KR20030040810A - Ｐｉｍｄ 신호 제거 장치 및 이를 이용한 이동통신용 중계기 - Google Patents

Ｐｉｍｄ 신호 제거 장치 및 이를 이용한 이동통신용 중계기 Download PDF

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KR20030040810A
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Abstract

본 발명은 PIMD 신호 제거 장치 및 이를 이용한 이동통신용 중계기에 관한 것으로서, 멀티 FA 신호들을 입력하며 입력되는 신호의 제1 소정 주파수 대역만을 통과시키는 송신 대역 필터; 입력되는 신호를 공중으로 송신하고 공중 신호를 수신하는 제1 및 제2 송수신 안테나들; 입력되는 신호의 제2 소정 주파수 대역만을 통과시키는 수신 대역 필터; 및 상기 송신 대역 필터에서 출력되는 신호를 상기 제1 및 제2 송수신 안테나들로 전송하며, 상기 제1 및 제2 송수신 안테나들을 통해서 수신된 신호를 상기 수신 대역 필터로 전송하며, 상기 송신 대역 필터에서 발생한 PIMD 신호를 상기 수신 대역 필터로 입력시키며, 이 때 상기 PIMD 신호를 복수개로 분기시키고 상기 분기된 PIMD 신호들의 상호 위상차를 180도로 만들어서 상기 PIMD 신호를 제거하는 위상 제거기를 구비함으로써 통화 품질이 향상된다.

Description

ＰＩＭＤ 신호 제거 장치 및 이를 이용한 이동통신용 중계기{Device for removing PIMD signal and Relay for mobile communication using the device}
본 발명은 이동통신 시스템에 사용되는 PIMD(Passive Intermodulation, 이하PIMD로 약칭) 신호 제거 장치 및 이를 이용한 이동통신용 중계기에 관한 것이다.
현재 이동통신 서비스의 수요가 증가함에 따라 이를 수용하기 위해 주파수 대역의 확장과 FA(Frequency Allocation, 이하 FA)의 사용이 증가하고 있다. 이로 인해 소자의 비선형성에 의해 왜곡 현상이 발행하는데 특히 송신 신호의 FA간에 발생하는 IMD(Intermodulation, 이하 IMD로 약칭) 신호에 의해 서비스 신호의 품질열화를 야기하고 있다. 이전에는 능동(Active) 소자에 의한 IMD 신호에 대한 연구가 이루어졌으나 최근에는 서비스 영역 확장에 따른 출력레벨의 증가로 수동(Passive) 소자에 의한 IMD 신호, 즉 PIMD(Passive Intermodulation) 신호에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
PIMD 신호에 의한 문제들을 살펴보면, 신호의 전력 레벨에 따라 다르겠지만 일정 수준이상의 PIMD 신호가 발생하면 통신 시스템은 그 잡음 신호를 데이터 신호로 처리하게 되어 통화 품질이 떨어지거나 통화가 끊어지는 현상이 발생하게 된다. 이러한 현상이 심한 경우는 PIMD 신호가 발생하는 주파수 대역을 아예 봉쇄하기도 한다. 이는 주파수 자원 측면에서는 심각한 낭비이고, 서비스 업체들의 측면에서는 사용자 한 사람에 할당되는 주파수 대역이 증가하여 그만큼의 손실을 입게 되는 것이다. 따라서 주파수 이용의 효율성 측면에서 PIMD 신호의 제거는 시급한 상황이다.
PIMD 신호의 발생원인은 소자별로 차이는 있으나 근본적으로 크게 수동 소자를 구성하고 있는 물질 비선형성, 접촉 비선형성으로 구분되며, 재료와 구조적인 측면에서 PIMD 신호의 발생을 줄일 수 있는 방안이 개발되고 있다.
현재의 이동통신 기지국 및 중계국 시스템의 경우 송수신 신호의 분리 및 결합을 위해 듀플렉스(Duplexer)를 많이 사용하고 있다. 그러나 듀플렉스의 경우 송수신 신호를 결합하는 T결합(T-junction) 부분에서 PIMD 특성이 열화 되며, 중계국의 경우에 많이 사용되는 분할기(Divider)의 경우 높은 전력레벨이 입력될 때 분리 저항(isolation Resistor)의 접합부분에서 PIMD 특성이 열화 되는 것으로 측정결과 나타났다.
본 발명이 이루고자하는 기술적 과제는 이동통신 시스템의 고출력 서비스시 수동 소자에서 발생하는 PIMD 신호를 제거하는 PIMD 신호 제거 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 PIMD 신호 제거 장치를 이용하여 통신 서비스 품질을 향상시키는 이동통신용 중계기를 제공하는 것이다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 간단한 설명이 제공된다.
도 1은 중계기가 설치된 중계국과 이동통신 기지국을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 PIMD(Passive Intermodulation) 신호 제거 장치 및 이를 구비한 이동통신용 중계기의 블록도이다.
도 3은 도 2에 도시된 위상 제거기의 일 실시예를 구체적으로 도시한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 위상 제거기의 다른 실시예를 구체적으로 도시한 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 중계기에 20FA CDMA 신호를 인가할 경우 발생하는 PIMD 신호의 특성을 종래 기술과 비교하기 위하여 도시한 그래프이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은,
멀티 FA 신호들을 입력하며 입력되는 신호의 제1 소정 주파수 대역만을 통과시키는 송신 대역 필터; 입력되는 신호를 공중으로 송신하고 공중 신호를 수신하는 제1 및 제2 송수신 안테나들; 입력되는 신호의 제2 소정 주파수 대역만을 통과시키는 수신 대역 필터; 및 상기 송신 대역 필터에서 출력되는 신호를 상기 제1 및 제2 송수신 안테나들로 전송하며, 상기 제1 및 제2 송수신 안테나들을 통해서 수신된 신호를 상기 수신 대역 필터로 전송하며, 상기 송신 대역 필터에서 발생한 PIMD 신호를 상기 수신 대역 필터로 입력시키며, 이 때 상기 PIMD 신호를 복수개로 분기시키고 상기 분기된 PIMD 신호들의 상호 위상차를 180도로 만들어서 상기 PIMD 신호를 제거하는 위상 제거기를 구비하는 PIMD 신호 제거 장치를 제공한다.
바람직하기는, 상기 송신 대역 필터와 수신 대역 필터는 각각 배선을 통해서 상기 위상 제거기와 연결된다.
바람직하기는 또한, 상기 위상 제거기는 기판; 상기 기판에 설치되며 상기 송신 대역 필터에 연결된 제1 단자; 상기 기판에 설치되며 상기 수신 대역 필터에 연결된 제2 단자; 상기 기판에 설치되며 상기 제1 송수신 안테나에 연결된 제3 단자; 상기 기판에 설치되며 상기 제2 송수신 안테나에 연결된 제4 단자; 상기 기판에 설치된 복수개의 접지점들; 상기 기판 상에서 상기 제1 내지 제4 단자들과 상기 접지점들을 연결하는 제1 내지 제4 배선들; 상기 기판 상에서 상기 제1 단자와 제3 단자를 연결하며, 상호 180도의 위상차를 갖게하는 제1 배선; 상기 기판 상에서 상기 제2 단자와 제4 단자를 연결하며, 상호 180도의 위상차를 갖게하는 제2 배선; 상기 기판 상에서 상기 제1 단자와 제2 단자를 연결하며, 상호 90도의 위상차를 갖게하는 제3 배선; 상기 기판 상에서 상기 제3 단자와 제4 단자를 연결하며, 상호 90도의 위상차를 갖게하는 제1 배선; 상기 기판 상에서 상기 제3 배선과 제4 배선 사이에 위치하며, 상기 제1 배선과 제2 배선을 연결하며, 상호 90도의 위상차를 갖게하는 제5 배선; 및 상기 기판 상에서 상기 제1 내지 제5 배선들 사이에 설치되며, 상기 제1 내지 제5 배선들에서 난반사되는 전파를 흡수하여 상기 PIMD를 감소시키는 전파흡수체를 구비한다.
바람직하기는 또한, 상기 위상 제거기는 기판; 상기 기판에 설치되며 상기 송신 대역 필터에 연결된 제1 단자; 상기 기판에 설치되며 상기 제1 송수신 안테나에 연결된 제2 단자; 상기 기판에 설치되며 상기 수신 대역 필터에 연결된 제3 단자; 상기 기판에 설치되며 상기 제2 송수신 안테나에 연결된 제4 단자; 상기 기판 상에서 상기 제2 단자에 연결되며 파장길이가 인 트랜스포머; 상기 기판 상에서 상기 제1 단자와 트랜스포머를 연결하며, 상호 90도의 위상차를 갖게하는 제1 배선; 상기 기판 상에서 상기 트랜스포머와 제3 단자를 연결하며, 상호 90도의 위상차를 갖게하는 제2 배선; 상기 기판 상에서 상기 제3 단자와 제4 단자를 연결하며, 상호 90도의 위상차를 갖게하는 제3 배선; 및 상기 기판 상에서 상기 제1 단자와 제4 단자를 연결하며, 상호 270도의 위상차를 갖게하는 제1 배선을 구비한다.
상기 다른 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명은
입력되는 신호를 증폭하는 제1 증폭기; 상기 제1 증폭기로부터 출력되는 신호의 제1 소정 주파수 대역을 통과시키는 송신 대역 필터; 입력되는 신호를 공중으로 발사하고 공중 신호를 수신하는 제1 및 제2 송수신 안테나들; 입력되는 신호의 제2 소정 주파수 대역을 통과시키는 수신 대역 필터; 상기 송신 대역 필터에서 출력되는 신호를 상기 제1 및 제2 송수신 안테나들로 전송하며, 상기 제1 및 제2 송수신 안테나를 통해서 수신된 신호를 상기 수신 대역 필터로 전송하며, 상기 송신 대역 필터에서 발생한 PIMD 신호를 상기 수신 대역 필터로 입력시키며, 이 때 상기 PIMD 신호를 복수개로 분기시키고 상기 분기된 PIMD 신호들의 상호 위상차를 180도로 만들어서 상기 PIMD 신호를 제거하는 위상 제거기; 및 상기 수신 대역 필터에서출력되는 신호에 포함된 잡음을 제거하며 상기 잡음이 제거된 신호를 증폭하는 제2 증폭기를 구비하는 이동통신용 중계기를 제공한다.
바람직하기는, 상기 제1 및 제2 증폭기들은 각각 전력 증폭기와 저잡음 증폭기이다.
상기 본 발명에 의하여 PIMD 신호가 제거된다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 중계기가 설치된 중계국과 이동통신 기지국을 도시한 도면이다. 도 1을 참조하면, 이동통신 기지국(111)은 유선9141), 예컨대 동축 케이블, 광섬유 케이블 등을 통하여 중계국(121)에 설치된 이동통신용 중계기(131)와 신호를 송수신한다. 이동통신용 중계기(131)는 이동통신 장비, 예컨대 휴대폰, PCS, PDA 등의 장비들과 통신하거나 상기 장비들간에 전해지는 메시지를 중계한다.
도 2는 본 발명에 따른 PIMD 신호 제거 장치 및 이를 이용한 이동통신용 중계기의 블록도이다. 도 2를 참조하면, 이동통신용 중계기(131)는 제1 및 제2 증폭기들(211,213), 송신 대역 필터(221), 수신 대역 필터(223), 위상 제거기(Phase Cancellation Module)(231), 제1 및 제2 송수신 안테나들(241,242)을 구비한다.
송신 대역 필터(221), 수신 대역 필터(223), 위상 제거기(231), 및 제1 및 제2 송수신 안테나들(241,242)은 본 발명에 따른 PIMD 신호 제거 장치를 구성한다.
제1 증폭기(211)는 입력되는 신호(T1)를 소정 레벨 증폭한다. 제1 증폭기(211)는 전력 증폭기로 구성한다. 신호(T1)는 1∼20으로 구성되는 멀티 FA 신호들이다.
송신 대역 필터(221)는 제1 증폭기(211)로부터 출력되는 신호의 제1 소정 주파수 대역만을 통과시킨다. 즉, 상기 제1 소정 주파수 대역 외의 신호들, 예컨대 스퓨리어스 신호들은 모두 송신 대역 필터(221)에 의해 제거된다. 따라서, 송신 대역 필터(221)를 통과한 신호에 포함된 잡음의 크기는 최소한도로 감소된다. 송신 대역 필터(221)는 배선(251)을 통해서 위상 제거기(231)와 연결된다. 송신 대역 필터(221)는 고주파 수동 소자, 예컨대, 컨넥터(Connector), 캐비티 필터(Cavity Filter), 분할기(Divider) 등을 구비하며, 멀티 FA 신호들이 송신 대역 필터(221)에 입력될 경우, 상기 고주파 수동 소자들에 의해 PIMD 신호가 발생한다. PIMD 신호는 송신 신호를 약화시키며 통화 품질을 저하시키는 요인으로서 반드시 제거되어야만 하는 신호이다.
제1 및 제2 송수신 안테나들(241,242)은 입력되는 송신 신호를 공중으로 발사하고, 공중 신호를 수신한다.
송수신 안테나를 2개 사용함으로써 송수신 범위가 확장된다. 송수신 범위를 보다 확장하기 위해서는 송수신 안테나들(241,242)을 2개 이상 사용할 수도 있다.
위상 제거기(231)는 송신 대역 필터(221)에서 출력되는 신호를 제1 및 제2송수신 안테나들(241,242)로 전송하며, 제1 및 제2 송수신 안테나들(241,243)을 통해서 수신된 신호를 수신 대역 필터(223)로 전송한다. 위상 제거기(231)는 송신 대역 필터(221)에서 발생한 PIMD 신호를 수신 대역 필터(223)로 입력시키며, 이 때 상기 PIMD 신호를 복수개로 분기시키고 상기 분기된 PIMD 신호들의 상호 위상차를 180도로 만들어서 상기 PIMD 신호를 제거한다. 따라서, 제1 및 제2 송수신 안테나들(241,242)을 통해서 발사되는 신호의 송신 전력은 최대로 되어 결과적으로, 중계기(131)를 통해서 통신하는 이동통신 장비들의 통화 품질이 향상된다.
수신 대역 필터(223)는 위상 제거기(231)로부터 출력되는 신호의 제2 소정 주파수 대역만을 통과시킨다. 즉, 상기 제2 소정 주파수 대역 외의 신호들, 예컨대 스퓨리어스 신호들은 모두 수신 대역 필터(223)에 의해 모두 제거된다. 따라서, 수신 대역 필터(223)를 통과한 신호에 포함된 잡음의 크기는 최소한도로 감소된다. 수신 대역 필터(223)는 배선(252)을 통해서 위상 제거기(231)와 연결된다.
제2 증폭기(213)는 수신 대역 필터(223)에서 출력되는 신호에 포함된 잡음을 제거하며, 상기 잡음이 제거된 신호를 증폭한다. 제2 증폭기(213)는 저잡음 증폭기로 구성한다.
이와 같이, 송수신 안테나를 2개 사용함으로써 송수신 범위가 확장되며, 위상 제거기(231)를 사용함으로써 송신 대역 필터(221)에서 발생된 PIMD 신호가 제거된다. 따라서, 제1 및 제2 송수신 안테나들(241,243)로부터 발사되는 신호의 전력이 극대화되어 중계기(131)를 통한 통화 품질이 향상된다.
중계기(131)가 이동통신 기지국(111)으로부터 광섬유 케이블(도 1의 141)을통하여 전송된 광 신호를 전기신호로 변환하여 제1 증폭기(211)로 전달하는 제1 변환기와, 제2 증폭기(213)에서 출력되는 신호를 광 신호로 변환하여 상기 광섬유 케이블(141)를 통해서 이동통신 기지국(111)으로 전송하는 제2 변환기를 구비하게 되면, 중계기(131)는 광중계기로 사용될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 위상 제거기(231)의 일 실시예를 구체적으로 도시한 도면이다. 도 3을 참조하면, 위상 제거기(231)는 기판(301), 제1 내지 제4 단자들(311∼314), 접지점들(331∼334), 제1 내지 제4 배선들(321∼324), 제1 내지 제5 배선들(341∼345) 및 전파흡수체들(351,352)을 구비한다. 제1 내지 제4 단자들(311∼314), 접지점들(331∼334), 제1 내지 제4 배선들(321∼324), 제1 내지 제5 배선들(341∼345) 및 전파흡수체들(351,352)은 모두 기판(301)에 설치된다.
제1 단자(311)는 배선(251)을 통하여 송신 대역 필터(221)에, 제2 단자(312)는 배선(252)을 통하여 수신 대역 필터(223)에, 제3 단자(313)는 제1 송수신 안테나(241)에, 제4 단자(314)는 제2 송수신 안테나(243)에 각각 연결된다.
접지점들(331∼334)은 입력되는 신호들을 접지시킨다.
제1 배선(321)은 제1 단자(311)와 접지점(331)을, 제2 배선(322)은 제2 단자(312)와 접지점(332)을, 제3 배선(323)은 제3 단자(313)와 접지점(333)을, 제4 배선(324)은 제4 단자(314)와 접지점(334)을 각각 연결한다. 제1 내지 제4 단자들(311∼314)들을 통하여 입력되는 고조파 신호들은 제1 내지 제4 배선들(321∼324)을 통하여 접지점들(331∼334)들로 유입됨으로써 제거된다.
제1 배선(341)은 제1 단자(311)와 제3 단자(313)를 연결하며, 상호 180도의위상차를 갖게한다. 즉, 제1 단자(311)를 통해서 입력된 송신 신호가 제3 단자(313)에 도달할 때, 상기 송신 신호는 180도 위상이 지연된다.
제2 배선(342)은 제2 단자(312)와 제4 단자(314)를 연결하며, 상호 180도의 위상차를 갖게한다. 즉, 제4 단자(314)를 통해서 입력된 수신 신호가 제2 단자(312)에 도달할 때, 상기 수신 신호는 180도 위상이 지연된다.
제3 배선(343)은 제1 단자(311)와 제2 단자(312)를 연결하며, 상호 90도의 위상차를 갖게한다. 즉, 제1 단자(311)를 통해서 입력된 송신 신호가 제2 단자(312)에 도달할 때, 상기 송신 신호는 90도 위상이 지연된다.
제4 배선(344)은 제3 단자(313)와 제4 단자(314)를 연결하며, 상호 90도의 위상차를 갖게한다. 즉, 제3 단자(313)와 제4 단자(314) 사이에 전송되는 신호는 90도 위상이 지연된다.
제5 배선(345)은 제3 배선(343)과 제4 배선(344) 사이에 위치하며, 제1 배선(341)과 제2 배선(342)을 연결하며, 상호 90도의 위상차를 갖게한다. 즉, 제5 배선(345)을 통해서 전달되는 신호는 90도 위상이 지연된다.
전파흡수체들(351,352)은 제1 내지 제5 배선들(341∼345) 사이에 설치되며, 제1 내지 제5 배선들(341∼345)에서 난반사되는 전파를 흡수함으로써 제1 단자(311)를 통해서 입력된 PIMD 신호를 감소시킨다.
위상 제거기(231)가 PIMD 신호를 제거하는 동작을 설명하기로 한다.
송신 대역 필터(221)에서 출력된 송신 신호는 위상 제거기(231)의 제1 단자(311)로 입력된다. 이 때, 송신 신호에 포함된 고조파 잡음(PIMD 신호 포함)은제1 배선(321)을 통해서 접지점(331)으로 전달됨으로써 그 일부가 제거된다. 제1 단자(311)로 입력된 송신 신호는 제3 단자(313)와 제4 단자(314)로 전파된다. 제3 단자(313)와 제4 단자(314)에 도달한 송신 신호의 크기 및 위상은 각각 0.5P∠180°와 0.5P∠270°이다. 제3 단자(313)에 도달한 송신 신호는 제1 송수신 안테나(241)를 통해서 공중으로 발사되고, 제4 단자(314)에 도달한 송신 신호는 제2 송수신 안테나(242)를 통해서 공중으로 발사된다.
제1 단자(311)로 입력된 송신 신호는 3가지 경로를 통해서 제2 단자(312)로 유기된다. 첫 번째는 제3 배선(343)을 통과하는 경로이고, 두 번째는 제1 배선(341)과 제5 배선(345) 및 제2 배선(342)을 통과하는 경로이며, 세 번째는 제1 배선(341)과 제4 배선(344) 및 제2 배선(342)을 통과하는 경로이다.
제1 단자(311)로부터 제3 배선(343)을 통과하여 제2 단자(312)에 도달한 신호의 크기 및 위상은 0.25P∠90°이고, 제1 단자(311)로부터 제1 단자(311)와 제5 단자 및 제2 단자(312)를 통해서 제2 단자(312)에 도달한 신호의 크기 및 위상은 0.5P∠270°이며, 제1 단자(311)로부터 제1 배선(341)과 제4 배선(344) 및 제2 배선(342)을 통하여 제2 단자(312)에 도달한 신호의 크기 및 위상은 0.25P∠450°이다.
제1 단자(311)로부터 제1 배선(341)과 제4 배선(344) 및 제2 배선(342)을 통하여 제2 단자(312)에 도달한 신호는 제1 단자(311)로부터 제3 배선(343)을 통하여 제2 단자(312)에 도달한 신호와 그 위상이 동일하다. 왜냐하면 (450°-360°=90°)이기 때문이다. 따라서, 제1 단자(311)로부터 제1 배선(341)과 제4 배선(344) 및제2 배선(342)을 통하여 제2 단자(312)에 도달한 신호는 제1 단자(311)로부터 제3 배선(343)을 통하여 제2 단자(312)에 도달한 신호와 합해지며, 상기 합해진 신호의 크기 및 위상은 0.5P∠90°이다. 이 신호는 제1 단자(311)로부터 제1 배선(341), 제5 배선(345) 및 제2 배선(342)을 통하여 제2 단자(312)에 도달한 신호와 그 크기는 같고 위상은 반대 즉, 180도의 차가 나므로 서로 상쇄된다. 따라서, 제1 단자(311)로 입력된 송신 신호에 포함된 PIMD 신호는 대폭 감소되거나 제거된다.
제2 송수신 안테나(243)를 통해서 제4 단자(314)로 입력된 신호는 첫 번째는 제4 배선(344)을 통하여 제3 단자(313)로 유기되고, 두 번째는 제2 배선(342)과 제5 배선(345) 및 제1 배선(341)을 통하여 제3 단자(313)로 유기되고, 세 번째는 제2 배선(342)과 제3 배선(343) 및 제1 배선(341)을 통하여 제3 단자(313)로 유기된다. 이와 같이 제4 단자(314)로부터 제3 단자(313)로 유기된 신호는 상술한 바와 유사한 방법으로 180도 역위상이 되어 상쇄된다. 따라서, 제4 단자(314)로 입력된 신호는 제3 단자(313)를 통해서 출력되는 송신 신호에 나쁜 영향을 주지 않게 되어 제3 단자(313)를 통해서 출력되는 송신 신호의 전파 출력은 극대화된다. 제4 단자(314)로 입력된 신호는 제1 단자(311)와 제2 단자(312)로 2분기되어 전달된다.
제3 단자(313)로 입력된 신호도 제4 단자(314)를 통해서 입력되는 신호의 동작과 유사한 동작을 통하여 제1 및 제2 단자들(311,312)로 2분기되어 전달되며, 또한, 제4 단자(314)에서 180도 역위상이 되어 상쇄된다.
도 4는 도 2에 도시된 위상 제거기(231)의 다른 실시예를 구체적으로 도시한 도면이다. 도 4를 참조하면, 위상 제거기(231)는 기판(401), 제1 내지 제4단자들(411∼414), 트랜스포머(421) 및 제1 내지 제4 배선들(431∼434)을 구비한다. 제1 내지 제4 단자들(411∼414), 트랜스포머(421) 및 제1 내지 제4 배선들(431∼434)은 모두 기판(401)에 설치된다.
제1 단자(411)는 송신 대역 필터(도 2의 221)에 연결된다.
제2 단자(412)는 제1 송수신 안테나(도 2의 241)에 연결된다.
제3 단자(413)는 수신 대역 필터(도 2의 223)에 연결된다.
제4 단자(414)는 제2 송수신 안테나(도 2의 242)에 연결된다.
트랜스포머(421)는 제2 단자(412)와 노드(N1)를 연결하며, 파장길이가 이다.
제1 배선(431)은 제1 단자(411)와 트랜스포머(421), 즉 제1 단자(411)와 노드(N1)를 연결하며, 상호 90도의 위상차를 갖게한다.
제2 배선(432)은 트랜스포머(421)와 제3 단자(413), 즉 노드(N1)와 제3 단자(413)를 연결하며, 상호 90도의 위상차를 갖게한다.
제3 배선(433)은 제3 단자(413)와 제4 단자(414)를 연결하며, 상호 90도의 위상차를 갖게한다.
제4 배선(434)은 제1 단자(411)와 제4 단자(414)를 연결하며, 상호 270도의 위상차를 갖게한다.
제1 내지 제4 배선들(431∼434)은 원형으로 구성된다.
도 4에서 위상 제거기(231)가 PIMD 신호를 제거하는 동작을 설명하기로 한다.
송신 대역 필터(221)에서 출력된 송신 신호는 제1 단자(411)로 입력된다.제1 단자(411)로 입력된 신호는 제2 단자(412)와 제4 단자(414)로 분기되어 전달된다. 제1 단자(411)로부터 전송된 송신 신호는 제1 배선(431)과 트랜스포머(421)를 거쳐서 제2 단자(412)에 도달하며, 이 때의 신호의 크기와 위상은 0.5P∠180°이다. 트랜스포머(421)의 파장길이가 이며, 이것은 90도의 위상차를 갖는다. 제1 단자(411)로부터 제4 단자(414)에 도달한 송신 신호의 크기 및 위상은 0.5P∠270°이다. 제2 및 제4 단자들(412,414)에 도달한 송신 신호들은 각각 제1 송수신 안테나(241)와 제2 송수신 안테나(242)를 통해서 공중으로 발사된다.
제1 단자(411)로 입력된 송신 신호는 2가지 경로를 통해서 제3 단자(413)로 유기된다. 첫 번째는 제1 및 제2 배선들(431,432)을 통과하는 경로이고, 두 번째는 제4 및 제3 배선들(434,433)을 통과하는 경로이다. 제1 단자(411)로부터 제1 및 제2 배선들(431,432)을 통과하여 제3 단자(413)에 도달한 신호의 위상은 180°이고, 제4 및 제3 배선들(434,433)을 통해서 제3 단자(413)에 도달한 신호의 위상은 360°이며, 이들 두 신호는 상호 180도의 위상차를 나타내므로 서로 상쇄된다. 이와 같이, 송신 대역 필터(도 2의 221)에서 발생되어 제1 단자(411)로 유입된 PIMD 신호는 위상 제거기(도 4의 231)에 의해 대폭 감소되거나 제거되므로 수신 대역 필터(도 2의 223)로 유입되지도 않고, 제1 및 제2 송수신 안테나들(241,242)을 통해서 발사되는 신호들에 포함되지 않는다. 따라서, 송신 효율이 향상된다.
제1 송수신 안테나(241)를 통해서 제2 단자(412)로 입력된 신호는 제2 배선(432)을 통하여 제3 단자(413)로 유기되며 이 때의 유기된 신호의 위상은 180도이며, 또한 제1, 제4 및 제3 배선들(431,434,433)을 통하여 제3 단자(413)로 유기되며 이 때의 신호의 위상은 540도이다. 540도는 180도와 동일(540°-360°=180°)함으로 제2 단자(412)로부터 제2 배선(432)을 통하여 제3 단자(413)로 유기된 신호와 제1, 제4 및 제3 배선들(431,434,433)을 통하여 제3 단자(413)로 유기된 신호는 서로 합해져서 수신 대역 필터(도 2의 223)로 전송되므로 그 효율이 높아진다.
제2 송수신 안테나(도 2의 242)를 통해서 제4 단자(414)로 입력된 신호는 제3 배선(433)을 통하여 제3 단자(413)로 유기되며 이 때의 유기된 신호의 위상은 90도이고, 또한 제4, 제1 및 제2 배선들(434,431,432)을 통하여 제3 단자(413)로 유기되며 이 때의 신호의 위상은 450도이다. 450도는 90도와 그 위상이 동일하다. 그러므로, 제3 배선(433)을 통하여 제3 단자(413)로 유기된 신호와 제4, 제1 및 제2 배선들(434,431,432)을 통하여 제3 단자(413)로 유기된 신호는 제3 단자(413)에서 서로 합해져서 수신 대역 필터(도 2의 223)로 전송되므로 그 효율이 높아진다.
이와 같이 도 4에 따르면 송신 대역 필터(도 2의 221)에서 발생된 PIMD 신호는 제3 단자(413)에서 서로 상쇄되므로 이동통신용 중계기(도 2의 131)의 송신 효율이 향상된다.
도 5는 도 2에 도시된 중계기(131)에 20FA CDMA 신호를 인가할 경우 발생하는 PIMD 신호의 특성을 종래 기술과 비교하기 위하여 도시한 그래프이다. 도 5를 참조하면, 본 발명의 위상 제거기(231)를 통과한 PIMD 신호(511)의 크기가 종래 기술에 의한 PIMD 신호(521)에 비해 30dB 이상 감소됨을 알 수 있다. 도 5에서 PIMD신호(511)는 온도에 따라 그 크기가 변화되는 것을 볼 수 있다.
도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 송신 대역 필터(221)에서 발생된 PIMD 신호가 대폭 감소되거나 제거되고, 제1 송수신 안테나(241)와 제2 송수신 안테나(242)가 2개 구성됨으로 통신 범위가 확장된다. 따라서, 송수신 신호간의 분리도가 향상되며 송신 신호의 전력이 증가되어 통화 품질이 향상된다.

Claims (6)

  1. 멀티 FA 신호들을 입력하며 입력되는 신호의 제1 소정 주파수 대역만을 통과시키는 송신 대역 필터;
    입력되는 신호를 공중으로 송신하고 공중 신호를 수신하는 제1 및 제2 송수신 안테나들;
    입력되는 신호의 제2 소정 주파수 대역만을 통과시키는 수신 대역 필터; 및
    상기 송신 대역 필터에서 출력되는 신호를 상기 제1 및 제2 송수신 안테나들로 전송하며, 상기 제1 및 제2 송수신 안테나들을 통해서 수신된 신호를 상기 수신 대역 필터로 전송하며, 상기 송신 대역 필터에서 발생한 PIMD 신호를 상기 수신 대역 필터로 입력시키며, 이 때 상기 PIMD 신호를 복수개로 분기시키고 상기 분기된 PIMD 신호들의 상호 위상차를 180도로 만들어서 상기 PIMD 신호를 제거하는 위상 제거기를 구비하는 것을 특징으로 하는 PIMD 신호 제거 장치.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 송신 대역 필터와 수신 대역 필터는 각각 배선을 통해서 상기 위상 제거기와 연결된 것을 특징으로 하는 PIMD 신호 제거 장치.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 위상 제거기는
    기판;
    상기 기판에 설치되며 상기 송신 대역 필터에 연결된 제1 단자;
    상기 기판에 설치되며 상기 수신 대역 필터에 연결된 제2 단자;
    상기 기판에 설치되며 상기 제1 송수신 안테나에 연결된 제3 단자;
    상기 기판에 설치되며 상기 제2 송수신 안테나에 연결된 제4 단자;
    상기 기판에 설치된 복수개의 접지점들;
    상기 기판 상에서 상기 제1 내지 제4 단자들과 상기 접지점들을 연결하는 제1 내지 제4 배선들;
    상기 기판 상에서 상기 제1 단자와 제3 단자를 연결하며, 상호 180도의 위상차를 갖게하는 제1 배선;
    상기 기판 상에서 상기 제2 단자와 제4 단자를 연결하며, 상호 180도의 위상차를 갖게하는 제2 배선;
    상기 기판 상에서 상기 제1 단자와 제2 단자를 연결하며, 상호 90도의 위상차를 갖게하는 제3 배선;
    상기 기판 상에서 상기 제3 단자와 제4 단자를 연결하며, 상호 90도의 위상차를 갖게하는 제1 배선;
    상기 기판 상에서 상기 제3 배선과 제4 배선 사이에 위치하며, 상기 제1 배선과 제2 배선을 연결하며, 상호 90도의 위상차를 갖게하는 제5 배선; 및
    상기 기판 상에서 상기 제1 내지 제5 배선들 사이에 설치되며, 상기 제1 내지 제5 배선들에서 난반사되는 전파를 흡수하여 상기 PIMD를 감소시키는 전파흡수체를 구비하는 것을 특징으로 하는 PIMD 신호 제거 장치.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 위상 제거기는
    기판;
    상기 기판에 설치되며 상기 송신 대역 필터에 연결된 제1 단자;
    상기 기판에 설치되며 제1 송수신 안테나에 연결된 제2 단자;
    상기 기판에 설치되며 상기 수신 대역 필터에 연결된 제3 단자;
    상기 기판에 설치되며 상기 제2 송수신 안테나에 연결된 제4 단자;
    상기 기판 상에서 상기 제2 단자에 연결되며 파장길이가 인 트랜스포머;
    상기 기판 상에서 상기 제1 단자와 트랜스포머를 연결하며, 상호 90도의 위상차를 갖게하는 제1 배선;
    상기 기판 상에서 상기 트랜스포머와 제3 단자를 연결하며, 상호 90도의 위상차를 갖게하는 제2 배선;
    상기 기판 상에서 상기 제3 단자와 제4 단자를 연결하며, 상호 90도의 위상차를 갖게하는 제3 배선; 및
    상기 기판 상에서 상기 제1 단자와 제4 단자를 연결하며, 상호 270도의 위상차를 갖게하는 제4 배선을 구비하는 것을 특징으로 하는 PIMD 신호 제거 장치.
  5. 입력되는 신호를 증폭하는 제1 증폭기;
    상기 제1 증폭기로부터 출력되는 신호의 제1 소정 주파수 대역을 통과시키는 송신 대역 필터;
    입력되는 신호를 공중으로 발사하고 공중 신호를 수신하는 제1 및 제2 송수신 안테나들;
    입력되는 신호의 제2 소정 주파수 대역을 통과시키는 수신 대역 필터;
    상기 송신 대역 필터에서 출력되는 신호를 상기 제1 및 제2 송수신 안테나들로 전송하며, 상기 제1 및 제2 송수신 안테나를 통해서 수신된 신호를 상기 수신 대역 필터로 전송하며, 상기 송신 대역 필터에서 발생한 PIMD 신호를 상기 수신 대역 필터로 입력시키며, 이 때 상기 PIMD 신호를 복수개로 분기시키고 상기 분기된 PIMD 신호들의 상호 위상차를 180도로 만들어서 상기 PIMD 신호를 제거하는 위상 제거기; 및
    상기 수신 대역 필터에서 출력되는 신호에 포함된 잡음을 제거하며 상기 잡음이 제거된 신호를 증폭하는 제2 증폭기를 구비하는 것을 특징으로 하는 이동통신용 중계기.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 증폭기들은 각각 전력 증폭기와 저잡음 증폭기인 것을 특징으로 하는 이동통신용 중계기.
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