KR20040108479A

KR20040108479A - 트리플렉서

Info

Publication number: KR20040108479A
Application number: KR1020030039083A
Authority: KR
Inventors: 박현섭
Original assignee: 주식회사 팬택
Priority date: 2003-06-17
Filing date: 2003-06-17
Publication date: 2004-12-24

Abstract

본 발명의 트리플렉서는, 트라이 밴드 쿼드 모드(Tri-band Quad Mode)를 채용하는 단말기에 사용되고 있는 트리플렉서(Triplexer)를 하나의 칩 형태가 아닌 회로의 형태로 각각 사용되는 주파수 밴드 별로 구성함으로써, 송수신 경로 간의 라인 길이를 짧게 가져갈 수 있으며, 특히, 액티브 스위치를 사용하는 경우 발생될 수 있는 전원 라인의 영향을 줄이고, 각 밴드 간의 삽입 손실과 감쇄 특성을 향상시키며, 상호 밴드 간의 영향을 최소화할 수 있는 트리플렉서를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, PCS 밴드의 신호를 통화신호로서 처리하는 PCS RF부; GPS 밴드의 신호를 복조하여 3차원의 지상 측위 정보를 발생하는 GPS 신호 처리기; CDMA 밴드의 신호를 통화신호로서 처리하는 CDMA RF부; 및 상기 CDMA RF부 혹은 상기 PCS RF부로부터 수신되는 신호로부터 음성을 재생하고, 상기 지상 측위 정보를 입력받아 처리하는 제어부를 포함하는 단말기에 있어서, 안테나로부터 수신된 신호를 가지고 각각 다른 대역통과 필터링을 수행하고, 필터링 결과로 상기 PCS 밴드의 신호, 상기 GPS 밴드의 신호 및 상기 CDMA 밴드의 신호를 분리생성하는 복수개의 대역 통과 필터를 포함한다.

Description

트리플렉서{TRIPLEXER}

본 발명은 트리플렉서(Triplexer)에 관한 것으로, 특히, 트라이 밴드 쿼드 모드(Tri-band Quad Mode) 단말기는 개발함에 있어 사용되는 트리플렉서 설계에 관한 것으로, 특히, 원 안테나(One Antenna) 구조의 안테나를 사용함으로써 각 모드 간의 상호 발생되는 간섭의 영향을 최소화할 수 있도록 하는 트리플렉서에 관한 것이다.

종래에는, 이중 밴드 트라이모드로 1900MHz 대역(US PCS)과 800MHz 대역(CDMA)을 분리시켜주는 다이플렉서(Diplexer)가 있으며, 최근에는 GPS(Global Positioning System : 미 국방성에서 자국의 군사목적을 위하여 개발한 것으로 지구상 어디에서나 표준 좌표계에서의 위치, 속도, 시간 측정을 가능하게 해주는 인공위성을 이용한 항법체계)의 중요성이 부각되면서 현재의 모든 휴대폰 개발 시 이 GPS 기능이 추가된다. 즉, 현재의 개인 휴대용 이동 통신 장치는 CDMA 혹은 PCS 모드를 공용할 수 있도록 하는 듀얼 동작 모드를 가지는 이동 통신 장치로 발전되고 있고, 미합중국 연방통신 위원회(Federal Communication Commission :FCC)의 E911의 규정에 따라 향후 미국향 무선 단말기에는 GPS(Global Position System)기능의 내장이 필수 불가결할 것으로 예상된다. FCC의 E911에서는 모든 이동 통신 단말기들에 대하여 위치추적이 가능하도록 하는 무선 측위, 예를 들면, GPS위성을 통한 위치추적이 가능하도록 권고하고 있다. 따라서, 모든 이동 통신 단말기들에는 GPS 밴드, 즉 1.575GHz 대역의 신호를 수신할 수 있는 안테나의 장착이 필수적으로 요구되어진다. GPS신호를 수신할 수 있는 기능을 가지는 이동 통신 장치의 구성은 칩 타입의 GPS 안테나를 이용하는 것이 널리 이용되며, 그 상세한 구성을 살피면 하기와 같다.

도 1은 종래의 기술에 의해 구현된 트리플 밴드 수신 이동 통신 장치의 구성도를 나타낸 블록도이다. 도 1을 참조하면, GPS 밴드의 신호 및 또 다른 밴드의 신호를 수신하여 통신하기 위한 이동 통신 장치의 구성이 개시되어 있다. 이러한 종래의 트리플 밴드 수신 이동 통신 장치는, 선택 신호에 따라 듀얼 밴드 안테나에 의해 수신된 CDMA/PCS 밴드의 신호 또는 GPS 신호를 분리수신/송신하는 액티브 스위치(110); 액티브 스위치(110)로부터 분리 출력되는 CDMA 밴드의 신호를 통화신호로서 처리하는 CDMA RF부(120); 액티브 스위치(110)로부터 분리 출력되는 PCS 밴드의 신호를 통화신호로서 처리하는 PCS RF부(130); 입력되는 GPS 밴드의 신호를 복조하여 3차원의 지상 측위 정보를 발생하는 GPS 신호 처리기(140); 및 CDMA RF부 (120) 혹은 PCS RF부(130)로부터 수신되는 신호로부터 음성을 재생하거나, 송신할 신호를 CDMA RF부 (120) 혹은 PCS RF부(130)에 제공하며, GPS 신호 처리기(140)로부터 지상 측위 정보를 입력받아 처리하는 제어부(150)를 포함한다. 여기서, 이동 통신 장치는 서로 다른 주파수대역의 신호를 각각 선택적으로 수신하는 2개의 안테나를 사용한다. 즉, 듀얼 밴드 안테나로 CDMA와 PCS 밴드의 주파수를 동조하여 수신되도록 구현하고, GPS 안테나로 GPS 밴드의 주파수를 동조하여 수신하도록 구현하나, 편의상 하나의 안테나로 도시되어 있다. 여기서, 안테나는 전기적인 신호를 전파로 바꾸어 주거나 그 반대의 기능을 수행하는 장치를 의미한다. 송신의 경우에는 송신기에서 보내고 싶은 전기적인 신호를 전파로 바꾸어 멀리까지 보내고, 멀리서 송신된 전파를 수신하면 그 전파를 전기적인 신호로 바꾸어 수신기에 전달하여 준다.

그러나, 상술한 종래의 트리플 밴드 수신 이동 통신 장치는, 트리플렉서에 해당하는 액티브 스위치(110)가 하나의 칩의 형태를 이루어 모든 기능을 구현하였으므로, 무선 환경에 있어서 고주파로 인한 삽입 손실(Insertion Loss), 주파수 대역 증가에 따른 통과 대역 내의 리플(Ripple) 증가, 도통된 각 밴드와 타 밴드 간에 있어서 감쇄특성(Attenuation)의 요구값 획득의 어려움 등 여러가지 문제가 따른다. 즉, 800MHz CDMA 대역(859MHz +/- 35MHz)의 삽입 손실은 최대 1.6dB(1.5dB Typ.)이며, 감쇄특성은 20dB(PCS, GPS대역)이다. 1900MHz PCS 대역(1920MHz +/- 70MHz)의 삽입 손실은 최대 1.1dB(1dB Typ.)이며, 감쇄특성 5dB(CDMA 대역), 10dB(GPS 대역)이다. 1575MHz GPS 대역(1575.5MHz +/- 1.5MHz)의 삽입 손실은 최대 2.5dB(2.2dB Typ.)이며, 감쇄특성은 30dB(CDMA 대역), 20dB(PCS 대역)이다. 위와 같이 하나의 칩 형태로 세 밴드에 대한 특성을 구현하기 때문에, 삽입 손실 및 감쇄 특성이 기존의 이중 밴드에 사용되는 다이플렉서보다 악화가 됨으로써 성능에 직접적인 영향을 미치게 된다. 여기서, 삽입 손실(Insertion Loss)이라 함은 통과 대역(Pass band)의 입력단에 들어간 파워가 출력단으로 나오면서 발생한 소자(또는 회로) 내부의 손실을 말한다. 즉, 필터, 커플러 등의 수동 소자의 경우라면 삽입 손실의 0dB를 넘을 수 없다. 다시 말하면, 이렇게 소자나 회로 등을 통과하면서, 동작 주파수 대역 상에서 내부의 손실로 인하여 줄어든 값을 삽입 손실이라고 부른다. 감쇄 특성(Attenuation)은 일정 구간을 진행하면서 신호나 파형의 강도가 줄어든 정도를 나타내는 것을 말한다. 결국, 주로 회로나 소자, 시스템 내부를 진행하면서 발생하는 감쇄와 송신-수신단 사이의 대기전파전달의 에너지 감쇄량을 말하게 된다. 각 밴드 간의 감쇄 특성(Attenuation)이 나쁠 경우, 예를 들면, CDMA-PCS, PCS-GPS, CDMA-GPS 상호 간의 간섭에 의해서 다른 밴드에 영향을 끼치거나, 또는 하나의 칩을 사용하기 때문에 각 밴드 간의 경로가 길어지게 되어 삽입 손실이 커지게 되어 폰 성능의 악화를 초래할 뿐만 아니라, 액티브 스위치를 사용할 경우 전원 라인이 안테나 위치까지 근접함에 따라 전체의 성능에 영향을 주는 문제점이 있다.

상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 트라이 밴드 쿼드 모드(Tri-band Quad Mode)를 채용하는 단말기에 사용되고 있는 트리플렉서(Triplexer)를 하나의 칩 형태가 아닌 회로의 형태로 각각 사용되는 주파수 밴드 별로 구성함으로써, 송수신 경로 간의 라인 길이를 짧게 가져갈 수 있으며, 특히, 액티브 스위치를 사용하는 경우 발생될 수 있는 전원 라인의 영향을 줄이고, 각 밴드 간의 삽입 손실과 감쇄 특성을 향상시키며, 상호 밴드 간의 영향을 최소화할 수 있는 트리플렉서를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래의 기술에 의해 구현된 트리플 밴드 수신 이동 통신 장치의 구성도를 나타낸 블록도,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 트리플렉서를 나타낸 블록도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

211~213 : 복수개의 대역 통과 필터 220 : PCS RF부

230 : GPS 신호 처리기 240 : CDMA RF부

250 : 제어부

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 트리플렉서는, PCS 밴드의 신호를 통화신호로서 처리하는 PCS RF부; GPS 밴드의 신호를 복조하여 3차원의 지상 측위 정보를 발생하는 GPS 신호 처리기; CDMA 밴드의 신호를 통화신호로서 처리하는 CDMA RF부; 및 상기 CDMA RF부 혹은 상기 PCS RF부로부터 수신되는 신호로부터 음성을 재생하고, 상기 지상 측위 정보를 입력받아 처리하는 제어부를 포함하는 단말기에 있어서, 안테나로부터 수신된 신호를 가지고 각각 다른 대역통과 필터링을 수행하고, 필터링 결과로 상기 PCS 밴드의 신호, 상기 GPS 밴드의 신호 및 상기 CDMA 밴드의 신호를 분리생성하는 복수개의 대역 통과 필터를 포함한다.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여 본 발명의 가장 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 트리플렉서를 나타낸 블록도로서, 이러한 본 발명의 트리플렉서는, 복수개의 대역 통과 필터(211~213), PCS RF부(220), GPS 신호 처리기(230), CDMA RF부(240) 및 제어부(250)를 포함한다.

복수개의 대역 통과 필터(211~213)는, 안테나로부터 수신된 신호를 가지고 각각 다른 대역통과 필터링을 수행하고, 필터링 결과로 PCS 밴드의 신호, GPS 밴드의 신호 및 CDMA 밴드의 신호를 분리생성하는 역할을 한다. 여기서, 상기 복수개의 대역 통과 필터(211~213)에 관하여 설명하면 다음과 같다.

상기 복수개의 대역 통과 필터(211~213) 중 PCS용 필터(211)는, 고역 통과 및 대역 통과 과정을 수행하는 역할을 한다. 여기서, 상기 PCS용 필터(211)는, 감쇄 특성을 고려하여 인덕터와 커패시터의 단수를 늘려 설계하고, 또한, 원하는 대역을 설정할 수 있다. 필터의 설계 방식에 대해서는 구조 및 형태(버터워스(Butterworth), 체비세프(Chebyshev), 베셀(Bessel) 등)에 따라 여러가지로 상이해지므로 자세한 설명을 생략하나, 당업자에 의해 이해될 수 있을 것이다.

또한, 상기 복수개의 대역 통과 필터(211~213) 중 GPS용 필터(212)는, 대역 통과 과정을 수행하는 역할을 한다. 여기서, 상기 GPS용 필터(212)는, 인덕터와 커패시터를 이용하고 공진 회로를 설계함으로써 다른 밴드(800MHz CDMA와 1900MHz PCS)의 신호를 억제하고 GPS 대역만을 통과시키도록 설계할 수 있다. 이 때, 감쇄 특성(Attenuation)을 좋게 하기 위하여 인덕터와 커패시터의 단수를 늘려 설계하고, 또한, 다른 밴드의 영향을 받지 않는 범위 내에서 대역 통과되는 주파수 영역을 설정할 수 있다.

한편, 상기 복수개의 대역 통과 필터(211~213) 중 CDMA용 필터(213)는, 대역 통과 과정 및 저역 통과 과정을 수행하는 역할을 한다. 여기서, 상기 CDMA용 필터(213)는, 인덕터와 커패시터를 이용하는데, 800MHz 아래 주파수를 사용하지 않기 때문에 저역 통과 필터 구조로 설계 가능하게 된다.

또한, PCS RF부(220)는, 상기 복수개의 대역 통과 필터(211~213) 중 하나의 필터(211)로부터 분리 출력되는 PCS 밴드의 신호를 통화신호로서 처리한 후, 후술하는 제어부(250)로 출력하는 역할을 한다.

한편, GPS 신호 처리기(230)는, 상기 복수개의 대역 통과 필터(211~213) 중 하나의 필터(212)로부터 입력되는 GPS 밴드의 신호를 복조하여 3차원의 지상 측위 정보를 발생한 후, 후술하는 제어부(250)로 출력하는 역할을 한다.

또한, CDMA RF부(240)는, 상기 복수개의 대역 통과 필터(211~213) 중 하나의 필터(213)로부터 분리 출력되는 CDMA 밴드의 신호를 통화신호로서 처리한 후, 후술하는 제어부(250)로 출력하는 역할을 한다.

한편, 제어부(250)는, 상기 CDMA RF부(240) 혹은 상기 PCS RF부(220)로부터 수신되는 신호로부터 음성을 재생하거나, 송신할 신호를 상기 CDMA RF부(240) 혹은 상기 PCS RF부(220)에 제공하며, 상기 GPS 신호 처리기(230)로부터 상기 지상 측위 정보를 입력받아 처리하는 역할을 한다.

상술한 본 발명의 트리플렉서의 동작에 관하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 안테나로부터 수신된 신호가 PCS 신호인 경우에는, 상기 복수개의 대역 통과 필터(211~213) 중 PCS용 필터(211)에서 고역 통과 및 대역 통과 과정을 수행하고, 그 후, PCS RF부(220)는, 상기 PCS용 필터(211)로부터 분리 출력되는 PCS 밴드의 신호를 통화신호로서 처리한 후, 제어부(250)로 출력하게 된다. 그 후, 제어부(250)는, PCS RF부(220)로부터 수신되는 신호로부터 음성을 재생하게 된다. 또한, 송신할 신호를 PCS RF부(220)에 제공함으로써 송신 동작을 제어할 수도 있다.

한편, 안테나로부터 수신된 신호가 GPS 신호인 경우에는, 상기 복수개의 대역 통과 필터(211~213) 중 GPS 필터(212)에서 대역 통과 과정을 수행하고, 그 후, GPS 신호 처리기(230)는, 입력되는 GPS 밴드의 신호를 복조하여 3차원의 지상 측위 정보를 발생하고, 제어부(250)로 출력하게 된다. 그 후, 제어부(250)는, 상기 GPS 신호 처리기(230)로부터 상기 지상 측위 정보를 입력받아 처리하게 된다.

또한, 안테나로부터 수신된 신호가 CDMA 신호인 경우에는, 상기 복수개의 대역 통과 필터(211~213) 중 CDMA 필터(213)에서 저역 통과 및 대역 통과 과정을 수행하고, 그 후, CDMA RF부(240)는, 상기 CDMA 필터(213)로부터 분리 출력되는 CDMA밴드의 신호를 통화신호로서 처리한 후, 제어부(250)로 출력하게 된다. 그 후, 제어부(250)는, CDMA RF부(240)로부터 수신되는 신호로부터 음성을 재생하게 된다. 또한, 송신할 신호를 CDMA RF부(240)에 제공함으로써 송신 동작을 제어할 수도 있다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.

본 발명은 트라이 밴드 쿼드 모드(Tri-band Quad Mode)를 채용하는 단말기에 사용되고 있는 트리플렉서(Triplexer)를 하나의 칩 형태가 아닌 회로의 형태로 각각 사용되는 주파수 밴드 별로 구성함으로써, 송수신 경로 간의 라인 길이를 짧게 가져갈 수 있으며, 특히, 액티브 스위치를 사용하는 경우 발생될 수 있는 전원 라인의 영향을 줄이고, 각 밴드 간의 삽입 손실과 감쇄 특성을 향상시키며, 상호 밴드 간의 영향을 최소화할 수 있는 장점이 있다.

Claims

PCS 밴드의 신호를 통화신호로서 처리하는 PCS RF부;

GPS 밴드의 신호를 복조하여 3차원의 지상 측위 정보를 발생하는 GPS 신호 처리기;

CDMA 밴드의 신호를 통화신호로서 처리하는 CDMA RF부; 및

상기 CDMA RF부 혹은 상기 PCS RF부로부터 수신되는 신호로부터 음성을 재생하고, 상기 지상 측위 정보를 입력받아 처리하는 제어부

를 포함하는 단말기에 있어서,

안테나로부터 수신된 신호를 가지고 각각 다른 대역통과 필터링을 수행하고, 필터링 결과로 상기 PCS 밴드의 신호, 상기 GPS 밴드의 신호 및 상기 CDMA 밴드의 신호를 분리생성하는 복수개의 대역 통과 필터

를 포함하는 것을 특징으로 하는 트리플렉서.
제1항에 있어서, 상기 복수개의 대역 통과 필터는,

고역 통과 및 대역 통과 과정을 수행하는 PCS용 필터;

대역 통과 과정을 수행하는 GPS용 필터; 및

대역 통과 과정 및 저역 통과 과정을 수행하는 CDMA용 필터

를 포함하는 것을 특징으로 하는 트리플렉서.
제2항에 있어서,

상기 PCS용 필터는, 복수개의 인덕터-커패시터단

을 포함하는 것을 특징으로 하는 트리플렉서.
제2항에 있어서,

상기 GPS용 필터는, 복수개의 인덕터-커패시터단

을 포함하는 것을 특징으로 하는 트리플렉서.