KR20080067166A - 광대역 수신기 - Google Patents

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KR20080067166A
KR20080067166A KR1020070004389A KR20070004389A KR20080067166A KR 20080067166 A KR20080067166 A KR 20080067166A KR 1020070004389 A KR1020070004389 A KR 1020070004389A KR 20070004389 A KR20070004389 A KR 20070004389A KR 20080067166 A KR20080067166 A KR 20080067166A
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이귀로
송성식
김홍득
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 직접 변환방식을 사용하여 고주파 수신신호를 베이스밴드 신호로 변환할 경우에 국부발진신호의 위상 조합을 통해 하모닉 성분을 억제한다.
본 발명에 따르면, 채널 제어신호의 고주파 프론트 엔드부가 해당 채널의 고주파 수신신호를 수신하고, 다중위상 제어기가 상기 채널 제어신호의 해당 주파수를 가지고, 위상이 상호간에 동일 간격으로 상이한 복수의 구형파 위상신호 및 사인파 위상신호를 생성하며, 고주파 프론트 엔드부가 수신한 고주파 수신신호와 다중위상 제어기가 생성한 복수의 구형파 위상신호 및 사인파 위상신호를 베이스밴드 신호 변환부가 혼합하여 하모닉 성분이 상호간에 상쇄되고 상기 고주파 수신신호를 베이스밴드 신호로 변환한다.
광대역수신기, 직접변환방식, 구형파, 사인파, 하모닉, 다중위상, 링발진기

Description

광대역 수신기{WIDE-BAND RECEIVER}
도 1은 본 발명의 광대역 수신기의 전체 구성을 보인 도면,
도 2는 본 발명의 광대역 수신기에서 다중위상 제어기의 일 실시 예의 구성을 보인 도면,
도 3은 본 발명의 광대역 수신기에서 다중위상 제어기의 다른 실시 예의 구성을 보인 도면,
도 4는 본 발명의 광대역 수신기에서 베이스밴드 신호 변환부의 상세 구성을 보인 도면, 및
도 5는 본 발명의 광대역 수신기에서 베이스밴드 신호 변환부의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 광대역 수신기에 관한 것이다. 보다 상세하게는 수신되는 고주파 수신신호를 직접 변환방식을 사용하여 베이스밴드신호로 직접 변환할 경우에 하모닉(harmonic) 성분을 억제하는 광대역 수신기에 관한 것이다.
ATSC(Advanced Television System Committee) 규격의 디지털 텔레비전 방송신호는 48∼860㎒의 광대역으로 분포하고 있다. 그러므로 디지털 텔레비전 방송신호를 수신하는 광대역 수신기는 48∼860㎒의 광대역 신호를 수신할 수 있도록 하는 설계함에 결정함에 있어서 매우 신중함이 요구된다.
통상적으로 디지털 텔레비전 방송신호를 수신하는 광대역 수신기는 고주파 수신신호를 고정된 주파수의 중간주파신호로 주파수를 상향 변환(up-conversion)하고, 필터링한 후 주파수를 하향 변환(down-conversion)하여 원하는 주파수의 중간주파신호로 변환하는 이중 변환(double-conversion)방식을 사용하였다.
그리고 WLAN(Wireless Local Area Network) 및 블루투스 등과 같은 근거리통신 수신기에서 많이 사용되고 있는 구조로서 고주파 수신신호를 직접 베이스밴드의 신호로 변환하는 단일 변환(single conversion) 방식을 광대역 수신기에 적용할 경우에 수신을 원하는 고주파 수신신호와 혼합기에 인가되는 국부발진신호의 주파수가 동일하게 된다.
여기서, 혼합기의 저잡음 및 선형적 특성을 향상시키기 위하여 패시브 타입의 혼합기를 사용할 경우에 이득을 최대화하기 위하여 국부발진신호를 구형파 형태로 인가하게 된다. 그러므로 패시브 타입의 혼합기에는 소정 주파수의 국부발진신호와, 그 국부발진신호의 3차 하모닉 및 5차 하모닉 등과 같은 2N+1차(여기서, N은 1, 2, 3, …의 자연수임) 고조파 성분들이 함께 입력된다.
상기 패시브 타입의 혼합기로 입력된 하모닉 성분은 동일한 주파수를 가지는 고주파 수신신호와 혼합되어 수신을 원하는 고주파 수신신호와 동일한 낮은 주파수 로 변환되므로 광대역 수신기의 신호대 잡음비(Signal to Noise Ratio)의 특성이 열화된다.
미국 공개특허공보 제2005-160518호 및 미국 공개특허공보 제2005-239430호의 광대역 수신기에서는 단일 변환방식으로 고주파 수신신호를 베이스밴드의 신호로 직접 변환하기 위하여, 고주파 수신신호의 주파수를 하향 변환하는 복수의 다운 혼합기와, 위상이 서로 상이하고 구형파인 복수의 국부발진 위상신호와, 상기 복수의 다운 혼합기에서 출력되는 신호의 이득을 조절하는 복수의 이득 계수단과, 상기 복수의 이득 계수단의 출력신호를 가산하는 가산기를 사용하고 있다.
위상이 서로 상이한 구형파의 복수의 국부발진 위상신호들이 고주파 수신신호와 함께 복수의 다운 혼합기에 각기 입력되어 혼합된다. 상기 복수의 다운 혼합기의 출력신호의 이득을 다시 복수의 이득 계수단이 조절하고, 그 이득 계수단들의 출력신호를 가산기가 모두 합하여 출력되는 베이스밴드의 신호가 사인파에 근접하도록 하는 것이다.
여기서, 국부발진 위상신호들의 각각의 위상과 그것에 해당하는 이득 계수단의 계수에는 적절한 수학관계가 성립하고 있다.
이러한 종래의 기술에 따르면, 복수의 다운 혼합기 및 복수의 국부발진 위상 신호와, 그리고 복수의 이득 계수단을 사용하여 하모닉 성분을 억제하는 것이다.
그러나 복수의 이득 계수단을 사용할 경우에 그 복수의 이득 계수단들 사이 의 미스 매칭 등으로 인하여 하모닉 성분의 감쇄 정도가 약화되는 현상이 발생하고, 또한 이득 계수단을 다운 혼합기의 전단 또는 후단에 사용함에 따라 광대역 수신기의 잡음 지수가 증가하고, 원하는 고주파 수신신호의 이득이 감소되는 현상이 발생할 수가 있다.
또한 신호의 크기를 미세하게 조절해야 되는 복수의 이득 계수단을 필요로 하여 베이스밴드 아날로그 단과 같이 높은 이득으로 증폭해야 되는 전단에서 국부발진의 하모닉 성분을 억제하기 위한 모든 신호의 처리가 완료되어야 하므로 국부발진의 하모닉 성분의 억제를 아날로그 신호의 처리에만 의존해야 되었다.
본 발명의 목적은 직접 변환방식을 사용하여 고주파 수신신호를 베이스밴드 신호로 변환하면서 하모닉 성분을 억제할 수 있는 광대역 수신기를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 복수의 국부발진신호의 위상 조합을 통해 하모닉 성분을 상호간에 상쇄시키는 광대역 수신기를 제공하는데 있다.
이러한 목적을 가지는 광대역 수신기에 따르면, 고주파 수신신호를 직접 변환방식을 사용하여 베이스밴드 신호로 변환함에 있어서, 수신채널에 따라 주파수가 동일하고, 위상이 동일한 간격으로 상이한 다중 위상의 국부발진신호를 생성한다.
상기 생성하는 다중위상의 국부발진신호는 복수의 구형파 위상신호 및 복수의 사인파 위상신호로서 복수의 구형파 위상신호 및 복수의 사인파 위상신호들 각각은 동일한 위상간격을 갖도록 한다.
고주파 수신신호를 베이스밴드 신호로 변환하는 베이스밴드 신호 변환부에는 각기 직렬로 연결되는 복수의 제 1 혼합기 및 복수의 제 2 혼합기를 구비한다.
상기 복수의 제 1 혼합기에는 고주파 수신신호와 상기 복수의 구형파 위상신호를 입력시켜 혼합하고, 상기 복수의 제 1 혼합기의 출력신호와 상기 복수의 사인파 위상신호를 복수의 제 2 혼합기에 입력시킴으로써 하모닉 성분이 상호간에 상쇄되게 한다.
여기서, 상기 복수의 제 1 혼합기에는 고주파 수신신호와 상기 복수의 사인파 위상신호를 입력시켜 혼합하고, 상기 복수의 제 1 혼합기의 출력신호와 상기 복수의 구형파 위상신호를 복수의 제 2 혼합기에 입력시킴으로써 하모닉 성분이 상호간에 상쇄되게 구성할 수도 있다.
그리고 상기 복수의 제 2 혼합기의 출력신호를 가산기로 합성하여 베이스밴드 신호를 추출한다.
그러므로 본 발명의 광대역 수신기는, 채널 제어신호의 해당 고주파 수신신호를 수신하는 고주파 프론트 엔드부와, 상기 채널 제어신호의 해당 주파수를 가지고, 위상이 상호간에 동일 간격으로 상이한 복수의 구형파 위상신호 및 사인파 위상신호를 생성하는 다중위상 제어기와, 상기 고주파 프론트 엔드부가 수신한 고주 파 수신신호와 상기 다중위상 제어기가 생성한 복수의 구형파 위상신호 및 사인파 위상신호를 혼합하여 하모닉 성분이 상호간에 상쇄되고 상기 고주파 수신신호를 베이스밴드 신호로 변환하는 베이스밴드 신호 변환부를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
상기 다중위상 제어기는 상기 채널 제어신호에 따라 해당 주파수의 국부발진신호를 생성하는 국부발진기와, 상기 국부발진신호의 위상을 상호간에 동일한 간격으로 변환하는 복수의 사인파 위상신호를 발생하는 복수의 위상 변환기와, 상기 복수의 위상 변환기가 발생한 복수의 사인파 위상신호를 각기 구형파로 변환하여 복수의 구형파 위상신호를 생성하는 복수의 구형파 변환기로 구성됨을 특징으로 한다.
또한 상기 다중위상 제어기는, 상기 채널 제어신호에 따라 해당 주파수의 국부발진신호를 생성하고, 링 발진기를 구비하여 링 발진기가 상기 국부발진신호와 주파수가 동일하고, 상호간에 동일한 위상간격을 가지는 복수의 사인파 위상신호를 발생하는 PLL(Phase Locked Loop)와, 상기 링 발진기가 발생한 복수의 사인파 위상신호를 각기 구형파로 변환하여 복수의 구형파 위상신호를 생성하는 복수의 구형파 변환기로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 복수의 구형파 변환기들 각각이 발생하는 복수의 구형파 위상신호들의 위상차는, 상기 복수의 사인파 위상신호와 반대방향으로 위상차를 갖도록 하여 복수의 사인파 위상신호와 복수의 구형파 위상신호들 각각의 위상각 합이 0°가 되게 하는 것을 특징으로 한다.
상기 복수의 구형파 변환기들 각각은 상기 복수의 사인파 위상신호와 동일한 위상 간격을 가지도록 복수의 구형파 위상신호를 생성하는 것으로서 상기 복수의 사인파 위상신호들 각각의 제로 크로싱에 따라 그 복수의 사인파 위상신호들 각각을 구형파 위상신호로 변환하거나 또는 제로 크로싱의 전압을 제한하는 리미터로 구성됨을 특징으로 한다.
상기 베이스밴드 신호 변환부는, 상기 고주파 프론트 엔드부가 수신한 고주파 수신신호를 상기 다중위상 제어기가 생성한 복수의 구형파 위상신호와 각기 혼합하는 복수의 제 1 혼합기와, 상기 복수의 제 1 혼합기의 출력신호를 상기 다중위상 제어기가 생성한 복수의 사인파 위상신호와 각기 혼합하는 복수의 제 2 혼합기와, 상기 복수의 제 2 혼합기의 출력신호를 합성하여 베이스밴드 신호를 추출하는 가산기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
또한 상기 베이스밴드 신호 변환부는, 상기 고주파 프론트 엔드부가 수신한 고주파 수신신호를 상기 다중위상 제어기가 생성한 복수의 사인파 위상신호와 각기 혼합하는 복수의 제 1 혼합기와, 상기 복수의 제 1 혼합기의 출력신호를 상기 다중위상 제어기가 생성한 복수의 구형파 위상신호와 각기 혼합하는 복수의 제 2 혼합기와, 상기 복수의 제 2 혼합기의 출력신호를 합성하여 베이스밴드 신호를 추출하는 가산기를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.
이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으 로 제공된다.
따라서, 본 발명의 기본 이해를 위한 필요 이상의 자세한 구조를 제공하고자 하지 않았음은 물론 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 실체에서 실시될 수 있는 여러 가지의 형태들을 도면을 통해 예시한다.
도 1은 본 발명의 광대역 수신기의 전체 구성을 보인 블록도이다. 여기서,
부호 100은 안테나이고, 부호 110은 고주파 프론트 엔드부이다. 상기 고주파 프론트 엔드부(110)는 상기 안테나(100)를 통해 수신되는 고주파 수신신호를 저잡음 증폭기(112)가 고주파 이득제어신호(RF AGC)에 따라 가변 증폭하여 출력되는 고주파 수신신호의 세기가 일정하게 되도록 하고, 저잡음 증폭기(112)의 출력신호는 저역통과필터(114)에서 채널 선택신호에 따라 필터링되어 해당 채널의 고주파 수신신호가 출력된다.
부호 120은 다중위상 제어기이다. 상기 다중위상 제어기(120)는 채널 선택신호에 해당되는 주파수의 국부 발진신호를 발생하고, 발생한 국부발진신호의 위상을 조절하여 주파수가 동일하고 동일한 위상 간격을 가지는 복수의 구형파 위상신호(LO1a∼LOna) 및 복수의 사인파 위상신호(LO1b∼LOnb)를 생성한다.
상기 고주파 프론트 엔드부(110)에서 출력되는 고주파 수신신호와, 상기 다중위상 제어기(120)가 생성한 복수의 구형파 위상신호(LO1a∼LOna) 및 복수의 사인파 위상신호(LO1b∼LOnb)는 베이스밴드 신호변환부(130)로 입력된다.
그러면, 상기 베이스밴드 신호변환부(130)는 고주파 수신신호에 상기 복수의 구형파 위상신호(LO1a∼LOna) 및 복수의 사인파 위상신호(LO1b∼LOnb)를 혼합하고, 중간주파수 이득조절신호(IF AGC)에 따라 이득을 조절하여 상기 고주파 수신신호를 하모닉이 억제된 베이스밴드 신호로 변환한다.
상기 베이스밴드 신호변환부(130)가 변환한 베이스밴드 신호는 아날로그/디지털 변환기(140)에서 디지털 신호로 변환되어 베이스밴드 신호 처리부(150)로 입력된다.
상기 베이스밴드 신호 처리부(150)는 사용자가 명령 입력부(도면에 도시되지 않았음)를 조작함에 따라 입력되는 채널 선택신호에 해당하는 채널 제어신호를 발생하고, 발생한 채널 제어신호에 따라 상기 저역통과필터(114)가 해당 채널의 고주파 수신신호를 필터링한다. 또한 상기 베이스밴드 신호 처리부(150)가 발생한 채널 제어신호에 따라 상기 다중위상 제어기(120)가 해당 채널의 고주파 수신신호를 수신할 수 있는 주파수의 국부발진신호를 발생하고, 발생한 국부발진신호를 이용하여 동일한 위상 간격을 가지는 복수의 구형파 위상신호(LO1a∼LOna) 및 복수의 사인파 위상신호(LO1b∼LOnb)를 생성한다.
또한 상기 베이스밴드 신호 처리부(150)는 상기 아날로그/디지털 변환기(140)로부터 입력되는 베이스밴드 신호의 세기에 따라 상기 고주파 이득제어신호(RF AGC) 및 상기 중간주파수 이득제어신호(IF AGC)를 각기 발생하고, 발생한 고주파 이득제어신호(RF AGC) 및 상기 중간주파수 이득제어신호(IF AGC)에 따라 상기 저잡음 증폭기(112) 및 상기 베이스밴드 신호 변환부(130)의 증폭 이득이 조절되어 상기 아날로그/디지털 변환기(140)로부터 입력되는 베이스밴드 신호의 세기가 일정 하게 유지되도록 조절한다.
또한 상기 베이스밴드 신호 처리부(150)는 상기 아날로그/디지털 변환기(140)로부터 입력되는 베이스밴드 신호를 처리하여 예를 들면, 수신 AV(Audio and Video) 데이터 등과 같은 수신 데이터를 외부로 출력한다.
이러한 본 발명의 광대역 수신기를 도 2 내지 도 5의 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 광대역 수신기에서 다중위상 제어기의 일 실시 예의 구성을 보인 도면이다. 여기서, 부호 200은 국부 발진기이다. 상기 국부 발진기(200)는 예를 들면, PLL(Phase Locked Loop)로 이루어지는 것으로서 상기 베이스밴드 신호 처리부(150)로부터 입력되는 채널 선택신호에 따라 해당되는 주파수의 국부 발진신호를 발생한다.
상기 국부 발진기(200)가 발생한 국부 발진신호는 복수의 위상 변환기(210-1, 210-2, …, 210-n)로 입력되어 상호간에 동일한 위상 간격을 가지는 복수의 사인파 위상신호(LO1b, LO2b, …, LOnb)로 변환된다.
예를 들면, 3개의 위상 변환기(210-1, 210-2, 210-3)를 구비한다고 가정할 경우에 위상 변환기(210-1)는 0°의 위상차를 가지는 사인파 위상신호(LO1b)를 발생하고, 위상 변환기(210-2, 210-3)들 각각은 사인파 위상신호(LO1b)를 기준으로 하여 각기 120° 및 240°의 위상차를 가지는 사인파 위상신호(LO2b, LO3b)를 발생한다.
복수의 위상 변환기(210-1, 210-2, …, 210-n)가 각기 발생하는 복수의 사인파 위상신호(LO1b, LO2b, …, LOnb)는 복수의 구형파 변환부(220-1, 220-2, …, 220-n)로 각기 입력되어 상기 복수의 사인파 위상신호(LO1b, LO2b, …, LOnb)와는 반대 방향으로 동일한 위상간격을 가지는 복수의 구형파 위상신호(LO1a, LOna, …, LO2a)를 발생한다.
즉, 상기 복수의 구형파 변환기(220-1, 220-2, …, 220-n)들 각각이 발생하는 복수의 구형파 위상신호(LO1a, LOna, …, LO2a)들의 위상차는 상기 복수의 사인파 위상신호(LO1b, LO2b, …, LOnb)와 동일하도록 하여 구형파 및 사인파 위상신호(LO1a, LO1b)(LOna, LO2b) … (LO2a, LOnb)들 각각의 위상차 합이 0°가 되게 한다.
여기서, 상기 복수의 구형파 변환부(220-1, 220-2, …, 220-n)는 예를 들면, 각기 제로 크로싱(zero crossing) 검출부를 구비하고, 그 제로 크로싱 검출부가 복수의 사인파 위상신호(LO1b, LO2b, …, LOnb)의 제로 크로싱을 검출함에 따라 구형파 위상신호(LO1a, LOna, …, LO2a)를 발생하여 복수의 사인파 위상신호(LO1b, LO2b, …, LOnb)와 복수의 구형파 위상신호(LO1a, LOna, …, LO2a)의 위상이 각기 동일하게 되도록 한다.
또한 상기 복수의 구형파 변환부(220-1, 220-2, …, 220-n)는 예를 들면, 제로 크로싱의 전압을 제한하는 리미터로 구성하여 복수의 사인파 위상신호(LO1b, LO2b, …, LOnb)와 각기 위상이 동일한 복수의 구형파 위상신호(LO1a, LOna, …, LO2a)를 발생할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 광대역 수신기에서 다중위상 제어기의 다른 실시 예의 구성을 보인 도면이다. 여기서, 부호 300은 PLL이다. 상기 PLL(300)은 링 발진기(302)를 구비하여 채널 선택신호에 따라 링 발진기(302)에서 주파수가 동일하고, 동일한 위상 간격을 가지는 국부발진신호인 복수의 사인파 위상신호(LO1b, LO2b, …, LOnb)를 발생한다.
예를 들면, 상기 링 발진기(302)는 복수의 인버터들을 루프로 연결하여 복수의 인버터들의 출력단자에서 각기 복수의 사인파 위상신호(LO1b, LO2b, …, LOnb)가 출력되게 구성할 수 있다. 또한 복수의 사인파 위상신호(LO1b, LO2b, …, LOnb)를 발생한다. 또한 상기 링 발진기(302)는 복수의 차동 증폭기들을 루프로 연결하여 복수의 차동 증폭기들의 출력단자에서 복수의 사인파 위상신호(LO1b, LO2b, …, LOnb)가 출력되게 구성할 수 있다.
상기 링 발진기(302)에서 출력되는 복수의 사인파 위상신호(LO1b, LO2b, …, LOnb)는 복수의 구형파 변환부(320-1, 320-3, …, 320-n)로 각기 입력되어 복수의 구형파 위상신호(LO1a, LOna, …, LO2a)를 생성한다.
여기서, 상기 복수의 구형파 변환부(320-1, 320-2, …, 320-n)들 각각은 상기한 도 2의 일 실시 예와 마찬가지로 제로 크로싱(zero crossing) 검출부를 구비하거나 제로크로싱의 전압을 제한하는 리미터로 구성하여 복수의 사인파 위상신호(LO1b, LO2b, …, LOnb)와 각기 위상이 동일한 복수의 구형파 위상신호(LO1a, LOna, …, LO2a)를 발생하게 한다.
도 4는 본 발명의 광대역 수신기에서 베이스밴드 신호 변환부의 상세 구성을 보인 도면이다. 도 4를 참조하면, 본 발명의 베이스밴드 신호 변환부(130)는 복수의 제 1 혼합기(400-1, 400-2, …, 400-n)가 상기 저역통과필터(114)로부터 입력되는 고주파 수신신호에 상기 다중위상 제어기(120)로부터 입력되는 복수의 구형파 위상신호(LO1a, LO2a, …, LOna)를 각기 혼합한다.
상기 복수의 제 1 혼합기(400-1, 400-2, …, 400-n)의 출력신호는 복수의 저역통과필터(410-1, 410-2, …, 410-n)를 각기 통해 원하는 수신채널의 데이터가 필터링되고, 복수의 가변이득 증폭기(420-1, 420-2, …, 420-n)에서 중간주파수 이득제어신호(IF AGC)에 따라 각기 이득이 일정하게 되도록 조절된다.
상기 복수의 가변이득 증폭기(420-1, 420-2, …, 420-n)의 출력신호는 복수의 제 2 혼합기(430-1, 430-2, …, 430-n)로 각기 입력되고, 또한 상기 복수의 제 2 혼합기(430-1, 430-2, …, 430-n)로 복수의 사인파 위상신호(LO1b, LO2b, …, LOnb)가 입력되어 혼합되며, 복수의 제 2 혼합기(430-1, 430-2, …, 430-n)의 출력신호는 가산기(440)에서 합성되어 하모닉 성분이 억제된 베이스밴드의 신호가 추출된다.
이러한 본 발명의 베이스밴드 신호 변환부(130)의 동작을 도 5의 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
상기 베이스밴드 신호 변환부(130)가 각기 3개의 제 1 혼합기(400-1, 400-2, 400-3) 및 제 2 혼합기(430-1, 430-2, 430-3)를 구비한다고 가정할 경우에 도 5와 같이 간략하여 도시할 수 있다.
여기서, 저역통과필터(114)로부터 입력되는 고주파 수신신호 RF(t)는 다음의 수학식 1과 같다.
Figure 112007004088540-PAT00001
그리고 제 1 혼합기(400-1, 400-2, 400-3)로 입력되는 구형파 위상신호(LO1a, LO2a, LO3a)는 각기 120°의 위상차를 가져야 되므로 구형파 위상신호(LO1a, LO2a, LO3a)는 각기 수학식 2 내지 수학식 4와 같다.
Figure 112007004088540-PAT00002
Figure 112007004088540-PAT00003
Figure 112007004088540-PAT00004
사인파 위상신호(LO1b, LO2b, LO3b)는 상기 구형파 위상신호(LO1a, LO3a, LO2a)와 각기 동일한 위상을 가지므로 수학식 5 내지 수학식 7과 같다.
Figure 112007004088540-PAT00005
Figure 112007004088540-PAT00006
Figure 112007004088540-PAT00007
상기 저역통과필터(114)로부터 입력되는 고주파 수신신호와 구형파 위상신호(LO1a) 및 사인파 위상신호(LO1b)는 제 1 혼합기(400-1) 및 제 2 혼합기(430-1)를 통해 혼합되는 것으로서 제 2 혼합기(430-1)의 출력신호 A는 수학식 8과 같다.
Figure 112007004088540-PAT00008
상기 저역통과필터(114)로부터 입력되는 고주파 수신신호와 구형파 위상신호(LO2a) 및 사인파 위상신호(LO2b)는 제 1 혼합기(400-2) 및 제 2 혼합기(430-2)를 통해 혼합되는 것으로서 제 2 혼합기(430-2)의 출력신호 B는 수학식 9와 같다.
Figure 112007004088540-PAT00009
상기 저역통과필터(114)로부터 입력되는 고주파 수신신호와 구형파 위상신 호(LO3a) 및 사인파 위상신호(LO3b)는 제 1 혼합기(400-3) 및 제 2 혼합기(430-3)를 통해 혼합되는 것으로서 제 2 혼합기(430-3)의 출력신호 C는 수학식 10과 같다.
Figure 112007004088540-PAT00010
상기 수학식 8에서
Figure 112007004088540-PAT00011
,
Figure 112007004088540-PAT00012
,
Figure 112007004088540-PAT00013
…는 위상 관계상 상호간에 상쇄된다. 수학식 9에서는
Figure 112007004088540-PAT00014
,
Figure 112007004088540-PAT00015
,
Figure 112007004088540-PAT00016
…도 상호간에 상쇄된다. 수학식 10에서는
Figure 112007004088540-PAT00017
,
Figure 112007004088540-PAT00018
,
Figure 112007004088540-PAT00019
…이 상호간에 상쇄된다.
그러므로 상기 제 2 혼합기(430-1, 430-2, 430-3)의 출력신호를 모두 가산하는 가산기(440)의 출력신호는 다음의 수학식 11과 같이 된다.
Figure 112007004088540-PAT00020
상기 수학식 11에서와 같이 각기 3개의 제 1 혼합기(400-1, 400-2, 400-3) 및 제 2 혼합기(430-1, 430-2, 430-3)와, 3개의 구형파 위상신호(LO1a, LO2a, LO3a) 및 사인파 위상신호(LO1b, LO2b, LO3b)를 사용하여 베이스밴드 신호 변환부(130)를 구성할 경우에 고주파 수신신호의 3차 하모닉 성분과, 국부발진신호의 3차 하모닉 성분이 혼합되는 현상을 제거할 수 있다.
또한 n개의 제 1 혼합기(400-1, 400-2, …, 400-n) 및 제 2 혼합기(430-1, 430-2, …, 430-n)와, n개의 구형파 위상신호(LO1a, LO2a, …, LOna) 및 사인파 위상신호(LO1b, LO2b, …, LOnb)를 사용하여 베이스밴드 신호 변환부(130)를 구성할 경우에 고주파 수신신호의 n차 하모닉 성분과, 국부발진신호의 n차 하모닉 성분이 혼합되는 현상을 제거할 수 있음을 알 수 있다.
여기서, 상기 베이스밴드 신호 변환부(130)를 구성함에 있어서, 제 1 혼합기(400-1, 400-2, …, 400-n) 및 제 2 혼합기(430-1, 430-2, …, 430-n)에 각기 구형파 위상신호(LO1a, LO2a, …, LOna) 및 사인파 위상신호(LO1b, LO2b, …, LOnb)를 입력시켜 하모닉 성분을 억제시키는 것을 예로 들어 설명하였다.
본 발명을 실시함에 있어서는 제 1 혼합기(400-1, 400-2, …, 400-n)에 사인파 위상신호(LO1b, LO2b, …, LOnb)를 입력시키고, 제 2 혼합기(430-1, 430-2, …, 430-n)에 구형파 위상신호(LO1a, LO2a, …, LOna)를 입력시켜 하모닉 성분을 제거하게 구성할 수도 있다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 직접 변환방식을 사용하여 고주파 수신신호를 베이스밴드 신호로 직접 변환함에 있어서, 수신 채널에 따른 해당 주파수로 국부발진신호를 발생할 경우에 위상이 동일한 간격을 가지는 복수의 구형파 위상신호 및 사인파 위상신호를 발생한다. 그리고 상기 발생한 복수의 구형파 위상신호 및 사인파 위상신호를 고주파 수신신호와 혼합하여 하모닉 성분이 상호간에 상쇄되고, 고주파 수신신호가 베이스밴드 신호로 직접 변환된다.
그러므로 직접 변환방식으로 고주파 수신신호를 베이스밴드 신호로 변환할 경우에 하모닉 성분이 없는 깨끗한 베이스밴드 신호로 변환하여 잡음이 없는 깨끗한 수신 데이터를 추출할 수 있다.
이상에서는 대표적인 실시 예를 통하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상술한 실시 예에 대하여 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함을 이해할 것이다.
그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

Claims (12)

  1. 채널 제어신호의 해당 고주파 수신신호를 수신하는 고주파 프론트 엔드부;
    상기 채널 제어신호의 해당 주파수를 가지고, 위상이 상호간에 동일 간격으로 상이한 복수의 구형파 위상신호 및 사인파 위상신호를 생성하는 다중위상 제어기; 및
    상기 고주파 프론트 엔드부가 수신한 고주파 수신신호와 상기 다중위상 제어기가 생성한 복수의 구형파 위상신호 및 사인파 위상신호를 혼합하여 하모닉 성분이 상호간에 상쇄되고 상기 고주파 수신신호를 베이스밴드 신호로 변환하는 베이스밴드 신호 변환부를 포함하여 구성된 광대역 수신기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 고주파 프론트 엔드부는;
    수신되는 고주파 수신신호를 고주파 이득제어신호에 따라 증폭하는 저잡음 증폭기; 및
    상기 저잡음 증폭기의 출력신호에서 상기 채널 제어신호에 따라 해당 채널의 고주파 수신신호를 필터링하는 저역통과필터로 구성됨을 특징으로 하는 광대역 수신기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 다중위상 제어기는;
    상기 채널 제어신호에 따라 해당 주파수의 국부발진신호를 생성하는 국부발진기;
    상기 국부발진신호의 위상을 상호간에 동일한 간격으로 변환하는 복수의 사인파 위상신호를 발생하는 복수의 위상 변환기; 및
    상기 복수의 위상 변환기가 발생한 복수의 사인파 위상신호를 각기 구형파로 변환하여 복수의 구형파 위상신호를 생성하는 복수의 구형파 변환기로 구성됨을 특징으로 하는 광대역 수신기.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 다중위상 제어기는;
    상기 채널 제어신호에 따라 해당 주파수의 국부발진신호를 생성하고, 링 발진기를 구비하여 링 발진기가 상기 국부발진신호와 주파수가 동일하고, 상호간에 동일한 위상간격을 가지는 복수의 사인파 위상신호를 발생하는 PLL(Phase Locked Loop); 및
    상기 링 발진기가 발생한 복수의 사인파 위상신호를 각기 구형파로 변환하여 복수의 구형파 위상신호를 생성하는 복수의 구형파 변환기로 구성됨을 특징으로 하는 광대역 수신기.
  5. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 복수의 구형파 변환기들 각각이 발생하는 복수의 구형파 위상신호들의 위상차는;
    상기 복수의 사인파 위상신호와 반대방향으로 위상차를 갖도록 하여 복수의 사인파 위상신호와 복수의 구형파 위상신호들 각각의 위상각 합이 0°가 되게 하는 것을 특징으로 하는 광대역 수신기.
  6. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 복수의 구형파 변환기들 각각은;
    상기 복수의 사인파 위상신호와 동일한 위상 간격을 가지도록 복수의 구형파 위상신호를 생성하는 것을 특징으로 하는 광대역 수신기.
  7. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 복수의 구형파 변환기들 각각은;
    상기 복수의 사인파 위상신호들 각각의 제로 크로싱에 따라 그 복수의 사인파 위상신호들 각각을 구형파 위상신호로 변환하는 것을 특징으로 하는 광대역 수신기.
  8. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서, 상기 복수의 구형파 변환기들 각각은;
    제로 크로싱의 전압을 제한하는 리미터로 구성됨을 특징으로 하는 광대역 수 신기.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스밴드 신호 변환부는;
    상기 고주파 프론트 엔드부가 수신한 고주파 수신신호를 상기 다중위상 제어기가 생성한 복수의 구형파 위상신호와 각기 혼합하는 복수의 제 1 혼합기;
    상기 복수의 제 1 혼합기의 출력신호를 상기 다중위상 제어기가 생성한 복수의 사인파 위상신호와 각기 혼합하는 복수의 제 2 혼합기; 및
    상기 복수의 제 2 혼합기의 출력신호를 합성하여 베이스밴드 신호를 추출하는 가산기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 광대역 수신기.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 베이스밴드 신호 변환부는;
    상기 고주파 프론트 엔드부가 수신한 고주파 수신신호를 상기 다중위상 제어기가 생성한 복수의 사인파 위상신호와 각기 혼합하는 복수의 제 1 혼합기;
    상기 복수의 제 1 혼합기의 출력신호를 상기 다중위상 제어기가 생성한 복수의 구형파 위상신호와 각기 혼합하는 복수의 제 2 혼합기; 및
    상기 복수의 제 2 혼합기의 출력신호를 합성하여 베이스밴드 신호를 추출하는 가산기를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 광대역 수신기.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 복수의 제 1 혼합기 및 복수의 제 2 혼합기들 각각의 사이에;
    상기 복수의 제 1 혼합기의 출력신호를 필터링하는 복수의 저역통과필터; 및
    상기 복수의 저역통과필터의 출력신호를 중간주파수 이득제어신호에 따라 가변되는 이득으로 증폭하여 상기 복수의 제 2 혼합기로 출력하는 가변이득 증폭기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 수신기.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스밴드 신호 변환부가 출력하는 베이스밴드 신호를 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환기; 및
    상기 아날로그/디지털 변환기의 출력신호를 처리하여 수신 데이터를 외부로 출력하면서 상기 고주파 프론트 엔드부 및 상기 다중위상 제어기의 이득을 제어하고, 채널 선택신호에 따라 상기 채널 제어신호를 발생하는 베이스밴드 신호 처리부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광대역 수신기.
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