KR20070043445A - 국부 발진 주파수 발생 장치 및 이를 이용한 무선 송수신장치 - Google Patents

국부 발진 주파수 발생 장치 및 이를 이용한 무선 송수신장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 적어도 2개 이상의 서로 다른 주파수 대역의 국부 발진 주파수를 발생하는 다중 국부 발진 주파수 발생 장치 및 이를 이용한 무선 송수신 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 국부 발진 주파수 발생 장치는 적어도 2개 이상의 서로 다른 주파수 대역의 RF(Radio Frequency) 신호의 변조 및/또는 복조를 위하여 적어도 2개 이상의 서로 다른 주파수를 갖는 발진 신호를 제공하는 복수 개의 전압 제어 발진기들을 구비하는 발진부; 상기 전압 제어 발진기들에서 발생되는 발진 신호의 주파수를 고정시키는 위상 고정 루프; 상기 RF 신호의 주파수 대역에 따라서 상기 복수 개의 전압 제어 발진기들 중 어느 하나를 선택하는 제 1 스위치; 상기 제 1 스위치에 의하여 선택된 전압 제어 발진기가 제공하는 발진 신호의 주파수를 변환하는 주파수 변환부; 상기 주파수 변환부에서 출력되는 신호를 위상 변환하여 동위상 국부 신호 및 직교위상 국부 신호를 출력하는 위상 변환부; 및 상기 각 구성 요소를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 따르면 하나의 국부 발진 주파수 발생부에서 다양한 주파수 대역의 RF 신호의 변조 또는 복조를 위한 국부 신호를 제공함으로써 무선 송수신 장치를 간단하게 구성할 수 있다.

Description

국부 발진 주파수 발생 장치 및 이를 이용한 무선 송수신 장치{Local oscillation frequency generation apparatus and wireless tranceiver using the same}
도 1은 직접 변환 방식에 따른 종래의 무선 송수신 장치의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 국부 발진 주파수 발생 장치를 적용한 무선 송수신 장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다
도 3은 상기 도 2의 국부 발진 주파수 발생부의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 4는 상기 도 2의 복조기에서 국부 신호와 RF 신호를 혼합하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 무선 송수신 장치에서 수신된 RF 신호를 기저 대역 신호로 변환하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 무선 송수신 장치에서 송신하고자 하는 기저 대역신호를 RF 신호로 변환하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 무선 송수신 장치에 관한 것으로, 보다 상세히는 적어도 2개 이상의 서로 다른 주파수 대역의 국부 발진 주파수를 발생하는 다중 국부 발진 주파수 발생 장치 및 이를 이용한 무선 송수신 장치에 관한 것이다.
일반적으로 무선 송수신 장치의 주파수 변환 방식에는 직접 변환(direct-conversion) 방식과 슈퍼헤테로다인(super heterodyne) 방식이 있다. 슈퍼헤테로다인 방식은 RF(Radio Frequency) 주파수를 중간 주파수(IF:Intermediate Frequency)로 변환한 다음, 다시 중간 주파수를 기저 대역 주파수(BF:Baseband Frequency)로 변환하는 방식을 말한다. 상기 슈퍼헤터로다인 방식은 수신된 RF 주파수를 일단 중간 주파수로 변환하기 위한 믹서나 SAW(Surface Acoustic Wave) 필터의 수가 증가하므로 하나의 칩(chip)으로 구현하기 어렵다.
이로 인해, 최근에는 RF 주파수에서 중간 주파수를 거치지 않고 직접 기저대역 주파수로 변환하는 직접 변환 방식이 많이 이용되고 있다. 상기 직접 변환 방식은 무선 통신을 위한 소자들을 하나의 칩으로 구현하기 용이하며, 저렴한 가격으로 생산할 수 있을 뿐만 아니라 소비 전력도 적다.
도 1은 직접 변환 방식에 따른 종래의 무선 송수신 장치의 일 예를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 무선 송수신 장치는 크게 안테나(5), 대역통과필터(Band Pass Filter)(10), 수신부(20), 송신부(30) 및 국부 발진 주파수 발생부(30)를 포함한다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서 국부 발진 주파수(Local Oscillation Frequency)는 기저대역 신호의 변조 및 RF 신호의 복조를 위해 국부 발진기(Local Oscillator)에서 발생되는 국부 신호의 주파수를 의미하는 것으로 가정한다.
상기 수신부(20)는 저잡음 증폭기(LNA:Low Noise Amplifier)(22), 복조기(demodulator)(24) 및 수신 신호 처리부(26)를 구비하고, 상기 송신부(30)는 송신 신호 처리부(32), 변조기(modulator)(34) 및 전력증폭기(PA:Power Amplifier)(36)를 구비한다.
상기 국부 발진 주파수 발생부(40)는 직교 위상신호 발생부(41), 체배기(42), 전압제어발진기(Voltage Controlled Oscillator, 이하 "VCO"라 함)(43) 및 위상고정루프(Phase Loop Lock, 이하 "PLL"이라 함)(44)를 구비한다. 상기 PLL(44)은 상기 복조기(24) 및 변조기(34)를 구동하기 위한 국부 발진 주파수(fLO)의 1/2 주파수에 상기 VCO(43)를 공진시킨다. 상기 VCO(43)에서 출력되는 신호의 주파수는 상기 체배기(frequency doubler)(42)에서 2배로 증가된다. 직교위상 신호 발생부(41)는 위상 변환을 통해 동위상(In-phase) 국부 신호(이하 "I 국부 신호"라고 함) 및 직교위상(quadrature-phase) 국부 신호(이하 "Q 국부 신호"라고 함)를 출력하여 상기 복조기(24) 및 변조기(34)에 제공한다.
상기와 같은 구성을 갖는 종래의 무선 장치에서 RF 신호를 수신하는 과정을 다음과 같다. 안테나(5)를 통하여 수신한 미약한 RF 신호는 LNA(22)에서 증폭된 다음, 복조기(24)를 통하여 하향 변환(down-converting)된다. 여기서, 상기 복조기(24)는 상기 국부 발진 주파수 발생부(30)에서 제공되는 신호와 수신된 RF 신호 를 혼합하여 하향 변환을 수행하며, 하향 변환된 신호는 상기 국부 발진 주파수 발생부(30)에서 제공되는 국부 신호의 주파수(fLO)와 수신된 RF 신호의 주파수(fRF)와의 차이에 해당하는 주파수 성분을 갖는다. 중간 주파수를 이용하지 않는 직접 변환 방식의 경우 상기 국부 발진 주파수는 수신된 RF 신호의 주파수와 동일한 값을 갖는다. 이와 같은 과정을 통해 하향 변환된 RF 신호는 수신 신호 처리부(26)에서 증폭되고 필터링되어 최종적으로 기저 대역 신호가 출력된다. 상기 수신 신호 처리부(26)는 가변 이득 증폭기(Variable Gain Amplifier:VGA)와 저역 통과 필터(Low Pass Filter:LPF) 및 출력 버퍼로 구성된 아날로그 처리 블록으로서, 상기 가변 이득 증폭기는 원하는 신호의 크기에 따라 1단 또는 다단으로 구성될 수 있다.
상기 도 1에 도시된 종래의 무선 장치에서 RF 신호를 송신하는 과정은 다음과 같다. 송신 신호 처리부(32)는 기저대역 신호를 필터링 및 증폭하여 출력하고, 상기 변조기(34)는 상기 국부 발진 주파수 발생부(40)에서 제공되는 국부 신호와 기저대역 신호를 혼합하여 상향 변환(up-converting), 즉 기저대역 신호를 RF 대역으로 변환한다. 상기 전력증폭기(36)는 RF 대역 신호를 적절한 레벨로 증폭하고, 증폭된 RF 신호는 대역통과필터(10)와 안테나를 거쳐서 전송된다.
일반적으로 무선 송수신 장치, 예를 들어 WLAN(Wireless LAN), Hyper LAN, Wi-Bro(Wireless Broadband internet), 블루투스(Bluetooth) 들은 각각 그 동작 주파수 대역이 다르다. 그런데, 종래의 기술에 따른 무선 송수신 장치는 상기 다양한 종류의 무선 송수신 장치들 중 어느 하나에 맞게 동작되도록 국한되어 있기 때 문에 하나의 무선 송수신 장치로 통신과 위성방송 서비스, 무선 인터넷 등의 다양한 서비스를 제공받을 수 없다. 또한, 종래의 기술에 따른 무선 송수신 장치에서 서로 다른 주파수 대역을 갖는 서비스를 제공받기 원하는 경우, 각 서비스별 주파수 대역에 따른 국부 신호를 제공하는 복수 개의 국부 발진 주파수 발생부를 구비해야 하므로 제품 가격 및 크기가 증가하는 문제점이 있다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 적어도 2개 이상의 서로 다른 주파수 대역의 무선 신호 송수신을 위한 국부 발진 주파수를 발생하는 국부 발진 주파수 발생 장치 및 이를 이용한 무선 송수신 장치를 제공하는 데에 목적이 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명에 따른 국부 발진 주파수 발생 장치는, 적어도 2개 이상의 서로 다른 주파수 대역의 RF(Radio Frequency) 신호의 변조 및/또는 복조를 위하여 적어도 2개 이상의 서로 다른 주파수를 갖는 발진 신호를 제공하는 복수 개의 전압 제어 발진기들을 구비하는 발진부; 상기 전압 제어 발진기들에서 발생되는 발진 신호의 주파수를 고정시키는 위상 고정 루프; 상기 RF 신호의 주파수 대역에 따라서 상기 복수 개의 전압 제어 발진기들 중 어느 하나를 선택하는 제 1 스위치; 상기 제 1 스위치에 의하여 선택된 전압 제어 발진기가 제공하는 발진 신호의 주파수를 변환하는 주파수 변환부; 상기 주파수 변환부에서 출력되는 신호를 위상 변환하여 동위상 국부 신호 및 직교위상 국부 신호를 출력하는 위상 변환부; 및 상기 각 구성 요소를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 무선 송수신 장치는 적어도 2개 이상의 주파수 대역의 RF(Radio Frequency) 신호를 송수신하는 안테나; 상기 안테나로부터 수신된 RF 신호를 전달받아 기저대역 신호를 출력하는 수신부; 상기 기저 대역의 신호를 RF 신호로 변환하여 상기 안테나를 통해 외부로 송신하는 송신부; 상기 수신부에서 수신된 RF 신호의 주파수 대역 또는 상기 송신부에서 송신하고자 하는 RF 신호의 주파수 대역과 동일한 주파수를 갖도록 적어도 2개 이상의 서로 다른 주파수를 갖는 국부 발진 주파수 신호를 출력하는 국부 발진 주파수 발생부; 및 상기 각 구성 요소를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 국부 발진 주파수 발생 장치는 적어도 2개 이상의 무선 주파수 대역에서 RF 신호의 송수신이 가능하도록, 이용하고자 하는 RF 신호의 주파수 대역과 동일한 주파수를 갖는 국부 발진 주파수를 갖는 국부 신호를 출력하는 장치이다. 예를 들어, 본 발명에 따른 국부 발진 주파수 발생장치는 5GHz 대역의 WLAN 뿐만 아니라 2GHz 대역의 WLAN, 와이브로(Wi-Bro), 블루투스(bluetooth), 위성 DMB 튜너 등 다양한 주파수 대역에서 제공되는 무선 신호의 주파수에 대응되는 국부 발진 주파수를 제공한다.
도 2는 본 발명에 따른 국부 발진 주파수 발생 장치를 적용한 무선 송수신 장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다. 이하에서 설명의 편의를 위하여 직접 변환 방식에 따른 무선 송수신 장치를 중심으로 설명하지만, 본 발명은 헤테로다인 방식에 따른 무선 송수신 장치에도 적용될 수 있음은 자명하다. 또한 전술한 바와 같이, 본 발명을 설명함에 있어서 국부 발진 주파수(Local Oscillation Frequency)는 기저 대역 신호의 변조 및 RF 신호의 복조를 위해 국부 발진기(Local Oscillator)에서 발생되는 국부 신호의 주파수를 의미하는 것으로 가정한다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 무선 송수신 장치는 크게 안테나(202)로부터 수신된 신호를 전달받아 기저대역 신호를 출력하는 수신부(210), 기저 대역의 신호를 RF 신호로 변환하여 상기 안테나(202)를 통해 외부로 전송하는 송신부(220) , 상기 수신부(210)에서 수신된 RF 신호의 주파수 대역 또는 상기 송신부(220)에서 송신하고자 하는 RF 신호의 주파수 대역과 동일한 주파수를 갖는 국부 신호를 출력하는 국부 발진 주파수 발생부(230) 및 상기 무선 송수신 장치의 각 구성 요소를 제어하는 제어부(240)를 포함한다.
상기 수신부(210)는 저잡음 증폭부(211), 복조부(demodulator)(212), 적어도 하나의 전압 이득 증폭기(213,215), 저대역 통과필터(214) 및 출력 버퍼(216)를 포함한다.
상기 저잡음 증폭부(211)는 수신하고자 하는 적어도 2개 이상의 주파수 대역별로 설정된 복수 개의 저잡음 증폭기(211a 내지 211b)를 구비하고 수신된 RF 신호를 증폭한다. 예를 들어, 제 1 저잡음 증폭기(211a)는 2GHz 대역의 RF 신호를 증폭하기 위한 증폭기로 설정하고, 제 2 저잡음 증폭기(211b)는 5GHz 대역의 RF 신호 를 증폭하기 위한 증폭기로 설정할 수 있다. 또한, 상기 저잡음 증폭부(211)는 이득 제어 기능을 가질 수 있다. 한편, 상기 저잡음 증폭부(211)는 도시된 바와 같이 복수 개의 저잡음 증폭기 대신에 광대역 주파수를 증폭하기 위한 하나의 광대역 저잡음 증폭기를 이용할 수 있다.
상기 복조부(212)는 상기 저잡음 증폭부(211)에서 증폭된 RF 신호를 상기 국부 발진 주파수 발생부(230)에서 제공되는 국부 신호와 혼합하여 기저대역 신호로 변환한다.
상기 복조부(212)에서 출력되는 기저대역 신호의 레벨은 전압 이득 증폭기(Votage Controlled Amplifier:VGA)(213,215)를 통해 조절된다. 상기 전압 이득 증폭기(213,215)는 도시된 바와 같이 2단으로 구성되거나, 1단 또는 다단으로 구성될 수도 있다. 상기 저대역 통과필터(214)는 상기 전압 이득 증폭기(213)에서 출력되는 기저대역 신호에 포함된 고주파 잡음을 제거하며, 상기 출력 버퍼(216)는 상기 필터링 및 레벨 조절된 기저대역 신호를 버퍼링하여 출력한다. 여기서, 상기 저대역 통과필터(214)의 컷오프(cutoff) 주파수는 송수신하고자 하는 RF 주파수 대역 및 기저대역 신호의 대역폭에 맞게 조절될 수 있다. 또한, 상기 전압 이득 증폭기(213,215) 및 저대역 통과필터(214)의 배치순서는 변경될 수 있다.
상기 송신부(220)는 레벨 쉬프터(level shifter)(221), 저대역 통과필터(222), 전압 이득 증폭기(223), 변조부(224) 및 전력 증폭기(225)를 포함한다.
상기 레벨 쉬프터(221)는 송신하고자 하는 신호의 공통 모드 레벨(common mode level)을 조절하는 일종의 입력 버퍼이며, 상기 저대역 통과필터(222)는 상기 레벨 쉬프터(221)에서 출력되는 송신 신호에 포함된 고주파 잡음을 제거한다. 상기 전압 이득 증폭기(223)는 송신에 적합하도록 상기 저대역 통과필터(222)에서 출력되는 신호의 레벨을 조절한다. 상기 변조부(224)는 상기 전압 이득 증폭기(223)에서 출력되는 신호를 상기 국부 주파수 발생부(230)에서 제공되는 국부 신호와 혼합하여 RF 신호로 변환한다. 상기 변조부(224)에서 변환된 RF 신호는 상기 전력 증폭기(225)에서 증폭된 다음, 상기 대역통과필터(204) 및 안테나(202)를 거쳐서 송신된다.
도 3은 상기 도 2의 국부 발진 주파수 발생부(230)의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면 국부 발진 주파수 발생부(230)는 위상 고정 루프(PLL:Phase Loop Locked)(231), 발진부(232), 제 1 스위치(233), 주파수 변환부(234), 제 2 스위치(235), 승산기(236), 위상 변환부(237), 제 3 스위치(238) 및 출력 버퍼(239)를 포함한다.
상기 발진부(232)는 상기 수신부(210) 또는 송신부(220)에서 수신 또는 송신되는 적어도 2개 이상의 서로 다른 주파수 대역의 RF 신호를 복조 또는 변조하기 위하여, 상기 RF 신호의 주파수 대역에 따라 서로 다른 주파수를 갖는 발진 신호를 제공하는 병렬로 연결된 복수 개의 전압 제어 발진기들(VCO1,..., VCOn)을 구비한다. 상기 복수 개의 전압 제어 발진기들 중 선택된 주파수 대역의 전압 제어 발진기만이 공진되어 발진 신호를 생성하고 나머지 전압 제어 발진기들은 오프 상태에 있게 된다. 이는 서로 다른 주파수 대역을 이용하는 무선 송수신 장치에서 필요로 하는 국부 발진 신호의 주파수가 다르기 때문에 상기 복수 개의 전압 제어 발진기들을 이용하여 서로 다른 주파수를 갖는 발진 신호를 제공하고, 상기 발진 신호를 주파수 변환하여 각 무선 송수신 장치에서 RF 신호를 복조 또는 변조하는데 이용되는 국부 신호를 제공하기 위한 것이다.
예를 들면, 5GHz 대역의 WLAN에서 이용되는 RF 신호의 주파수는 4.9~5.9 GHz, 기저대역 신호의 대역폭은 8.3MHz이며, 위성 DMB에서 이용되는 RF 신호의 주파수는 약 2.6GHz, 기저대역 신호의 대역폭은 8.242MHz이며, Wibro에서 이용되는 RF 신호의 주파수는 2.3~2.9GHz, 기저대역 신호의 대역폭은 4.5MHz(RF 채널 대역폭은 9MHz)이며, 2.4GHz 대역의 WLAN에서 이용되는 RF 신호의 주파수는 2.4~2.5GHz, 채널 대역폭은 5~20MHz이다. 이와 같이 무선 송수신 장치에 따라 이용되는 RF 신호의 주파수 대역이 다르기 때문에 상기 RF 신호를 변조 또는 복조하기 위하여 이용되는 국부 발진 신호의 주파수도 다를 필요가 있다. 종래에는 무선 송수신 장치의 국부 발진 주파수 발생부에서 제공하는 국부 신호의 주파수가 하나로 고정된 반면에 본 발명에 따른 국부 발진 주파수 발생부(230)는 다양한 주파수를 갖는 국부 신호를 제공할 수 있다.
상기 위상 고정 루프(231)는 상기 발진부(232)에서 발생되는 발진 신호의 주파수를 고정시키는 역할을 한다.
상기 제 1 스위치(233)는 송신 또는 수신하고자 하는 RF 신호의 주파수 대역에 따라서 상기 복수 개의 전압 제어 발진기들 중 적합한 전압 제어 발진기를 선택 한다.
상기 주파수 변환부(234)는 소정의 연산을 통해 상기 제 1 스위치(233)에 의하여 선택된 전압 제어 발진기가 제공하는 발진 신호의 주파수를 변환하여 RF 신호의 변조 및 복조에 필요한 국부 발진 주파수를 갖는 국부 신호를 출력한다. 상기 주파수 변환부(234)는 상기 선택된 전압 제어 발진기가 제공하는 발진 신호의 주파수를 소정의 배수만큼 증가시키는 적어도 하나 이상의 체배기, 상기 선택된 전압 제어 발진기가 제공하는 발진 신호의 주파수를 소정의 수로 나누는 적어도 하나 이상의 분배기 및 상기 RF 신호의 주파수 대역에 따라 상기 체배기 및/또는 분배기에서 출력되는 신호를 선택적으로 혼합하여 국부 주파수를 변환하는 승산기를 포함할 수 있다.
예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 상기 주파수 변환부(234)는 상기 선택된 전압 제어 발진기가 제공하는 발진 신호의 주파수를 L(L은 정수)로 나누는 제 1 분배기(234a), 상기 선택된 전압 제어 발진기가 제공하는 발진 신호의 주파수를 N(N은 정수)으로 나누는 제 2 분배기(234b) 및 상기 선택된 전압 제어 발진기가 제공하는 발진 신호의 주파수를 M(M은 정수)배 증가시키는 체배기(234c)를 구비할 수 있다. 상기와 같은 구성을 갖는 상기 주파수 변환부(234)는 다음과 같이 동작한다.
상기 RF 신호의 주파수 대역에 따라 상기 제 1 스위치(233)에 의하여 적절한 전압 제어 발진기가 선택되면, 상기 선택된 전압 제어 발진기에서 출력되는 소정 주파수의 발진 신호는 상기 제 1 분배기(234a), 제 2 분배기(234c) 및 체배기 (234b)에서 주파수 변환되어 출력된다. 예를 들어 상기 선택된 전압 제어 발진기에서 출력되는 발진 신호의 주파수를 fPLL이라고 하면, 상기 제 1 분배기(234a)는 fPLL/L 값의 주파수를 갖는 신호를 출력하고 상기 제 2 분배기(234c)는 fPLL/N 값의 주파수를 갖는 신호를 출력하며 상기 체배기(234b)는 fPLL×M 값의 주파수를 갖는 신호를 출력한다. 상기 제 1 분배기(234a), 제 2 분배기(234c) 및 체배기(234b)에서 주파수 변환된 신호는 상기 위상 변환부(237)에서 동위상 국부 신호 및 직교위상 국부 신호로 위상 변환되어 상기 복조기(212) 또는 변조기(214)로 입력된다.
또한, 상기 제 1 분배기(234a) 및 체배기(234b)의 출력 신호 중 어느 하나는 제 2 스위치(235)에 의하여 선택되어 상기 제 2 분배기(234c)의 출력 신호와 승산(multiply)되어 주파수 변환될 수도 있다.
이와 같이, 상기 주파수 변환부(234)는 적어도 하나 이상의 분배기 및 체배기를 구비하고, 변조 및 복조하기 위한 RF 신호의 주파수 대역에 따라서 상기 분배기 및 체배기의 출력 신호를 그대로 출력하거나 서로 혼합하여 다양한 주파수를 갖는 국부 신호를 생성할 수 있다.
상기 위상 변환부(237)는 상기 주파수 변환부(234)에서 출력되는 신호를 위상 변환하여 동위상 국부 신호 및 직교위상 국부 신호를 출력한다. 또한, 상기 출력 버퍼(239)는 상기 위상 변환부(237)에서 위상 변환된 국부 신호를 버퍼링하여 상기 복조기(212) 또는 변조기(214)에 제공한다.
도 4는 상기 도 2의 복조기(212)에서 국부 발진 주파수 발생부(230)에서 발 생된 국부 신호와 저잡음 증폭부(211)에서 증폭된 RF 신호를 혼합하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 복조기(212)는 I 믹서(212a) 및 Q 믹서(212b)를 포함한다. 상기 I 믹서(212a)는 상기 국부 발진 주파수 발생부(230)에서 출력되는 동위상 국부 발진 신호(LOI)와 상기 저잡음 증폭부(211)에서 출력되는 RF 신호를 혼합하여 동위상 기저대역 신호(BBI)를 출력하고, 상기 Q 믹서(212b)는 상기 국부 발진 주파수 발생부(230)에서 출력되는 직교위상 국부 발진 신호(LOQ)와 상기 저잡음 증폭부(211)에서 출력되는 RF 신호를 혼합하여 직교위상 기저대역 신호(BBQ)를 출력한다.
도 5는 본 발명에 따른 무선 송수신 장치에서 수신된 RF 신호를 기저 대역 신호로 변환하는 과정을 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 본 발명에 따른 무선 송수신 장치에서 송신하고자 하는 기저 대역신호를 RF 신호로 변환하는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 만약 중심 주파수가 2.4GHz인 RF 신호(501)가 수신된 경우, 상기 국부 발진 주파수 발생부(230)는 상기 수신된 RF 신호(501)의 중심 주파수와 동일한 주파수(fLO1)를 갖는 국부 신호를 발생하고, 상기 복조기(212)는 상기 RF 신호를 상기 국부 신호와 혼합하여 기저대역 신호로 변환하게 된다. 또한, 만약 중심 주파수가 5.2GHz인 RF 신호(502)가 수신된 경우, 상기 국부 발진 주파수 발생부(230)는 상기 수신된 RF 신호(502)의 중심 주파수와 동일한 주파수(fLO2)를 갖는 국부 신호를 발생하고, 상기 복조기(212)는 상기 RF 신호를 상기 국부 신호와 혼합하여 기저대역 신호로 변환하게 된다. 여기서, 국부 발진 주파수 발생부(230)에서 발생되는 국부 발진 주파수는 입력되는 RF 신호의 주파수에 따라서 상기 제어부(240)의 제어에 의해 상기 국부 발진 주파수 발생부(230)의 적절한 전압 제어 발진기 및 제 1 내지 제 3 스위치를 적절하게 선택함으로써 출력되도록 할 수 있다.
도 6을 참조하면, 기저대역 송신 신호를 2.4GHz의 중심 주파수를 갖는 반송파에 실어서 송신하고자 하는 경우, 상기 국부 발진 주파수 발생부(230)는 상기 제어부(240)의 제어에 따라 2.4GHz의 주파수를 갖는 국부 신호를 출력하게 되고, 상기 변조기(224)는 상기 기저대역 송신 신호를 상기 국부 신호와 혼합하여 2.4GHz를 갖는 RF 신호로 변환한다. 마찬가지로 기저대역 송신 신호를 5.2GHz의 중심 주파수를 갖는 반송파에 실어서 송신하고자 하는 경우, 상기 국부 발진 주파수 발생부(300)는 상기 제어부(240)의 제어에 따라 5.2GHz의 주파수를 갖는 국부 신호를 출력하고, 상기 변조기(224)는 상기 기저대역 송신 신호를 상기 국부 신호와 혼합하여 5.2GHz 주파수를 갖는 RF 신호로 변환한다.
이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으 로 해석되어야 할 것이다.
전술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 하나의 국부 발진 주파수 발생부에서 다양한 주파수 대역의 RF 신호의 변조 또는 복조를 위한 국부 신호를 제공함으로써 무선 송수신 장치를 간단하게 구성할 수 있고, 설계에 필요한 부품의 수를 감소시킬 수 있으며, 하나의 칩으로 RF 신호 처리 모듈을 구성함으로써 칩면적을 최소화할 수 있다.

Claims (10)

  1. 무선 통신 장치에 구비된 국부 발진 주파수를 발생하는 장치에 있어서,
    적어도 2개 이상의 서로 다른 주파수 대역의 RF(Radio Frequency) 신호의 변조 및/또는 복조를 위하여 적어도 2개 이상의 서로 다른 주파수를 갖는 발진 신호를 제공하는 복수 개의 전압 제어 발진기들을 구비하는 발진부;
    상기 전압 제어 발진기들에서 발생되는 발진 신호의 주파수를 고정시키는 위상 고정 루프;
    상기 RF 신호의 주파수 대역에 따라서 상기 복수 개의 전압 제어 발진기들 중 어느 하나를 선택하는 제 1 스위치;
    상기 제 1 스위치에 의하여 선택된 전압 제어 발진기가 제공하는 발진 신호의 주파수를 변환하는 주파수 변환부;
    상기 주파수 변환부에서 출력되는 신호를 위상 변환하여 동위상 국부 신호 및 직교위상 국부 신호를 출력하는 위상 변환부; 및
    상기 각 구성 요소를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 국부 발진 주파수 발생 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 주파수 변환부는,
    상기 선택된 전압 제어 발진기가 제공하는 발진 신호의 주파수를 소정의 배 수만큼 증가시키는 적어도 하나 이상의 체배기;
    상기 선택된 전압 제어 발진기가 제공하는 발진 신호의 주파수를 소정의 수로 나누는 적어도 하나 이상의 분배기;
    상기 RF 신호의 주파수 대역에 따라 상기 체배기 및/또는 분배기에서 출력되는 신호를 선택적으로 혼합하여 국부 발진 주파수를 변환하는 승산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 국부 발진 주파수 발생 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 주파수 변환부는,
    상기 선택된 전압 제어 발진기가 제공하는 발진 신호의 주파수를 L(L은 정수)로 나누는 제 1 분배기;
    상기 선택된 전압 제어 발진기가 제공하는 발진 신호의 주파수를 N(N은 정수)으로 나누는 제 2 분배기;
    상기 선택된 전압 제어 발진기가 제공하는 발진 신호의 주파수를 M(M은 정수)배 증가시키는 체배기;
    상기 RF 신호의 주파수 대역에 따라 상기 제 1 분배기 및 체배기의 출력 신호를 선택하는 제 2 스위치;
    상기 제 1 분배기 및 체배기의 출력 신호 중 상기 제 2 스위치에 의하여 선택된 출력 신호와 상기 제 2 분배기의 신호를 승산하여 국부 발진 주파수를 변환하는 승산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 국부 발진 주파수 발생 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 위상 변환된 국부 신호를 버퍼링하는 출력 버퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 국부 발진 주파수 발생 장치.
  5. 적어도 2개 이상의 주파수 대역의 RF(Radio Frequency) 신호를 송수신하는 안테나;
    상기 안테나로부터 수신된 RF 신호를 전달받아 기저대역 신호를 출력하는 수신부;
    상기 기저 대역의 신호를 RF 신호로 변환하여 상기 안테나를 통해 외부로 송신하는 송신부;
    상기 수신부에서 수신된 RF 신호의 주파수 대역 또는 상기 송신부에서 송신하고자 하는 RF 신호의 주파수 대역과 동일한 주파수를 갖도록 적어도 2개 이상의 서로 다른 주파수를 갖는 국부 발진 주파수 신호를 출력하는 국부 발진 주파수 발생부; 및
    상기 각 구성 요소를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 송수신 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 국부 발진 주파수 발생부는,
    상기 RF 신호의 주파수 대역에 따라서 서로 다른 주파수를 갖는 발진 신호를 제공하는 복수 개의 전압 제어 발진기들을 구비하는 발진부;
    상기 전압 제어 발진기들에서 발생되는 발진 신호의 주파수를 고정시키는 위상 고정 루프;
    상기 RF 신호의 주파수 대역에 따라서 상기 복수 개의 전압 제어 발진기들 중 어느 하나를 선택하는 제 1 스위치;
    상기 제 1 스위치에 의하여 선택된 전압 제어 발진기가 제공하는 발진 신호의 주파수를 변환하는 주파수 변환부; 및
    상기 주파수 변환부에서 출력되는 신호를 위상 변환하여 동위상 국부 신호 및 직교위상 국부 신호를 출력하는 위상 변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 송수신 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 주파수 변환부는,
    상기 선택된 전압 제어 발진기가 제공하는 발진 신호의 주파수를 소정의 배수만큼 증가시키는 적어도 하나 이상의 체배기;
    상기 선택된 전압 제어 발진기가 제공하는 발진 신호의 주파수를 소정의 수로 나누는 적어도 하나 이상의 분배기;
    상기 RF 신호의 주파수 대역에 따라 상기 체배기 및/또는 분배기에서 출력되는 신호를 선택적으로 혼합하여 국부 발진 주파수를 변환하는 승산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 국부 발진 주파수 발생 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 주파수 변환부는,
    상기 선택된 전압 제어 발진기가 제공하는 발진 신호의 주파수를 L(L은 정수)로 나누는 제 1 분배기;
    상기 선택된 전압 제어 발진기가 제공하는 발진 신호의 주파수를 N(N은 정수)으로 나누는 제 2 분배기;
    상기 선택된 전압 제어 발진기가 제공하는 발진 신호의 주파수를 M(M은 정수)배 증가시키는 체배기;
    상기 RF 신호의 주파수 대역에 따라 상기 제 1 분배기 및 체배기의 출력 신호를 선택하는 제 2 스위치;
    상기 제 1 분배기 및 체배기의 출력 신호 중 상기 제 2 스위치에 의하여 선택된 출력 신호와 상기 제 2 분배기의 신호를 승산하여 국부 발진 주파수를 변환하는 승산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 송수신 장치.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 수신부는,
    서로 다른 주파수 대역의 RF 신호를 증폭하기 위한 적어도 하나의 저잡음 증폭기를 구비하는 저잡음 증폭부;
    상기 RF 신호를 상기 국부 발진 주파수 발생부에서 제공되는 국부 신호와 혼합하여 기저대역 신호로 변환하는 복조부;
    상기 복조부에서 출력된 기저대역 신호의 레벨을 조정하는 적어도 하나의 전압 이득 증폭기; 및
    상기 전압 이득 증폭기에서 출력된 신호의 고주파 잡음을 제거하는 저대역 통과필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 송수신 장치.
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 송신부는,
    송신 신호에 포함된 고주파 잡음을 제거하는 저대역 통과필터;
    상기 저대역 통과필터에서 출력되는 신호의 레벨을 조정하는 전압 이득 증폭기;
    상기 전압 이득 증폭기에서 출력되는 신호를 상기 국부 발진 주파수 발생부에서 제공되는 국부 신호와 혼합하여 RF 신호로 변환하는 변조부; 및
    상기 변조부에서 출력되는 RF 신호를 증폭시키는 전력 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 무선 송수신 장치.
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