 합쳐진 형태의 듀플렉서(1)를 안테나(3)와 연결하여 사용한 경우로 듀플렉서(1)의 각각의 대역통과필터(1a,1b)의 성능에 따라 충분한 회로적 주파수 분리특성을 얻을 수 있다.
그러나, 이러한 송/수신부 결합회로는 앞에서 언급한 바와 같이 듀플렉서(1)의 송/수신 대역통과필터(1a,1b)의 통과대역이 고정되어 있어 연속적으로 통과대역이 가변되는 경우와 더욱이 송/수신 통과대역이 반전되는 경우에는 듀플렉서의 고정된 대역통과필터(1a,1b)가 오히려 송/수신 대역을 차단하는 결과를 가져와 사용할 수 없게 되며, 충분한 분리대역을 얻기 위해서는 듀플렉서 각 대역통과필터(1a,1b)의 공진기 단수가 상당히 증가되어야 하므로, 이로 인해 통과대역에서 유전체 공진기 삽입에 따른 손실의 증가와 비용의 증가를 가져온다.
도 2에 도시된 종래의 다른 송/수신부 결합회로는 서큘레이터(2)로 송/수신부를 결합하고 분리도를 증가시키기 위하여 서큘레이터(2)의 제1단자에 안테나(3)가 접속되고, 제2 및 제3 단자에 송신 및 수신 통과대역필터(1a,1b)를 접속시켜 사용한 경우이다.
상기한 서큘레이터(2)는 일반적으로 서큘레이터(2) 내부의 화살표 방향으로는 공급된 신호의 전기적인 신호 손실이 거의 없이 전달되나, 화살표의 반대방향으로는 전기적으로 분리되는 특성을 갖으며, 일반적으로 20dB 정도의 분리도를 갖고 있다.
이와 같이 서큘레이터(2)는 약 20dB의 분리도를 확보한다는 장점이 있으나 송신부에서는 송신신호(Tx)의 대전력 증폭이 파워 증폭기(도시되지 않음)에서 이루어진 후 송신통과대역필터(1a)에서 증폭에 따른 하모닉 성분이 제거되어 서큘레이터(2)를 거쳐 안테나(3)로 방사되며, 이때 서큘레이터(2)에서 20dB 정도 감쇠된 고출력의 송신신호(Tx)가 서큘레이터(2)로부터 수신부 회로로 미약한 수신신호(Rx)와 함께 인입된다.
이때 만약 수신부의 저잡음 증폭기(도시되지 않음)에 상대적으로 신호출력이 강한 송신신호(Tx)가 수신신호(Rx)와 같이 입력되면 저잡음 증폭기는 원활한 동작을 하지 못하고 포화상태로 되어 증폭기의 성능을 잃어버리게 된다.
따라서, 상기한 20dB 정도의 분리도로는 송/수신 통신 시스템의 안정상 상당히 부족하게 된다.
결국, 도 2의 종래 기술에서도 도 1과 마찬가지로 부족한 주파수 분리도를 보충하기 위해서는 각각의 송신 및 수신 대역통과필터(1a,1b)를 추가하여야 하며, 이 경우 충분한 분리대역을 얻기 위해서는 각각 대역통과필터의 공진기 단수가 증가되어야 하므로 이로 인하여 통과대역에서 손실이 발생하게 된다.
더욱이, 송신 및 수신 대역통과필터의 통과대역이 고정되어 있어 연속적으로 통과대역이 가변되는 경우와 더욱이 송/수신 통과대역이 반전되는 경우에는 듀플렉서의 고정된 통과대역필터가 오히려 송/수신 대역을 차단하는 결과를 가져와 사용할 수 없게 된다.
따라서 본 발명은 이러한 종래기술의 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 그 목적은 송/수신 공용 안테나 시스템에서 송신신호와 신호의 크기 및 지연시간이 동일하고 180˚ 위상 반전된 송신신호를 발생하여 수신신호와 함께 수신부로 인입되는 송신신호를 효과적으로 제거함에 의해 송/수신부의 주파수 분리도를 향상함과 동시에 결합손실이 작고, 제품의 부피와 가격을 낮출 수 있는 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템 및 그의 송신신호 소거방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 송/수신 공용 안테나 시스템에서 수신부로 인입된 고출력의 송신신호를 효과적으로 제거함에 따라 저출력 가변필터를 사용할 수 있어 비화통신과 같이 송/수신 주파수가 가변적이고 송/수신 주파수의 대역이 반전되는 경우에도 충분한 송/수신부의 분리도를 확보할 수 있는 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 송신부에 구비되어 송신부로부터 발생되어 수신부로 인입되는 수신대역의 노이즈 신호 레벨을 크게 감쇄시킬 수 있는 송/수신부 결합 시스템 및 그 방법을 제공하는데 있다.
도 1은 종래의 송/수신부 결합 시스템을 보여주는 개략 블록도,
도 2는 또 다른 종래의 송/수신부 결합 시스템을 보여주는 개략 블록도,
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 1단 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템을 포함하는 RF 프론트-엔드부를 보여주는 개략 블록도,
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 1단 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템을 포함하는 RF 프론트-엔드부를 보여주는 개략 블록도,
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 1단 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템을 포함하는 RF 프론트-엔드부를 보여주는 개략 블록도,
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 2단 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템을 포함하는 RF 프론트-엔드부를 보여주는 개략 블록도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *
10,10a ; 송신부 11 ; 제1가변필터
12 ; 파워 증폭기 13 ; 하모닉 소거필터
14 ; 서큘레이터 15 ; 안테나
16,16a ; 소거회로 17 ; 제2가변필터
18 ; 저잡음 증폭기(LNA) 20,20a ; 수신부
21 ; 제1커플러 21a ; 제3커플러
22 ; 지연라인필터 22a ; 하모닉소거/지연라인 필터
23 ; 제2커플러 23a ; 제4커플러
24 ; 제1가변 대역저지필터 24a ; 제2가변 대역저지필터
25,25a ; 신호 증폭기 26 ; 제3가변필터
30,30a,40,40a ; 송/수신부 결합 시스템
31,32 ; 제 및 제2 서큘레이터 33,34 ; 제1 및 제2 패드
35 ; 파워 디바이더
상기한 목적을 달성하기 위하여, 제1특징에 따른 본 발명은 무선 통신 시스템의 송신부와 수신부를 단일의 안테나에 결합시키기 위한 송/수신부 결합 시스템에 있어서, 상기 송신부로부터 송신신호를 수신하여 안테나로 신호손실 없이 전송하고, 안테나로부터 수신된 수신신호는 신호손실 없이 타단자로 전송하기 위한 서큘레이터와, 상기 수신신호와 함께 서큘레이터를 통하여 일정한 크기만큼 감쇠된 상태로 인입되는 송신신호를 적어도 두개로 분로시켜 신호의 크기와 지연시간이 동일하고 위상이 반전된 두개의 송신신호를 생성하여 재결합시킴에 의해 송신신호는 소거하고 수신신호 만을 수신부로 전송하기 위한 적어도 하나의 송신신호 소거수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템을 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 송신신호 소거수단은 송신신호 소거수단에 인입된 송/수신 신호(Tx+Rx)의 일부를 감쇄시켜 분기시킴과 동시에 90˚ 위상 지연시키기 위한 제1커플러와, 상기 제1커플러를 통하여 분기된 저출력의 송/수신 신호(Tx+Rx)에 대하여 수신신호(Rx)를 제거하고 송신신호(Tx)만을 통과시키기 위한 제1가변 대역저지필터와, 상기 제1가변 대역저지필터의 송신신호(Tx)를 분기되지 않은 송신신호(Tx)와 동일한 크기로 증폭하기 위한 신호 증폭기와, 상기 제1커플러로부터 분기되지 않은 송/수신 신호(Tx+Rx)를 분기된 송신신호(Tx)의 반전신호와 일치하도록 시간을 지연시키기 위한 위상지연수단과, 상기 신호 증폭기의 출력신호를 추가로 90˚ 위상 지연시켜 위상지연수단의 출력신호(Tx+Rx)와 재결합시킴에 의해 분기되지 않은 송신신호(Tx)와 위상 반전된 송신신호(-Tx)는 서로 상쇄시키고 수신신호(Rx) 만을 수신부로 출력시키기 위한 제2커플러로 구성된다.
또한, 상기 시스템은 상기 송신부와 서큘레이터 사이에 송신부로부터 송신신호와 함께 발생되어 수신부로 인입되는 수신대역의 노이즈 신호 만을 감쇄시키기 위한 적어도 하나의 노이즈 신호 감쇄수단을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명은 송신부의 출력에 접속되어 송신부로부터 송신신호와 함께 발생된 수신대역의 노이즈 신호 만을 감쇄시키기 위한 적어도 하나의 노이즈 신호 감쇄수단과, 상기 노이즈 신호 감쇄수단으로부터 송신신호를 수신하여 안테나로 신호손실 없이 전송하고, 안테나로부터 수신된 수신신호는 신호손실 없이 타단자로 전송하기 위한 서큘레이터와, 상기 수신신호와 함께 서큘레이터를 통하여 일정한 크기만큼 감쇠된 상태로 인입되는 송신신호는 제거하고 수신신호 만을 수신부로 전송하기 위한 제1가변필터로 구성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 본 발명은 무선 통신 시스템의 송신부와 수신부를 단일의 안테나에 결합시키기 위한 송/수신부 결합 시스템에 있어서, 상기 송신부로부터 송신신호를 수신하여 후단으로 신호손실 없이 전송하기 위한 제1서큘레이터와, 상기 제1서큘레이터로부터 송신신호를 수신하여 안테나로 신호손실 없이 전송하고, 안테나로부터 수신된 수신신호는 신호손실 없이 타단자로 전송하기 위한 제2서큘레이터와, 각각 상기 제1서큘레이터의 타단자를 통하여 일정한 크기만큼 감쇠된 상태로 인입되는 제1송신신호와 상기 수신신호와 함께 제2서큘레이터의 타단자를 통하여 일정한 크기만큼 감쇠된 상태로 인입되는 제2송신신호를 수신하여 제1 및 제2 송신신호를 서로 크기는 동일하고 위상이 반전된 2 송신신호로 변환하기 위한 제1 및 제2 패드와, 상기 제1 및 제2 패드의 출력신호를 결합시킴에 의해 제1 및 제2 송신신호는 소거하고 수신신호 만을 후단의 수신부로 전송하기 위한 신호결합수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템을 제공한다.
이 경우 상기 제1 및 제2 패드는 적어도 어느 하나가 일 전송신호의 크기를 다른 하나의 전송신호와 동일한 크기로 감쇠시키기 위한 감쇠기와, 신호의 위상을 다른 송신신호와 180˚의 위상차가 나도록 지연시키기 위한 위상지연수단으로 구성된다. 또한 바람직하게는 상기 위상지연수단은 제1패드에 구비된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 무선 통신 시스템의 송신부와 수신부를 단일의 안테나에 결합시키기 위한 송/수신부 결합 시스템의 송신신호 소거방법은 송신부로부터 수신한 송신신호를 수신하여 제1경로를 통하여 안테나로 신호손실 없이 전송하고, 안테나로부터 수신된 수신신호는 신호손실 없이 제2경로로 전송하는 제1단계와, 상기 제2경로를 통하여 일정한 크기만큼 감쇠된 상태로 수신측으로 인입되는 송신신호와 수신신호의 일부를 90˚ 위상 지연시켜 제3경로로 분로시키는 제2단계와, 상기 제3경로로 분로된 송신신호와 수신신호 중에서 수신신호를 제거하고 송신신호를 분로되지 않은 제2경로의 송신신호와 동일한 크기로 증폭하는 제3단계와, 상기 분로되지 않은 제2경로의 송신신호와 수신신호를 분로된 제3경로의 송신신호와 위상이 180˚ 차이나도록 지연시키는 제4단계와, 상기 제3경로의 위상 반전된 송신신호를 위상 지연된 제2경로의 송신신호와 수신신호에 결합시켜 송신신호(Tx)는 소거하고 수신신호 만을 수신부로 전송하는 제6단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 송신신호 소거방법은 상기 송신부로부터 수신한 송신신호를 제1경로로 신호손실 없이 전송함과 동시에 제2경로로 일정한 크기만큼 감쇄된 제1송신신호를 발생하는 단계와, 상기 송신신호를 수신하여 안테나로 신호손실 없이 전송하고, 안테나로부터 수신된 수신신호는 신호손실 없이 제3경로로 전송하는 단계와, 상기 제2경로를 통한 제1송신신호와, 상기 수신신호와 함께 상기 송신신호에 의해 제3경로를 통하여 일정한 크기만큼 감쇠된 상태로 인입되는 제2송신신호를 수신하여 제1 및 제2 송신신호를 서로 크기는 동일하고 위상이 반전된 2 송신신호로 변환하는 단계와, 상기 제1 및 제2 송신신호를 소거하도록 제2 및 제3 경로의 각 출력신호를 결합시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와같이 본 발명에서는 수신신호와 함께 수신부로 인입되는 송신신호를 송신신호와 크기가 동일하고 180˚ 위상차를 갖는 반전된 송신신호를 발생하여 상쇄 제거함에 의해 송/수신부의 주파수 분리도를 향상함과 동시에 결합손실이 작고, 제품의 부피와 가격을 낮출 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 송/수신 신호의 송/수신 주파수와 제1 내지 제3 가변필터의 통과대역은 가변되거나, 송/수신 대역주파수가 서로 반전되는 주파수 가변 통신 시스템 또는 비화 통신 시스템에 사용된다. 더욱이, 본 발명은 이러한 경우에도 충분한 송/수신부의 분리도를 확보할 수 있고, 그 결과 저출력 가변필터를 사용할 수 있다.
(실시예)
이하에 상기한 본 발명을 바람직한 실시예가 도시된 첨부도면을 참고하여 더욱 상세하게 설명한다.
첨부된 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 1단 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템을 포함하는 RF 프론트-엔드부를 보여주는 개략 블록도이다.
도 3을 참고하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 1단 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템(30)은 송신신호(Tx)를 처리하는 송신부(10)와, 수신신호(Rx)를 처리하는 수신부(20)를 공용 안테나(15)와 결합시키는 역할을 한다.
상기 송신부(10)는 송신신호(Tx)를 초당 수천회의 통과대역을 가변하여 후단으로 전달하는 제1가변필터(11)와, 제1가변필터(11)의 출력을 대전력 증폭하기 위한 파워 증폭기(12)와, 전력 증폭된 송신신호에 포함된 하모닉 성분을 제거하기 위한 하모닉 필터(13)를 포함하고 있다.
상기한 대전력 증폭된 송신신호(Tx)는 그후 서큘레이터(14)를 거쳐 손실 없이 송/수신 공용 안테나(15)를 통하여 공중으로 방사된다.
또한 제1실시예의 송/수신부 결합 시스템(30)은 상기한 서큘레이터(14)와, 서큘레이터와 함께 안테나(15)와 서큘레이터(14)를 통하여 수신부(20)로 수신되는 미약한 수신신호(Rx)와 혼합되어 서큘레이터(14)를 통하여 수신부(20)로 인입되는 고출력의 송신신호(Tx)를 소거하기 위한 소거회로(16)로 구성된다.
한편, 수신부(20)는 소거회로(16)으로부터 출력되는 미약한 수신신호(Rx) 만을 통과대역으로 하여 수신신호(Rx) 이외의 불요파를 제거하기 위해 통과대역이 가변되는 제2가변필터(17)와, 수신된 미약한 수신신호(Rx)를 저잡음 증폭하기 위한 저잡음 증폭기(LNA)(18)가 구비되어 있다.
상기 소거회로(16)는 수신부(20)에 인입된 송/수신 신호(Tx+Rx)의 일부를(약 30dB 감쇠된 신호) 분기시키며 분기된 신호의 위상을 90˚ 위상 지연시키기 위한 제1커플러(Coupler)(21)와, 제1커플러(21)를 통하여 분기된 저출력의 송/수신 신호(Tx+Rx)에 대하여 수신신호(Rx)를 저지하고 송신신호(Tx)만을 통과시키며 저지대역 주파수를 가변시킬 수 있는 제1가변 대역저지필터(24)와, 제1가변 대역저지필터(24)의 송신신호(Tx)를 분로되지 않은 송신출력(Tx)과 동일한 크기로 증폭하기 위한 신호 증폭기(25)와, 상기 제1커플러(21)로부터 분기되지 않은 송/수신 신호(Tx+Rx)를 분기된 송신신호(Tx)와 지연시간을 일치시키기 위한 지연라인필터(Delay Line Filter)(22)와, 상기 신호 증폭기(25)의 출력신호(Tx)를 추가로 90˚ 위상 지연시켜 메인 수신라인에 재결합시킴에 의해 고출력의 송신신호(Tx)와 180˚ 위상 반전된 송신신호(-Tx)는 서로 상쇄시키고 미약한 수신신호(Rx) 만을 제2가변필터(17)로 출력시키기 위한 제2커플러(23)로 구성되어 있다.
상기한 소거회로(16)에서는 분기되지 않고 지연된 송신신호(Tx)와 분기된후 재결합되는 송신신호(Tx) 사이에는 신호의 크기와 지연시간은 같고 위상은 180˚차이가 나게 신호 증폭기(25), 지연라인필터(22), 제1 및 제2 커플러(21,23)가 설정된다.
이하에 도 3에 도시된 제1실시예의 작용을 상세하게 설명한다.
제1실시예에서 송신신호(Tx)는 제1가변필터(11)에서 초당 수천회의 통과대역을 가변하여 파워 증폭기(12)에 송신신호(Tx)를 전달한다. 파워 증폭기(12)에서는 송신신호(Tx)를 대기중에 방사하기 위한 충분한 신호의 세기로 증폭하여 하모닉 필터(13)로 전달한다. 하모닉 필터(13)에서는 증폭에 따른 하모닉 성분을 소거하여 서큘레이터(14)로 인가함에 따라 서큘레이터(14)를 손실 없이 통과한 송신신호(Tx)는 안테나(15)를 통하여 대기중에 방사된다.
한편, 서큘레이터(14)를 통하여 안테나(15)로 대출력의 송신신호(Tx)를 방사할때 서큘레이터(14)로부터 수신부(20)로 인입되는 송신신호(Tx)는 방사되는 송신신호(Tx) 보다 약 20dB 정도 감쇠된 여전히 고출력의 송신신호(Tx)이다.
이와 같은 서큘레이터(14)의 송/수신 분리정도는 약 20dB에 못미치는바 약 20dB 정도 감쇠된 송신신호(Tx)가 수신부(20)로 인입되는 현상이 발생되는데 일반적으로 안테나(15)를 통하여 수신된 신호는 상당히 미약하며, 그 결과 수신부(20)에는 미약한 수신신호(Rx)와 20dB 정도 감쇠된 고출력의 송신신호(Tx)가 같이 서큘레이터(14)를 통하여 인입된다.
본 발명에서는 수신측으로 인입된 송/수신 신호(Tx+Rx)의 일부(약 30dB 감쇠된 신호)를 제1커플러(Coupler)(21)에서 분기시킴과 동시에 90˚ 위상 지연시키며, 제1커플러(21)에서 분기된 90도 위상 지연된 저출력의 송/수신 신호(Tx+Rx)에 대하여 제1가변 대역저지필터(24)에서 수신신호(Rx)를 제거하고 송신신호(Tx)만을 통과시킨다. 이어서, 제1가변 대역저지필터(24)의 송신신호(Tx)는 신호 증폭기(25)에 의해 분로되지 않은 송신출력(Tx)과 동일한 크기로 증폭하여 제2커플러(23)로 전달된다. 그후 신호 증폭기(25)의 출력신호(Tx)는 제2커플러(23)에 결합되면서 2차로 90˚ 위상 지연되어 전체적으로 180˚ 위상 지연이 발생하게 된다.
한편, 상기 제1커플러(21)로부터 분기되지 않은 송/수신 신호(Tx+Rx)는 지연라인필터(22)에서 분기된후 재결합되는 송신신호(Tx)와 180˚의 위상차가 나도록 지연처리되어 후단의 제2커플러(23)로 공급된다.
그 결과 상기 재결합되는 180˚ 위상 반전된 송신신호(-Tx)는 지연라인필터(22)의 출력신호(Tx+Rx)와 혼합되어 고출력의 2 송신신호(Tx,-Tx)는 서로 상쇄되고 미약한 수신신호(Rx) 만이 제2가변필터(17)로 출력된다.
따라서, 본 발명의 제1실시예에서는 제2커플러(23)에서 제2 송신신호(Tx)가 180˚ 위상 반전되어 제1송신신호(Tx)와 혼합되어 소거(Cancellation)되므로 고출력의 송신신호(Tx)는 상당히 미약하게 된다. 그 결과 후단의 저출력용 제2가변필터(17)에는 미약한 수신신호(Rx)만을 통과대역으로 하므로 수신신호(Rx) 이외의 불요파를 제거하여 저잡음 증폭기(18)에 보내어지고 저잡음 증폭기(18)는 깨끗한 수신신호(Rx)를 증폭할 수 있게 된다.
상기한 제1실시예에서는 특정한(비화통신 등) 경우 송/수신부(10,20) 및 소거회로(16)에 설치된 제1 및 제2 가변필터(11,17)의 대역통과 주파수와 제1가변 대역저지필터(24)의 대역저지 주파수를 변화시킴에 따라 송/수신 주파수가 가변적이며 더욱이 송/수신 주파수가 반전되는 경우에도 적용이 가능하다.
한편, 일반적으로 가변필터는 반도체 소자로 이루어지므로 고출력(High Power)용으로 구현하기가 현실적으로 어려운 문제가 있고 종래에는 비교적 고출력의 송신신호(Tx)가 수신부(20)로 인입되므로 이를 수신부에 사용할 수 없었다.
본 발명은 서큘레이터(14)의 부족한 분리도를 소거회로(16)에 의해 효율적으로 고출력의 송신신호(Tx)를 상쇄시킴에 따라 송/수신 통과대역이 반전되는 경우의 문제를 해결하였으며 또한 구현이 비교적 수월한 저출력 가변필터(11,17,24)의 사용도 가능하게 되었다.
도 4는 본 발명의 제2실시예에 따른 1단 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템을 포함하는 RF 프론트-엔드부를 보여주는 개략 블록도이다.
도 4를 참고하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 1단 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템(40)은 제1실시예의 하모닉 필터(13) 대신에 송신부(10a)의 파워 증폭기(12)를 통과하면서 증폭된 노이즈 신호(Nx)를 효과적으로 감쇄하기 위한 제2소거회로(16a)를 구비하고 있다.
따라서, 송/수신부 결합 시스템(40)은 전력 증폭된 송신신호에 포함된 노이즈 신호(Nx) 성분을 크게 감쇄시키기 위한 제2소거회로(16a)와, 서큘레이터(14)와, 소거회로(16)로 구성된다.
또한, 송신부(10a)는 송신신호(Tx)를 초당 수천회의 통과대역을 가변하여 후단으로 전달하는 제1가변필터(11)와, 제1가변필터(11)의 출력을 대전력 증폭하기 위한 파워 증폭기(12)를 포함하고 있다.
상기 서큘레이터(14)와, 소거회로(16) 및 수신부(20)는 상기한 제1실시예와 동일하게 구성되므로 이에 대하여는 상세한 설명을 생략한다.
상기 제2소거회로(16a)는 파워 증폭기(12)의 증폭시에 송신신호(Tx)와 함께 증폭된 노이즈 신호(Nx)와 송신신호(Tx)의 일부를(약 30dB 감쇄된 신호) 분기시킴과 동시에 분기된 신호의 위상을 90˚ 지연시키기 위한 제3커플러(Coupler)(21a)와, 제3커플러(21a)를 통하여 분기된 저출력의 송신/노이즈 신호(Tx+Nx)에 대하여 송신신호(Tx)를 제거하고 노이즈 신호(Nx)만을 통과시키기 위한 제2가변 대역저지필터(24a)와, 제2가변 대역저지필터(24a)의 노이즈 신호(Nx)를 분로되지 않은 노이즈 신호(Nx)와 동일한 크기로 증폭하기 위한 신호 증폭기(25a)와, 상기 제3커플러(21a)로부터 분기되지 않은 송신/노이즈 신호(Tx+Nx)를 분기된후 재결합된 노이즈 신호(Nx)와 180˚의 위상차가 나도록 지연시킴과 동시에 전력 증폭에 따른 하모닉 성분을 소거하기 위한 하모닉소거/지연라인 필터(22a)와, 상기 신호 증폭기(25a)의 출력신호(Nx)를 추가로 90˚ 위상 지연시켜 메인 송신라인에 재결합시킴에 의해 고출력의 노이즈 신호(Nx)와 180˚ 위상 반전된 노이즈 신호(-Tx)는 서로 상쇄시켜 노이즈 레벨을 크게 감소시키고 원하는 대출력의 송신신호(Tx)를 서큘레이터(14)로 출력시키기 위한 제4커플러(23a)로 구성되어 있다.
상기한 소거회로(16a)에서는 분기되지 않고 지연된 노이즈 신호(Nx)와 분기된후 재결합되는 노이즈 신호(Tx) 사이에는 신호의 크기와 지연시간은 같고 위상은 180˚차이가 나게 신호 증폭기(25a), 지연라인필터(22a), 제3 및 제4 커플러(21a,23a)가 설정된다.
이하에 상기한 제2실시예의 동작을 구체적인 신호레벨을 참고하여 설명한다.먼저 수신측에서는 안테나(15)에서 수신된 수신신호(Rx)가 서큘레이터(14)를 거치면서 최대 0.8dB 감쇄되고, 결합손실 20dB 제1커플러(21)에서 최대 0.2dB 감쇄되며, 지연라인필터(22)에서 소정시간 지연되면서 최대 0.3dB 감쇄되고, 제2가변필터에서 최대 3dB 감쇄된다. 따라서, 메인 수신통로를 따른 감쇄손실은 4.5dB이고 각 소자의 케이블 어셈블리 손실을 포함하면 약 5dB 정도의 손실이 발생하게 된다.
이때 수신측의 분로에서는 안테나(15)에서 방사되는 송신신호의 전력이 10W(40dBm) 라면 서큘레이터(14)의 분리에 의해 최소 15dB 감쇄되어 제1커플러(21)에 전달되어지고, 이로부터 신호의 일부가 커플링되어(-20dB), 90˚ 위상 지연과 함께 제1가변 대역저지필터(24)에 전달된 후 수신신호(Rx)가 제거되고 송신신호(Tx)만 통과한다. 이어서 신호 증폭기(25)에서 송신신호(Tx)의 상쇄에 필요한 20W 레벨로 증폭된 후 다시 10dB 제2커플러(23)에서 90˚ 위상 지연되어 혼합되어 메인 수신통로에 실려지므로써 2 송신신호(Tx)의 상쇄가 발생하게 된다.
그후 제1실시예와 같이 제2가변필터(17)와 저잡음 증폭기(18)를 거치면서 깨끗한 수신신호(Rx)가 얻어진다.
한편, 송신측에서는 송신신호(Tx)가 제1가변필터(11)에서 송신신호(Tx) 만으로 여과된 후, 아직 여과되지 않은 노이즈 신호(Nx)와 함께 파워 증폭기(12)에서 20W(43dBm) 증폭되어 결합손실 20dB의 제3커플러(21a)에서 0.2dB 감쇄된 후 하모닉소거/지연라인 필터(22a)에 전달되어 파워 증폭에 따른 하모닉 성분을 제거함과 동시에 소정의 시간지연이 이루어진다. 이어서 10dB 제4커플러(23a)에 공급되어 0.6dB 감쇄가 이루어진후 서큘레이터(14)를 거치면서 0.8dB의 감쇄가 이루어지고 그후 안테나(15)를 통하여 10W(40dBm)의 송신출력으로 방사된다. 따라서, 메인 송신통로를 따른 감쇄손실은 1.9dB이고 케이블 어셈블리 손실을 포함하면 약 3dB 정도의 손실이 발생하게 된다.
또한, 송신측의 분로에서는 파워 증폭기(12)의 출력단에서 수신대역의 노이즈 신호레벨(-75dBm)을 낮추기 위하여 20dB 제3커플러(21a)에서 90˚ 위상 지연과 함께 20dB 감쇄된 일부신호를 분기시켜 제2가변 대역저지필터(24a)에서 송신신호(Tx)를 제거하고 노이즈 신호(Nx)만 통과시킨다. 이어서 신호 증폭기(25a)에서 약 35dB 저잡음 이득 증폭을 실행한 후 10dB 제4커플러(23a)에서 다시 90˚ 위상 지연시켜 혼합되어 메인 송신통로에 실려지므로써 180˚ 위상차에 따라 수신대역의 노이즈 신호(Nx)의 감쇄가 40dB 이상 발생하게 된다.
따라서, 그후 송신신호(Tx)는 서큘레이터(14)를 거쳐 추가로 15dB 이상 감쇄가 이루어져서 수신측으로 인입된다. 결과적으로 제2실시예에서는 제1실시예에 비하여 40dB 이상의 노이즈 신호(Nx)가 감쇄된 상태로 수신측에서 신호처리가 이루어지므로 더욱더 높은 분리도를 갖고 수신신호(Rx)를 얻을 수 있다.
상기한 제2실시예에서는 특정한(비화통신 등) 경우 송/수신부(10a,20)와 소거회로(16,16a)에 설치된 제1 및 제2 가변필터(11,17)의 대역통과 주파수와 제1 및 제2 가변 대역저지필터(24,24a)의 대역저지 주파수를 변화시킴에 따라 송/수신 주파수가 가변적이며 더욱이 송/수신 주파수가 반전되는 경우에도 적용이 가능하다.
도 5는 본 발명의 제3실시예에 따른 1단 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템을 포함하는 RF 프론트-엔드부를 보여주는 개략 블록도이다.
도 5를 참고하면, 본 발명의 제3실시예는 제2실시예에서 송/수신부 결합 시스템(40)에서 소거회로(16)를 사용하지 않고 간단하게 수신신호(Rx) 만을 통과대역으로 하여 수신신호(Rx) 이외의 불요파를 제거하기 위해 통과대역이 가변되는 제3가변필터(26)를 사용하여 수신측의 소거회로를 구성한 것이다.
따라서, 수신부(20a)는 상기 제3가변필터에 접속되어 수신신호(Rx)를 저잡음 증폭하기 위한 저잡음 증폭기(18)와, 저잡음 증폭기에 접속되어 또다시 수신신호(Rx) 만을 통과대역으로 하여 수신신호(Rx) 이외의 불요파를 제거하기 위해 통과대역이 가변되는 제2가변필터(17)로 구성되어 있다.
한편, 송신부(10a)는 제2실시예와 같이 제1가변필터(11)와, 파워 증폭기(12)를 포함하고 있고, 또한, 제2소거회로(16a)와 서큘레이터(14)는 상기한 제2실시예와 동일하게 구성되므로 이에 대하여는 상세한 설명을 생략한다.
제3실시예의 송/수신부 결합 시스템(40a)은 제2소거회로(16a)와, 서큘레이터(14) 및 제3가변필터(26)로 구성된다.
이하에 상기한 제3실시예의 동작을 구체적인 신호레벨을 참고하여 설명한다.
먼저 수신측에서는 안테나(15)에서 수신된 수신신호(Rx)가 서큘레이터(14)를 거치면서 최대 0.8dB 감쇄되고, 제3가변필터(26)에서 수신신호(Rx) 이외의 불요파가 제거되면서 최대 3dB 감쇄가 이루어진다. 따라서, 전체적인 감쇄손실은 3.8dB이고 케이블 어셈블리 손실을 포함하면 약 4.5dB 정도의 손실이 발생하게 된다.
그후 저잡음 증폭기(18)에서 수신신호(Rx)에 대한 저잡음 증폭이 이루어지고, 이어서 다시 제2가변필터(17)에서 수신신호(Rx) 이외의 불요파가 제거되어 깨끗한 수신신호(Rx)가 얻어진다.
따라서, 안테나(15)에서 방사되는 송신신호(Tx)의 출력이 10W(40dBm) 라면 서큘레이터(14)의 분리에 의해 최소 15dB 감쇄되어 수신신호 여파용 제3가변필터(26)에 전달되어지므로 제3가변필터에 인가되는 송신신호의 전력은 약 25dBm 정도로 0.5W 미만이 된다. 그 결과 제3실시예에서도 저출력 가변필터를 사용하여 수신부(20a)를 구현하는 것이 가능하게 된다.
한편, 송신측에서는 제2실시예와 동일하게 송신신호(Tx)가 제1가변필터(11)와 파워 증폭기(12)를 거친후 제2소거회로(16a)에서 수신대역의 노이즈 신호(Nx)가 40dB 이상 감쇄된 상태로 송신신호(Tx)가 서큘레이터(14)를 통하여 안테나(15)로 전달되고, 일부는 서큘레이터(14)에서 추가로 15dB 이상 감쇄가 이루어져서 수신측으로 인입된다.
결과적으로 제3실시예에서도 제2실시예와 동일하게 40dB 이상의 노이즈 신호(Nx)가 감쇄된 상태로 수신측에서 신호처리가 이루어지므로 높은 분리도를 갖고 수신신호(Rx)를 얻을 수 있다.
상기한 제3실시예에서는 특정한(비화통신 등) 경우 송/수신부(10a,20a)와 소거회로(16a)에 설치된 제1가변필터(11), 제2가변필터(17) 및 제3가변필터(26)의 대역통과 주파수와 제2가변 대역저지필터(24a)의 대역저지 주파수를 변화시킴에 따라 송/수신 주파수가 가변적이며 더욱이 송/수신 주파수가 반전되는 경우에도 적용이 가능하다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 2단 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템을 포함하는 RF 프론트-엔드부를 보여주는 개략 블록도이다.
본 발명의 제4실시예에 따른 2단 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템(30a)은 가변필터(11), 파워 증폭기(12) 및 하모닉 필터(13)를 포함하는 송신부(10)와, 가변필터(17)와 저잡음 증폭기(18)를 포함하는 수신부(20)를 공용 안테나(15)와 결합시키는 역할을 한다.
상기 결합 시스템(30a)은 제1 및 제2 서큘레이터(31,32)와, 제1 및 제2 패드(33,34)와, 파워 디바이더(Power Divider)(35)로 구성된다.
상기 결합 시스템(30a)은 먼저 송신부(10)와 안테나(15) 사이에 제1 및 제2 서큘레이터(31,32)를 2단 직렬로 접속하여 송신신호(Tx)가 제1 및 제2 서큘레이터(31,32)를 거쳐 손실 없이 안테나(15)에 전달된 뒤 안테나(15)를 통하여 대기 중으로 방사가 이루어질 수 있게 하였다.
또한, 제1 및 제2 서큘레이터(31,32)의 나머지 출력단자에는 각각 제1 및 제2 패드(Pad)(33,34)가 접속되어 있고, 제1 및 제2 패드(33,34)의 출력은 파워 디바이더(35)에 연결되고 그 출력은 수신부(20a)의 가변필터(17)에 연결되어 있다.
상기 제1 및 제2 패드(33,34)에는 각각 제1 및 제2 서큘레이터(31,32)의 나머지 출력단자를 통하여 서로 크기는 동일 또는 유사하게 20dB 정도 감쇠된 송신신호(Tx1,Tx2)가 인입된다. 또한 안테나(15)를 통해 수신된 미약한 수신신호(Rx)도 제2서큘레이터(32)를 통하여 제2패드(34)에 감쇠된 송신신호(Tx2)와 함께 인가된다.
상기 제1 및 제2 패드(33,34)는 각각 감쇠기(Attenuator)와 지연라인(Delay Line) 또는 지연라인필터(Delay Line Filter)로 구성되어 있으며, 각각 인입되는 제1 및 제2 송신신호(Tx1,Tx2)에 대하여 크기는 서로 같고 위상이 180˚ 반전된 신호로 각각 가공하여 파워 디바이더(35)로 전달한다. 이 경우 바람직하게는 수신신호(Rx)의 감쇄를 피하도록 제1패드(33)에 감쇠기와 지연수단이 구비되어 인입되는 제1송신신호(Tx1)를 제2송신신호(Tx2)와 크기가 동일하고 위상이 180˚ 차이가 나도록 설정하는 것이 바람직하다.
따라서, 신호 결합기 역할을 하는 파워 디바이더(35)에서는 입력된 2 송신신호(-Tx1,Tx2)의 크기는 같고 위상이 반전되어 있어 합쳐진 2 송신신호는 소거(Cancellation)되며, 그 결과 미약한 수신신호(Rx)만이 원활히 파워 디바이더(35)를 거쳐 수신부(20a)로 입력된다.
그 결과 본 발명의 결합 시스템(30a)은 신호의 송/수신에는 영향을 미치지 않으면서 수신부(20)로 인입되는 고출력의 송신출력(Tx)을 효과적으로 소거시킬 수 있다는 장점이 있다. 따라서, 결합 시스템(30a)의 파워 디바이더(35)의 수신신호(Rx)는 그후 수신부(20a)의 가변필터(17)와 저잡음 증폭기(18)를 순차적으로 거치면서 잡음이 없는 깨끗한 수신신호(Rx)를 증폭할 수 있게 된다.
상기한 제4실시예의 결합 시스템(30a)은 특정한(비화통신 등) 경우 송/수신부(10,20)에 설치된 가변필터(11,17)와, 제1 또는 제2패드(33,34)의 대역통과 주파수를 변화시킴에 따라 송/수신 주파수가 가변될 수 있으며, 더욱이 송/수신 주파수가 반전되는 경우에도 적용이 가능하다. 즉, 상기한 결합 시스템(30a)은 송/수신 주파수의 가변 또는 반전 등과 같이 어떤 송신부 및 수신부를 결합하는 경우에도 적용이 가능하다.
상기한 바와 같이 본 발명은 송/수신 주파수가 가변적이고 더욱이 송/수신 대역주파수가 반전되는 주파수 가변 시스템에서 효과적으로 대안으로 사용할 수 있으며, 주파수 가변 시스템이 아닌 경우에도 부피가 크고 가격이 비싸며 손실이 큰 듀플렉서를 사용한 기존의 시스템에 비해 비교적 저렴하고 성능이 우수한 본 발명을 적용할 수 있다.
본 발명은 서큘레이터를 이용한 송/수신 대역 결합방법으로 결합시 듀플렉서보다 적은 손실특성을 장점으로 하며 기존의 서큘레이터를 이용한 결합 방법의 문제점인 송/수신부의 전기적 분리도를 혁신적으로 개선하는 결합회로의 장착을 장점으로 한다.
상기한 제1 내지 제3 실시예에서는 송신측 및/또는 수신측에 단일의 소거회로가 구비된 예가 도시되었으나, 송신측 및 수신측에 2단의 소거회로를 직렬로 구비하는 것에 의해 더욱더 완벽하게 수신부로 유입되는 송신신호를 제거할 수 있다.
또한 상기 결합 시스템에서는 단지 하나의 분로를 형성하여 송신신호를 제거하고 있으나, 필요에 따라 적절한 수의 분로를 구성하여 송신신호의 중심신호 및 고조파 신호를 포함한 모든 불요신호를 제거하도록 당업자가 구성할 수 있다.
상기한 바와같이 본 발명에서는 수신신호와 함께 수신부로 인입되는 송신신호를 송신신호와 크기가 동일하고 180˚ 위상차를 갖는 반전된 송신신호를 발생하여 재결합/제거함에 의해 송/수신부의 주파수 분리도를 향상함과 동시에 결합손실이 작고, 제품의 부피와 가격을 낮출 수 있다.
더욱이, 본 발명은 수신부로 인입된 고출력의 송신신호를 효과적으로 제거함에 따라 저출력 가변필터를 사용할 수 있어 비화통신과 같이 송/수신 주파수가 가변적이고 송/수신 주파수의 대역이 반전되는 경우에도 충분한 송/수신부의 분리도를 확보할 수 있다.
또한 송신부에 구비된 소거회로에 의해 수신대역의 노이즈 신호가 감쇄된 상태로 수신측에 인입된 송신신호의 소거처리가 이루어지므로 높은 분리도를 갖고 수신신호(Rx)를 얻을 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예를 예를들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.

Claims (20)

  1. 무선 통신 시스템의 송신부와 수신부를 단일의 안테나에 결합시키기 위한 송/수신부 결합 시스템에 있어서,
    상기 송신부로부터 송신신호(Tx)를 수신하여 안테나로 신호손실 없이 전송하고, 안테나로부터 수신된 수신신호(Rx)는 신호손실 없이 타단자로 전송하기 위한 서큘레이터와,
    상기 수신신호(Rx)와 함께 서큘레이터를 통하여 일정한 크기만큼 감쇠된 상태로 인입되는 송신신호(Tx)를 적어도 두개로 분로시켜 신호의 크기와 지연시간이 동일하고 위상이 반전된 두개의 송신신호(-Tx,Tx)를 생성하여 재결합시킴에 의해 송신신호(Tx)는 소거하고 수신신호(Rx) 만을 수신부로 전송하기 위한 적어도 하나의 송신신호 소거수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 송신신호 소거수단은 송신신호 소거수단에 인입된 송/수신 신호(Tx+Rx)의 일부를 감쇄시켜 분기시킴과 동시에 90˚ 위상 지연시키기 위한 제1커플러와,
    상기 제1커플러를 통하여 분기된 저출력의 송/수신 신호(Tx+Rx)에 대하여 수신신호(Rx)를 제거하고 송신신호(Tx)만을 통과시키기 위한 제1가변 대역저지필터와,
    상기 제1가변 대역저지필터의 송신신호(Tx)를 분기되지 않은 송신신호(Tx)와 동일한 크기로 증폭하기 위한 신호 증폭기와,
    상기 제1커플러로부터 분기되지 않은 송/수신 신호(Tx+Rx)를 분기된 송신신호(Tx)의 반전신호와 일치하도록 시간을 지연시키기 위한 위상지연수단과,
    상기 신호 증폭기의 출력신호를 추가로 90˚ 위상 지연시켜 위상지연수단의 출력신호(Tx+Rx)와 재결합시킴에 의해 분기되지 않은 송신신호(Tx)와 위상 반전된 송신신호(-Tx)는 서로 상쇄시키고 수신신호(Rx) 만을 수신부로 출력시키기 위한 제2커플러로 구성되는 것을 특징으로 하는 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 송신부는 상기 송신신호(Tx)를 초당 수천회의 통과대역을 가변하여 후단으로 전달하는 제1가변필터와, 제1가변필터의 출력을 대전력 증폭하기 위한 파워 증폭기와, 전력 증폭된 송신신호에 포함된 하모닉 성분을 제거하기 위한 하모닉 필터를 포함하며,
    상기 수신부는 송신신호 소거수단으로부터 출력되는 수신신호(Rx) 만을 통과대역으로 하여 수신신호(Rx) 이외의 불요파를 제거하기 위해 통과대역이 가변되는 제2가변필터와, 수신된 미약한 수신신호(Rx)를 저잡음 증폭하기 위한 저잡음 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 송신부와 서큘레이터 사이에 구비되어 송신부로부터 송신신호(Tx)와 함께 발생되어 수신부로 인입되는 수신대역의 노이즈 신호(Nx)만을 감쇄시키기 위한 적어도 하나의 노이즈 신호 감쇄수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 노이즈 신호 감쇄수단은 상기 송신신호(Tx)와 함께 증폭된 노이즈 신호(Nx)와 송신신호(Tx)의 일부를 분기시키고 90˚의 위상차를 부여하기 위한 제3커플러와,
    상기 제3커플러를 통하여 분기된 저출력의 송신/노이즈 신호(Tx+Nx)에 대하여 송신신호(Tx)를 제거하고 노이즈 신호(Nx) 만을 통과시키기 위한 제2가변 대역저지필터와,
    상기 제2가변 대역저지필터의 노이즈 신호(Nx)를 분기되지 않은 노이즈 신호(Nx)와 동일한 크기로 증폭하기 위한 신호 증폭기와,
    상기 제3커플러로부터 분기되지 않은 송신/노이즈 신호(Tx+Nx)를 분기된 노이즈 신호(Nx)와 지연을 같게 함과 동시에 하모닉 성분을 소거하기 위한 하모닉소거/지연라인 필터와,
    상기 신호 증폭기의 출력신호를 추가로 90˚ 위상 지연시켜 하모닉소거/지연라인 필터의 출력신호(Tx+Nx)와 재결합시킴에 의해 분기되지 않은 노이즈 신호(Nx)와 위상 반전된 노이즈 신호(-Nx)는 서로 감쇄시키고 원하는 대출력의 송신신호(Tx) 만을 서큘레이터로 출력시키기 위한 제4커플러로 구성되는 것을 특징으로 하는 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템.
  6. 무선 통신 시스템의 송신부와 수신부를 단일의 안테나에 결합시키기 위한 송/수신부 결합 시스템에 있어서,
    상기 송신부의 출력에 접속되어 송신부로부터 송신신호(Tx)와 함께 발생된 수신대역의 노이즈 신호(Nx)만을 감쇄시키기 위한 노이즈 신호 감쇄수단과,
    상기 노이즈 신호 감쇄수단으로부터 송신신호(Tx)를 수신하여 안테나로 신호손실 없이 전송하고, 안테나로부터 수신된 수신신호(Rx)는 신호손실 없이 타단자로 전송하기 위한 서큘레이터와,
    상기 수신신호(Rx)와 함께 서큘레이터를 통하여 일정한 크기만큼 감쇠된 상태로 인입되는 송신신호(Tx)는 제거하고 수신신호(Rx) 만을 수신부로 전송하기 위한 제1가변필터로 구성되는 것을 특징으로 하는 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 수신부는 상기 제1가변필터로부터 수신된 미약한 수신신호(Rx)를 저잡음 증폭하기 위한 저잡음 증폭기와,
    상기 수신신호(Rx)를 통과대역으로 하여 수신신호(Rx) 이외의 불요파를 제거하기 위해 통과대역이 가변되는 제2가변필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템.
  8. 무선 통신 시스템의 송신부와 수신부를 단일의 안테나에 결합시키기 위한 송/수신부 결합 시스템에 있어서,
    상기 송신부로부터 송신신호(Tx)를 수신하여 후단으로 신호손실 없이 전송하기 위한 제1서큘레이터와,
    상기 제1서큘레이터로부터 송신신호(Tx)를 수신하여 안테나로 신호손실 없이 전송하고, 안테나로부터 수신된 수신신호(Rx)는 신호손실 없이 타단자로 전송하기 위한 제2서큘레이터와,
    각각 상기 제1서큘레이터의 타단자를 통하여 일정한 크기만큼 감쇠된 상태로 인입되는 제1송신신호(Tx1)와 상기 수신신호(Rx)와 함께 제2서큘레이터의 타단자를 통하여 일정한 크기만큼 감쇠된 상태로 인입되는 제2송신신호(Tx2)를 수신하여 제1 및 제2 송신신호(Tx1,Tx2)를 서로 크기는 동일하고 위상이 반전된 2 송신신호(-Tx,Tx)로 변환하기 위한 제1 및 제2 패드와,
    상기 제1 및 제2 패드의 출력신호를 결합시킴에 의해 제1 및 제2 송신신호(Tx1,Tx2)는 소거하고 수신신호(Rx) 만을 후단의 수신부로 전송하기 위한 신호결합수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 제1 및 제2 패드는 적어도 어느 하나가 일 전송신호의 크기를 다른 하나의 전송신호와 동일한 크기로 감쇠시키기 위한 감쇠기와, 신호의 위상을 다른 송신신호와 180˚의 위상차가 나도록 지연시키기 위한 위상지연수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템.
  10. 제9항에 있어서, 상기 위상지연수단은 제1패드에 구비되는 것을 특징으로 하는 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템.
  11. 제8항에 있어서, 상기 송신부는 상기 송신신호(Tx)를 초당 수천회의 통과대역을 가변하여 후단으로 전달하는 제1가변필터와, 제1가변필터의 출력을 대전력 증폭하기 위한 파워 증폭기와, 전력 증폭된 송신신호에 포함된 하모닉 성분을 제거하기 위한 하모닉 필터를 포함하며,
    상기 수신부는 신호결합수단으로부터 출력되는 수신신호(Rx) 만을 통과대역으로 하여 수신신호(Rx) 이외의 불요파를 제거하기 위해 통과대역이 가변되는 제2가변필터와, 수신된 미약한 수신신호(Rx)를 저잡음 증폭하기 위한 저잡음 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한항에 있어서, 상기 송/수신 신호의 송/수신 주파수와 제1 및 제2 가변필터의 통과대역 및 제1 및 제2 가변 대역저지필터의 저지대역은 가변되는 것을 특징으로 하는 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한항에 있어서, 상기 송/수신 신호의 송/수신 주파수는 서로 반전되는 것을 특징으로 하는 서큘레이터를 이용한 송/수신부 결합 시스템.
  14. 송신신호(Tx)를 초당 수천회의 통과대역을 가변하여 후단으로 전달하는 제1가변필터와,
    상기 제1가변필터의 출력을 대전력 증폭하기 위한 파워 증폭기와,
    전력 증폭된 송신신호(Tx)에 포함된 하모닉 성분을 제거하기 위한 하모닉 필터와,
    상기 송신신호(Tx)를 제1단자로 수신하여 제2단자로 신호손실 없이 전송하고, 상기 제2단자로부터 수신된 수신신호(Rx)는 신호손실 없이 제3단자로 전송하기 위한 서큘레이터와,
    상기 서큘레이터의 제2단자에 접속되어 송신신호(Tx)를 대기중으로 방사하고 수신신호(Rx)를 수신하여 서큘레이터로 전달하기 위한 송/수신 공용 안테나와,
    상기 수신신호(Rx)와 함께 서큘레이터를 통하여 일정한 크기만큼 감쇠된 상태로 인입되는 송신신호(Tx)를 적어도 두개로 분로시켜 신호의 크기와 지연시간이 동일하고 위상이 반전된 두개의 송신신호(-Tx,Tx)를 생성하여 재결합시킴에 의해 송신신호(Tx)는 소거하고 수신신호(Rx) 만을 수신부로 전송하기 위한 적어도 하나의 송신신호 소거수단과,
    상기 송신신호 소거수단으로부터 출력되는 수신신호(Rx) 만을 통과대역으로 하여 수신신호(Rx) 이외의 불요파를 제거하기 위해 통과대역이 가변되는 제2가변필터와,
    수신된 미약한 수신신호(Rx)를 저잡음 증폭하기 위한 저잡음 증폭기로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 프론트-엔드.
  15. 제14항에 있어서, 상기 송신부와 서큘레이터 사이에 구비되어 송신부로부터 송신신호(Tx)와 함께 발생되어 수신부로 인입되는 수신대역의 노이즈 신호(Nx)만을 감쇄시키기 위한 노이즈 신호 감쇄수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 프론트-엔드.
  16. 송신신호(Tx)를 초당 수천회의 통과대역을 가변하여 후단으로 전달하는 제1가변필터와,
    상기 제1가변필터의 출력을 대전력 증폭하기 위한 파워 증폭기와,
    전력 증폭된 송신신호(Tx)에 포함된 하모닉 성분을 제거하기 위한 하모닉 필터와,
    상기 하모닉 필터로부터 송신신호(Tx)를 수신하여 후단으로 신호손실 없이 전송하기 위한 제1서큘레이터와,
    상기 제1서큘레이터로부터 송신신호(Tx)를 수신하여 안테나로 신호손실 없이 전송하고, 안테나로부터 수신된 수신신호(Rx)는 신호손실 없이 타단자로 전송하기 위한 제2서큘레이터와,
    각각 상기 제1서큘레이터의 타단자를 통하여 일정한 크기만큼 감쇠된 상태로 인입되는 제1송신신호(Tx1)와 상기 수신신호(Rx)와 함께 제2서큘레이터의 타단자를 통하여 일정한 크기만큼 감쇠된 상태로 인입되는 제2송신신호(Tx2)를 수신하여 제1 및 제2 송신신호(Tx1,Tx2)를 서로 크기는 동일하고 위상이 반전된 2 송신신호(-Tx,Tx)로 변환하기 위한 제1 및 제2 패드와,
    상기 제1 및 제2 패드의 출력신호를 결합시킴에 의해 제1 및 제2 송신신호(Tx1,Tx2)는 소거하고 수신신호(Rx) 만을 후단의 수신부로 전송하기 위한 신호결합수단과,
    상기 신호결합수단으로부터 출력되는 수신신호(Rx) 만을 통과대역으로 하여 수신신호(Rx) 이외의 불요파를 제거하기 위해 통과대역이 가변되는 제2가변필터와,
    수신된 미약한 수신신호(Rx)를 저잡음 증폭하기 위한 저잡음 증폭기로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 프론트-엔드.
  17. 제14항 또는 제16항에 있어서, 상기 송/수신 신호의 송/수신 주파수와 제1 및 제2 가변필터의 통과대역은 가변되는 것을 특징으로 하는 무선 통신 시스템용 프론트-엔드.
  18. 무선 통신 시스템의 송신부와 수신부를 단일의 안테나에 결합시키기 위한 송/수신부 결합 시스템의 송신신호 소거방법에 있어서,
    상기 송신부로부터 수신한 송신신호(Tx)를 수신하여 제1경로를 통하여 안테나로 신호손실 없이 전송하고, 안테나로부터 수신된 수신신호(Rx)는 신호손실 없이 제2경로로 전송하는 제1단계와,
    상기 제2경로를 통하여 일정한 크기만큼 감쇠된 상태로 수신측으로 인입되는 송신신호(Tx)와 수신신호(Rx)의 일부를 90˚ 위상 지연시켜 제3경로로 분로시키는 제2단계와,
    상기 제3경로로 분로된 송신신호(Tx)와 수신신호(Rx) 중에서 수신신호(Rx)를 제거하고 송신신호(Tx)를 분로되지 않은 제2경로의 송신신호(Tx)와 동일한 크기로 증폭하는 제3단계와,
    상기 분로되지 않은 제2경로의 송신신호(Tx)와 수신신호(Rx)를 분로된 제3경로의 송신신호(Tx)와 위상이 180˚ 차이나도록 지연시키는 제4단계와,
    상기 제3경로의 위상 반전된 송신신호(-Tx)를 위상 지연된 제2경로의 송신신호(Tx)와 수신신호(Rx)에 결합시켜 송신신호(Tx)는 소거하고 수신신호(Rx) 만을 수신부로 전송하는 제6단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 송신신호 소거방법.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1단계 이전에 송신신호(Tx)와 함께 발생되어 수신부로 인입되는 수신대역의 노이즈 신호(Nx)만을 감쇄시키는 제6단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 송/수신부 결합 시스템의 송신신호 소거방법.
  20. 무선 통신 시스템의 송신부와 수신부를 단일의 안테나에 결합시키기 위한 송/수신부 결합 시스템의 송신신호 소거방법에 있어서,
    상기 송신부로부터 수신한 송신신호(Tx)를 제1경로로 신호손실 없이 전송함과 동시에 제2경로로 일정한 크기만큼 감쇄된 제1송신신호(Tx1)를 발생하는 단계와,
    상기 송신신호(Tx)를 수신하여 안테나로 신호손실 없이 전송하고, 안테나로부터 수신된 수신신호(Rx)는 신호손실 없이 제3경로로 전송하는 단계와,
    상기 제2경로를 통한 제1송신신호(Tx1)와, 상기 수신신호(Rx)와 함께 상기 송신신호(Tx)에 의해 제3경로를 통하여 일정한 크기만큼 감쇠된 상태로 인입되는 제2송신신호(Tx2)를 수신하여 제1 및 제2 송신신호(Tx1,Tx2)를 서로 크기는 동일하고 위상이 반전된 2 송신신호(-Tx,Tx)로 변환하는 단계와,
    상기 제1 및 제2 송신신호(Tx1,Tx2)를 소거하도록 제2 및 제3 경로의 각 출력신호를 결합시키는 단계로 구성되는 것을 특징으로 하는 송/수신부 결합 시스템의 송신신호 소거방법.
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