KR20010097032A - Transmitting and receiving circuit device for use for microwave communication - Google Patents

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KR20010097032A
KR20010097032A KR1020000020766A KR20000020766A KR20010097032A KR 20010097032 A KR20010097032 A KR 20010097032A KR 1020000020766 A KR1020000020766 A KR 1020000020766A KR 20000020766 A KR20000020766 A KR 20000020766A KR 20010097032 A KR20010097032 A KR 20010097032A
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splitter
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김화열
박상원
이성우
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김화열
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Abstract

본 발명에 따르면, 전파를 송·수신하는 전파 송·수신부에 결합하여 무선 통신 기기의 크기를 줄이고, 가격을 낮출 수 있는 송수신 분리용 하이브리드, 간단하고 수율이 높을 뿐만 아니라 변환손실을 줄일 수 있는 전계효과 트랜지스터를 이용한 주파수 혼합기, 전계효과 트랜지스터 증폭기에 직접 변조를 하는 간단한 구조의 진폭편이 변조기가 구비된 무선 송수신 장치가 제공된다.According to the present invention, it is combined with a radio transmission and reception unit for transmitting and receiving radio waves to reduce the size of the wireless communication device, the transmission and reception hybrid that can lower the price, the electric field that is simple and high yield, and also can reduce the conversion loss Provided are a wireless mixer having an amplitude shift modulator having a simple structure that directly modulates a frequency mixer using an effect transistor and a field effect transistor amplifier.

Description

마이크로파 통신용 무선 송수신 회로 장치 {TRANSMITTING AND RECEIVING CIRCUIT DEVICE FOR USE FOR MICROWAVE COMMUNICATION}Wireless transceiver circuit device for microwave communication {TRANSMITTING AND RECEIVING CIRCUIT DEVICE FOR USE FOR MICROWAVE COMMUNICATION}

본 발명은 무선 마이크로파 통신용 장비의 무선모듈에 적용되어 송·수신 주파수가 가까울 때 송·수신 분리를 위한 역할로 사용하는 하이브리드기(Hybrid 기: 4선식을 2선식으로, 2선식을 4선식으로 합하고 분해하는 회로)와, 주파수 혼합기(믹서) 및 진폭천이(ASK) 변조회로부(증폭기)가 구비된 송수신 회로 장치에 관한 것이다.The present invention is applied to a wireless module of the equipment for wireless microwave communication and used as a role for separation of transmission and reception when the transmission and reception frequency is close (Hybrid group: 4-wire to 2-wire, 2-wire to 4-wire and And a frequency mixer (mixer) and an amplitude shifting (ASK) modulation circuit section (amplifier).

일반적으로, 무선통신 기기에는 듀플렉서(duplexer) 역할을 하는 서큘레이터(CIRCULATOR)와, 주파수혼합기, 증폭기 및 변조기가 장착되어 있다. 이러한 무선통신기기는 송·수신 주파수 대역이 거의 같거나 가까울 때 서큘레이터가 사용되는데, 서큘레이터는 가까운 송수신 주파수를 분리하여 주파수 분할 통신이 가능하게 한다. 그렇지만, 분리도가 20데시벨 정도이고, 마이크로파와 같은 높은 주파수에서는 제조가 힘들며 분리도가 나빠지고 가격이 비싸진다.In general, a wireless communication device is equipped with a circulator (CIRCULATOR) that acts as a duplexer, a frequency mixer, an amplifier and a modulator. The wireless communication device uses a circulator when the transmission and reception frequency bands are almost the same or close to each other, and the circulator separates the transmission and reception frequencies close to each other to enable frequency division communication. However, separation is around 20 decibels, and manufacturing is difficult at high frequencies, such as microwaves, resulting in poor isolation and high cost.

시분할 통신의 경우 송·수신 분리를 위해 송·수신 전환스위치를 사용하지만, 이때 사용되는 전계효과 트랜지스터(FET)나 핀다이오드(PIN DIODE)는 가격이 비싸고 주파수가 올라갈수록 손실이 있고 분리도가 나쁘다.In the case of time division communication, a transmission / reception switch is used to separate the transmission and reception, but the field effect transistor (FET) or the pin diode (PIN DIODE) used at this time is more expensive, and the frequency is higher, the loss and the separation are worse.

한편, 통상, Ask 변조 시 스위칭 소자로 핀다이오드(PIN Diode)나 FET 스위치(Switch) 등을 별도로 사용한다. 그런데, 회로가 간단하고 가격이 낮으며, 삽입손실이 없애는 것이 요구된다.In general, a pin diode or a FET switch is separately used as a switching element in Ask modulation. However, a simple circuit, low cost, and elimination of insertion loss are required.

또한, 무선 통신 회로 장치에서는 믹서를 사용한다. 통상 믹서는 수동소자로는 다이오드를 사용하고 능동소자로는 FET를 사용한다. 수동형태의 믹서는 안정적이나 변환손실이 있고 능동 혼합기는 변환이득이 있어 시스템의 크기를 줄일 수 있지만 발진하기 쉽고 생산성이 떨어진다. 따라서, 안정되게 구동되고 국부발진기의 신호에 의해 변환이득도 가능한 구성이 요구된다.In addition, a mixer is used in the radio communication circuit device. In general, a mixer uses a diode as a passive element and an FET as an active element. Passive mixers are stable but have a loss of conversion, while active mixers have conversion gains that reduce the size of the system but are easy to oscillate and less productive. Therefore, there is a need for a configuration that is stably driven and capable of conversion gain by the signal of the local oscillator.

이러한 종래 기술의 문제를 고려한 본 발명의 목적은, 별도의 서큘레이터를 요구하지 않으면서도 높은 주파수(예를 들면 마이크로파)에서 송·수신 분리할 수 있는 하이브리드 분파기가 마련된 무선 송수신 회로장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a wireless transmit / receive circuit device provided with a hybrid splitter capable of transmitting and receiving at a high frequency (for example, microwaves) without requiring a separate circulator. .

본 발명의 다른 목적은 초고주파에서 핀다이오드나 MMIC 소자를 사용할 필요 없이 전계효과 트랜지스터를 이용하여 직접변조 수행하는 진폭 천이 변조 증폭기가 구비된 무선 송수신 회로장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a wireless transmit / receive circuit device having an amplitude shift modulation amplifier that directly modulates a field effect transistor without using a pin diode or an MMIC element at an ultra-high frequency.

본 발명의 다른 목적은 능동소자인 전계효과 트랜지스터가 구비되어 변환손실을 줄이면서도 안정적인 주파수 혼합기(믹서)가 구비된 무선 송수신 회로장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a wireless transmit / receive circuit device equipped with a field effect transistor which is an active element and having a stable frequency mixer (mixer) while reducing conversion loss.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 송수신 회로 장치의 구성도1 is a block diagram of a transmission and reception circuit device according to an embodiment of the present invention;

도 2는 도 1의 회로 장치 중 증폭기의 구성도2 is a configuration diagram of an amplifier in the circuit device of FIG.

도 3은 도 1의 회로 장치 중 믹서의 구성도3 is a block diagram of a mixer in the circuit device of FIG.

도 4 및 도 5는 도 1의 회로 장치 중 하이브리드기의 구성도4 and 5 are configuration diagrams of a hybrid device in the circuit device of FIG.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10: 무선 송수신 회로 장치 12: 안테나10: radio transceiver circuit device 12: antenna

14: 제1 대역통과 필터 16: 분파기14: first bandpass filter 16: splitter

20: 저잡음 증폭기 22, 200: 믹서20: low noise amplifier 22, 200: mixer

34: 변조 증폭기34: modulation amplifier

본 발명의 일 측면에 따르면, 무선 통신 장비에 사용되며 안테나와, 분파기와, 믹서와, 다수의 필터와, 발진기와, 변조 증폭기가 구비된 송수신 회로장치에 있어서, 상기 분파기는 하이브리드기인 것을 특징으로 하는 무선 송수신 회로장치가 제공된다. 송·수신 분리를 위한 하이브리드기(Hybrid)로는 대칭 및 비대칭 방식이 있으며, 전력 분배기와 90。하이브리드, 180。 하이브리드를 사용할 수 있다. 송·수신 주파수가 가까울 경우 종래에는 서큘레이터를 사용했는데, 초고주파에서는 25데시벨 이상의 분리도를 확보하기 힘들었다. 본 발명의 하이브리드 분파기는 초고주파(예를 들면, 6 GHz 이상)에서 35데시벨 이상의 분리도를 확보할 수 있어, 주파수분할 및 시분할 시스템에도 적용할 수 있다.According to an aspect of the present invention, in the transmission and reception circuit device provided with an antenna, a splitter, a mixer, a plurality of filters, an oscillator, and a modulation amplifier, which is used in wireless communication equipment, the splitter is a hybrid device. A wireless transmission and reception circuit device is provided. Hybrids for transmission and reception separation are symmetrical and asymmetrical, and power dividers and 90 ° hybrids and 180 ° hybrids can be used. When the transmit and receive frequencies are close, the circulator is used in the past, but it is difficult to secure a separation degree of more than 25 decibels at the ultra-high frequency. The hybrid splitter of the present invention can secure separation of 35 decibels or more at very high frequencies (for example, 6 GHz or more), and can be applied to frequency division and time division systems.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 무선 통신 장비에 사용되며 안테나와, 분파기와, 믹서와, 다수의 필터와, 발진기가 구비된 송수신 회로장치에 있어서, 상기 발진기와 상기 분파기 사이에 위치하는 전력증폭기를 더 구비하되, 상기 전력증폭기는 전계효과 트랜지스터로 구성되며, 상기 전계효과 트랜지스터의 게이트-소스 사이의 전압은 음전압의 데이터가 인가되는 것을 특징으로 하는 무선 송수신 회로장치가 제공된다. 본 발명의 전계효과 트랜지스터 증폭기는 게이트 전압을 제어하여 진폭천이 변조기를 별도의 변조기 없이 구현한 변조기이다. FET의 게이트단자는 바이어스 전압 인가회로(바이어스 회로)에 연결되어, 바이어스 회로에 의해 데이터가 타 회로에 영향을 주거나 받지 않게 된다. 본 발명의 일 실시예에서 게이트 전압은 데이터가 없을 경우 0(zero)V이며, 데이터가 들어오면서 전계효과 트랜지스터의 게이트 바이어스 전압을 낮은 부전압으로 걸리게 함으로써, 소자가 0V 이상의 게이트 바이어스에 의해 파괴되는 것이 방지되고, 변조의 깊이(Modulation depth)를 20데시벨 이상이 되도록 설계할 수 있다. 실시예에서는 부전압을 얻어내기 위해 고속연산 증폭기(High Speed Operation Amplifier)를 이용하였다. 또한 게이트전압을 핀치오프보다 낮게 걸어서 증폭기를 스위칭시키면 무신호시에는 별도의 송신 증폭기 제어가 필요 없어 전력소모를 줄일 수 있다.According to another aspect of the present invention, in a transmission and reception circuit device, which is used in a wireless communication equipment and is provided with an antenna, a splitter, a mixer, a plurality of filters, and an oscillator, the power located between the oscillator and the splitter. The apparatus further includes an amplifier, wherein the power amplifier comprises a field effect transistor, and the voltage between the gate and the source of the field effect transistor is provided with a wireless transmission / reception circuit device, characterized in that data of negative voltage is applied. The field effect transistor amplifier of the present invention is a modulator that implements an amplitude shift modulator without a separate modulator by controlling a gate voltage. The gate terminal of the FET is connected to a bias voltage application circuit (bias circuit), so that data is not influenced or received by other circuits by the bias circuit. In one embodiment of the present invention, the gate voltage is 0 (zero) V when there is no data, and as the data enters, the gate bias voltage of the field effect transistor is applied at a low negative voltage, whereby the device is destroyed by a gate bias of 0V or more. Can be prevented, and the modulation depth can be designed to be 20 decibels or more. In the embodiment, a high speed operation amplifier was used to obtain a negative voltage. In addition, switching the amplifier with the gate voltage lower than the pinch-off reduces power consumption by eliminating the need for a separate transmit amplifier control when there is no signal.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 무선 통신 장비에 사용되며 안테나와, 분파기와, 믹서와, 다수의 필터와, 발진기와, 변조 증폭기가 구비된 송수신 회로장치에 있어서, 상기 믹서는 전계효과 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 송수신 회로장치가 제공된다. 본 발명의 전계효과 트랜지스터를 이용한 주파수 혼합기(믹서)는 능동소자를 이용하였지만 일반적인 능동주파수 혼합기에 비해 안정된동작을 할뿐만 아니라, 수동 소자인 다이오드 주파수 혼합기와 달리 변환손실이 0(zero) 데시벨 정도로 작게 구현 가능하다. 그러므로, 저잡음 증폭기(LNA : Low Noise Amplifier)의 이득을 작게 하여도 전체 시스템의 잡음지수가 크게 악화되지 않으므로 시스템의 크기 및 가격을 줄일 수 있다.According to another aspect of the present invention, in a transmission and reception circuit device for use in wireless communication equipment and equipped with an antenna, a splitter, a mixer, a plurality of filters, an oscillator, and a modulation amplifier, the mixer is a field effect transistor. Provided is a wireless transceiver circuit device, which is configured. The frequency mixer (mixer) using the field effect transistor of the present invention uses an active element, but not only performs a stable operation compared to a general active frequency mixer, but also has a conversion loss as small as zero decibels unlike a diode frequency mixer, which is a passive element. It can be implemented. Therefore, even if the gain of the low noise amplifier (LNA) is reduced, the noise figure of the entire system is not significantly deteriorated, thereby reducing the size and cost of the system.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 실시예에서는 지능교통망 시스템에서 사용하기 위해 자동차에 장착되는 송수신장치를 들어 설명한다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the embodiment of the present invention will be described for the transmission and reception device mounted on the vehicle for use in the intelligent transportation network system. However, the present invention is not limited thereto.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무선 송수신 회로 장치(10)에는 안테나(12)가 구비된다. 안테나(12)는 무선 신호의 송수신을 위한 것으로서, 마이크로 스트립 안테나를 이용하는 것이 바람직하다. 안테나(12)에는 차례로 제1 대역통과 필터(14)와 분파기(16)가 연결된다. 본 실시예에서는 분파기로서 하이브리드기를 사용한다. 이 분파기(16)는 송·수신 분리를 해준다.Referring to FIG. 1, an antenna 12 is provided in a wireless transceiver circuit device 10 according to an embodiment of the present invention. The antenna 12 is for transmitting and receiving a radio signal, it is preferable to use a micro strip antenna. The first bandpass filter 14 and the splitter 16 are in turn connected to the antenna 12. In this embodiment, a hybrid device is used as the splitter. This splitter 16 separates transmission and reception.

분파기(16)에는 저잡음 증폭기(LNA: LOW Noise Amplifier)(20)와 믹서(22)가 차례로 연결된다. 미약한 신호를 저잡음 증폭시키는 저잡음 증폭기(20)의 양쪽에 대역제한필터(BRF: Band Rejection Filter)(18)가 위치한다. 주파수분할 시스템에서 BRF(18)로는 Q 팩터(Quility Factor)가 큰 유전체공진기나 머리핀 구조의 필터를 사용하는데, 수신단에 송신신호가 크게 들어오지 않도록 하기 위하여 사용한다.The splitter 16 is sequentially connected to a low noise amplifier (LNA) 20 and a mixer 22. Band Rejection Filters (BRFs) 18 are located on both sides of the low noise amplifier 20 for low noise amplifying weak signals. In the frequency division system, the BRF 18 uses a dielectric resonator or a hairpin filter having a large Q factor, which is used to prevent a large transmission signal from being received at the receiving end.

믹서(22)로부터는 차례로, 저역통과 필터(LPF: LOW PASS FILTER)(24), 중간주파 증폭기(IF AMP)(26), 제2 대역통과 필터(28)가 연결되며 최종적으로 변조된 신호를 복조하기 위한 검파기(Detector)(30)가 차례로 연결된다. 한편, 믹서(22)에는, 원하는 주파수 신호를 발생하고 고정시키며 주파수를 채널에 따라 변화 시켜주는 장치인 위상동기제어 전압제어 발진기(PLL VCO: Phase Locked Loop Voltage Controlled Oscillator)(32)가 연결되어 있다. 한편, 오실레이터(32)는 버퍼 앰프(33)를 통하여 전력증폭기(HPA: High Power Amplifier (진폭천이 변조 증폭기))(34)로 연결되는데, 변조 증폭기(34)는 분파기(16)에 연결된다. 이 증폭기(34)에는 고속연산 OP 앰프(38)가 연결된다. 상기 믹서(Mixer)(22)는 전계효과 트랜지스터를 이용해 고주파신호를 IF(중간주파수)로 변환시키는 장치이다. 상기 OP 앰프(38)에서는 연산증폭기로 고속소자를 이용해서 고속데이터 전송시 데이터가 왜곡되지 않도록 하는 것이 바람직하며, 바이어스 전압을 조절하여 변조 증폭기(34)의 전계효과 트랜지스터의 게이트 단자에 양전압이 걸리지 않도록 해준다.From the mixer 22, a low pass filter (LPF: LOW PASS FILTER) 24, an intermediate frequency amplifier (IF AMP) 26, and a second band pass filter 28 are connected, and finally the modulated signal is received. A detector 30 for demodulation is connected in turn. On the other hand, the mixer 22 is connected to a phase locked loop voltage controlled oscillator (PLL VCO) 32, which is a device for generating and fixing a desired frequency signal and for changing the frequency according to a channel. . On the other hand, the oscillator 32 is connected to a high power amplifier (HPA: 34) through the buffer amplifier 33, the modulation amplifier 34 is connected to the splitter 16. . The amplifier 34 is connected to a high speed operation OP amplifier 38. The mixer 22 is a device for converting a high frequency signal into an IF (intermediate frequency) using a field effect transistor. In the OP amplifier 38, it is preferable that data is not distorted during high-speed data transmission by using a high-speed device as an operational amplifier. A positive voltage is applied to the gate terminal of the field effect transistor of the modulation amplifier 34 by adjusting the bias voltage. Do not get caught.

한편, 제1 및 제2 대역통과 필터는 원하는 대역의 주파수만 통과시키기 위하여 사용하는데, 표면탄성파 필터, 세라믹 필터, 수정 필터 등을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 송수신 장치의 구성 중 (1) 진폭편이 증폭기, (2) 믹서, (3) 하이브리드 분파기를 제외한 구성 및 연결관계는 통상의 무선 송수신 장치와 유사하다.On the other hand, the first and second bandpass filters are used to pass only the frequency of the desired band, it is preferable to use a surface acoustic wave filter, a ceramic filter, a quartz filter and the like. Among the configurations of the transceiver, the configuration and connection relationship except for (1) the amplitude shift amplifier, (2) the mixer, and (3) the hybrid splitter are similar to those of the conventional radio transceiver.

더 상세히 그 구성을 설명하면, 본 송수신 회로장치(10)는 수신시 마이크로 스트립 안테나(12)로부터 5.845 GHz(기가헤르쯔)의 마이크로파를 수신하여 밴드패스 필터(14)를 거처 원하는 대역의 주파수만을 통과시키고, 송신신호와 수신신호를 분리시키기 위하여 사용하는 하이브리드 분파기(16)를 통과한다.In more detail, the transmission / reception circuit device 10 receives a microwave of 5.845 GHz (gigahertz) from the microstrip antenna 12 at the time of reception and passes only a frequency of a desired band via the bandpass filter 14. And a hybrid splitter 16 used to separate the transmission signal and the reception signal.

도 4 및 도 5를 참조하여 이 하이브리드 분파기(100, 150)를 설명한다. 하이브리드 분파기(16)는 송신 주파수와 수신 주파수를 분리하기 위하여 사용한다. 하이브리드 분파기(6)는 원형 패턴(102)의 180도로 마주보는 위치에 안테나단(104)과 수신단(RX)(106)이 배치된다. 수신단(106)에서 시계 방향으로 저항(R108)(바람직하기로는 50옴)을 통하여 접지된 접지단(108)과 송신단(TX)(110)이 등간격으로 배치된다. 송신신호는 송신단(110)에서 안테나단(104)으로, 수신신호는 안테나단(104)으로부터 수신단(106)으로만 통과된다.4 and 5, the hybrid splitters 100 and 150 will be described. The hybrid splitter 16 is used to separate the transmission frequency and the reception frequency. In the hybrid splitter 6, an antenna end 104 and a receiver end RX 106 are disposed at a position facing 180 degrees of the circular pattern 102. The ground terminal 108 and the transmitting terminal TX 110 which are grounded through the resistor R108 (preferably 50 ohms) in the clockwise direction at the receiving terminal 106 are disposed at equal intervals. The transmission signal passes from the transmitting end 110 to the antenna end 104 and the receiving signal passes from the antenna end 104 to the receiving end 106 only.

통상, 수신신호와 비교하여 송신신호의 세기가 상당히 크게 되는데, 이 신호가 수신단으로 유입되어 저잡음 증폭기에서 송신신호가 증폭되는 현상으로 인하여, 수신신호의 세기가 작아지는 현상과 저잡음 증폭기의 고장을 유발할 수 있다. 따라서, 송신신호의 수신단 유입을 최소화하여야 하는데, 이를 아이솔레이션이라 하며 충분한 아이솔레이션을 확보하여야 한다. 보통의 회로에서는 송·수신 아이솔레이션을 확보하기 위하여 듀플렉서나 서큘레이터를 사용하는데, 높은 주파수에서 충분한 아이솔레이션을 확보하기 힘들고, 가격이 비싸지는 단점이 있는가 하면, 송·수신 주파수의 간격이 작을수록 아이솔레이션을 확보할 수 있는 필터를 제조하기가 어렵다. 따라서, 본 발명의 상기 실시예에서는 도 3에 도시한 바와 같은 하이브리드 분파기(10)를 사용한다. 결과적으로 로스를 줄이면서도, 송·수신 신호의 전달을 수행하며 송·수신 신호의 충분한 아이솔레이션을 얻을 수 있음을 확인하였다.In general, the strength of the transmission signal is considerably greater than that of the reception signal. Due to the phenomenon that the signal enters the receiver and amplifies the transmission signal in the low noise amplifier, the strength of the reception signal is reduced and the failure of the low noise amplifier may occur. Can be. Therefore, the inflow of the receiving end of the transmission signal should be minimized. This is called isolation and sufficient isolation should be ensured. In a typical circuit, a duplexer or a circulator is used to secure transmission and reception isolation. However, it is difficult to secure sufficient isolation at high frequencies, and the cost is expensive. The smaller the interval between transmission and reception frequencies, the more isolation. It is difficult to manufacture a filter that can. Therefore, the above embodiment of the present invention uses the hybrid splitter 10 as shown in FIG. As a result, while reducing the loss, it is confirmed that sufficient isolation of the transmit and receive signals can be obtained by transmitting and receiving signals.

도 5는 다른 형태의 하이브리드 분파기(150)를 도시한다. 이 분파기(150)는 그 기본적인 구성은 상기 도 3의 분파기(100)와 동일하며, 회전 원형 패턴(152)에서 안테나단(154)과 수신단(156) 사이에 양단에서 먼 쪽의 회로 패턴의 폭이 넓어진 부분(152A)과, 수신단(156)과 접지단(158) 사이 및 송신단(160)과안테나단(154) 사이에 패턴 폭이 넓어진 부분(152B, 152C)이 있다는 점에서 도 3의 분파기(100)와 차이가 있으며, 상기의 분파기는 안테나단에서 수신단, 송신단에서 안테나단으로의 손실이 동일하기 때문에 비교적 작은 수신신호를 보상해주는 효과를 얻기 위해 비대칭으로 손실이 생기게 함으로써 송·수신 시 최대한의 효과를 얻을 수 있도록 한 분파기로 이 역시 아이솔레이션을 6GHz 이상에서 35데시벨 이상 얻을 수 있다.5 illustrates another type of hybrid splitter 150. The splitter 150 has a basic configuration similar to that of the splitter 100 of FIG. 3, and a circuit pattern far from both ends between the antenna terminal 154 and the receiving terminal 156 in the rotation circular pattern 152. The wider portion 152A and the wider portion 152B and 152C between the receiving end 156 and the ground end 158, and between the transmitting end 160 and the antenna end 154, the Figure 3 The splitter is different from the splitter 100. Since the splitter has the same loss from the antenna end to the receiving end and the transmitting end to the antenna end, the asymmetrical loss is caused by asymmetrical loss in order to compensate for a relatively small received signal. • A splitter that allows for maximum effect upon reception, which can achieve isolation of more than 35 decibels at 6GHz and above.

다시 도 1을 참조하면, 수신신호는 유전체 공진기(18)를 거쳐 송신신호의 세기를 다소 줄여주고, 저잡음 증폭기(20)를 거쳐 수신신호를 증폭한 후 믹서(22)를 거쳐 중간주파수를 생성하게 된다.Referring back to FIG. 1, the received signal slightly reduces the intensity of the transmitted signal through the dielectric resonator 18, amplifies the received signal through the low noise amplifier 20, and generates an intermediate frequency through the mixer 22. do.

믹서는 여러 종류가 있는데, 패시브 믹서와 액티브 믹서가 있고, 전자는 다소의 로스가 있는 반면 안정하다는 장점이 있고, 후자는 로스가 아닌 게인이 있고, 마이크로웨이브 집적회로를 구성할 수 있다는 장점이 있는 반면 불안정의 가능성을 가지고 있는 단점이 있다. 본 발명에서는 전계효과 트랜지스터를 이용한 믹서를 이용한 것으로서, 바이어스를 주는 방법에 있어서 셀프 바이어스를 사용하여 믹서를 구현하였으며, 그 구성은 다음과 같다.There are several types of mixers, passive mixers and active mixers, the former has the advantage of being stable while having some loss, the latter having gain, not the loss, and the advantage of being able to construct microwave integrated circuits. On the other hand, there is a disadvantage that has the possibility of instability. In the present invention, a mixer using a field effect transistor is used, and in the biasing method, a mixer is implemented using self bias, and its configuration is as follows.

도 3을 참조하면, 먼저, 믹서(200)는 필드 이펙트 트랜지스터(202)를 구비하는데, 그의 동작을 위해서는 드래인-소오스간의 양의 전압과 게이트-소오스간의 음의 전압이 필요하다. 이로 인해 양의 전압과 음의 전압을 동시에 생성하여 인가하는 것이 바람직하다. 이를 셀프 바이어스의 형태로 드래인(204)에 양의 전압을 인가하게 되고, 소오스(206)는 λ/4 스터브(λ/4 Stub)에 캐패시터가 그라운드되어있으며, 게이트(208)는 λ/4 스터브를 그라운드시키는 형태로 되어있다.Referring to FIG. 3, first, the mixer 200 includes a field effect transistor 202, which requires a positive voltage between the drain and the source and a negative voltage between the gate and the source. For this reason, it is desirable to simultaneously generate and apply a positive voltage and a negative voltage. A positive voltage is applied to the drain 204 in the form of self-bias, and the source 206 has a capacitor grounded at a lambda / 4 stub, and the gate 208 has a lambda / 4. The stub is grounded.

게이트(208)에는 수신단의 신호가 인가되고, 소오스(206)에는 오실레이터 신호가 인가되어, 드래인(204)을 통하여 중간주파수가 출력된다. 본 발명에서는 드래인(204)에 인가된 전압과 소오스(206) 전압과의 전위 차가 거의 없게 만들어 줌으로서, 소오스(206)에 드래인(204)을 통하여 인가되는 전압이 그대로 형성되고, 게이트(208)는 그라운드되어 있게 됨으로 소오스(206)와 게이트(208) 사이에는 음의 전압이 형성된다. 이로서 게이트(208)와 소오스(206) 간의 음의 전압을 형성시켜 필드 이펙트 트랜지스터(202)의 동작을 원할하게 한다. 본 믹서(200)는 액티브 믹서로서 컨버젼 게인을 갖으나, 수신신호와 오실레이터 신호 사이의 충분한 아이솔레이션 확보가 되지 않을 수도 있으나, 후술하는 바와 같이, 진폭천이 변조된 신호를 복조하기 위하여 상대적으로 높은 게인이 필요로 하게 되는데 이점을 만족시킬 수 있게 되는 것이다.A signal at the receiving end is applied to the gate 208, an oscillator signal is applied to the source 206, and an intermediate frequency is output through the drain 204. In the present invention, there is almost no potential difference between the voltage applied to the drain 204 and the source 206 voltage, so that the voltage applied to the source 206 through the drain 204 is formed as it is, and the gate ( 208 remains grounded, so a negative voltage is formed between the source 206 and the gate 208. This creates a negative voltage between the gate 208 and the source 206 to facilitate the operation of the field effect transistor 202. Although the mixer 200 has a conversion gain as an active mixer, a sufficient isolation between the received signal and the oscillator signal may not be secured, but as described later, a relatively high gain may be used to demodulate the amplitude-modulated signal. It will be necessary to satisfy this advantage.

상기 믹서를 상세히 살펴보면, 게이트 쪽에는 IF 종단(IF Termination)과 DC 차단블록(DC Block)이 마련된다. 드레인 쪽에는 Lo & RF 종단, 전압분배 저항, 바이패스 캐패시터가 마련되며 IF 출력 쪽으로는 DC 블록이 마련된다. 소스쪽으로는 DC 블록과 IF 종단이 마련된다.Looking at the mixer in detail, the IF side (IF Termination) and the DC block (DC Block) is provided on the gate side. Lo & RF terminations, voltage-sharing resistors and bypass capacitors are provided on the drain side, and a DC block on the IF output side. On the source side, a DC block and IF termination are provided.

다시 도 1을 참조하면, 믹서(22)를 통해 생성된 중간주파수는 저역통과 필터(24), 중간주파수 증폭기(26), 중간 주파수 대역통과필터(28) 및 검파기(30)를 통과하여 원하는 데이터를 얻게 된다. 송신단을 살펴보면, 전압 컨트롤 오실레이터(32)에서 캐리어 주파수를 생성하고 이는 버퍼 앰프(33)를 통해 증폭을한 후 최종단인 고전력증폭기(34)를 통하여 증폭한 후 원하는 전력으로 송신하게 된다. 캐리어 주파수에 데이터를 실어주는 변조 작용을 고전력증폭기(34)에서 하게 되는데, 이러한 구성의 변조를 직접변조라 하고, 이의 구성 원리는 필드 이펙트 트랜지스터는 상기 믹서 설명시에서 설명한 바와 같이, 게이트-소오스간의 음의 전압, 드래인-소오스간의 양의 전압으로 구동이 된다.Referring back to FIG. 1, the intermediate frequency generated by the mixer 22 passes through the lowpass filter 24, the intermediate frequency amplifier 26, the intermediate frequency bandpass filter 28, and the detector 30 to the desired data. You get Looking at the transmitting end, the voltage control oscillator 32 generates a carrier frequency, which is amplified through the buffer amplifier 33, and then amplified through the high power amplifier 34, which is the final stage, to transmit at a desired power. The high power amplifier 34 has a modulation effect of loading data at a carrier frequency. The modulation of this configuration is called direct modulation, and its construction principle is that the field effect transistor is used as a gate-source source as described in the mixer description. It is driven by negative voltage, positive voltage between drain and source.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 증폭기(300)는 게이트-소오스간의 전압을 이용한 것으로 음의 전압 차를 이용하여, 필드 이펙트 트랜지스터(302)를 데이터에 의해 동작과 비동작을 시킴으로서 진폭천이 직접변조를 수행한다. 이때 게이트-소오스간의 전압이 0볼트를 넘는 양의 전압을 가지게 되면, 필드 이펙트 트랜지스터가 고장이 나게 되므로, 항상 0볼트 이하의 값을 유지하여야 한다. 그런데, 데이터의 전압은 0볼트 이상의 양의 전압이므로 이를 음의 전압으로 바꿔주어 게이트에 인가하여야 한다. 이를 위해 데이터를 오피 앰프(38)에 인가하여 오피 앰프(38)에서 음의 전압의 형태로 바꾸어주고 이를 게이트(302)에 인가하게 되는데, 회로의 안정적 동작을 위하여 게이트에 어느 정도의 음전압을 주어 데이터와의 전위 차가 항상 음의 전압이 되도록 하는 것이 바람직하다. 이와 같은 동작에 의해 진폭천이 직접변조가 이루어진다. 변조가 이루어진 송신신호는 하이브리드 분파기(16)를 통하여 송신된다.1 and 2, the amplifier 300 of the present invention uses a voltage between the gate and the source, and uses the negative voltage difference to operate and deactivate the field effect transistor 302 by data. Perform transition direct modulation. At this time, if the voltage between the gate and the source has a positive voltage of more than 0 volts, the field effect transistor will fail, so it should always be kept below 0 volts. However, since the voltage of the data is a positive voltage of 0 volts or more, it should be changed to a negative voltage and applied to the gate. To this end, the data is applied to the operational amplifier 38, and the operational amplifier 38 converts the negative voltage into a form of a negative voltage, which is then applied to the gate 302. It is desirable that the potential difference with the subject data is always a negative voltage. By this operation, the amplitude shift is directly modulated. The modulated transmission signal is transmitted through the hybrid splitter 16.

증폭기에 대하여 상세히 설명하면, 라인(Line)이 게이트(동작주파수 바이패스 기능을 수행)에 동작주파수 새는 것 방지하는 연결을 통하여 연결되면, λ/4 래이디얼 스터브에는 안정도 개선저항(데이터선과 바이어스를 분리하는 기능을 수행)과 이어서 RF 쵸크(RF choke)가 연결된다. 게이트 쪽의 라인은 앰프(38)와 연결된다.The amplifier will be described in detail. If a line is connected to the gate (which performs the operating frequency bypass function) through a connection that prevents leakage of the operating frequency, the λ / 4 radial stub will have a stability improving resistor (data line and bias). Separation function) and then RF choke. The line on the gate side is connected to the amplifier 38.

드래인에도 위와 같이, λ/4 래이디얼 스터브(radial stub)가 게이트(동작주파수 바이패스 기능을 수행)에 동작주파수 새는 것 방지하는 연결을 통하여 연결되면, λ/4 래이디얼 스터브에는 안정도 개선저항(데이터선과 바이어스를 분리하는 기능을 수행)과 이어서 RF 쵸크(RF choke)가 연결된다.As above, when the λ / 4 radial stub is connected to the gate (which performs the operating frequency bypass function) through a connection that prevents leakage of the operating frequency, the λ / 4 radial stub has a stability improving resistance. (The function of separating the data line and the bias), followed by the RF choke.

이상 본 발명을 상기 실시예를 들어 설명하였으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 당업자라면, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정, 변경 등이 가능하며 이러한 수정과 변경 또한 본 발명에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.Although the present invention has been described with reference to the above embodiments, the present invention is not limited thereto. Those skilled in the art will appreciate that modifications, changes, and the like may be made without departing from the spirit and scope of the present invention, and such modifications and changes also belong to the present invention.

본 발명의 상기 구성에 따르면, 첫째 별도의 서큘레이터를 요구하지 않으면서도 높은 주파수(예를 들면 마이크로파)에서 송·수신 분리할 수 있는 분파기가 마련된 무선 송수신 회로장치를 제공된다. 또한, 초고주파에서 핀다이오드나 MMIC 소자를 사용할 필요 없이 전계효과 트랜지스터를 이용하여 직접변조 수행하는 진폭 천이 변조 증폭기를 사용할 수 있다. 셋째로, 능동소자인 전계효과 트랜지스터가 구비되어 변환손실을 줄이면서도 안정적인 주파수 혼합기(믹서)가 구비된 무선 송수신 회로장치가 제공되는 것이다.According to the above configuration of the present invention, a wireless transmission / reception circuit device provided with a splitter capable of transmitting and receiving separation at a high frequency (for example, microwave) without requiring a separate circulator is provided. In addition, it is possible to use an amplitude shift modulation amplifier that directly modulates using a field effect transistor without using a pin diode or an MMIC device at very high frequencies. Third, there is provided a wireless transmission / reception circuit device equipped with a field effect transistor which is an active element and having a stable frequency mixer (mixer) while reducing conversion loss.

Claims (7)

무선 통신 장비에 사용되며 안테나와, 분파기와, 믹서와, 다수의 필터와, 발진기와, 변조 증폭기가 구비된 송수신 회로장치에 있어서,In a transmission and reception circuit device for an antenna, a splitter, a mixer, a plurality of filters, an oscillator, and a modulation amplifier, which is used in wireless communication equipment, 상기 분파기는 하이브리드기인 것을 특징으로 하는 무선 송수신 회로장치.The splitter is a wireless transceiver circuit device, characterized in that the hybrid. 제1항에 있어서 상기 하이브리드기는 비대칭형인 것을 특징으로 하는 무선 송수신 회로장치.The wireless transceiver circuit device according to claim 1, wherein the hybrid device is asymmetrical. 무선 통신 장비에 사용되며 안테나와, 분파기와, 믹서와, 다수의 필터와, 발진기와, 변조 증폭기가 구비된 송수신 회로장치에 있어서,In a transmission and reception circuit device for an antenna, a splitter, a mixer, a plurality of filters, an oscillator, and a modulation amplifier, which is used in wireless communication equipment, 상기 믹서는 전계효과 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 송수신 회로장치.And the mixer comprises a field effect transistor. 무선 통신 장비에 사용되며 안테나와, 분파기와, 믹서와, 다수의 필터와, 발진기가 구비된 송수신 회로장치에 있어서,In the transmission and reception circuit device used in the wireless communication equipment and equipped with an antenna, a splitter, a mixer, a plurality of filters, and an oscillator, 상기 발진기와 상기 분파기 사이에 위치하는 전력증폭기를 더 구비하되, 상기 전력증폭기는 전계효과 트랜지스터로 구성되며,Further comprising a power amplifier located between the oscillator and the splitter, the power amplifier is composed of a field effect transistor, 상기 전계효과 트랜지스터의 게이트-소스 사이의 전압은 음전압의 데이터가 인가되는 것을 특징으로 하는 무선 송수신 회로장치.The voltage between the gate and the source of the field effect transistor is a wireless transmission and reception circuit device, characterized in that the data of the negative voltage is applied. 제3항 또는 제4항에 있어서, 상기 분파기는 하이브리드기인 것을 특징으로 하는 무선 송수신 회로장치.The wireless transceiver circuit device according to claim 3 or 4, wherein the splitter is a hybrid device. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 믹서는 전계효과 트랜지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선 송수신 회로장치.6. The wireless transmit / receive circuit device according to claim 4 or 5, wherein the mixer comprises a field effect transistor. 제4항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 게이트와 소스 사이의 부전압은 고속연산 증폭기로부터 얻어지는 것을 특징으로 하는 무선 송수신 회로장치.The wireless transceiver circuit according to any one of claims 4 to 6, wherein the negative voltage between the gate and the source is obtained from a high speed operation amplifier.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006096029A1 (en) * 2005-03-10 2006-09-14 Posdata Co., Ltd. Apparatus for processing a radio frequency signal for an automobile based terminal
KR100737334B1 (en) * 2005-08-30 2007-07-09 삼성탈레스 주식회사 Microwave directional detector using microstrip line

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6057701A (en) * 1983-09-08 1985-04-03 Mitsubishi Electric Corp Branching filter circuit
JPH09121177A (en) * 1995-08-21 1997-05-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Microwave mixer circuit and down-converter
JPH10107549A (en) * 1996-10-03 1998-04-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Microwave mixer circuit and down-converter
KR19980056977A (en) * 1996-12-30 1998-09-25 유기범 Power supply control circuit of satellite communication system power amplifier
KR19990003759A (en) * 1997-06-26 1999-01-15 이계철 Power amplifier for high frequency (RF) transmitter and receiver and design method
KR20000065420A (en) * 1999-04-02 2000-11-15 김선구 Hybrid duplexer apparatus

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6057701A (en) * 1983-09-08 1985-04-03 Mitsubishi Electric Corp Branching filter circuit
JPH09121177A (en) * 1995-08-21 1997-05-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Microwave mixer circuit and down-converter
JPH10107549A (en) * 1996-10-03 1998-04-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Microwave mixer circuit and down-converter
KR19980056977A (en) * 1996-12-30 1998-09-25 유기범 Power supply control circuit of satellite communication system power amplifier
KR19990003759A (en) * 1997-06-26 1999-01-15 이계철 Power amplifier for high frequency (RF) transmitter and receiver and design method
KR20000065420A (en) * 1999-04-02 2000-11-15 김선구 Hybrid duplexer apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006096029A1 (en) * 2005-03-10 2006-09-14 Posdata Co., Ltd. Apparatus for processing a radio frequency signal for an automobile based terminal
KR100737334B1 (en) * 2005-08-30 2007-07-09 삼성탈레스 주식회사 Microwave directional detector using microstrip line

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