KR20070043569A - A ceramic switch for a time division duplex communication and a radio front end device using the ceramic switch - Google Patents
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Abstract
본 발명은 송수신 무선 주파수 신호를 편광시켜 90도의 위상차를 갖도록 함으로써, 서큘레이터와 다수개의 무선 주파수 스위치를 사용하지 않고도 송/수신 경로 간 분리도를 충분히 확보할 수 있고, 무선 주파수 스위치의 장시간 사용에 따른 성능 열화 문제를 해결할 수 있는 세라믹 유전체 스위치 및 이를 이용한 고주파 전단 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 세라믹 유전체 스위치는, 송신기와, 수신기와, 상기 송신기와 수신기의 전송 타이밍을 제어하는 송수신 스위치 제어기를 포함하는 시분할 듀플렉스 방식의 무선 통신 시스템에 있어서, 일정 유전율을 갖는 도파관; 안테나 측에 연결되는 부분과 대향되는 위치에 설치되어 상기 수신기와 무선 주파수 전달 통로를 제공하는 제1 연결부; 상기 제1 연결부와 수직으로 놓여 지면서 상기 도파관의 상부에 겹쳐지도록 상기 도파관에 배치되어, 상기 송신기와 무선 주파수 전달 통로를 제공하는 제2 연결부; 및 송신 무선 주파수 신호와 수신 무선 주파수 신호가 90도의 위상차를 갖도록 무선 주파수 신호를 편광시키기 위해, 상기 도파관의 내부에 일정 길이로 형성되고, 상기 제1 연결부 방향으로 갈수록 상기 도파관의 직경이 좁아지도록 경사각이 형성된 경사면을 포함한다.The present invention polarizes the radio frequency signal to transmit and receive a 90 degree phase difference, thereby ensuring sufficient separation between the transmission and reception paths without using a circulator and a plurality of radio frequency switches, The present invention relates to a ceramic dielectric switch capable of solving a problem of deterioration and a high frequency shear apparatus using the same. The ceramic dielectric switch according to the present invention includes a transmitter, a receiver, and a transmission / reception switch controller for controlling transmission timings of the transmitter and the receiver. A time division duplex wireless communication system comprising: a waveguide having a constant dielectric constant; A first connection part installed at a position opposite to a part connected to an antenna side and providing a radio frequency transmission path with the receiver; A second connection portion disposed in the waveguide so as to overlap the upper portion of the waveguide while being perpendicular to the first connection portion, the second connection portion providing a radio frequency transmission path with the transmitter; And a polarization angle formed to the inside of the waveguide so as to polarize the radio frequency signal so that the transmission radio frequency signal and the reception radio frequency signal have a phase difference of 90 degrees, and the angle of inclination so that the diameter of the waveguide narrows toward the first connection portion. It includes an inclined surface formed.
편광기법, 시분할 듀플렉싱, 세라믹 유전체 Polarization Techniques, Time Division Duplexing, Ceramic Dielectrics
Description
도 1 은 일반적인 시분할 듀플렉스 무선 통신 시스템의 송수신장치의 구성도.1 is a block diagram of a transceiver of a general time division duplex wireless communication system.
도 2 는 본 발명에 따른 세라믹 유전체 스위치의 사시도.2 is a perspective view of a ceramic dielectric switch in accordance with the present invention.
도 3 은 본 발명에 따른 세라믹 유전체 스위치의 측 단면도.3 is a side cross-sectional view of a ceramic dielectric switch in accordance with the present invention.
도 4 는 본 발명에 따른 세라믹 유전체 스위치를 적용한 시분할 듀플렉스 무선 통신 시스템에서의 송수신 신호의 특성을 나타낸 그래프.Figure 4 is a graph showing the characteristics of the transmission and reception signals in a time division duplex wireless communication system employing a ceramic dielectric switch according to the present invention.
도 5 는 본 발명에 따른 세라믹 유전체 스위치가 적용된 TDD 무선 통신 시스템의 고주파 전단 장치의 구성도.5 is a block diagram of a high frequency front end apparatus of a TDD wireless communication system to which a ceramic dielectric switch according to the present invention is applied;
본 발명은 시분할 듀플렉스(TDD: Time Division Duplex) 무선 통신 시스템용 세라믹 유전체 스위치 및 이를 이용한 고주파 전단 장치에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 시분할 듀플렉스 방식의 무선 송수신장치에서 무선 스위치의 단점인 송/수신 경로 간 분리도(Isolation) 확보의 어려움과 장시간 사용에 따른 성능 열화 문제를 해결하기 위해, 무선 신호의 편광을 이용해 송/수신 경로 간 분리도를 충분히 확보하고 장시간 사용에 따른 성능 열화 문제를 해결할 수 있는 세라믹 유전체 스위치 및 이를 이용한 고주파 전단 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a ceramic dielectric switch for a time division duplex (TDD) wireless communication system and a high frequency shear device using the same, and more particularly, between transmission / reception paths, which are disadvantages of a wireless switch in a time division duplex wireless transceiver. In order to solve the difficulty of securing isolation and performance deterioration due to long-term use, ceramic dielectrics can secure sufficient separation between transmission / reception paths using polarization of wireless signals and solve the performance deterioration problem caused by long-term use. It relates to a switch and a high frequency shear device using the same.
시분할 듀플렉스(TDD) 무선 통신 시스템은 동일한 주파수 대역을 사용하여 송신 및 수신을 수행한다. 즉, 시분할 듀플렉스 무선 통신 시스템에서는 일정시간 동안 AP(Access Point: TDD 기지국)로부터 단말기로 무선 주파수 신호가 송출되고, 다음의 일정시간 동안 단말기로부터 송출되는 무선 주파수 신호가 AP에서 수신된다. 그러므로 시분할 듀플렉스 방식의 무선 송수신 장치에서는 동일한 주파수를 사용하는 상향 링크와 하향 링크 간에 서로 간섭을 줄여야 한다.Time division duplex (TDD) wireless communication systems perform transmission and reception using the same frequency band. That is, in a time division duplex wireless communication system, a radio frequency signal is transmitted from an access point (APD) to a terminal for a predetermined time, and a radio frequency signal transmitted from the terminal is received at the AP for a predetermined time. Therefore, in a time division duplex radio transceiver, the interference between uplink and downlink using the same frequency should be reduced.
이를 위해 일반적인 시분할 듀플렉스 무선 송수신 장치는 송신 시간 동안 무선 주파수 스위치를 이용하여 송신 경로를 열고, 수신 경로를 차단하여 송신 무선 주파수 신호를 안테나를 통하여 단말기로 송출한다.To this end, a general time division duplex radio transceiver opens a transmission path using a radio frequency switch during a transmission time, cuts off a reception path, and transmits a transmission radio frequency signal to a terminal through an antenna.
이와 같은 시분할 듀플렉스 방식의 무선 송수신 장치의 구성도가 도 1에 제시되어 있다. 도 1을 참조하여 일반적인 시분할 듀플렉스 방식의 무선 송수신 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.A configuration diagram of the time division duplex wireless transceiver is shown in FIG. 1. Referring to FIG. 1, the operation of a general time division duplex wireless transceiver is as follows.
송신기(Transmitter)(1)는 중간 주파수 신호를 고주파 신호로 변환하는 상향 변환기(11)와, 상기 상향 변환기(11)의 고주파 신호를 증폭하는 증폭기(12)와, 상 기 증폭기(12)의 출력 신호를 감쇠하는 감쇠기(13)와, 스위치 제어 신호에 따라 송신 타이밍에 경로를 연결하는 무선 주파수 스위치(14)를 포함한다. 송신기(1)의 출력 신호는 고전력 증폭기(15)에 입력되어 증폭된 후, 서큘레이터(16)로 입력된다. 서큘레이터(16)는 상기 고전력 증폭기(15)로부터의 무선 주파수 신호를 필터(17)를 통해 안테나(18)로 송출한다.The
한편, 단말기로부터 송출된 무선 주파수 신호는 필터(17)에 의해 필터링된 후, 서큘레이터(16)를 통해 수신기로 입력된다. 수신기(2)는 스위치 제어 신호에 따라 수신 타이밍에 경로를 연결하는 무선 주파수 스위치(19)와, 상기 무선 주파수 스위치(19)를 통해 입력된 무선 주파수 신호를 저잡음 증폭하는 저잡음 증폭기(20)와, 상기 저잡음 증폭기(20)의 출력 신호를 감쇠하는 감쇠기(21)와, 상기 감쇠기(21)로부터 출력된 무선 주파수 신호를 중간 주파수 신호로 변환하는 하향 변환기(22)를 포함한다.Meanwhile, the radio frequency signal transmitted from the terminal is filtered by the
그리고, 송수신 스위치 제어기(23)는 송수신 동기 신호에 따라 상기 송신기의 무선 주파수 스위치(14)와 수신기의 무선 주파수 스위치(19)를 제어한다.And, the transmission and
이와 같은 시분할 듀플렉스 방식의 무선 송수신 장치는 현실적으로 고전력을 가지는 송신 전력 중 일부분의 전력이 안테나 포트로부터 반사되어 수신경로로 인입되는 현상이 발생한다. 이렇게 역류된 반사신호는 수신기에 크게 영향을 줄 뿐만 아니라 수신 성능을 저하시키는 요인이 된다.In the time-division duplex wireless transceiver, a portion of power having a high power is actually reflected from an antenna port to be introduced into a reception path. The reversed reflected signal not only greatly affects the receiver but also degrades the reception performance.
다시 말해, 안테나를 통하여 고주파수 신호가 방사되는 동안 일부 고주파 신호는 반사되어 다시 안테나를 통해 수신기로 인입된다. 이 반사신호 전력은 송신전 력으로부터 안테나 반사손실만큼 줄어든 레벨과 같게 된다. 통상 송신전력이 40dBm, 안테나의 반사손실이 -20dB라고 가정하면, 약 20dBm 정도의 신호레벨이 수신기로 인입되게 된다. 이 반사신호는 수신기의 무선 주파수 스위치를 이용하여 경로를 차단하면 약 40dB의 무선 주파수 스위치 분리도에 의한 감쇄가 일어나지만, 감쇄된 입력 레벨도 수신기의 허용 입력 레벨보다 훨씬 높은 신호 레벨이어서 수신 감도에 크게 영향을 미치게 된다.In other words, while the high frequency signal is radiated through the antenna, some high frequency signals are reflected and brought back to the receiver through the antenna. This reflected signal power is equal to the level reduced by the antenna return loss from the transmit power. Assuming that the transmission power is 40 dBm and the return loss of the antenna is -20 dB, a signal level of about 20 dBm is introduced into the receiver. This reflected signal is attenuated by the radio frequency switch isolation of about 40dB when the path is blocked by the receiver's radio frequency switch, but the attenuated input level is also much higher than the receiver's acceptable input level, which greatly increases the reception sensitivity. Will be affected.
또한, 서큘레이터(16)는 송신기와 수신기 간의 분리도를 제공하고, 또한 동일 안테나를 송수신 공통으로 사용할 수 있도록 듀플렉싱 기능을 제공한다. 일반적으로 서큘레이터(16)는 약 20dB의 분리도를 제공한다. 하지만, 서큘레이터(16)만으로는 충분한 분리도를 제공하지 못한다.In addition, the
이와 같은 문제를 해결하기 위해, 수신기와 서큘레이터 사이에 다수의 무선 주파수 스위치를 추가하여 송신 모드 시의 반사되는 송신 출력으로부터 수신기를 보호하고, 송수신 신호간 충분한 분리도를 확보하도록 하는 방안이 제안되고 있다. 하지만, 무선 주파수 스위치는 그 구성이 솔레노이드, 금속재 로커, 프레스 폴, 스프링 및 그 지지대 등의 금속을 사용한 기계적인 동작에 의해 작동하기 때문에, 사용시간 및 횟수가 늘어날수록 성능 열화가 발생하여, 일정 기간 후에는 오동작이 일어날 수 있는 가능성이 매우 크다는 문제점이 있다.In order to solve this problem, a method of adding a plurality of radio frequency switches between the receiver and the circulator to protect the receiver from reflected transmission output in the transmission mode and to secure sufficient separation between the transmitted and received signals has been proposed. . However, since the radio frequency switch is operated by a mechanical operation using metal such as a solenoid, a metal rocker, a press pole, a spring, and its support, performance deterioration occurs as the use time and the number of times increase. There is a problem that the possibility that a malfunction may occur later is very large.
따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 송수신 무선 주파수 신호를 편광시켜 90도의 위상차를 갖도록 함으로써, 서큘레이터와 다수개의 무선 주파수 스위치를 사용하지 않고도 송/수신 경로 간 분리도를 충분히 확보할 수 있고, 무선 주파수 스위치의 장시간 사용에 따른 성능 열화 문제를 해결할 수 있는 세라믹 유전체 스위치 및 이를 이용한 고주파 전단 장치를 제공하는데 있다.Therefore, the present invention has been proposed to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is to polarize a radio frequency signal transmitted and received to have a phase difference of 90 degrees, without using a circulator and a plurality of radio frequency switches. The present invention provides a ceramic dielectric switch and a high frequency shear device using the same, which can sufficiently secure separation between transmission / reception paths and solve a problem of deterioration caused by long-term use of a radio frequency switch.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.Other objects and advantages of the present invention can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 세라믹 유전체 스위치는, 송신기와, 수신기와, 상기 송신기와 수신기의 전송 타이밍을 제어하는 송수신 스위치 제어기를 포함하는 시분할 듀플렉스 방식의 무선 통신 시스템에 있어서, 일정 유전율을 갖는 도파관; 안테나 측에 연결되는 부분과 대향되는 위치에 설치되어 상기 수신기와 무선 주파수 전달 통로를 제공하는 제1 연결부; 상기 제1 연결부와 수직으로 놓여 지면서 상기 도파관의 상부에 겹쳐지도록 상기 도파관에 배치되어, 상기 송신기와 무선 주파수 전달 통로를 제공하는 제2 연결부; 및 송신 무선 주파수 신호와 수신 무선 주파수 신호가 90도의 위상차를 갖도록 무선 주파수 신호를 편광시키기 위해, 상기 도파관의 내부에 일정 길이로 형성되고, 상기 제1 연결부 방향으 로 갈수록 상기 도파관의 직경이 좁아지도록 경사각이 형성된 경사면을 포함한다.A ceramic dielectric switch according to the present invention for achieving the above object is a time division duplex wireless communication system comprising a transmitter, a receiver, and a transmission and reception switch controller for controlling the transmission timing of the transmitter and the receiver, a constant dielectric constant Having a waveguide; A first connection part installed at a position opposite to a part connected to an antenna side and providing a radio frequency transmission path with the receiver; A second connection portion disposed in the waveguide so as to overlap the upper portion of the waveguide while being perpendicular to the first connection portion, the second connection portion providing a radio frequency transmission path with the transmitter; And polarizing the radio frequency signal so that the transmitting radio frequency signal and the receiving radio frequency signal have a phase difference of 90 degrees, and are formed in the waveguide at a predetermined length, and the diameter of the waveguide narrows toward the first connection portion. It includes an inclined surface formed inclination angle.
또한, 본 발명에 따른 고주파 전단 장치는, 송신 주기에 따라 무선 주파수 신호를 송신하는 송신기; 수신 주기에 따라 무선 주파수 신호를 수신하는 수신기; 상기 송신기의 송신 주기와 상기 수신기의 수신 주기에 따라 상기 송신기의 스위치와 상기 수신기의 스위치를 제어하는 스위치 제어기; 상기 송신기와 상기 수신기가 하나의 안테나를 통해 무선 주파수 신호를 수신할 수 있도록 송신 무선 주파수 신호와 수신 무선 주파수 신호의 전달 경로를 제공하고, 송신 무선 주파수 신호와 무선 주파수 신호 간의 분리도(Isolation)를 제공하는 세라믹 유전체 스위치; 및 상기 세라믹 유전체 스위치와 안테나 사이에 연결된 대역통과필터를 포함하되, 상기 세라믹 유전체 스위치는, 일정 유전율을 갖는 도파관과, 안테나 측에 연결되는 부분과 대향되는 위치에 설치되어 상기 수신기와 무선 주파수 전달 통로를 제공하는 제1 연결부와, 상기 제1 연결부와 수직으로 놓여 지면서 상기 도파관의 상부에 겹쳐지도록 상기 도파관에 배치되어, 상기 송신기와 무선 주파수 전달 통로를 제공하는 제2 연결와, 송신 무선 주파수 신호와 수신 무선 주파수 신호가 90도의 위상차를 갖도록 무선 주파수 신호를 편광시키기 위해, 상기 도파관의 내부에 일정 길이로 형성되고, 상기 제1 연결부 방향으로 갈수록 상기 도파관의 직경이 좁아지도록 경사각이 형성된 경사면을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the high-frequency shear apparatus according to the present invention, a transmitter for transmitting a radio frequency signal in accordance with the transmission period; A receiver for receiving a radio frequency signal according to a reception period; A switch controller controlling a switch of the transmitter and a switch of the receiver according to a transmission period of the transmitter and a reception period of the receiver; It provides a transmission path between the transmitting radio frequency signal and the receiving radio frequency signal so that the transmitter and the receiver can receive the radio frequency signal through one antenna, and provides isolation between the transmitting radio frequency signal and the radio frequency signal. Providing ceramic dielectric switches; And a band pass filter connected between the ceramic dielectric switch and the antenna, wherein the ceramic dielectric switch is installed at a position opposite to the waveguide having a constant dielectric constant and a portion connected to the antenna side, and the radio frequency transmission path A second connection disposed on the waveguide so as to overlap the top of the waveguide while being perpendicular to the first connection portion, the second connection providing a transmitter and a radio frequency transmission path, and transmitting and receiving radio frequency signals In order to polarize the radio frequency signal so that the radio frequency signal has a phase difference of 90 degrees, it is formed with a predetermined length inside the waveguide, and includes an inclined surface formed with an inclination angle so that the diameter of the waveguide narrows toward the first connection portion It features.
상술한 목적, 특징 및 장점들은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 번호를 부가함 에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. The above objects, features and advantages will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same components as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2 는 본 발명에 따른 세라믹 유전체 스위치의 사시도 이고, 도 3 은 본 발명에 따른 세라믹 유전체 스위치의 측 단면도이다.2 is a perspective view of a ceramic dielectric switch according to the present invention, and FIG. 3 is a side cross-sectional view of the ceramic dielectric switch according to the present invention.
본 발명에 따른 세라믹 유전체 스위치는 도파관을 이용해 구성된다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 세라믹 유전체 스위치는, 일정 유전율을 갖는 도파관(101)과, 대역통과필터가 연결되는 부분과 대향되는 위치에 설치되어 수신기와 무선 주파수 전달 통로를 제공하는 제1 연결부(102)와, 상기 제1 연결부(102)와 수직으로 놓여 지면서 상기 도파관(101)의 상부에 겹쳐지도록 상기 도파관(101)에 배치되어, 송신기와 무선 주파수 전달 통로를 제공하는 제2 연결부(103)를 포함한다. 그리고, 송신 무선 주파수 신호와 수신 무선 주파수 신호가 90도의 위상차를 갖도록 무선 주파수 신호를 편광시키기 위해, 상기 도파관(101)은 그 내부에 일정 길이의 경사면(105, 106)이 형성되는데, 상기 경사면(105, 106)은 상기 제1 연결부(102) 방향으로 갈수록 도파관의 직경이 좁아지는 형태를 갖는다.The ceramic dielectric switch according to the present invention is constructed using a waveguide. As shown in FIGS. 2 and 3, the ceramic dielectric switch according to the present invention is installed at a position opposite to the
이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 세라믹 유전체에 대해 첨부된 도2 및 도3을 참조하여 보다 구체적으로 살펴본다.A ceramic dielectric according to the present invention having such a configuration will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3.
도2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 세라믹 유전체 스위치는 도파관(101)을 이용한다. 도파관(101) 내부에는 송신 무선 주파수 신호와 수신 무선 주파수 신호가 서로 90도의 위상차를 갖도록 하기 위해, 무선 주파수 신호를 편광시키기 위한 경사면(105, 106)이 형성된다. 상기 경사면은 도파관의 하부에만 일정 길이 형성될 수도 있으나, 필요에 따라 상기 경사면(105, 106)은 도3에 도시된 바와 같이 상부 및 하부에 서로 대칭되게 형성될 수 있다. 또한 상기 경사면(105, 106)은 도파관 내부에 일정 길이만큼 형성되며, 제1 연결부(102)와 접속되는 부분의 도파관 직경이 좁아지도록 형성된다. As shown in FIG. 2, the ceramic dielectric switch according to the present invention uses the
도면에서 104는 안테나 측의 대역통과필터가 연결되는 부분이다. 그리고 상기 대역 통과 필터가 연결되는 부분(104)에 대향되는 부분에는 수신기와 연결되어 무선 주파수 신호를 전달하기 위한 제1 연결부(102)가 마련된다. 상기 제1 연결부(102)의 높이와 상기 도파관의 수직 직경은 서로 동일하도록 구성한다.104 is a portion to which the band pass filter of the antenna side is connected. In addition, a portion opposite to the
한편, 상기 상부 경사면(106)이 위치하는 도파관의 상부에는 송신기와 연결되어 무선 주파수 전달 경로를 제공하는 제2 연결부(103)가 마련된다. 상기 경사면의 길이는 상기 제2 연결부의 길이와 동일하도록 하는 것이 바람직하다. 또한 상기 상부 경사면에는 일정 크기의 관통홀이 형성되어, 상기 제2 연결부(103)를 통해 송신기로부터 출력된 무선 주파수 신호가 도파관(101) 내부로 방사될 수 있도록 한다.On the other hand, a
일반적으로 시분할 듀플렉스(TDD) 방식의 무선 통신 시스템의 송신기에서 방사되는 고출력의 마이크로파 신호가 Z축의 방향으로 진행하고, 편파(Polarization) 를 갖는다고 가정하면, 이 송신신호는 위상 Φ 라디안(Radian)에 따라 선형 편파(Linear Polarization)와 원형 편파(Circular Polarization)로 구분할 수 있다.In general, assuming that a high power microwave signal radiated from a transmitter of a time division duplex (TDD) wireless communication system travels in the Z-axis direction and has polarization, the transmission signal is in phase Φ radian. Accordingly, it can be classified into linear polarization and circular polarization.
상술한 바와 같이, TDD 방식의 송신신호는 위상 Φ 라디안(Radian)이 영(zero)인 선형 편파로 진행되어, 안테나를 거쳐 본 발명에 따른 세라믹 유전체 스위치를 지나면서 정해진 모드로 편광되어 수신기로 들어오게 된다. 이때 도5에 도시된 바와 같이 송신기(1)와 수신기(2)는 본 발명에 따른 세라믹 유전체 스위치(30)에 의해 하나의 안테나(18)를 사용해, 무선 주파수 신호를 송수신하고, 안테나(18)와 세라믹 유전체 스위치(30) 사이에는 대역통과필터(17)과 구비되어 송수신 대역을 제한한다.As described above, the TDD transmission signal is linearly polarized with a phase Φ radian of zero, and is polarized in a predetermined mode through an antenna and passes through a ceramic dielectric switch according to the present invention. Come. In this case, as shown in FIG. 5, the
여기서, 유전체 세라믹 스위치는 송신 신호를 편광시켜 수신 신호와 송신 신호가 90도의 위상차를 갖도록 함으로써, 송수신 신호 간 분리도(Isolation)를 높일 수 있도록 한다. 다시 말해, 송신기로부터 출력된 신호는 제2 연결부(103)를 통해 도파관(101) 내부로 방사되는데, 송신 신호는 경사면(105)에 의해 편광되고, 이에 의해 송신 신호를 수신 신호와 90도의 위상차를 갖게 된다. 따라서, 송신신호는 수신 신호와 90도의 위상차를 갖도록 편광시켜 안테나를 통해 송출되기 때문에, 안테나를 통해 반사 신호가 수신되더라도 수신신호와 반사신호는 서로 직교성을 유지하므로 서로 간섭하지 않으며 정보의 손실이나 섞임 없이 송수신을 할 수 있다.Here, the dielectric ceramic switch polarizes the transmission signal so that the reception signal and the transmission signal have a phase difference of 90 degrees, thereby increasing isolation between the transmission and reception signals. In other words, the signal output from the transmitter is radiated into the
상기 경사면의 경사각과 전체 크기는 신호 송수신 시 사용하는 주파수와 세라믹 유전체의 유전율(εr)에 따라 √εr 에 반비례하며 결정된다. The inclination angle and the total size of the inclined surface are determined in inverse proportion to √εr according to the frequency used to transmit and receive the signal and the dielectric constant (εr) of the ceramic dielectric.
도 4는 상기와 같은 본 발명에 따른 세라믹 유전체 스위치를 이용해 송수신 신호간 분리도를 측정한 그래프이다.Figure 4 is a graph measuring the separation between transmission and reception signals using the ceramic dielectric switch according to the present invention as described above.
안테나단을 포트 1로 하고 각각의 송수신기를 포트2, 3으로 했을 경우에 시뮬레이션 결과가 송수신 신호가 서로 섞임 없이 나타나고 있음을 잘 보여주고 있다. 그래프들의 곡선은 S13 파라미터를 도시한 곡선, S33 파라미터를 도시한 곡선, S12 파라미터를 도시한 곡선, S22 파라미터를 도시한 곡선들이다.When the antenna stage is
도면에서 수신기측을 기준으로 측정한 S23 파라미터의 곡선과, 송신기측을 기준으로 측정한 S32 파라미터의 곡선을 참조하면, S23 파라미터 값들은 상기 송신기와 수신기의 송수신 경로 간 분리도를 나타내므로, 본 발명에 따른 세라믹 유전체 스위치에 의해 송수신 경로간 -60dB 이상의 매우 높은 분리도를 가짐을 알 수 있다.Referring to the curve of the S23 parameter measured on the receiver side and the curve of the S32 parameter measured on the transmitter side in the drawing, since the S23 parameter values represent the separation between the transmission and reception paths of the transmitter and the receiver, It can be seen that the ceramic dielectric switch has a very high separation of more than -60dB between the transmission and reception paths.
또한 송신의 일정시간 동안 송신기에서는 고출력의 RF 신호가 방사되고, 수신의 일정시간 동안에는 수신기에서 미약한 RF 신호를 받아들인다. 동시에 수신의 시간 동안에는 송신측에 RF 신호가 존재하지는 않지만 송신기에는 단지 시스템 이득으로 인한 잡음레벨만이 존재한다. 이 잡음레벨은 편광기법을 사용하는 본 발명에 따른 세라믹 유전체 스위치를 지나면 정해진 모드로 편광된 잡음 레벨로 안테나를 통하여 방사된다. 동시에 일정 시간 동안 단말기로부터 입력되는 수신 신호는 임의의 정해진 방향으로 편광된 신호로 안테나를 거쳐 송신측의 편광된 잡음레벨과 혼합된다. 이 혼합된 신호는 세라믹 유전체 스위치를 거쳐 수신기로 입력된다. 이때 단말기로부터 수신되어 들어오는 특정한 편광신호와 송신기에서 송신장치 측의 세라믹 유전체 스위치를 거쳐 나오는 잡음레벨은 서로가 각각 수직으로 직교성을 유지하므로 서로의 신호에 영향을 받거나 주지 않는다. 따라서 수신신호는 송신기의 잡음레벨에 영향을 받지 않는다.In addition, during a certain period of transmission, a high power RF signal is emitted from a transmitter, and a weak RF signal is received by a receiver during a predetermined time of reception. At the same time, there is no RF signal at the transmitter during the time of reception, but only a noise level due to the system gain at the transmitter. This noise level is emitted through the antenna at a noise level polarized in a predetermined mode after passing through the ceramic dielectric switch according to the present invention using the polarization technique. At the same time, the received signal input from the terminal for a predetermined time is mixed with the polarized noise level of the transmitting side via the antenna as a signal polarized in a predetermined direction. This mixed signal is input to the receiver via a ceramic dielectric switch. At this time, the specific polarized signal received from the terminal and the noise level from the transmitter through the ceramic dielectric switch on the transmitter side are not influenced or influenced by each other because they are perpendicular to each other. Therefore, the received signal is not affected by the noise level of the transmitter.
위에서 양호한 실시 예에 근거하여 이 발명을 설명하였지만, 이러한 실시 예는 이 발명을 제한하려는 것이 아니라 예시하려는 것이다. 이 발명이 속하는 분야의 숙련자에게는 이 발명의 기술사상을 벗어남이 없이 위 실시 예에 대한 다양한 변화나 변경 또는 조절이 가능함이 자명할 것이다. 그러므로, 이 발명의 보호범위는 첨부된 청구범위 뿐만 아니라, 위와 같은 변화예나 변경예 또는 조절예를 모두 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the invention has been described above based on the preferred embodiments thereof, these embodiments are intended to illustrate rather than limit the invention. It will be apparent to those skilled in the art that various changes, modifications, or adjustments to the above embodiments can be made without departing from the spirit of the invention. Therefore, the protection scope of the present invention should be construed to include not only the appended claims but also all of the above changes, modifications or adjustments.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 송신 무선 주파수 신호와 수신 무선 주파수 신호가 서로 90도의 위상차를 갖도록 송신 무선 주파수 신호를 편광시켜 전송함으로써, 서큘레이터와 다수개의 무선 주파수 스위치를 사용하지 않고도 송/수신 경로 간 분리도(Isolation)를 충분히 확보할 수 있고,, 세라믹 유전체를 사용하여 소형이면서 무게를 가볍게 가질 수 있고 단순한 구조의 일체형이므로, 고전력에서 계속적으로 반복 작동하므로 발생하는 RF 스위치의 성능 노화로 인한 문제점을 해결할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention polarizes and transmits a transmission radio frequency signal such that the transmission radio frequency signal and the reception radio frequency signal have a phase difference of 90 degrees, thereby transmitting / receiving without using a circulator and a plurality of radio frequency switches. Isolation between the paths can be secured sufficiently, and the ceramic dielectric can be used to reduce the performance of the RF switch due to continual repetitive operation at high power because it is compact, light in weight and simple structure. There is an effect that can solve the problem.
Claims (6)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR20050099645 | 2005-10-21 | ||
| KR1020050099645 | 2005-10-21 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20070043569A true KR20070043569A (en) | 2007-04-25 |
Family
ID=38178030
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20070043569A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160121116A (en) * | 2015-04-10 | 2016-10-19 | 삼성전자주식회사 | Electronic device |
-
2006
- 2006-04-10 KR KR1020060032330A patent/KR20070043569A/en not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20160121116A (en) * | 2015-04-10 | 2016-10-19 | 삼성전자주식회사 | Electronic device |
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