KR20090009534A

KR20090009534A - 튜너블 필터를 이용한 다중대역 수신장치 및 다중대역송신장치

Info

Publication number: KR20090009534A
Application number: KR1020070072907A
Authority: KR
Inventors: 송인상; 김덕환; 김철수; 박윤권; 이정은; 신제식
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2007-07-20
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2009-01-23
Also published as: US20090025043A1

Abstract

튜너블 필터를 이용한 다중대역 수신장치 및 다중대역 송신장치가 개시된다. 본 수신장치는 RF신호들을 수신하는 수신부 및 수신된 RF신호들을 선택적으로 출력하는 튜너블필터부를 포함한다. 이로 인해, 복잡한 RF 송수신기의 시스템을 단순화하고, 송수신기의 부피를 감소시키며, 송수신기의 개발시간을 감축시키는 것과 동시에 설계비용을 절감할 수 있다.

튜너블 필터, LNA, PA, Switch duplexer

Description

튜너블 필터를 이용한 다중대역 수신장치 및 다중대역 송신장치{Multi-band receiving apparatus and transceiving apparatus by using tunable filter}

본 발명은 다중대역 수신장치 및 다중대역 송신장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 주파수 대역에서 수신되는 RF신호를 수신하여 필터링을 통해 원하는 대역의 신호를 추출하는 다중대역 수신장치 및 다중대역 송신장치에 관한 것이다.

도 1은 RF신호를 수신하고 송신하는 종래의 RF장치의 블럭도이다.

도 1에 도시된 송수신 장치는 송수신부(10), 스위치 듀플렉서(Switch Duplexer)(20), LNA(low noise amplifier:저잡음증폭기)(30-1), PA(power amplifier:전력증폭기)(30-2), RX 필터(40-1), TX 필터(40-2), 다운 믹서(down mixer)(50-1), 업 믹서(up mixer)(50-2), 증폭기(50-1, 50-2), 필터(70-1, 70-2), ADC(analog to digital converter)(60-1), DAC(digital to analog converter) 및 크리스탈 오실레이터(X-tal Oscillator)를 구비한다.

송수신부(10)는 RF신호를 수신하거나 송신하는 데 사용된다. 송수신부(10)는 공중의 RF신호를 수신하여 스위치 듀플렉서(20)로 출력하고, 반대로 스위치 듀플렉 서(20)에서 수신한 신호를 외부로 출력한다.

스위치 듀플렉서(20)는 송수신 안테나단을 연결하는 역할을 한다. 구체적으로 스위치 듀플렉서(20)는 같은 안테나를 이용하면서 수신단과 송신단을 분기하는 역할을 한다. 스위치 듀플렉서(20)는 수신단의 수신부(10)로부터 입력된 신호를 LNA(30-1)로 출력한다.

LNA(30-1)는 RF 신호를 수신하여 증폭시키는 역할을 한다. LNA(120)는 수신된 RF 신호를 증폭시켜 RX필터(40-1)로 출력한다.

RX필터(40-1)는 증폭된 RF신호를 필터링하여 외부의 노이즈를 제거한 후 필터링된 신호를 다운 믹서(50-1)로 출력한다.

다운 믹서(50-1)는 RX필터(40-1)에서 출력된 신호를 수신하여 기저대역으로 컨버젼하는 기능을 한다. 구체적으로 다운 믹서(50-1)는 RX필터(40-1)에서 출력된 신호의 주파수를 기저대역의 주파수로 변환하여 신호처리가 유용하게 한다.

증폭기(60-1)는 기저대역으로 변환된 신호를 수신하여 증폭하는 역할을 하며, 증폭된 신호를 필터(70-1)로 출력한다.

필터(70-1)는 기저대역으로 변환된 신호 중 필요없는 주파수 영역을 제거하기 위한 용도로 사용된다. 구체적으로 필터(70-1)는 증폭된 기저대역의 변화신호를 저역통과필터링을 통해 원하는 주파수 영역의 신호만 얻을 수 있도록 한다.

이와 같이 원하는 주파수 영역의 신호가 필터링되면, 필터링된 신호를 ADC(80-1)로 출력하고, ADC(80-1)는 필터(60-1)에서 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환한다.

크리스탈 오실레이터(90)는 특정 주파수를 갖는 발진신호를 공급해주는 역할을 한다.

한편, RF신호를 송신하는 과정을 살펴보면, 신호처리가 종료된 디지털 신호가 DAC(80-2)로 입력되면, DAC(80-2)는 수신된 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하고, 변환된 아날로그 신호를 필터(70-2)로 출력한다.

필터(60-2)는 변환된 아날로그 신호를 수신하여 필터링한 후, 증폭기(60-2)로 출력한다.

증폭기(60-2)는 필터(60-2)에 의해 필터링된 신호를 증폭하여 업믹서(50-2)로 출력한다.

업믹서(50-2)는 기저대역의 아날로그 신호를 RF신호로 변환하여 PA(30-2)로 출력한다.

PA(30-2)는 업믹서(50-2)로부터 수신한 RF신호를 송신단의 끝에서 강하게 증폭시키는 역할을 하고, 이와 같이 증폭된 신호는 스위치 듀플렉서(20)로 입력된다.

스위치 듀플렉서(20)로 입력된 신호는 송수신부(10)를 통해 외부로 송신된다.

이와 같이 믹서(50-1, 50-2)와 필터를 이용하여 원하는 신호의 주파수 영역을 선별하는 시스템에 있어서는. 다중대역에서의 신호의 주파수 영역을 선별하기 위해 다수의 믹서와 필터가 필요하다. 또한, 이와 같이 다수의 믹서와 필터로 송수신기가 구현되면, 송수신기의 시스템이 복잡해지고, 부피가 커지며, 비용이 증가하는 문제점을 내포하고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 튜너블 필터를 이용하여 다중대역의 신호를 수신 또는 송신하는 장치를 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른, 수신장치는, 각각의 주파수 대역이 복수의 주파수 채널들로 구성되는 복수의 주파수 대역에서 RF신호들을 수신하는 수신부; 및 상기 수신부를 통해 수신된 RF신호들을 채널에 따라 각각 필터링하고 특정 채널의 필터링된 RF신호를 선택하여 출력하는 튜너블필터부;를 포함한다.

여기서, 상기 튜너블필터부는, 상기 주파수 대역별로 각각 마련된 복수의 튜너블필터들을 포함하고, 상기 복수의 주파수 대역 중 특정 주파수 대역을 선택하여 상기 필터링된 RF신호를 출력하는 대역선택부;를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 튜너블필터들은, 각각의 주파수 대역에서 상기 수신부를 통해 수신된 RF신호들을 채널에 따라 각각 필터링하고 특정 채널의 필터링된 RF신호를 선택하여 출력할 수 있다.

그리고, 상기 튜너블필터부는, 상기 복수의 주파수 채널 각각에 대한 채널필터들; 및 특정 주파수 채널을 선택하여 상기 특정 주파수 채널의 채널필터에 의해 필터링된 RF신호를 출력하도록 하는 채널선택부;를 포함할 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른, 송신장치는, 각각의 주파 수 대역이 복수의 주파수 채널들로 구성되는 복수의 주파수 대역에서 RF신호들을 채널에 따라 각각 필터링하고 특정 채널의 필터링된 RF신호를 선택하여 출력하는 튜너블필터부; 및 상기 튜너블필터부에서 출력된 신호를 송신하는 송신부;를 포함한다.

또한, 상기 튜너블필터들은, 각각의 주파수 대역에서 상기 RF신호들을 채널에 따라 각각 필터링하고 특정 채널의 필터링된 RF신호를 선택하여 출력할 수 있다.

또한, 상기 튜너블필터부는, 상기 복수의 주파수 채널 각각에 대한 채널필터들; 및 특정 주파수 채널을 선택하여 상기 특정 주파수 채널의 채널필터에 의해 필터링된 RF신호를 출력하도록 하는 채널선택부;를 포함할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 튜너블필터를 이용한 다중대역 수신장치 및 다중대역 송신장치가 제공되고, 이로 인해, 복잡한 RF 송수신기의 시스템을 단순화하고, 송수신기의 부피를 감소시키며, 송수신기의 개발시간을 감축시키는 것과 동시에 설계비용을 절감할 수 있다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시에 따른 송수신장치의 블럭도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 송수신장치는 송수신부(110), 스위치 듀플렉서(Switch Duplexer)(120), LNA(low noise amplifier:저잡음증폭기)(130-1), PA(power amplifier:전력증폭기)(130-2), 튜너블 필터(tunable filter)(100), ADC(analog to digital converter)(60-1) 및 DAC(digital to analog converter)를 구비한다.

이하에서는 송수신부를 통해 RF신호를 수신하여 필터링하여 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 과정에 대해 설명한다.

송수신부(110)는 공기중의 RF신호를 수신하거나, 공기중으로 RF신호를 송신하는 역할을 한다. 구체적으로 송수신부(110)는 공기중의 전자기파 신호를 수신하여 도선상의 전기적 변화를 이용해 스위치듀플렉서(120)로 송신하고, 스위치듀플렉서(120)에 의해 수신된 도선상의 전기적 변화를 이용해 공기중으로 전자기파의 형태로 신호를 송신한다.

스위치듀플렉서(120)는 송신단과 수신단 및 안테나단을 연결하여, 같은 안테나를 사용하면서도 송신단과 수신단을 분기하는 역할을 한다. 스위치듀플렉서(120)는 수신된 신호를 LNA(30-1)로 출력한다.

LNA(30-1)는 공기중의 잡음신호가 포함된 RF신호를 증폭시키는 역할을 한다. 송수신부(10)에서 수신된 신호는 감쇄 및 잡음의 영향으로 인해 매우 낮은 전력 레벨을 갖고 있기 때문에 증폭이 필요한데, 이미 외부의 수많은 잡음을 포함한 채 수신된 신호이기 때문에 무엇보다도 잡음을 최소화하는 증폭기능이 필요하다. LNA(120)는 NF(noise factor)(잡음지수)가 낮도록 동작점과 매칭포인트를 잡아서 설계된 증폭기이기 때문에 LNA(120)는 잡음신호를 최소화하면서 이와 동시에 수신된 RF신호를 증폭시킨다.

이와 같이, LNA(120)는 송수신부(110)로부터 입력된 신호를 증폭하고, 증폭된 신호를 튜너블필터(100)로 출력한다.

튜너블필터(100)는 수신된 RF신호를 필터링하고, 필터링된 RF신호를 선택적으로 출력하는 역할을 한다. 구체적으로, 튜너블필터(100)는 복수의 주파수 대역에서 수신된 RF신호들을 채널에 따라 각각 필터링하고 특정 채널에서 필터링된 RF신호를 선택하여 출력한다. 이때, 하나의 주파수 대역은 복수의 채널로 구성된다.

즉, 튜너블필터(100)는 복수의 주파수 대역에서 RF신호들을 수신하여 필터링하는데, 각각의 주파수 대역은 복수의 주파수 채널로 구성되기 때문에, 튜너블필너(100)는 RF신호들을 채널에 따라 각각 필터링하고 특정 채널의 필터링된 RF신호를 선택하여 ADC(140-1)로 출력하게된다.

ADC(140-1)는 튜너블필터(100)에서 출력된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하여 디지털 신호처리를 위한 준비를 한다.

이와 같이 튜너블필터를 이용하여 특정 주파수 대역의 특정 주파수 채널에 해당하는 신호를 선택적으로 수신할 수 있다.

이하에서는 디지털신호를 아날로그신호로 변환하여 필터링된 신호를 송수신부를 통해 외부로 송신하는 과정에 대해 설명한다.

DAC(140-2)는 디지털신호를 수신하여 아날로그신호로 변환하고, 변환된 신호 를 튜너블필터로 전송한다.

튜너블필터(100)는 아날로그신호로 변환된 신호를 수신하여 필터링하고, 필터링된 신호를 선택적으로 출력하는 역할을 한다. 구체적으로, 튜너블필터(100)는 복수의 주파수 대역에서 수신된 신호들을 채널에 따라 각각 필터링하고 특정 채널에서 필터링된 신호를 선택하여 출력한다. 이때, 하나의 주파수 대역은 복수의 채널로 구성된다.

즉, 튜너블필터(100)는 복수의 주파수 대역에서 신호들을 수신하여 필터링하는데, 각각의 주파수 대역은 복수의 주파수 채널로 구성되기 때문에, 튜너블필너(100)는 신호들을 채널에 따라 각각 필터링하고 특정 채널의 필터링된 신호를 선택하여 PA(130-2)로 출력하게된다.

도 3은 본 발명의 다른 실시에 따른 송수신장치의 블럭도이다.

튜너블필터부(100)이외의 부분은 도 2에서 설명한 바 있기 때문에, 이하에서는 튜너블필터부(100)내의 동작을 중점으로 수신된 신호를 필터링하는 과정을 설명하기로 한다.

튜너블필터부(100)는 튜너블필터들(200)과 대역선택부(200-1, 200-2)를 구비 한다.

튜너블필터들(200)은 제1 튜너블필터(210), 제2 튜너블필터(220),… 및 제N 튜너블필터(290)로 구성된다. 이러한 각각의 튜너블필터(210,220,…,290)는 주파수 대역을 기준으로 나누어지고, 이러한 각각의 주파수 대역은 복수의 주파수 채널로 구성된다.

각각의 튜너블필터들(200)은 RF신호를 수신하여 해당 주파수 대역 내의 복수의 채널에 따라 RF신호를 각각 필터링하여 대역선택부(200-1)로 출력한다. 구체적으로, 제1 튜너블필터(210)는 제1 주파수 대역의 신호를 수신하고, 제2 튜너블필터(220)는 제2 주파수 대역의 신호를 수신하며, 제N 튜너블필터(290)는 제N 주파수 대역의 신호를 수신한다.

제1 튜너블필터(210)는 제1 주파수 대역 내의 다수의 채널을 통해 수신된 RF신호를 선택적으로 필터링한다. 제1 튜너블필터(210)에 의해 선택되어 필터링된 RF신호는 대역선택부(200-1)로 출력한다.

제2 튜너블필터(220) 내지 제N 튜너블필터(290)에서도 각 주파수 대역 내의 다수의 채널을 통해 수신된 RF신호를 선택적으로 필터링하여 필터링된 RF신호를 대역선택부(200-1)로 출력하며, 제1 튜너블필터(210) 내지 제N 튜너블필터(290)에 의해 총 N개의 필터링된 신호가 대역선택부(200-1)로 출력한다.

대역선택부(200-1)는 N개의 튜너블 필터(200)에서 출력된 N개의 신호를 수신하여 원하는 대역을 선택하고, 원하는 대역의 선택된 신호를 ADC(140-1)로 전송한다.

이하에서는 튜너블필터부(100)내의 동작을 중점으로 필터링된 신호를 송신하는 과정을 설명하기로 한다.

DAC(140-2)는 디지털신호를 수신하여 아날로그신호로 변환하고, 변환된 신호를 튜너블필터부(100)로 전송한다.

각각의 튜너블필터들(200)은 변환된 아날로그 신호를 수신하여 해당 주파수 대역 내의 복수의 채널에 따라 RF신호를 각각 필터링하여 대역선택부(200-1)로 출력한다. 즉, 튜너블필터부(100)는 N개의 주파수 대역 내에 존재하는 N개의 튜너블필터에서 출력되는 N개의 신호를 대역선택부(200-1)로 출력한다.

대역선택부(200-1)는 N개의 튜너블 필터(200)에서 출력된 N개의 신호를 수신하여 원하는 대역에서의 신호를 선택하고, 선택된 신호를 PA(130-2)로 전송한다.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시에 따른 송수신장치의 블럭도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 송수신장치는 송수신부(110), 스위치 듀플렉서(Switch Duplexer)(120), LNA(low noise amplifier:저잡음증폭기)(130-1), PA(power amplifier:전력증폭기)(130-2), 튜너블 필터부(tunable filter)(100), ADC(analog to digital converter)(60-1) 및 DAC(digital to analog converter)를 구비한다.

튜너블필터부(100)는 채널필터들(300)과 채널선택부(300-1, 300-2)를 구비한 다.

채널필터들(300)은 제1 RF밴드(310) 내의 제1 채널필터(311), 제2 채널필터(312),…,제l 채널필터(319), 제2 RF밴드(320) 내의 제1 채널필터(321), 제2 채널필터(322),…,제m 채널필터(319), 그리고, 제N RF밴드(390) 내의 제1 채널필터(311), 제2 채널필터(312),…,제n 채널필터(319)로 구성된다.

각각의 RF밴드(310,320,…,390)는 각각의 주파수 대역에 따라 나뉘어진다.

각각의 RF밴드(310,320,…,390) 내의 채널필터들은 해당하는 RF밴드의 채널의 개수에 의해 결정된다. 제1 RF밴드(310)는 l개의 채널을 구비하고, 제2 RF밴드(320)는 m개의 채널을 구비하며, 제N RF밴드(390)는 n개의 채널을 구비한다.

튜너블필터부(300)는 LNA(130-1)에서 출력된 신호를 수신하고, 튜너블필터부(300) 내의 각각의 채널필터들은 수신된 신호를 필터링하여 채널선택부(300-1)로 출력한다.

채널선택부(300-1)는 각각의 채널필터에서 필터링되어 출력된 l+m+…+n개의 신호들 중 원하는 채널을 선택하고, 채널선택부(300-1)에 의해 선택된 채널의 채널필터에 의해 필터링된 신호가 ADC(140-1)로 출력된다.

이하에서는 튜너블필터부(100)내의 동작을 중점으로 아날로그로 변환된 신호를 필터링하는 과정을 설명하기로 한다.

튜너블필터부(300)는 DAC(140-2)에서 출력된 신호를 수신하고, 튜너블필터부(300) 내의 각각의 채널필터들은 수신된 신호를 필터링하여 채널선택부(300-2)로 출력한다.

채널선택부(300-2)는 각각의 채널필터에서 필터링되어 출력된 l+m+…+n개의 신호들 중 원하는 채널을 선택하고, 채널선택부(300-1)에 의해 선택된 채널의 채널필터에 의해 필터링된 신호가 PA(130-2)로 출력된다.

이상에서는, 튜너블필터 또는 채널필터에 의해 필터링이 완료된 후 대역을 선택하거나 채널을 선택하는 것으로 상정하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 일 예에 불과한 것으로서, 필터링과 동시에 대역 또는 채널을 선택하거나 필터링 이전에 대역 또는 채널을 선택하는 것으로도 구현가능하다.

또한, 이상의 실시예에서는 송수신기에서 튜너블필터 또는 채널필터가 송신시와 수신시에 동시에 이용되는 것으로 상정하였으나, 이 역시 설명의 편의를 위한 일 예에 불과한 것으로서, 송신기에서 송신시에만 이용되거나 수신기에서 수신시에만 이용되는 것으로도 구현할 수 있음은 물론이다.

또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

도 1은 RF신호를 수신하고 송신하는 종래의 RF 송수신장치의 블럭도,

도 2는 본 발명의 일 실시에 따른 송수신장치의 블럭도,

도 3은 본 발명의 다른 실시에 따른 송수신장치의 블럭도, 그리고,

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100 : 튜너블필터부 110 : 송수신부

120 : 스위치 듀플렉서 130-1 : LNA

130-2 : PA 140-1 : ADC

140-2 : DAC

Claims

각각의 주파수 대역이 복수의 주파수 채널들로 구성되는 복수의 주파수 대역에서 RF신호들을 수신하는 수신부; 및

상기 수신부를 통해 수신된 RF신호들을 채널에 따라 각각 필터링하고 특정 채널의 필터링된 RF신호를 선택하여 출력하는 튜너블필터부;를 포함하는 다중대역 수신장치.
제 1항에 있어서,

상기 튜너블필터부는,

상기 주파수 대역별로 각각 마련된 복수의 튜너블필터들 및,

상기 복수의 주파수 대역 중 특정 주파수 대역을 선택하여 상기 필터링된 RF신호를 출력하는 대역선택부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중대역 수신장치.
제 2항에 있어서,

상기 튜너블필터들은,

각각의 주파수 대역에서 상기 수신부를 통해 수신된 RF신호들을 채널에 따라 각각 필터링하고 특정 채널의 필터링된 RF신호를 선택하여 출력하는 것을 특징으로 하는 다중대역 수신장치.
제 1항에 있어서,

상기 튜너블필터부는,

상기 복수의 주파수 채널 각각에 대한 채널필터들; 및

특정 주파수 채널을 선택하여 상기 특정 주파수 채널의 채널필터에 의해 필터링된 RF신호를 출력하도록 하는 채널선택부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중대역 수신장치.
각각의 주파수 대역이 복수의 주파수 채널들로 구성되는 복수의 주파수 대역에서 RF신호들을 채널에 따라 각각 필터링하고 특정 채널의 필터링된 RF신호를 선택하여 출력하는 튜너블필터부; 및

상기 튜너블필터부에서 출력된 신호를 송신하는 송신부;를 포함하는 다중대역 송신장치.
제 5항에 있어서,

상기 튜너블필터부는,

상기 주파수 대역별로 각각 마련된 복수의 튜너블필터들을 포함하고,

상기 복수의 주파수 대역 중 특정 주파수 대역을 선택하여 상기 필터링된 RF신호를 출력하는 대역선택부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다중대역 송신장치.
제 6항에 있어서,

상기 튜너블필터들은,

각각의 주파수 대역에서 상기 RF신호들을 채널에 따라 각각 필터링하고 특정 채널의 필터링된 RF신호를 선택하여 출력하는 것을 특징으로 하는 다중대역 송신장치.
제 5항에 있어서,

상기 튜너블필터부는,

상기 복수의 주파수 채널 각각에 대한 채널필터들; 및

특정 주파수 채널을 선택하여 상기 특정 주파수 채널의 채널필터에 의해 필터링된 RF신호를 출력하도록 하는 채널선택부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다중대역 송신장치.