KR20010103453A

KR20010103453A - 무선가입자망 시스템내 기지국에서의 안테나 전단의 필터모듈장치

Info

Publication number: KR20010103453A
Application number: KR1020000025014A
Authority: KR
Inventors: 우동문
Original assignee: 송문섭; 주식회사 현대큐리텔
Priority date: 2000-05-10
Filing date: 2000-05-10
Publication date: 2001-11-23

Abstract

본 발명은 버티컬 안테나와 듀얼 폴러리제이션 안테나를 동시에 모두 적용할 수 있는 WLL 시스템내 기지국에서의 안테나 전단의 필터 모듈장치에 관한 것으로, 듀얼 폴러리제이션 안테나를 통해 입력되는 수신신호를 수신 경로로 출력하고, 입력되는 송신신호를 송신 경로에 따라 듀얼 폴러리제이션 안테나로 출력하는 서큘레이터와, 버티컬 안테나와 듀얼 폴러리제이션 안테나중 채택된 안테나로부터 입력되는 두 개의 수신신호를 각각 수신하는 제1,2 2웨이 컴바이너와, 상기 제1,2 2웨이 컴바이너에서 출력되는 수신신호를 중계기 신호 및 기지국 시험부와 각각 결합하도록 커플링하는 커플러와, 상기 커플러에서 커플링된 신호에 대해 원하는 주파수 대역의 신호만을 통과시킨 후 저잡음 증폭하여 DCC_A, DCC_B로 각각 출력하는 출력부와, UCC에서 HPA를 통해 입력되는 송신신호에 대해 원하는 주파수 대역의 신호만을 통과시킨 후 하모닉 성분을 제거하여 출력하는 필터링부와, 상기 필터링부를 통과한 신호를 기지국 시험부와 결합하도록 커플링하는 커플러와, 상기 커플러에서 커플링된 송신신호를 버티컬 안테나로 출력하고, 상기 서큘레이터로 출력하는 2웨이 디바이더로 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

무선가입자망 시스템내 기지국에서의 안테나 전단의 필터 모듈장치 {FEU FILTER MODULE APPARATUS OF BASE STATION INTHE WLL SYSTEM}

본 발명은 무선가입자망(Wireless Local Loop ; 이하, 'WLL'이라 칭함) 시스템내 기지국에서의 안테나와 관련된 필터 모듈장치에 관한 것으로, 특히 버티컬안테나(Vertical Antenna)와 듀얼 폴러리제이션 안테나(Dual Polarization Antenna)를 동시에 모두 적용할 수 있는 WLL 시스템내 기지국에서의 안테나 전단(Front End Unit ; FEU)의 필터 모듈장치에 관한 것이다.

일반적으로 WLL 시스템내 기지국은 도 1에 도시된 바와 같이, 기지국 제어기와 E1 및 HDSL로 연결되며 통화 및 제어신호를 출력하는 인터페이스부(10)와, 상기 인터페이스부(10)와 연결되며 타이밍 신호를 출력하는 동기부(20)와, 상기 동기부(20)의 타이밍 신호에 의해 동작하며 상기 인터페이스부(10)의 제어신호에 의해 상위 시스템으로 기지국의 상태를 보고하는 디지털 제어부(30)와, 상기 동기부(20)의 타이밍 신호에 의해 동작하며 상기 디지털 제어부(30)와 인터페이스 신호 및 IF 신호를 주고 받으며, RF 신호를 제어하는 RF 처리부(40)와, 상기 RF 처리부(40)와 RF 신호를 주고 받으며 상기 인터페이스부(10)와 제어신호를 주고 받는 기지국 시험부(50)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 WLL 시스템의 기지국에 있어서, 상기 RF 처리부(40)의 끝단은 두 개의 수신 안테나(RX0,RX1)와 한 개의 송신 안테나(TX)에 연결되며, 이 안테나의 방사 패턴에 의해 RF 처리부(40) 끝단의 필터 모듈장치의 구조가 형성된다.

즉, WLL 시스템내 기지국에서의 안테나 전단의 필터 모듈장치는 안테나의 방사 패턴에 따라 그 설계가 이루어지게 되는데, 이때 한 번 설계가 이루어진 뒤 기지국 내부에 장착되게 되면 모듈장치에 대한 변형이 거의 불가능해진다.

이에 따라, 종래에는 WLL 시스템내 기지국에서 사용하는 안테나를 다른 안테나로 교체하고자 할 경우 교체할 안테나 사양에 맞게 모듈장치를 변형시키거나 컴바이너(Combiner)와 같은 부가적인 부품들을 추가로 장착해야 하는 번거로운 문제점이 있었고, 특히 모듈장치의 변형시 삽입 손실(Insertion Loss), 그룹 지연(Group Delay) 등과 같은 여러 단점들이 발생하여 안테나 성능은 물론 가격면에서도 최적화되지 못하는 현상이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은2웨이(Way) 컴바이너, 2웨이 디바이더(Divider), 필터, 커플러(Coupler), 서큘레이터(Circulator) 등을 사용하여 필터 모듈장치를 구현한 후 각 안테나의 사양에 맞는 포트(Port)에 연결시켜 줌으로써 버티컬 안테나와 듀얼 폴러리제이션 안테나를 동시에 모두 적용할 수 있도록 한 WLL 시스템내 기지국에서의 안테나 전단의 필터 모듈장치를 제공하는 데에 있다.

도 1은 일반적인 무선가입자망 시스템내 기지국의 블록 구성도,

도 2의 (가)는 버티컬 안테나의 모형을 보인 도면이고, (나)는 듀얼 폴러리제이션 안테나의 모형을 보인 도면,

도 3은 본 발명에 의한 무선가입자망 시스템내 기지국에서의 안테나 전단의 필터 모듈장치의 블록 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

41 : 서큘레이터 42,42' : 2웨이 컴바이너

43,43' : 10dB 커플러 44,44',49 : 30dB 커플러

45,45',47 : BPF 46,46' : LNA

48 : LPF 50' : 2웨이 디바이더

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 WLL 시스템내 기지국에서의 안테나 전단의 필터 모듈장치는, 듀얼 폴러리제이션 안테나를 통해 입력되는 수신신호를 수신 경로로 출력하고, 입력되는 송신신호를 송신 경로에 따라 듀얼 폴러리제이션 안테나로 출력하는 서큘레이터와, 버티컬 안테나와 듀얼 폴러리제이션 안테나중 채택된 안테나로부터 입력되는 두 개의 수신신호를 각각 수신하는 제1,2 2웨이 컴바이너와, 상기 제1,2 2웨이 컴바이너에서 출력되는 수신신호를 중계기 신호 및 기지국 시험부와 각각 결합하도록 커플링하는 커플러와, 상기 커플러에서 커플링된 신호에 대해 원하는 주파수 대역의 신호만을 통과시킨 후 저잡음 증폭하여 DCC_A, DCC_B로 각각 출력하는 출력부와, UCC에서 HPA를 통해 입력되는 송신신호에 대해 원하는 주파수 대역의 신호만을 통과시킨 후 하모닉 성분을 제거하여 출력하는 필터링부와, 상기 필터링부를 통과한 신호를 기지국 시험부와 결합하도록 커플링하는 커플러와, 상기 커플러에서 커플링된 송신신호를 버티컬 안테나로 출력하고, 상기 서큘레이터로 출력하는 2웨이 디바이더로 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 WLL 시스템내 기지국에서의 안테나 전단의 필터 모듈장치의 구성 및 동작을 상세히 설명한다.

도 2의 (가)는 버티컬 안테나의 모형을 보인 도면이고, (나)는 듀얼 폴러리제이션 안테나의 모형을 보인 도면으로서, 버티컬 안테나와 듀얼 폴러리제이션 안테나는 WLL 시스템의 기지국에서 사용하는 안테나로서 보통 버티컬 안테나를 사용한다.

상기 버티컬 안테나는 도 2의 (가)에 도시된 바와 같이 각기 다른 세 개의 안테나(RX0,TX,RX1)를 가지고 있으며, 듀얼 폴러리제이션 안테나는 도 2의 (나)에 도시된 바와 같이 한 개의 안테나속에 각기 방향이 다른 두 개의 안테나(RX_0,TX_RX1)가 내재되어 그 두 개의 안테나중 한 개(TX_RX1)는 송신(TX) 및 수신(RX1)을 겸해 사용되고, 나머지 하나(RX_0)는 수신(RX0)만을 담당하게 된다.

도 3은 본 발명에 의한 WLL 시스템내 기지국에서의 안테나 전단의 필터 모듈장치의 블록 구성도로서, 듀얼 폴러리제이션 안테나의 컴바이너 또는 듀플렉서를통해 입력되는 수신신호를 수신 경로로 출력하고, 입력되는 송신신호를 송신 경로에 따라 듀얼 폴러리제이션 안테나의 컴바이너 또는 듀플렉서로 출력하는 서큘레이터(41)와, 버티컬 안테나와 듀얼 폴러리제이션 안테나중 채택된 안테나로부터 입력되는 수신신호(RX_0)를 수신하는 2웨이 컴바이너(42)와, 버티컬 안테나와 듀얼 폴러리제이션 안테나중 채택된 안테나로부터 입력되는 수신신호를 수신하며, 이때 듀얼 폴러리제이션 안테나가 채택된 경우에는 상기 서큘레이터(41)를 통해 입력되는 수신신호를 수신하는 2웨이 컴바이너(42')와, 상기 2웨이 컴바이너(42,42')에서 출력되는 수신신호를 중계기 신호와 결합하도록 커플링하는 10dB 커플러(43,43')와, 상기 10dB 커플러(43,43')에서 커플링된 수신신호를 다시 기지국 시험부(50)와 결합하도록 커플링하는 30dB 커플러(44,44')와, 상기 30dB 커플러(44,44')에서 커플링된 신호에 대해 원하는 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 대역 통과 필터(Band Pass Filter ; 이하, 'BPF'라 칭함)(45,45')와, 상기 BPF(45,45')를 통과한 신호를 저잡음 증폭하여 DCC(Down Converter Card)_A, DCC_B로 각각 출력하는 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier ; 이하, 'LNA'라 칭함)(46,46')와, UCC(Up Converter Card)에서 HPA(High Power Amplifier)를 통해 입력되는 송신신호에 대해 원하는 주파수 대역의 신호만을 통과시키는 BPF(47)와, 상기 BPF(47)를 통과한 신호에 대해 두 번째 하모닉(Harmonic) 성분을 억압하기 위한 LPF(Low Pass Filter)(48)와, 상기 LPF(48)를 통과한 신호를 기지국 시험부(50)와 결합하도록 커플링하는 30dB 커플러(49)와, 상기 30dB 커플러(49)에서 커플링된 송신신호를 버티컬 안테나로 출력하고, 상기 서큘레이터(41)로 출력하여 듀얼 폴러리제이션 안테나로 출력하는 2웨이 디바이더(50')로 구성된다.

상기 서큘레이터(41)는 방향성 통과기로서 A 포트에서 B 포트로, B 포트에서 C 포트로, C 포트에서 A 포트 방향으로는 손실이 거의 없이 통과시키고, A 포트에서 C 포트로, C 포트에서 B 포트로, B 포트에서 A 포트방향으로는 30dB 이상의 절연을 시키는 기능이 있다.

상기 2웨이 컴바이너(42)의 한쪽은 버티컬 안테나 포트에, 다른 한쪽은 듀얼 폴러리제이션 안테나 포트에 연결하고, 상기 2웨이 컴바이너(42')의 한쪽은 버티컬 안테나 포트에, 다른 한쪽은 듀얼 폴러리제이션 안테나가 연결된 서큘레이터(41)의 A 포트에 연결한다.

그리고, 상기 2웨이 디바이더(50')의 한쪽은 버티컬 안테나 포트에, 다른 한쪽은 듀얼 폴러리제이션 안테나가 연결된 서큘레이터(41)의 B 포트에 연결한다.

상기 서큘레이터(41)의 C 포트에서 입출력되는 신호는 TX_RX1 신호이며, 이 포트 신호와 DCC_A에서 나온 수신신호(RX_0)가 듀얼 폴러리제이션 안테나에서 사용된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 WLL 시스템내 기지국에서의 안테나 전단의 필터 모듈장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

먼저, WLL 시스템의 기지국에서 버티컬 안테나를 채택한 경우에 있어서, 두 개의 수신신호(RX_0,RX_1)는 각각 2웨이 컴바이너(42,42')를 통해 수신된 후, 10dB 커플러(43,43')와 30dB 커플러(44,44')에 의해 커플링되고, 이어 BPF(45,45')와 LNA(46,46')를 거쳐 DCC_A와 DCC_B로 각각 출력된다.

그리고, 송신신호(TX)는 BPF(47)와 LPF(48)를 거친 후, 30dB 커플러(49)에 의해 커플링되고, 이어 2웨이 디바이더(50')를 통해 분리되어 버티컬 안테나로 출력되게 된다.

다음으로 WLL 시스템의 기지국에서 듀얼 폴러리제이션 안테나를 채택한 경우에 있어서, RX_0의 수신신호는 버티컬 안테나의 수신신호의 수신경로와 동일하게 처리되어 DCC_A로 출력되고, TX_RX1의 경로로 수신되는 수신신호는 서큘레이터(41)의 C 포트에서 A 포트를 통해 수신신호(RX_1)만 2웨이 컴바이너(42')에 수신된 후, 10dB 커플러(43')와 30dB 커플러(44')에 의해 커플링되고, 이어 BPF(45')와 LNA(46')를 거쳐 DCC_B로 출력된다.

그리고, 송신신호는 BPF(47)와 LPF(48)를 거친 후, 30dB 커플러(49)에 의해 커플링되고, 이어 2웨이 디바이더(50')를 통해 분리된 다음 서큘레이터(41)의 B 포트에서 C 포트를 통해 수신신호(RX_1)와 결합되어 TX_RX1의 경로에 따라 듀얼 폴러리제이션 안테나로 출력되게 된다.

상기와 같이 본 발명은 버티컬 안테나를 채택한 경우, 두 개의 수신신호를 2웨이 컴바이너(42,42'), 10dB 커플러(43,43'), 30dB 커플러(44,44'), BPF(45,45'), LNA(46,46')를 차례로 통과하여 DCC_A와 DCC_B로 출력하고, 송신신호를 BPF(47), LPF(48), 30dB 커플러(49), 2웨이 디바이더(50')를 차례로 통과하여 버티컬 안테나로 출력한다.

그리고, 듀얼 폴러리제이션 안테나를 채택한 경우, 한 개의 수신신호를 버티컬 안테나의 수신신호의 수신경로와 동일하게 처리하여 DCC_A로 출력하고, 나머지한 개의 수신신호를 서큘레이터(41), 2웨이 컴바이너(42'), 10dB 커플러(43'), 30dB 커플러(44'), BPF(45'), LNA(46')를 차례로 통과하여 DCC_B로 출력하며, 송신신호를 BPF(47), LPF(48), 30dB 커플러(49), 2웨이 디바이더(50'), 서큘레이터(41)를 차례로 통과하여 한 개의 수신신호와 결합시켜 듀얼 폴러리제이션 안테나로 출력하도록 한다.

이상, 상기 설명에서와 같이 본 발명은, WLL 시스템의 기지국에서 사용하는 안테나를 교체할 필요없이 안테나의 포트 설정만 변경하여 줌으로써 버티컬 안테나와 듀얼 폴러리제이션 안테나 모두를 동시에 적용하여 사용할 수 있어 종래 안테나 변경시 별도의 부품이 추가되는 것을 막아 경제적인 장점이 있으며, 2웨이 컴바이너, 2웨이 디바이더, 필터, 커플러, 서큘레이터 등을 사용하여 필터 모듈장치를 구현함으로써 손실 등을 최소화하여 안테나의 성능을 최적화할 수 있게 되는 효과가 있다.

Claims

듀얼 폴러리제이션 안테나를 통해 입력되는 수신신호를 수신 경로로 출력하고, 입력되는 송신신호를 송신 경로에 따라 듀얼 폴러리제이션 안테나로 출력하는 서큘레이터와, 버티컬 안테나와 듀얼 폴러리제이션 안테나중 채택된 안테나로부터 입력되는 두 개의 수신신호를 각각 수신하는 제1,2 2웨이 컴바이너와, 상기 제1,2 2웨이 컴바이너에서 출력되는 수신신호를 중계기 신호 및 기지국 시험부와 각각 결합하도록 커플링하는 커플러와, 상기 커플러에서 커플링된 신호에 대해 원하는 주파수 대역의 신호만을 통과시킨 후 저잡음 증폭하여 DCC_A, DCC_B로 각각 출력하는 출력부와, UCC에서 HPA를 통해 입력되는 송신신호에 대해 원하는 주파수 대역의 신호만을 통과시킨 후 하모닉 성분을 제거하여 출력하는 필터링부와, 상기 필터링부를 통과한 신호를 기지국 시험부와 결합하도록 커플링하는 커플러와, 상기 커플러에서 커플링된 송신신호를 버티컬 안테나로 출력하고, 상기 서큘레이터로 출력하는 2웨이 디바이더를 구비하는 것을 특징으로 하는 무선가입자망 시스템내 기지국에서의 안테나 전단의 필터 모듈장치.
제1항에 있어서, 버티컬 안테나와 듀얼 폴러리제이션 안테나중 듀얼 폴러리제이션 안테나가 채택된 경우, 상기 제2 2웨이 컴바이너가 상기 서큘레이터를 통해 입력되는 듀얼 폴러리제이션 안테나의 수신신호를 수신하는 것을 특징으로 하는 무선가입자망 시스템내 기지국에서의 안테나 전단의 필터 모듈장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 2웨이 컴바이너의 한쪽이 버티컬 안테나 포트에 연결되고, 나머지 다른 한쪽이 듀얼 폴러리제이션 안테나 포트에 연결되는 것을 특징으로 하는 무선가입자망 시스템내 기지국에서의 안테나 전단의 필터 모듈장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 2웨이 컴바이너의 한쪽이 버티컬 안테나 포트에 연결되고, 나머지 다른 한쪽이 듀얼 폴러리제이션 안테나가 연결된 상기 서큘레이터의 A 포트에 연결되는 것을 특징으로 하는 무선가입자망 시스템내 기지국에서의 안테나 전단의 필터 모듈장치.
제1항에 있어서, 상기 2웨이 디바이더의 한쪽이 버티컬 안테나 포트에 연결되고, 나머지 다른 한쪽이 듀얼 폴러리제이션 안테나가 연결된 상기 서큘레이터의 B 포트에 연결되는 것을 특징으로 하는 무선가입자망 시스템내 기지국에서의 안테나 전단의 필터 모듈장치.