KR20010047797A - 핀다이오드를 이용한 송수신스위칭장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무선으로 데이터를 송수신함에 있어서 저가의 핀다이오드를 이용한 간단한 구성으로 송신데이터와 수신데이터를 스위칭할 수 있도록 된 핀다이오드를 이용한 송수신 스위칭장치에 관한 것으로서, 시간분할방식으로 데이터를 송수신하고, 송신할 데이터에 대해 변조처리를 수행하는 송신데이터처리수단과, 안테나를 통해 수신되는 데이터에 대해 복조처리를 수행하는 수신데이터처리수단을 구비한 무선통신단말기에 있어서, 전송타임과 수신타임에 따른 스위칭신호를 생성하여 출력하는 송수신선택수단과, 애노드측이 상기 송수신선택수단의 출력단 및 상기 송신데이터처리수단의 출력단과 결합되어, 상기 송수신선택수단으로부터 인가되는 스위칭신호를 근거로 상기 송신데이터처리수단으로부터 인가되는 송신데이터를 출력 온/오프하기 위한 제 1핀다이오드, 입력측이 상기 제 1핀다이오드의 캐소드측 및 상기 안테나와 결합되어, 상기 제 1핀다이오드로부터 인가되는 송신데이터는 입력차단시키고, 안테나로부터 인가되는 수신데이터는 λ/4변환하여 출력하기 위한 λ/4트랜스포머 및, 애노드측이 상기 λ/4트랜스포머의 출력단과 상기 수신데이터처리부의 입력단에 대해 병렬로 결합되고, 그 캐소드측이 접지되어, 상기 λ/4트랜스포머로부터 인가되는 수신데이터를 수신데이터처리수단으로 인가하기 위한 제 2핀다이오드로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

핀다이오드를 이용한 송수신스위칭장치 {Apparatus for transmitting/receiving switching using pin-diode}

본 발명은 무선통신단말기의 데이터송수신장치에 관한 것으로, 특히 무선으로 데이터를 송수신함에 있어서 저가의 핀다이오드를 이용한 간단한 구성으로 송신데이터와 수신데이터를 스위칭할 수 있도록 된 핀다이오드를 이용한 송수신 스위칭장치에 관한 것이다.

최근, 통신기술이 급속도로 발전되면서 개인이 임의의 장소에서 또는 한 장소에서 다른 장소로 이동하면서 다른 사람과 통신을 행할 수 있도록 무선으로 데이터통신을 수행하는 휴대형 통신단말기가 개발되어 일반화되고 있다.

일반적으로 무선통신시스템에서 통신단말기는 하나의 안테나를 통해 데이터를 무선으로 송수신하는 구조로 구성되어 있고, 통상 무선통신사업자가 소정의 주파수대역을 할당받아 무선통신서비스를 제공하게 되는 바, 무선통신사업자는 통신서비스를 제공하기 위해 송신데이터용 주파수대역과 수신데이터용 주파수대역을 각각 별도로 할당받아 이를 통해 가입자에게 데이터통신서비스를 제공하게 된다.

도1은 일반적인 RF송수신단의 구성을 개략적으로 나타낸 블록구성도이다.

도1에서, 참조번호 1은 데이터송수신을 위한 안테나이고, 2는 이 안테나(1)로부터 인가되는 신호에서 수신주파수대역의 신호를 필터링하여 이후에 설명할 수신데이터처리부(4)로 인가하고, 송신데이터처리부(3)로부터 인가되는 신호는 안테나(1)로 출력하는 듀플렉서, 3은 소정의 제어신호를 근거로 송신할 데이터를 해당 시스템에 적합하도록 데이터변조를 수행하여 출력하기 위한 송신데이터처리부, 4는 소정의 제어신호를 근거로 듀플렉서(2)로부터 인가되는 수신데이터를 복조처리하는 수신데이터처리부, 5는 RF송수신단의 전반적인 제어동작을 수행하는 송수신제어부이다.

즉, 상기한 구성으로 된 RF송수신단은 듀플렉서(2)를 통해 송신주파수대역과 수신주파수대역의 주파수대역을 분할하여 처리함으로써, 안테나(1)를 통해 송수신되는 무선데이터를 스위칭하도록 구성되어 있다.

그러나, 상기한 듀플렉서(2)의 경우에는 그 가격이 고가이고, 이는 주파수대역을 필터링함으로써 송신데이터와 수신데이터를 분리하도록 구성된 것으로, 송신데이터용 주파수대역과 수신데이터용 주파수대역이 서로 상이한 경우에만 이용이 가능한 장치이다.

한편, 현재에는 통신서비스의 질이 향상됨과 더불어, 통신자원인 주파수를이용한 통신기술의 범위가 점차 확대됨에 따라 동일 주파수대역을 통해 데이터를 송수신하는 무선통신시스템이 요구되게 되는 바, 도 1에 도시된 RF송수신단의 구성은 동일주파수대역을 통해 데이터를 송수신하는 무선통신시스템에는 적용이 어렵게 되는 문제가 있게 된다.

이에, GaAs트랜지스터 소자로 구성되어, 송신데이터와 수신데이터를 스위칭하는 송수신스우칭수단이 개발되어 상용화되고 있으나, 이는 고가의 GaAs소자로 구성됨에 따라 타사의 제품에 비해 가격경쟁력이 약화되게 되는 문제가 있게 된다.

이에, 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 창출된 것으로서, 저가의 핀다이오드를 이용하여 송수신데이터 스위칭기능을 수행하도록 함과 더불어, 동일 주파수대역을 통해 송수신데이터를 전송하는 경우에도 송수신데이터의 스위칭이 가능하도록 된 핀다이오드를 이용한 송수신 스위칭장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도1은 일반적인 RF송수신단의 구성을 개략적으로 나타낸 블록구성도.

도2는 본 발명에 따른 송수신스위칭장치의 구성을 나타낸 블록구성도.

도3은 도2에 도시된 송수신스위칭장치의 구체적인 구성을 나타낸 회로도.

*** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ***

31 : 송수신선택부, 32 : 송신데이터치리부,

33 : 제 1핀다이오드(PD1), 34 : 정합수단,

35 : 안테나, 36 : λ/4트랜스포머,

37 : 제 2핀다이오드(PD2), 38 : 수신데이터처리부.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 핀다이오드를 이용한 송수신 스위칭장치는, 시간분할방식으로 데이터를 송수신하고, 송신할 데이터에 대해 변조처리를 수행하는 송신데이터처리수단과, 안테나를 통해 수신되는 데이터에 대해 복조처리를 수행하는 수신데이터처리수단을 구비한 무선통신단말기에 있어서, 전송타임과 수신타임에 따른 스위칭신호를 생성하여 출력하는 송수신선택수단과, 애노드측이 상기 송수신선택수단의 출력단 및 상기 송신데이터처리수단의 출력단과 결합되어, 상기 송수신선택수단으로부터 인가되는 스위칭신호를 근거로 상기 송신데이터처리수단으로부터 인가되는 송신데이터를 출력 온/오프하기 위한 제 1핀다이오드, 입력측이 상기 제 1핀다이오드의 캐소드측 및 상기 안테나와 결합되어, 상기 제 1핀다이오드로부터 인가되는 송신데이터는 입력차단시키고, 안테나로부터 인가되는 수신데이터는 λ/4변환하여 출력하기 위한 λ/4트랜스포머 및, 애노드측이 상기 λ/4트랜스포머의 출력단과 상기 수신데이터처리부의 입력단에 대해 병렬로 결합되고, 그 캐소드측이 접지되어, 상기 λ/4트랜스포머로부터 인가되는 수신데이터를 수신데이터처리수단으로 인가하기 위한 제 2핀다이오드로 구성된 것을 특징으로 한다.

즉, 상기한 바에 의하면, 시간분할방식으로 데이터를 송수신하는 무선통신단말기에서, 저가의 핀다이오드를 이용한 간단한 회로구성으로 동일대역의 송수신데이터를 스위칭할 수 있도록 된 송수신스위칭장치를 구현할 수 있게 된다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 설명한다.

도2는 본 발명에 따른 핀다이오드를 이용한 송수신스위칭장치의 내부구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

도2에서, 참조번호 31은 마이크로프로세서(미도시)로부터 인가되는 제어신호를 근거로 본 스우칭수단의 동작을 제어하는 송/수신선택부이고, 32는 안테나(35)를 통해 송신할 데이터에 대해 변조처리하여 출력하기 위한 송신데이터처리부, 33은 애노드측이 상기 송수신선택부(31)의 출력단 및 송신데이터처리부(32)의 출력단과 결합되고, 상기 송수신선택부(31)로부터 인가되는 스위칭신호를 근거로 상기 송신데이터처리부(32)로부터 인가되는 송신데이터의 출력을 온/오프제어하는 제 1핀다이오드이다.

또한, 참조번호 34는 안테나(35)와 본 장치간의 임피던스정합을 위한 정합수단이고, 35는 데이터를 무선으로 송수신하기 위한 안테나, 36은 λ/4트랜스포머로서, 스미스챠트상에서 볼 때, 전기적으로 입력측이 오픈(Open)상태인 경우 그 출력측은 쇼트(Short)상태를 갖는 특성을 가지며, 이는 본 발명에 있어서, 입력측이 상기 제 1핀다이오드(33)의 캐소드측과 상기 안테나(35)에 병렬로 결합되어, 상기 제 1핀다이오드(33)로부터 인가되는 송신데이터는 입력차단하고, 안테나(35)로부터 인가되는 수신데이터는 λ/4변환하여 출력하게 된다.

그리고, 참조번호 37은 애노드측이 상기 λ/4트랜스포머(36)의 출력단 및 이후에 설명할 수신데이터처리부(39)의 입력단과 병렬로 결합되고 캐소드측은 접지되어, 상기 λ/4트랜스포머(36)로부터 인가되는 수신데이터를 수신데이터처리부(39)로 인가하는 제 2핀다이오드, 38은 안테나(35)를 통해 수신되는 데이터에 대해 소정의 복조처리를 수행하는 수신데이터처리부이다.

한편, 도 3은 도2에 도시된 송수신스위칭장치의 구체적인 구성을 나타낸 회로도이다.

즉, 도4에 도시된 바와 같이, 마이크로프로세서와 결합되는 송수신선태부(31)의 입력단이 임피던스매칭용 저항(R1)을 통해 제 1트랜지스터(TR1)의 베이스단과 결합되고, 이 제 1트랜지스터(TR1)의 콜렉터단과 에미터단은 접지와 결합하되, 제 1트랜지스터(TR1)의 에미터단과 접지사이에는 저항(R2)과 바이패스용 콘덴서(C1)가 직렬로 결합되며, 또한 이 저항(R2)과 바이패스용 콘덴서(C1) 사이의 접속노드는 제 2트랜지스터(TR2)의 베이스단과 결합되게 된다.

그리고, 상기 제 2트랜지스터(TR2)의 콜렉터단은 전원전압(Vcc)과 결합되고, 에미터단은 저항(R3,R4)과 병렬로 결합되되, 저항(R3)의 타단은 접지와 결합되고, 저항(R4)의 타단은 제 1핀다이오드(PD1)의 애노드측과 결합되어 구성된다.

한편, 상기 제 1핀다이오드(PD1)는 애노드측이 상기 제 2트랜지스터(TR2)의 에미터측에 결합된 저항(R4)과 송신데이터처리부(32)와 결합된 콘덴서(C2)와 병렬접속되고, 그 캐소드측은 노이즈제거용 인덕터(L1)와 제 2핀다이오드(PD2)가 직렬로 접속되면서, 접지된 바이패스용 콘덴서(C3, C4)와 각각 병렬로 접속되며, 또한 안테나(35)와 직렬접속된 커플링 콘덴서(C5)와 병렬로 접속된다.

그리고, 상기 제 1핀다이오드(PD1)와 접속된 커플링 콘덴서(C5)는 접지된 바이패스콘덴서(C6)과 임피던스매칭용 저항(R5)에 대해 병렬로 접속된다.

한편, 상기 제 1핀다이오드(PD1)와 접속된 인덕터(L1)를 통해 접속되는 제 2핀다이오드(PD2)의 애노드측은 인덕터(L1)와의 접속노드에 밴드패스필터(BPF)가 병렬로 접속되고, 캐소드측은 접지와 결합하되, 그 사이에 인덕터(L2)와 콘덴서(C7)가 병렬로 결합되어 구성된 LC공진회로가 병렬접속되어 구성되게 된다.

이어, 상기한 구성으로 된 장치의 동작을 설명한다.

본 발명에 적용되는 무선통신시스템에서는 마이크로프로세서(미도시)로부터 전송타임과 수신타임에 따른 송수신타임정보가 출력되게 되는 바, 마이크로프로세서로부터 출력되는 송수신타임정보는 송수신선택부(31)의 입력으로 인가되게 된다.

그리고, 송수신선택부(31)에서는 마이크로프로세서로부터 인가되는 송수신타임정보를 근거로 송수신스위칭신호를 생성하여 출력하게 되는데, 이때 전송타임에는 하이(High)신호를 출력하게 되고, 수신타임에는 로우(Low)신호를 출력하게 된다.

예컨대, 마이크로프로세서로부터 하이신호가 인가되게 되면, 제 1트랜지스터(TR1)와 제 2트랜지스터(TR2)가 온상태가 되므로, 출력되는 신호는 전송타임에 해당하는 하이신호가 되고, 마이크로프로세서로부터 로우신호가 인가되게 되면, 제 1트랜지스터(TR1)와 제 2트랜지스터(TR2)가 오프상태가 되므로 송수신선택부(31)로부터 출력되는 신호는 수신타임에 해당하는 로우신호가 되게 된다.

한편, 상기 송수신선택부(31)로부터 출력되는 송수신스위칭신호는 제 1핀다이오드(33)의 애노드측으로 인가되게 되는 바, 송수신선택부(31)로부터 출력되는 신호가 전송타임에 해당하는 신호 즉, 하이신호인 경우에는 제 1핀다이오드(33)는 온(ON)상태가 되어 송신데이터처리부(32)로부터 인가되는 신호가 제 1핀다이오드(33)를 통해 다음단으로 출력되게 되고, 송수신선택부(31)로부터 출력되는 신호가 수신타임에 해당하는 신호 즉, 로우신호인 경우에는 제 1핀다이오드(33)가 오프(OFF)상태가 되므로 송신데이터처리부(32)로부터 인가되는 신호는 그 출력이 차단되게 된다.

그리고, 전송타임인 경우 제 1핀다이오드(33)를 통해 출력되는 전송신호는 λ/4트랜스포머(36)에 의해 정합수단(34)으로 인가되어 안테나(35)를 통해 출력되게 되는데, 여기서 상기 λ/4트랜스포머(36)는 그 전기적인 특성상 입력지점, 즉(A)점에서의 전기적인 상태가 오픈(Open)상태인 경우 그 출력지점, 즉 (B)점에서의 전기적인 상태는 쇼트(Short)상태가 되게 되므로, 전송타임인 경우 (A)점에서의 상태는 오픈상태가 되기 때문에 송신데이터처리부(32)로부터 출력되는 신호는 정합수단(34)으로 출력되게 된다.

한편, 수신타임의 경우에는 제 1핀다이오드(33)가 오프상태로 되게 되는 바, 송신데이터처리부(32)로부터 출력되는 신호는 제 1핀다이오드(33)에 의해 그 출력이 차단되게 되며, 따라서 안테나(35)로부터 소정의 신호가 수신되게 되는 경우, 이 수신신호는 정합수단(34)을 거쳐 λ/4트랜스포머(36)로 인가되게 된다. 그리고, 제 2핀다이오드(37)의 캐소드측이 접지되어 있으므로, 안테나(35)로부터 수신되는 수신신호는 수신데이터처리부(38)로 인가되게 된다. 이때, 상기 λ/4트랜스포머(36)를 구성하는 인덕터(L1)와 콘덴서(C3,C4)의 값에 따라 수신데이터의 신호대역이 설정되게 된다. 즉, λ/4트랜스포머는 안테나(35)로부터 수신되는 수신데이터중에서 해당 통신시스템에 할당된 수신대역의 데이터만을 출력하게 된다.

그리고, 상기 λ/4트랜스포머(36)로부터 출력되는 데이터는 캐소측이 접지된 제 2핀다이오드(37)에 의해 밴드패스필터( BPF)를 통해 수신데이터처리부(38)로 인가되게 된다.

즉, 시간분할방식으로 데이터를 송수신하는 무선통신단말기에서, 송신단에 순방향의 핀다이오드를 구비하고, 수신단에 λ/4트랜스포머를 구비함과 더불어, 상기 핀다이오드와 λ/4트랜스포머의 접속노드에는 안테나를 결합하도록 구성함으로써, 전송타임에는 송신데이터를 안테나를 통해 송출하도록 하고, 수신타임에는 안테나로부터 수신되는 데이터를 수신할 수 있게 된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 저가의 핀다이오드를 이용한 간단한 회로구성으로 동일대역의 송수신신호를 스위칭할 수 있게 된다.

한편, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형 실시할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면 시간분할방식으로 데이터를 송수신하는 무선통신단말기에서, 저가의 핀다이오드를 이용한 간단한 회로구성으로 동일대역의 송수신신호를 스위칭할 수 있도록 된 송수신스위칭장치를 구현할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 시간분할방식으로 데이터를 송수신하고, 송신할 데이터에 대해 변조처리를 수행하는 송신데이터처리수단과, 안테나를 통해 수신되는 데이터에 대해 복조처리를 수행하는 수신데이터처리수단을 구비한 무선통신단말기에 있어서,

   전송타임과 수신타임에 따른 스위칭신호를 생성하여 출력하는 송수신선택수단과,

   애노드측이 상기 송수신선택수단의 출력단 및 상기 송신데이터처리수단의 출력단과 결합되어, 상기 송수신선택수단으로부터 인가되는 스위칭신호를 근거로 상기 송신데이터처리수단으로부터 인가되는 송신데이터를 출력 온/오프하기 위한 제 1핀다이오드,

   입력측이 상기 제 1핀다이오드의 캐소드측 및 상기 안테나와 결합되어, 상기 제 1핀다이오드로부터 인가되는 송신데이터는 입력차단시키고, 안테나로부터 인가되는 수신데이터는 λ/4변환하여 출력하기 위한 λ/4트랜스포머 및,

   애노드측이 상기 λ/4트랜스포머의 출력단과 상기 수신데이터처리부의 입력단에 대해 병렬로 결합되고, 그 캐소드측이 접지되어, 상기 λ/4트랜스포머로부터 인가되는 수신데이터를 수신데이터처리수단으로 인가하기 위한 제 2핀다이오드로 구성된 것을 특징으로 하는 핀다이오드를 이용한 송수신스위칭장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 안테나와 제 1핀다이오드의 접속노드간에는 신호정합을 위한 위한 정합수단이 구비되어 구성된 것을 특징으로 하는 핀다이오드를 이용한 송수신스위칭장치.