KR20060097778A - 알에프 신호 제한기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 빠른 회복시간을 갖으면서도 고 레벨의 입력신호를 일정한 레벨의 신호로 제한하기 위한 리미터를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입력된 RF 신호가 입력포트, 상기 입력포트에 직렬 연결된 방향성 결합기 및 콘덴서를 통하여 출력포트로 출력되는 RF 신호 제한기(limiter)에 있어서: 상기 콘덴서와 출력포트간의 연결선과 접지간에 병렬로 연결되는 적어도 하나 이상의 핀 다이오드들로 이루어진 제한부; 상기 방향성 결합기로부터 신호를 입력받아 직류성분을 추출하고 추출된 직류를 상기 제한부에 입력시키는 자려 직류 발생수단을 포함하는 기술 구성으로 이루어진다.

핀 다이오드, 방향성 결합기, 오픈 스터브

Description

알에프 신호 제한기{limmiter for radio frequency receiving device}

도 1은 종래의 RF 신호 제한기를 설명하기 위한 회로도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 회로도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예의 전체적인 구성을 설명하기 위한 회로도이다.

도 4는 도 3의 타려 직류 발생기의 블록 회로도이다.

본 발명은 RF 수신장치에서 입력신호의 레벨을 균일하게 하는 RF 신호 제한기에 관한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같은 종래의 RF(radio frequency) 수신장치의 리미터는 입력포트와 출력포트 사이에 병렬로 핀 다이오드(PIN Diode)를 설치하여 저 레벨의 신호는 그대로 통과시키고, 고 레벨의 신호에 대하여 감쇄시켜 균일한 레벨의 신호가 출력되도록 하고 있다.

도 1에서 입력포트(Pin)에 입력신호가 입력되어 출력포트(Pout)로부터 출력신호가 출력되게 되지만 입력신호가 콘덴서(C1)를 통과하면서 직류성분이 제거되게 되고, 라인과 접지간에 설치된 핀 다이오드(D1), (D2), (D3)에 의하여 입력신호가 일정한 레벨로 맞춰져 출력되게 된다.

이때, 핀 다이오드(D1), (D2), (D3)는 유입되는 전류량에 비례하여 대략 1Ω 내지 10,000Ω 정도로 변화하는 것으로 선형성(linearity), 낮은 분산(distortion) 특성, 낮은 구동전류를 필요로 하기 때문에 RF 스위치, 감쇠기, 변조기, 제한기, 위상변위기등의 신호조절회로에 많이 사용되는 소자이다.

도 1에 도시된 회로에서 저레벨의 RF신호가 입력되는 경우에는 핀 다이오드(D1), (D2), (D3)를 온 시킬 수 있는 전류가 발생하지 않기 때문에 손실없이 출력포트(Pout)로 출력되게 되며, 고 레벨의 RF신호가 입력되는 경우에는 핀 다이오드(D1)가 턴 온 되어 고 전력의 신호를 일정 레벨의 중 전력신호로 감쇄하며, 핀 다이오드(D2), (D3)에서는 핀 다이오드(D1)에서 제한된 중 전력신호를 저 전력의 일정신호 레벨 이하로 제한하여 출력포트(Pout)에서 설정된 일정 레벨의 신호를 얻게된다. 여기서 제한기로 입력되는 신호의 레벨이 커지면 핀 다이오드(D1)의 용량이 증가하게 되며, 핀 다이오드(D1)의 용량이 증가하게 되면 제한기의 회복시간이 증가하는 문제점을 갖고 있다. 이와 반대로 핀 다이오드(D1)의 용량을 감소시키면 제한기의 회복시간은 만족시키나 설정값 이상의 RF 신호에 의하여 핀 다이오드(D1)이 소손되는 문제점을 갖고 있다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 빠른 회복시간을 갖으면서도 고 레벨의 입력신호를 일정한 레벨의 신호로 제한하기 위한 리미터를 제공하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은 입력된 RF 신호가 입력포트, 상기 입력포트에 직렬 연결된 방향성 결합기 및 콘덴서를 통하여 출력포트로 출력되는 RF 신호 제한기(limiter)에 있어서: 상기 콘덴서와 출력포트간의 연결선과 접지간에 병렬로 연결되는 적어도 하나 이상의 핀 다이오드들로 이루어진 레벨 제한부; 상기 방향성 결합기로부터 신호를 입력받아 직류성분을 추출하고 추출된 직류를 상기 제한부에 입력시키는 자려 직류 발생수단을 포함하는 것이다.

또한, 본 발명에서 상기 출력포트에는 RF 신호레벨로부터 직류를 검출하여 기 설정값보다 작은 때에는 상기 레벨 제한부에서 작은 감축이 일어나도록 제어하고, 클 때에는 상기 제한부에서 큰 감축이 일어나도록 제어하는 타려 직류 발생부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 방향성 결합기는 입력되는 RF신호를 소정의 레벨만큼 강하시켜 상기 자려 직류 발생수단에 입력시키는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 자려 직류 발생수단은 상기 방향성 결합기로부터 신호를 입력받아 포락선 검파를 수행하는 병렬로 연결된 적어도 하나 이상의 다이오드들을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 자려 직류 발생수단은 상기 다이오드들에서 검파된 고주파 성분을 접지측에 출력시키는 오픈 스터브를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에서 상기 타려 직류 발생수단은 직류성분만을 검출하는 디텍 터; 상기 디텍터로부터 검출되는 직류를 기설정된 값과 비교하는 비교기; 상기 비교기에서 비교된 값에 의하여 직류성분을 발생시키는 직류발생부를 포함하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면에 따라서 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일실시예를 설명하기 위한 회로도이다.

도 2에서 입력포트(Pin)를 통하여 입력된 신호는 방향성 결합기(10), 제 1 콘덴서(C11), 제 2 콘덴서(C12)를 통과하여 출력포트(Pout)로 출력되게 된다.

또한, 제 1 콘덴서(C11)과 제 2 콘덴서(C12) 사이의 연결선과 접지간에는 핀 다이오드(D14), (D15)가 설치되고, 제 2 콘덴서(C12)와 출력포트(Pout)의 연결선과 접지간에는 핀 다이오드(D16)가 설치된다.

또한, 방향성 결합기(10)와 접지판(30) 사이에는 자려 직류 발생수단(20)이 설치되고, 자려 직류 발생수단(20)의 출력부는 핀 다이오드(D14)의 애노우드에 연결된다.

또한, 자려 직류 발생수단(20)의 출력부와 접지간에는 콘덴서(C13)가 설치되고, 핀 다이오드(D15)의 애노우드와 접지간에는 콘덴서(C14) 및 저항(R12)가 병렬 설치되고, 핀 다이오드(D16)의 애노우드와 접지간에는 콘덴서(C15)와 저항(R13)이 병렬 설치된다.

자려 직류 발생수단(20)은 방향성 결합기(10)와 접지판(30)에 병렬로 설치되는 핀 다이오드들(D11), (D12), (D13)과 이들 핀 다이오들의 애노우드들과 접지간에 설치되는 1/4 파장의 오픈 스터브로 이루어진다.

이하, 상기 도시된 실시예의 동작과정을 설명하기로 한다.

방향성 결합기(10)를 통과한 신호는 콘덴서(11)에 의하여 직류성분은 차단되고 교류 신호 성분만 콘덴서(C12)에 입력되게 된다. 이때, 방향성 결합기(10)는 자려 직류발생기(20)에 입력신호중 일부 신호를 추출하여 공급한다. 바람직하게는 40db만큼 감소시켜 자려 직류 발생기(20)에 입력시킨다. 자려 직류 발생기(D11), (D12), (D13)의 핀 다이오드들(D11), (D12), (D13)에서는 교류 신호의 포락선 검파를 수행하게 되고, 차단된 교류신호성분은 1/4 파장 오픈 스터브를 통하여 접지로 출력되게 된다. 또한, 포락선 검파에 의하여 검파되는 직류성분은 핀 다이오드(D14)에 입력되게 된다. 이때의 직류레벨의 크기는 방향성 결합기에 입력되는 신호의 직류레벨보다 감소된 직류레벨을 갖기 때문에 핀 다이오드(D14)를 소손시키지 않고, 바이어스를 인가하기 때문에 핀 다이오드(D14)의 애노우드에 입력되는 직류 레벨에 비례하여 입력신호의 레벨을 감소시킨다. 따라서 입력포트(Pin)에 입력되는 기설정된 값 보다 큰 레벨의 입력신호에 대하여 핀 다이오드(D14)의 용량을 늘리지 않은 상태에서 균일레벨로 맞출 수 있기 때문에 고 레벨의 신호를 감축하기 위하여 핀 다이오드(D14)의 용량을 늘리지 않으면서도 고 레벨의 입력신호에서도 견디도록 하며, 제한기의 회복시간을 증가시키지 않게 된다.

또한, 핀 다이오드(D15)는 핀 다이오드(D14)를 통과한 중전력 신호를 제한 하기 위한 것이고, 핀 다이오드(D14)보다 작은 진성영역을 갖도록 설계되며, 핀 다이오드(D16)는 낮은 레벨의 신호를 제한하기 위한 것으로 출력신호를 원하는 일정 레벨 이하로 정밀하게 제어하는 플랫 리퀴지(flat leakage) 신호를 고려하여 설계 된다.

미설명된 콘덴서(C13)는 자려 직류 발생기(20)에 입력되는 RF 입력신호를 제거하기 위한 것이고, 콘덴서(C14), (C15), 저항(R12), (R13)은 직류 성분의 휘드백경로를 제공하기 위한 것이며, 콘덴서(C12)는 입력되는 신호중에 교류 신호성분만을 추출하기 위한 것이며, 저항(R11)은 방향성 결합기의 임피이던스 매칭용 저항이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한 회로도이다.

도 3에 도시된 실시예는 도 2의 실시예와 방향성 결합기(10), 자려 직류 발생부(20)와 동일하고, 레벨 제한부(50)는 핀 다이오드(D14), (D15), (D16)로 이루어진 기술구성과 동일하기 때문에 설명을 생략하기로 한다. 타려 직류 발생부(60)는 레벨 제한부(50)에 의하여 레벨이 제한된 신호를 피드백 받아 이를 설정된 레벨과 비교하여 낮은 경우에는 직류 성분을 감소시켜 레벨 제한 부에서 감축되는 레벨의 크기를 감소시키고, 높은 경우에는 직류 성분을 다시 증가시켜 레벨 제한 부에서 감축되는 레벨의 크기를 증가시키도록 하는 것이다.

이에 대한 구체적인 구성은 도 4에 도시된 바와 같이, 출력되는 신호레벨을 입력받아 직류성분만을 검출하기 위한 디텍터(41), 디텍터(41)에 의하여 검출되는 직류를 기 설정된 직류레벨과 비교하기 위한 비교기(42), 상기 비교기(42)에서 비교결과 검출된 전압이 기설정 전압보다 낮은 경우에는 DC 발생부(44)에 낮은 직류전압을 발생하도록 하는 신호를 출력시키고, 기설정 전압보다 높은 경우에는 DC 발생부(44)에 높은 직류 전압을 발생하도록 하는 신호를 출력시키는 DC 전압 제어기 (43)와, DC 전압 제어기(43)로부터 입력되는 신호에 따라 직류전압을 출력시키는 DC 발생부(44)로 이루어진다. 이때, 디텍터(41)는 실제적으로 핀 다이오드로 구성되어 포락선 검파를 함으로써 이루어질 수 있으며, DC 전압 제어기(43)과 비교기(42)는 마이크로 프로세서에 의하여 구성될 수 있으며, DC 발생부(44)는 마이크로 프로세서에 의하여 신호입력을 받아 동작하는 PWM IC로 구성될 수 있으며, 이에 대한 다양한 변형 설계는 당업계의 종사자에 의하여 이루어질 수 있다.

상기의 목적과 구성에 따르는 본 발명의 효과는 핀 다이오드의 용량을 늘지지 않고도 높은 레벨의 입력신호를 기 설정된 레벨 이하로 낮출 수 있기 때문에 빠른 회복시간을 갖으면서도 고 레벨의 입력신호를 일정한 레벨의 신호로 제한하기 때문에 고 전력을 사용하는 RF 기기의 수신회로에 효과적으로 사용될 수 있다.

Claims (6)

1. 입력된 RF 신호가 입력포트, 상기 입력포트에 직렬 연결된 방향성 결합기 및 콘덴서를 통하여 출력포트로 출력되는 RF 신호 제한기(limiter)에 있어서:

   상기 콘덴서와 출력포트간의 연결선과 접지간에 병렬로 연결되는 적어도 하나 이상의 핀 다이오드들로 이루어진 레벨 제한부;

   상기 방향성 결합기로부터 신호를 입력받아 직류성분을 추출하고 추출된 직류를 상기 제한부에 입력시키는 자려 직류 발생수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 RF신호 제한기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 출력포트에는 RF 신호레벨로부터 직류를 검출하여 기 설정값보다 작은 때에는 상기 레벨 제한부에서 작은 감축이 일어나도록 제어하고, 클 때에는 상기 제한부에서 큰 감축이 일어나도록 제어하는 타려 직류 발생부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 신호 제한기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 방향성 결합기는 입력되는 RF신호를 소정의 레벨만큼 강하시켜 상기 자려 직류 발생수단에 입력시키는 것을 특징으로 하는 RF 신호 제한기.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 자려 직류 발생수단은 상기 방향성 결합기로부터 신 호를 입력받아 포락선 검파를 수행하는 병렬로 연결된 적어도 하나 이상의 다이오드들을 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 신호 제한기.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 자려 직류 발생수단은 상기 다이오드들에서 검파된 고주파 성분을 접지측에 출력시키는 오픈 스터브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 신호 제한기.
6. 제 2 항에 있어서, 상기 타려 직류 발생수단은 직류성분만을 검출하는 디텍터; 상기 디텍터로부터 검출되는 직류를 기설정된 값과 비교하는 비교기; 상기 비교기에서 비교된 값에 의하여 직류성분을 발생시키는 직류발생부를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 신호 제한기.

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