KR20030077705A - 기지국 송수신기에서 믹서의 로컬신호 누설 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 국부발진기에서 생성된 로컬 신호가 스퓨리어스(spurious)로 작용하여 송신 및 수신 특성을 저하시키는 것을 미연에 방지하도록 한 기지국 송수신기에서 믹서의 로컬신호 누설 방지장치에 관한 것으로서, 이러한 본 발명은, 송신 중간주파수를 크기와 주파수는 동일하고 위상이 180°상이한 두 개의 신호로 분리하여 출력하고, 크기와 주파수는 동일하고 위상이 180°상이한 두 개의 수신 중간주파수는 혼합하여 로컬신호는 제거하고 중간주파수의 신호 크기는 확장하여 출력해주는 제1 하이브리드 회로, 제1 하이브리드 회로에서 출력되는 위상이 상이한 두 개의 송신 중간주파수와 로컬신호를 혼합하여 위상이 상이한 두 개의 송신 고주파수를 생성하여 출력하고, 위상이 상이한 두 개의 수신 고주파수와 로컬신호를 혼합하여 크기는 동일하고 위상이 상이한 두 개의 수신 중간주파수를 생성하여 상기 제1 하이브리드 회로에 인가하는 제1 및 제2 주파수 혼합기, 제1 및 제2 주파수 혼합기에서 각각 출력되는 크기는 동일하고 위상이 상이한 두 개의 송신 고주파수를 혼합하여 로컬신호는 제거하고 고주파수의 신호 크기는 확장하여 출력하며, 수신된 고주파수는 크기 및 주파수는 동일하고 위상이 180°상이한 두 개의 고주파수로 분리하여 상기 제1 및 제2 주파수 혼합기에 인가하는 제2 하이브리드 회로로 믹서 장치를 구현함으로써, 로컬신호의 누설을 방지할 수 있어 송수신 신호 특성의 개선이 가능하다.

Description

기지국 송수신기에서 믹서의 로컬신호 누설 방지장치{Apparatus for leakage preventing of local signal to mixer in BTS transceiver}

본 발명은 통신 시스템(특히, 이동통신 시스템)에 적용된 기지국 송수신기에서 믹서의 로컬신호 누설 방지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 국부발진기에서생성된 로컬 신호가 스퓨리어스(spurious)로 작용하여 송신 및 수신 특성을 저하시키는 것을 미연에 방지하도록 한 기지국 송수신기에서 믹서의 로컬신호 누설 방지장치에 관한 것이다.

통상, 이동통신 시스템의 기지국에는 RF 신호의 송신 및 수신을 위한 송수신기가 구비되며, 이러한 송수신기에는 송신시 송신 중간주파수에 국부발진기에서 생성된 로컬 신호를 혼합하여 고주파수로 상향 변환하고, 수신시 수신 고주파수에 국부발진기에서 생성된 로컬 신호를 혼합하여 중간 주파수로 하향 변환하는 믹서가 구비된다.

도 1은 종래 이동통신 시스템에 적용된 기지국 송수신기에서 믹서의 구성을 보인 회로도이다.

여기서 참조부호 10은 주파수의 상향 또는 하향 변환을 위한 로컬신호(LO)를 생성하는 국부발진기를 나타내고, 참조부호 20은 상기 국부발진기(10)에서 생성된 로컬신호(LO)와 송신 중간주파수를 혼합하여 고주파수로 상향 변환하고, 수신 고주파수에 상기 로컬신호를 혼합하여 중간 주파수로 하향 변환하는 주파수 혼합기를 나타낸다.

이와 같이 구성되는 종래 기지국 송수신기에서 믹서의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저 송신시, 국부발진기(10)에서는 로컬신호를 생성하여 주파수 혼합기(20)에 제공해주며, 상기 주파수 혼합기(20)는 송신 중간주파수(IF)에 상기 로컬신호를 혼합하여 고주파수(RF)로 주파수를 상향 변환한다.

다음으로 수신시, 국부발진기(10)에서는 로컬신호를 생성하여 상기 주파수 혼합기(20)에 제공해주며, 상기 주파수 혼합기(20)는 수신 고주파수(RF)에 상기 로컬신호를 혼합하여 중간주파수(IF)로 주파수를 하향 변환한다.

여기서 로컬신호는 상기 송신 중간주파수(IF) 및 수신 고주파수(RF) 보다 비교적 파워가 큰 신호가 사용된다.

따라서 종래의 기지국 송수신기에서 믹서는, IF, RF 신호보다 파워가 큰 로컬신호가 스퓨리어스로 작용하여 송신 신호 및 수신 신호에 악영향을 주게되므로, 송수신 특성이 저하되는 문제점이 발생하였다.

즉, IF, RF 신호보다 파워가 비교적 큰 로컬신호가 중간주파수 또는 고주파수에 스퓨리어스로 작용하여 해당 신호의 특성을 저하시키게 되므로, 전체적인 송수신 특성이 저하되는 단점이 발생되었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 기지국 송수신기의 믹서에서 주파수 변환시 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,

본 발명의 목적은, 국부발진기에서 생성된 로컬 신호가 스퓨리어스(spurious)로 작용하여 송신 및 수신 특성을 저하시키는 것을 미연에 방지하도록 한 기지국 송수신기에서 믹서의 로컬신호 누설 방지장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 "기지국 송수신기에서 믹서의 로컬신호 누설 방지장치"는,

기지국 송수신기에서 주파수 상향 및 하향 변환 장치에 있어서,

송신 중간주파수를 크기와 주파수는 동일하고 위상이 180°상이한 두 개의 신호로 분리하여 출력하고, 크기와 주파수는 동일하고 위상이 180°상이한 두 개의 수신 중간주파수는 혼합하여 로컬신호는 제거하고 중간주파수의 신호 크기는 확장하여 출력해주는 제1 하이브리드 회로와;

상기 제1 하이브리드 회로에서 출력되는 위상이 상이한 두 개의 송신 중간주파수와 로컬신호를 혼합하여 위상이 상이한 두 개의 송신 고주파수를 생성하여 출력하고, 위상이 상이한 두 개의 수신 고주파수와 로컬신호를 혼합하여 크기는 동일하고 위상이 상이한 두 개의 수신 중간주파수를 생성하여 상기 제1 하이브리드 회로에 인가하는 제1 및 제2 주파수 혼합기와;

상기 제1 및 제2 주파수 혼합기에서 각각 출력되는 크기는 동일하고 위상이 상이한 두 개의 송신 고주파수를 혼합하여 로컬신호는 제거하고 고주파수의 신호 크기는 확장하여 출력하며, 수신된 고주파수는 크기 및 주파수는 동일하고 위상이 180°상이한 두 개의 고주파수로 분리하여 상기 제1 및 제2 주파수 혼합기에 인가하는 제2 하이브리드 회로로 구성된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 이동통신 시스템에 적용된 기지국 송수신기에서 믹서의 구성을 보인 회로도이고,

도 2는 본 발명에 의한 이동통신 시스템에 적용된 기지국 송수신기에서 믹서의 로컬신호 누설 방지장치의 구성을 보인 회로도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100, 500 ..... 제1 및 제2 하이브리드 회로

200, 300 ..... 제1 및 제2 주파수 혼합기

400 ..... 국부 발진기

이하 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도면 도 2는 본 발명에 의한 기지국 송수신기에서 믹서의 로컬신호 누설 방지장치의 구성을 보인 회로도이다.

여기서 참조부호 100은 송신 중간주파수(IF)를 크기와 주파수는 동일하고 위상이 180°상이한 두 개의 신호로 분리하여 출력하고, 크기와 주파수는 동일하고 위상이 180°상이한 두 개의 수신 중간주파수는 혼합하여 로컬신호는 제거하고 중간주파수의 신호 크기는 확장하여 출력해주는 제1 하이브리드 회로를 나타내며, 참조부호 200 및 300은 상기 제1 하이브리드 회로(100)에서 출력되는 위상이 상이한 두 개의 송신 중간주파수와 로컬신호를 혼합하여 위상이 상이한 두 개의 송신 고주파수를 생성하여 출력하고, 위상이 상이한 두 개의 수신 고주파수와 로컬신호를 혼합하여 크기는 동일하고 위상이 상이한 두 개의 수신 중간주파수를 생성하여 상기 제1 하이브리드 회로(100)에 인가하는 제1 및 제2 주파수 혼합기를 나타내며, 참조부호 400은 로컬신호(LO)를 발생하는 국부 발진기를 나타내며, 참조부호 500은 상기 제1 및 제2 주파수 혼합기(200)(300)에서 각각 출력되는 크기는 동일하고 위상이 상이한 두 개의 송신 고주파수를 혼합하여 로컬신호는 제거하고 고주파수의 신호 크기는 확장하여 출력하며, 수신된 고주파수는 크기 및 주파수는 동일하고 위상이 180°상이한 두 개의 고주파수로 분리하여 상기 제1 및 제2 주파수 혼합기(200)(300)에 인가하는 제2 하이브리드 회로를 나타낸다.

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 기지국 송수신기에서 믹서의 로컬신호 누설 방지장치는, 먼저 국부발진기(400)에서 동위상의 동일한 파워를 갖는 로컬신호(LO)를 발생하여 제1 및 제2 주파수 혼합기(200)(300)에 각각 인가한다.

여기서 국부발진기(400)에서 출력되는 로컬 신호는 아래의 [수학식1]과 같다.

다음으로 송신일 경우를 살펴보면, 제1하이브리드 회로(100)에서는 입력되는 송신 중간주파수(IF)를 크기와 주파수는 동일하고 위상만 180°상이한 두 개의 중간주파수()로 분리하여 제1 및 제2 주파수 혼합기(200)(300)에 각각 입력시킨다.

여기서 제1주파수혼합기(200)에 입력되는 중간주파수와 제2주파수혼합기(300)에 입력되는 중간주파수는 아래의 [수학식2] 및 [수학식3]과 같다.

이에 따라 제1 주파수 혼합기(200)는 입력되는 중간주파수()와 상기 국부발진기(400)에서 출력되는 로컬신호(LO)를 혼합하여 고주파수()로 상향 변환하여 제2하이브리드 회로(500)에 인가하고, 제2주파수 혼합기(300)는 입력되는 중간주파수()와 상기 국부 발진기(400)에서 출력되는 로컬신호(LO)를 혼합하여고주파수()로 상향 변환하여 제2하이브리드 회로(500)에 인가한다.

여기서 상기 제1 주파수 혼합기(200)에서 출력되는 고주파수()는 아래의 [수학식4]와 같고, 제2 주파수 혼합기(300)에서 출력되는 고주파수()는 아래의 [수학식5]와 같다.

다음으로 제2하이브리드 회로(500)는 각각 입력되는 두 개의 고주파수를 결합하여 최종적인 고주파수(RF)로 출력하게 된다. 여기서 두 개의 고주파수 결합시 제2주파수 혼합기(300)에서 출력되는 고주파수는 위상이 반전되어 제2주파수 혼합기(200)에서 출력되는 고주파수와 합쳐지게 되는 데, 이때 로컬신호는 크기는 동일하고 위상이 반대이므로 상쇄되고(제거되고), 고주파수 신호는 서로 동위상이므로 신호가 두배로 확장되어 출력된다.

한편, 수신 과정을 살펴보면, 수신된 고주파수는 상기 제2하이브리드 회로(500)에서 크기와 주파수는 동일하고 위상만 180°상이한 두 개의 고주파수로분리되어 각각 제1 및 제2 주파수 혼합기(200)(300)에 인가된다.

제1 및 제2 주파수 혼합기(200)(300)는 인가되는 고주파수와 국부 발진기(400)에서 출력되는 발진 주파수를 각각 혼합하여 중간주파수로 하향 변환을 하게 되고, 이를 제1하이브리드 회로(100)에 전달한다.

상기 제1하이브리드 회로(100)는 전달되는 두 개의 중간주파수를 결합하게 되는 데, 이때 제2주파수 혼합기(300)에서 출력되는 신호의 위상이 반전되므로, 서로 위상이 반대인 로컬신호는 상쇄되고, 중간주파수는 동위상이므로 합쳐지면 신호가 두배로 확장되어 출력된다.

이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 기지국 송수신기에서 주파수를 혼합할 때 믹서 아이솔레이션(isolation)의 한계성을 능동 소자 없이 수동소자로 해결할 수 있으며, 아울러 주파수 결합시 발생되는 주파수 누설을 최소화할 수 있는 이점이 있다.

또한 능동소자를 사용하면 송신 또는 수신만 그 개선 효과를 가질 수 있으나 본 발명에서는 수동소자를 사용하므로 송수신 모두에서 신호 특성을 개선할 수 있는 이점이 있다.

또한, 수동 소자의 사용이므로 환경변화에 강하여 보다 안정적인 기지국 송수신 장치를 제공해주는 이점도 있다.

Claims (1)

1. 기지국 송수신기에서 주파수 상향 및 하향 변환 장치에 있어서,

   송신 중간주파수를 크기와 주파수는 동일하고 위상이 180°상이한 두 개의 신호로 분리하여 출력하고, 크기와 주파수는 동일하고 위상이 180°상이한 두 개의 수신 중간주파수는 혼합하여 로컬신호는 제거하고 중간주파수의 신호 크기는 확장하여 출력해주는 제1 하이브리드 회로와;

   상기 제1 하이브리드 회로에서 출력되는 위상이 상이한 두 개의 송신 중간주파수와 로컬신호를 혼합하여 위상이 상이한 두 개의 송신 고주파수를 생성하여 출력하고, 위상이 상이한 두 개의 수신 고주파수와 로컬신호를 혼합하여 크기는 동일하고 위상이 상이한 두 개의 수신 중간주파수를 생성하여 상기 제1 하이브리드 회로에 인가하는 제1 및 제2 주파수 혼합기와;

   상기 제1 및 제2 주파수 혼합기에서 각각 출력되는 크기는 동일하고 위상이 상이한 두 개의 송신 고주파수를 혼합하여 로컬신호는 제거하고 고주파수의 신호 크기는 확장하여 출력하며, 수신된 고주파수는 크기 및 주파수는 동일하고 위상이 180°상이한 두 개의 고주파수로 분리하여 상기 제1 및 제2 주파수 혼합기에 인가하는 제2 하이브리드 회로를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 기지국 송수신기에서 믹서의 로컬신호 누설 방지장치.