KR20090054803A - 필터뱅크를 이용한 수신 장치 및 그 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 필터뱅크를 이용한 수신장치 및 그 방법에 관한 것으로, RF 프런트-엔드에 위치한 RF 필터뱅크를 이용하여 외부로부터 유입되는 간섭신호에 의한 영향을 감소시킴으로써, 이득 감소 및 혼변조 등의 간섭 영향을 최소화하기 위한, 필터뱅크를 이용한 수신장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.

이를 위하여, 본 발명은, 수신 장치에 있어서, 수신 신호들 중 기 설정된 RF 대역폭 이외의 신호를 제거하기 위한 RF 광대역 필터링 수단; 상기 RF 광대역 필터링 수단을 통과한 RF 신호를 해당 주파수 채널의 필터로 필터링하기 위한 필터뱅크; 상기 필터뱅크를 통과한 RF 신호를 중간주파수 신호로 하향 변환하기 위한 주파수 하향 변환수단; 및 수신 주파수 채널에 따라 해당 필터를 통해 RF 신호를 필터링하도록 상기 필터뱅크를 제어하기 위한 제어수단을 포함한다.

RF 필터뱅크, RF 신호, 간섭제거, 협대역 필터

Description

필터뱅크를 이용한 수신 장치 및 그 방법{Apparatus and method for receiving signal using RF filter bank}

본 발명은 필터뱅크를 이용한 수신 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 RF 프런트-엔드에 위치한 RF 필터뱅크를 이용하여 외부로부터 유입되는 간섭신호에 의한 영향을 감소시킴으로써, 이득 감소 및 혼변조 등의 간섭 영향을 최소화하기 위한, 필터뱅크를 이용한 수신 장치 및 그 방법에 관한 것이다.

본 발명은 정보통신부 및 정보통신연구진흥원의 정보통신표준개발지원사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호 : 2007-P10-48, 과제명 : 레이다 주파수(3~30GHz) 이용기술 표준 개발].

레이더 등과 같이 수 메가와트(MW) 급의 높은 출력과 고이득 특성을 갖는 안테나를 사용하는 시스템이 증가하고 있으며, 더불어 새로운 시스템의 도입과 사용자 증가 및 기지국의 공용화 추세로 인해 시스템 간의 이격 거리가 감소하면서, 수신장치의 입력으로 높은 레벨의 RF(Radio Frequency) 신호가 유입될 가능성이 점점 높아지고 있다.

이러한 높은 레벨의 RF 신호 유입은 RF 프런트-엔드의 포화 및 혼변조 현상을 발생시켜 전체 시스템의 성능 저하를 유발한다.

일반적으로, 무선 장치들은 하나의 장비로 여러 채널을 사용하기 위해 RF(Radio Frequency) 대역폭을 채널 대역폭보다 크게 설정하여 사용하고 있어, 간섭원의 사용주파수가 피간섭원의 RF 대역폭 내에 있는 경우, 높은 세기의 간섭신호로 인해 피간섭원 수신장치의 프런트-엔드에서 포화 현상을 유발한다.

예를 들어, 수신장치의 RF 대역폭 내에 f1, f2의 주파수 간섭신호가 동시에 입력될 경우, 이 두 반송파에 의해 하기의 [수학식 1] 또는 [수학식 2]로 계산되는 3차곱 혼변조 주파수 성분인 f3가 중간주파수 대역폭 내에 존재하게 되어 수신장치의 감도를 저하시킨다.

f3 = 2 × f1 - f2

f3 = 2 × f2 - f1

이를 해결하기 위한 종래의 기술로는, 수동소자로 구성되는 저역 통과 필터를 대신하여 입력신호에 따라 능동적으로 변하는 스위치드 커패시터 필터(Switched Capacitor Filter)를 사용하여 변화된 주파수에 대응되는 필터링을 가능하게 하여 노이즈 없는 최적의 신호를 얻기 위한 레이더 등의 수신장치 내 가변 필터링 장치가 제안되었다.

이러한 종래의 기술은, 입력되는 신호를 대역 통과 필터를 거쳐 중간 주파수 대역의 신호로 하향 변환하고 상기 중간 주파수 대역의 신호를 I 및 Q 채널의 제1, 제2 신호 혼합기를 이용하여 중간주파수 성분을 제거한 후 저역 통과 필터링을 하는 방식으로 신호를 처리하는 수신장치에 있어서, 상기 제1, 제2 신호 혼합기로부터 공급되는 신호의 주파수에 대응하여 신호를 필터링하기 위한 제1, 제2 스위치드 커패시터 필터, 상기 제1, 제2 스위치드 커패시터 필터 내부의 두 스위칭소자를 교변적으로 구동하기 위한 반주기의 차를 갖는 클럭을 형성하는 클럭발진기, 및 상기 출력되는 신호를 검출하여 이에 대응되는 필터링을 위한 클럭주파수를 결정하고 이에 따라 상기 클럭발진기를 제어하는 클럭제어수단을 구비하여 변화된 주파수에 대응되는 필터링이 가능하게 한다.

상기와 같은 종래 기술은 수신장치의 중간주파수(IF) 경로 상에서 가변 필터링 장치를 사용하여 노이즈의 영향을 감소시키는 방안을 제시하고 있다.

따라서 상기와 같은 종래 기술은 RF 경로 상에서 간섭 신호의 유입으로 인한 수신장치의 이득 감소 및 혼변조 등의 간섭 영향을 최소화할 수 없는 문제점이 있 으며, 이러한 문제점을 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.

본 발명은 RF 프런트-엔드에 위치한 RF 필터뱅크를 이용하여 외부로부터 유입되는 간섭신호에 의한 영향을 감소시킴으로써, 이득 감소 및 혼변조 등의 간섭 영향을 최소화하기 위한, 필터뱅크를 이용한 수신 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 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.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 수신 장치에 있어서, 수신 신호들 중 기 설정된 RF 대역폭 이외의 신호를 제거하기 위한 RF 광대역 필터링 수단; 상기 RF 광대역 필터링 수단을 통과한 RF 신호를 해당 주파수 채널의 필터로 필터링하기 위한 필터뱅크; 상기 필터뱅크를 통과한 RF 신호를 중간주파수 신호로 하향 변환하기 위한 주파수 하향 변환수단; 및 수신 주파수 채널에 따라 해당 필터를 통해 RF 신호를 필터링하도록 상기 필터뱅크를 제어하기 위한 제어수단을 포함한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 방법은, 수신 방법에 있어서, 수신 신호들 중 기 설정된 RF 대역폭의 신호(이하, RF 신호)를 추출하는 단계; 상기 추출한 RF 신호를 필터뱅크를 이용하여 해당 주파수 채널의 필터로 필터링하는 단계; 및 상기 필터링한 RF 신호를 중간주파수 신호로 하향 변환하는 단계를 포함한다.

상기와 같은 본 발명은, RF 프런트-엔드에 위치한 RF 필터뱅크를 이용하여 외부로부터 유입되는 간섭신호에 의한 영향을 감소시킴으로써, 이득 감소 및 혼변조 등의 간섭 영향을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 필터뱅크를 이용한 수신 장치의 일실시예 구성도이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 필터뱅크를 이용한 수신 장치는, 안테나에서 수신한 신호들 중 기 설정된 RF 대역폭 이외의 신호를 제거하기 위한 RF 광대역 필터(11), 상기 RF 광대역 필터(11)를 통과한 RF 신호를 해당 주파수 채널(대역)의 필터로 필터링하기 위한 RF 필터뱅크(12), 상기 RF 필터뱅크(12)를 통과한 RF 신호를 저잡음 증폭시키고, 증폭 시 발생하는 하모닉 신호를 제거한 후 국부발진신호와 믹싱하여 중간주파수 신호로 변환하기 위한 주파수 하향 변환부(10), 및 수신 주파수 채널에 따라 해당 필터를 통해 RF 신호를 필터링하도록 상기 RF 필터뱅크(12)를 제어하기 위한 제어기(17)를 포함한다.

여기서, 상기 RF 광대역 필터(11)는 기 설정된 RF 대역폭의 신호(RF 신호)를 추출한다.

상기 주파수 하향 변환부(10)는, 상기 RF 필터뱅크(12)를 통과한 RF 신호를 저잡음 증폭시키기 위한 저잡음증폭기(13), 상기 저잡음증폭기(13)에서 RF 신호를 증폭 시 발생하는 하모닉 신호를 제거하기 위한 저역통과필터(14), 주파수 변환에 필요한 국부발진(LO)신호를 발생시키기 위한 국부발진기(16), 및 상기 국부발진기(16)에서 발생시킨 국부발진신호를 이용하여 상기 저역통과필터(14)로부터의 RF 주파수 신호를 중간주파수 신호로 하향 변환하기 위한 믹서(15)를 포함한다.

이하, 도 2를 참조하여 상기 RF 필터뱅크에 대해 좀 더 상세히 살펴보기로 한다.

도 2 는 본 발명에 따른 RF 필터뱅크(12)의 일실시예 구성도이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 RF 필터뱅크(12)는, 상기 광대역 RF 필터(11)로부터의 RF 신호를 상기 제어기(17)로부터의 제어신호에 따라 해당 협대역 필터로 전달하기 위한 제1 RF 스위치(21), 각 주파수 채널에 상응하는 적어도 하나의 협대역 필터(22), 및 상기 협대역 필터(22) 또는 전송선(23)을 통과한 RF 신호를 상기 제어기(17)로부터의 제어신호에 따라 출력단으로 전달하기 위한 제2 RF 스위치(24)를 포함한다.

부가적으로, 상기 RF 필터뱅크(12)는 입력된 RF 신호를 협대역 필터링 없이 전송하기 위한 전송선(23)을 포함한다.

여기서, 상기 협대역 필터(22)를 이루는 각 협대역 필터1, 협대역 필터2, ..., 협대역 필터N의 중심주파수는 각 채널별 중심주파수와 동일하며, 대역폭은 시스템에서 요구하는 채널 대역폭과 동일하다.

도 3 은 본 발명에 따른 필터뱅크를 이용한 수신 방법에 대한 일실시예 흐름도로서, 그 구체적인 실시예는 전술한 바와 같으므로, 여기서는 그 동작 요지만을 간략하게 설명하기로 한다.

먼저, 안테나에서 수신한 신호들 중 기 설정된 RF 대역폭의 신호(이하, RF 신호)를 추출한다(301).

이후, 상기 추출한 RF 대역폭의 신호를 RF 필터뱅크를 이용하여 해당 주파수 채널(대역)의 필터로 필터링한다(302).

이후, 상기 필터링한 RF 신호를 저잡음 증폭시키고, 증폭시 발생하는 하모닉 신호를 제거한 후 국부발진신호와 믹싱하여 중간주파수 신호로 변환한다(303).

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.

본 발명은 다중 채널 수신 장치 등에 이용될 수 있다.

도 1 은 본 발명에 따른 필터뱅크를 이용한 수신 장치의 일실시예 구성도,

도 2 는 본 발명에 따른 RF 필터뱅크의 일실시예 구성도,

도 3 은 본 발명에 따른 필터뱅크를 이용한 수신 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

11 : 광대역 RF 필터 12 : RF 필터뱅크

13 : 저잡음증폭기(LNA) 14 : 저역통과필터(LPF)

15 : 믹서 16 : 국부발진기

17 : 제어기

Claims (6)

1. 수신 장치에 있어서,

   수신 신호들 중 기 설정된 RF 대역폭 이외의 신호를 제거하기 위한 RF 광대역 필터링 수단;

   상기 RF 광대역 필터링 수단을 통과한 RF 신호를 해당 주파수 채널의 필터로 필터링하기 위한 필터뱅크;

   상기 필터뱅크를 통과한 RF 신호를 중간주파수 신호로 하향 변환하기 위한 주파수 하향 변환수단; 및

   수신 주파수 채널에 따라 해당 필터를 통해 RF 신호를 필터링하도록 상기 필터뱅크를 제어하기 위한 제어수단

   을 포함하는 필터뱅크를 이용한 수신 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 필터뱅크는,

   각 주파수 채널에 상응하는 적어도 하나의 협대역 필터;

   상기 광대역 RF 필터링 수단으로부터의 RF 신호를 상기 제어수단으로부터의 제어신호에 따라 해당하는 협대역 필터로 전달하기 위한 제1 스위치; 및

   상기 해당 협대역 필터를 통과한 RF 신호를 상기 제어수단으로부터의 제어신 호에 따라 출력단으로 전달하기 위한 제2 스위치

   를 포함하는 필터뱅크를 이용한 수신 장치.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 필터뱅크는,

   입력된 RF 신호를 협대역 필터링 없이 전송하기 위한 전송선

   을 더 포함하는 필터뱅크를 이용한 수신 장치.
4. 제 2 항에 있어서,

   상기 각 협대역 필터는,

   각 채널별 중심주파수를 가지며, 채널 대역폭과 동일한 대역폭을 가지는 것을 특징으로 하는 필터뱅크를 이용한 수신 장치.
5. 수신 방법에 있어서,

   수신 신호들 중 기 설정된 RF 대역폭의 신호(이하, RF 신호)를 추출하는 단계;

   상기 추출한 RF 신호를 필터뱅크를 이용하여 해당 주파수 채널의 필터로 필 터링하는 단계; 및

   상기 필터링한 RF 신호를 중간주파수 신호로 하향 변환하는 단계

   를 포함하는 필터뱅크를 이용한 수신 방법.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 주파수 채널의 필터는,

   채널의 중심주파수를 가지며, 채널 대역폭과 동일한 대역폭을 가지는 것을 특징으로 하는 필터뱅크를 이용한 수신 방법.

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