KR20090090966A - 간섭 신호를 억제한 ｗｉｂｒｏ 중계기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 과 WiBro 중계기에 관한 것으로, TDMA/FDMA 기반 GSM과 TDD 기반 WiBro 에 적용될 수 있도록 업/다운 콘버터를 대체할 수 있으며, 스커트, 아이솔레이션, 리플, 삽입 손실을 유지 및 향상시킴과 동시에, 간단하고 저렴한 구성 부품으로 제조될 수 있는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ와 WiBro 중계기를 제공하는 것이다.

그 기술적 구성은 TDMA(Time Division Multiple Access) 와 FDMA(Frequency Division Multiple Access)를 동시에 응용하는 GSM과 TDD(Time Division Duplexing)에 기반을 둔 WiBro에 적용되고, RF 신호를 안테나를 통하여 방사 또는 안테나에서 수신되는 송신 신호 및 수신 신호가 동일한 주파수 대역 내에서 분리되도록, 시간 간격을 두어 입력 또는 출력시키는 스위치 LNA 모듈; 상기 스위치 LNA 모듈로 입력된 신호를 통과 및 저지시키고, 발생된 리플을 저지 및 제거시키는 보상 회로가 구비된 ISS-FM(Interference Suppress System - Filter Module); 상기 보상 회로에서 출력된 RF 신호의 전력을 증폭시켜, 타측에 구비된 상기 듀플렉서에서 RF 신호를 방사하도록 출력하는 전력 증폭기; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

중계기, LNA, TDMA, FDMA, TDD, GSM, WiBro, 시간, 간격, 지연, 수신, 송신, 스위치, 모듈

Description

간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ과 ＷＩＢＲＯ 중계기{GLOBAL SYSTEM FOR MOBILE TELECOMMUNICATION AND PORTABLE INTERNET REPEATER OF SUPPRESSING INTERFERENCE SIGNAL}

본 발명은 업/다운 컨버터를 대체할 수 있는 TDMA/FDMA 기반 GSM과 TDD 기반 WiBro 중계기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 TDMA와 TDD에 적용될 수 있도록 송, 수신 신호 간의 시간 지연을 발생함과 동시에, 스커트, 아이솔레이션 특성을 유지 및 향상시킬 수 있는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ과 WiBro 중계기에 관한 것이다.

일반적으로, GSM(Global System for Mobile Telecommunication)은 종합정보통신망(ISDN)과 연결되어 모뎀을 이용하지 않고도 통신 기기와 직접 접속하여 이동 데이터 서비스를 받을 수 있는 유럽식 디지털 이동통신 방식이다.

이는, 한국에서 사용되고 있는 코드분할 다중접속(CDMA:Code Division Multi Access) 방식과 대응되는 이동통신 방식으로서, 각 주파수 채널을 시간으로 분할하는 시분할 다중접속(Time Division Multi Access: 이하, TDMA 라 칭함) 방식과 비동기식 전송망 기술을 기반으로 한 이동통신 방식이다.

그리고, GSM은 종합정보통신망과 연결되므로, 모뎀을 이용하지 않고도 전화 단말기, 팩시밀리, 랩톱 컴퓨터, 텔리텍스트 터미널 등의 통신 기기에 직접 접속하여 이동데이터 서비스를 받을 수 있다.

또한, GSM은 TDMA와 FDMA를 동시에 기반으로 하는데, 여기서 FDMA는 듀플렉서를 이용하여 Up Link 와 Down Link 신호의 주파수 대역을 분리하고 이 각각의 주파수 대역에서 다시 여러 Channel의 Carrier 주파수로 세분되고, 이 세분된 주파수를 TDMA 방식으로 또다시 동일 주파수대를 시간적으로 분할하여 신호가 겹치지 않도록 상호 통신을 하는 시분할 다중접속 방식을 의미한다.

여기서, TDMA 방식은 하나의 중계기를 이용하여 다수개의 기지국이 다원 접속할 경우, 접속하는 기지국의 개수가 늘어날지라도 시간 지연(Time Delay)을 이용하여 일정 주기를 가지고 신호를 분할하기 때문에 포화 영역에서도 동작가능하다.

더불어, TDMA/FDMA 기반 GSM에서 중계기는 동일한 주파수 대역 내에서 시간 지연(Time Delay)를 이용하여 송신 신호 및 수신 신호를 구분하도록 이루어지는데, 이는 통신 시스템의 중간에서 약해진 신호를 받아 증폭 및 재송신하거나 또는 찌그러진 신호의 파형을 정형하고 타이밍을 조정 또는 재구성하여 송신하는 장치이다.

WiBro는 새로 소개되는 휴대 인터넷 서비스(Portable Internet Service)로 TDD(Time Division Duplexing) 방식을 채택하고 있다. TDD는 동일 주파수에서 상향과 하향 방향 링크(Up and Down Link)의 전송이 이루어지므로 듀플렉서( Duplexer)대신 Switching LNA가 사용된다.

여기서, 중계기의 출력은 원하는 대역 내의 신호(Signal) 크기와 대역 밖의 노이즈(Noise) 크기의 차이에 의해 정해지며, 이를 아이솔레이션(Isolation) 특성이라 한다.

즉, 중계기의 출력을 높이기 위해서는 중계기의 이득(Gain)을 증가시켜야 하는데, 중계기에서의 증폭은 원하는 대역 내의 신호(Signal)만 증폭되는 것이 아니고 원하는 대역 외의 노이즈(Noise)도 같이 증폭하게 되므로, 출력단에서 증폭하기 전의 아이솔레이션 특성이 좋을수록 큰 이득으로 증폭할 수 있어 출력을 높일 수 있게 된다.

그리고, 아이솔레이션 특성은 중계기에 장착된 수동 소자인 안테나와 필터들에 의해 주로 확보되며, 중계기의 출력이 높아지면 출력단의 증폭기(Power Amplifier)에서 원치 않는 발진(Osillation) 문제가 발생할 우려가 있다.

이는 대역 내의 신호(Signal)의 스커트 및 아이솔레이션 특성과 관계가 있는데, 즉 필터를 통해서 정비된 신호의 스커트 및 아이솔레이션 특성이 좋을수록 발진을 억제하면서 고출력의 중계기를 설계할 수 있다.

도 1은 일반적인 중계기를 개략적으로 도시한 블록 구성도이고, 도 2는 DSP가 구비되는 중계기를 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.

도면에서 도시된 바와 같이, 일반적인 중계기는 안테나를 중심으로 양쪽에 2 개의 듀플렉서(110, 120)를 구비한다.

여기서, 각각의 듀플렉서(110, 120)는 송신단(Tx) 및 수신단(Rx)이 구비되며, 저잡음 증폭기(LNA: Low Noise Amplifier, 131)는 듀플렉서(110, 120) 중 하나의 수신단으로부터 수신된 신호 중에서, 잡음을 억제함과 동시에 수신 신호를 증폭 한다.

그리고, 저잡음 증폭기(131)로부터 RF 신호를 중간 주파수(IF: Intermediate Frequency)로 다운 컨버트(Down Convert)하여 스커트 특성을 개선한 후, 업 컨버트(Up Convert)하여 본래의 RF 신호로 복구한다.

이때, 저잡음 증폭기(131)로부터 입력된 RF 신호를 국부 발진기(LO, 138)에서 출력된 발진 신호를 믹싱하는 믹서(MIXER, 133)가 구비되며, 그 후단에 발진 신호를 다운 믹싱하여 중간 주파수를 생성하는 IF AMP(133)가 구비된다.

그리고, IF AMP(133)에서 증폭된 중간 주파수 신호의 스커트 특성을 개선하는 IF SAW 필터(134)를 구비하고, 그 후단에 스커트 특성이 개선된 신호의 중간 주파수를 재생성하는 IF AMP(135)가 더 구비된다.

또한, IF AMP(135)에서 중간 주파수 생성과 함께 증폭을 시킨 신호가 믹서(136)를 거치면서 업 믹싱하여 본래 크기의 RF 신호를 생성하고, 이와 같은 구성에 의해서 일측 듀플렉서(110)의 수신단(Rx)에 입력된 특정 RF 신호는 저잡음 증폭기(LNA, 131) 및 다운 앤 업 컨버터를 경유하여 스커트 특성이 향상되고, 전력 증폭기(P.A: Power Amplifier, 137)를 경유하여 본래의 RF 신호 크기로 복원된다.

그리고 나서, 타측 듀플렉서(120)의 송신단(Tx)에 입력된 후, 안테나(ANT)를 통해 외부로 방사된다.

한편, 듀플렉서(120)의 수신단(Rx)로부터 수신된 RF 신호는 신호 중에 섞인 잡음을 억제하면서 수신 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(141)를 거치고, 상기 저잡음 증폭기(141)로부터 RF 신호를 중간 주파수(IF)로 다운 컨버트하여 스커트 특성 을 개선한다.

또한, 업 컨버트를 이용하여 본래의 RF 신호로 복구하는 다운 앤 업 컨버터(142, 143, 144, 145, 146, 147)를 이용하고, 이를 거친 신호는 고전력 증폭기(P.A: Power Amplifier, 147)를 경유하여 상기 듀플렉서(110)의 송신단(Tx)에 입력된 후, 일측 안테나(ANT)를 통해 외부로 방사된다.

여기서, 도면상으로 하부에 위치한 다운 앤 업 컨버터는 하부에 위치한 다운 앤 컨버터와 마찬가지로 저잡음 증폭기(141)로부터 주파수 신호의 스커트 특성을 일차적으로 개선한다.

즉, 국부 발진기(L.O, 148)에서 발진된 발진 신호를 MIXER(142)로 다운 믹싱하여 중간 주파수를 생성하고, 이 신호를 IF AMP(143)로 증폭시키며, 중간 주파수 신호의 스커트 특성을 개선하는 IF SAW 필터(144)를 이용하여 날카로운 스커트 특성을 가지도록 이루어진다.

그리고 나서, 스커트 특성이 개선된 신호를 재증폭시키기 위한 IF AMP(145)가 구비되고, 국부 발진기(L.0, 148)에서 발진된 발진 신호를 MIXER(146)으로 업 믹싱 하여 스커트 특성이 날카롭고, 동시에 큰 세기를 가질 수 있는 신호를 출력해낸다.

또한, 일반적인 중계기(100)는 송신단 및 수신단을 각각 구비한 2 개의 듀플렉서(110, 120)을 일측 및 타측에 구비하고, 일측 듀플렉서(110)의 수신단(Rx)을 타측 듀플렉서(120)의 송신단(Tx)에 각각 연결하여 구성한다.

그리고, 송신단 및 수신단의 연결 회로는 서로 대칭되도록 이루어지며, 최대 10 내지 20 와트(Watt)의 출력을 얻을 수 있고, 광 케이블(Optic Cable)을 사용한 광 중계기는 아이솔레이션을 충분히 확보할 수 있으므로 중계기 출력을 80 와트(Watt)까지 올릴 수도 있다.

최근에 개발되어 사용중인 ICS(Interference Cancellation System) 중계기는 DSP(Digital Signal Process, 150)와 Feed Forward 방법을 응용하여 기존의 안테나 필터를 사용하고도 기존의 IF 변환 중계기의 아이솔레이션 특성보다 대략 -30 dB 정도 증가시킬 수 있으므로, 출력이 20 와트인 ICS 중계기는 완성될 수 있다.

그러나, TDMA와 TDD 방식의 중계기는 수신 신호 및 송신 신호를 같은 대역의 주파수를 다른 시간대에서 받거나 또는 보내기 때문에, 시간 간격을 조정하는 스위치 작동이 요구되며, TDMA 방식의 광 중계기는 광 케이블을 대여해야 하므로 유지 및 경비가 증가하였으며, ICS 중계기는 업/다운 컨버터와 DSP의 비교적 가격이 높은 부품이 요구되어 제품 단가 및 설비 단가가 증가하였고, 최대 출력이 대략 30 와트로 한계가 있으며, 무선 통신 장비 시장의 경비 절감에 걸림돌로 작용하고 있고, 중계기에서 증폭되는 신호의 높은 품질이 요구되므로 스커트 및 아이솔레이션 특성이 우수한 필터 및 필터 모듈이 요구되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 업/다운 컨버터를 복잡한 구성 부품을 사용하지 않고 작동 주파수 자체를 처리함으로써, 아이솔레이션, 스커트 및 리플 특성을 얻을 수 있는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ과 WiBro 중계기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 TDMA/FDMA 기반의 GSM 중계기와 TDD에 기반을 둔 WiBro 중계기에 이용될 수 있도록 송신 신호 및 수신 신호 사이에 일정한 시간 간격(Time Interval)을 조정가능한 간섭 신호를 억제한 중계기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 GSM과 WiBro 중계기에서 업/다운 컨버터 회로를 사용하지 않고 작동 주파수 자체를 ISS 필터를 이용하여 처리하여, 고출력 중계기에 이용될 수 있는 삽입 손실, 스커트 및 리플 특성을 얻을 수 있는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 중계기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 BPF 및 LNA를 직렬로 연결하여 스커트 특성을 날카롭게 하며, 높은 출력을 얻을 수 있도록 이루어진 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ와 WiBro 중계기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 BSF 및 방향성 필터를 이용하여 LNA의 신호 증폭으로 발생된 리플을 제거할 수 있는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ과 WiBro 중계기를 제공하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 TDMA/FDMA 기반 GSM과 TDD 기반의 휴대 인터넷(WiBro)에 적용되고, RF 신호를 안테나를 통하여 방사 또는 안테나에서 수신되는 송신 신호 및 수신 신호가 동일한 주파수 대역 내에서 분리되도록, 시간 간격을 두어 입력 또는 출력시키도록 일측에 구비되는 스위치 LNA 모듈; 상기 스위치 LNA 모듈로 입력된 신호를 통과 및 저지시키고, 발생된 리플을 보상하는 보상 회로가 구비된 ISS-FM(Interference Suppress System - Filter Module); 상기 보상 회로에서 출력된 RF 신호의 전력을 증폭시켜, 타측에 구비된 상기 스위치 LNA 모듈에서 RF 신호를 방사하도록 출력하는 전력 증폭기; 를 포함한다.

바람직하게는, 상기 스위치 LNA 모듈은 안테나에서 입력된 수신 신호 및 상기 보상 회로가 구비된 ISS-FM 에서 입력된 송신 신호를 선택적으로 출력하는 순환기; 상기 순환기에서 출력된 수신 신호가 상기 보상 회로가 구비된 ISS-FM 으로 인가되거나 또는 송신 신호가 안테나를 통하여 외부로 방사되도록 선로를 개방 또는 폐쇄하는 스위치부; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 스위치부는 전원이 하이(HIGH) 또는 로우(LOW)로 입력되는 논리 소자; 상기 논리 소자가 하이(HIGH)인 경우 내부 저항이 무한대로 증가하고, 상기 논리 소자가 로우(LOW)인 경우 내부 저항이 0으로 감소하는 다이오드; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 논리 소자는 전원 인가 또는 차단의 두 가지 레벨이 존 재하는 트랜지스터인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 논리 소자는 TTL(Transistor Transistor Logic)인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 보상 회로가 구비된 ISS-FM은 일정 대역의 주파수 신호를 통과 또는 저지시키고, 통과된 상기 주파수 신호를 증폭시키는 ISS-FM; 상기 간섭 신호를 억제한 필터 모듈에서 손상된 리플을 보상하는 보상 회로; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 ISS-FM은 일정 대역의 주파수 신호를 통과 및 저지시키도록 두 개 이상의 직렬 연결되고, 동일한 특성을 가지는 필터; 상기 필터에서 발생된 삽입 손실을 보완하기 위하여 구비되는 LNA; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 필터는 유전체 또는 금속 공동(Metal Cavity) 또는 DR-금속 공동 또는 스트립라인 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 필터는 유전체 또는 금속 공동(Metal Cavity) 또는 유전체 공진-금속 공동 또는 스트립라인의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 LNA는 상기 필터에서 발생한 삽입 손실을 보완하도록, 삽입 손실에 따른 이득을 가지고, 상기 필터와 직렬 연결되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 보상 회로는 상기 ISS-FM 에서 손상된 리플을 보상하도록, 상기 리플이 발생된 주파수 대역에서 상기 리플 크기 만큼의 진폭을 보상하는 필터로 이루어진 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 보상 회로는 상기 리플이 발생된 주파수 대역 및 리플의 크기만큼의 진폭을 보상하는 BSF(Band Stop Filter)인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 보상 회로는 상기 리플이 발생된 주파수 대역 및 리플의 크기만큼의 진폭을 보상하는 방향성 필터(Directional Filter)인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 보상 회로의 필터는 상기 간섭 신호를 억제한 필터 모듈에서 손상된 리플을 2dB 미만으로 보상하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 순환기는 동일 각도로 이격된 3 단자로 입력되는 신호를 분기시키는 회로 소자인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 순환기는 한 단자로 입사한 신호를 나머지 두 단자 중 하나의 단자로만 출력하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 순환기는 시계 방향으로 입사된 신호는 전달하고, 반시계 방향으로 입사된 신호는 차단하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 순환기는 상기 시계 방향으로 입사된 신호는 차단하고, 반시계 방향으로 입사된 신호는 전달하도록 이루어지는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 순환기는 일측에 안테나가 연결되고, 상기 안테나와 시계 방향으로 120 도 이격된 단자에 수신 신호가 입력되며, 상기 안테나와 반시계 방향으로 120 도 이격된 단자에 송신 신호가 입력되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 순환기는 일측에 안테나가 연결되고, 상기 안테나와 시계 방향으로 120 도 이격된 단자에 수신 신호가 입력되며, 상기 안테나와 반시계 방향으로 120 도 이격된 단자에 송신 신호가 입력되는 것을 특징으로 한다.

이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 업/다운 컨버터 회로를 사용하지 않고도 송신 신호 및 수신 신호 간의 시간 지연을 발생시켜 TDMA/FDMA를 기반으로 하는 GSM 중계기와 TDD를 기반으로 하는 WiBro 중게기에 적용될 수 있으며, 업/다운 컨버터 회로와 같은 복잡한 구성 및 높은 단가의 부품으로 이루어지지 않을 수 있으므로, 제품의 단가 및 조립이 용이하고, 일정한 시간 간격으로 송신단 신호 및 수신단 신호 간의 동일 주파수 사용으로 인한 충돌이 발생하지 않고, ISS 필터 모듈을 이용하여 스커트, 리플, 아이솔레이션 및 삽입 손실 등의 특성을 증가시킬 수 있는 등의 효과를 거둘 수 있다.

본 발명은 송신 신호 및 수신 신호를 일정 시간 간격을 두고 인가시키는 스위치 LNA 모듈 및 높은 특성의 필터 모듈을 이용하여 TDMA/FDMA 기반의 GSM과 TDD에 기반을 둔 WiBro 중계기를 구성할 수 있으며, 동일한 주파수 대역을 공유하는 송신 신호 및 수신 신호 간의 시간 간격(Time Interval)을 생성시켜 송, 수신 신호 간의 구분이 가능하도록 이루어지며, BPS를 직렬로 연결하여 중간 주파수 대역을 보장하고, 날카로운 스커트 특성 및 신호 분리도인 아이솔레이션 특성을 가질 수 있음과 동시에, 직렬로 연결된 BPS 사이에 LNA를 삽입함으로써 노이즈를 최소화하면서 신호를 증폭시킬 수 있으며, LNA로 인해 발생한 리플을 보상 회로를 구비하여 제거할 수 있고, BSF를 삽입하여 리플 대역 주파수를 제거함으로써 스커트, 아이솔레이션, 넓은 주파수 대역 및 리플 제거 특성을 모두 가질 수 있도록 이루어진다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시 도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 간섭 신호를 억제한 WiBro 중계기(1)를 개략적으로 도시한 블록 구성도이다. 도면에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 간섭 신호를 억제한 WiBro 중계기(1)은 업/다운 컨버터를 스위치 LNA 모듈(10a, 10b) 및 ISS-FM(20a, 20b)로 대체한다.

이를 위하여, 스위치 LNA 모듈(10a, 10b)은 안테나를 중심으로 양 측단에 각각 구비되며, 두 개의 스위치 LNA 모듈(10a, 10b) 중 하나의 스위치 LNA 모듈로 수신된 신호 중에 섞인 잡음을 억제함과 동시에 수신 신호를 증폭하도록 이루어진다.

여기서, 스위치 LNA 모듈(10a)는 안테나를 이용하면서 송신 신호 및 수신 신호를 분기하도록 이루어지는데, 동일한 주파수 대역 내에서 동일한 안테나를 이용하기 때문에, TDMA 기반 GSM 중계기에 이용되기 위해서는 수신 신호 및 송신 신호 사이에 일정한 시간 지연(Time Delay)을 만들어야 한다.

상기 스위치 LNA 모듈(10a)을 통하여 수신 신호가 입력되는 경우에는, 상기 스위치 LNA 모듈(10a) 및 이에 연결된 안테나를 통하여 외부로 방출되는 송신 신호 는 차단이 되도록 이루어진다.

그리고 나서, 수신 신호가 스위치 LNA 모듈(10a)을 통하여 송신 신호를 차단하면서 출력되면, ISS-FM(20a)로 입력되며, ISS-FM(20a)에서는 스커트 특성 및 아이솔레이션 특성을 유지하면서 발생된 리플을 보상시킨다.

또한, 전력 증폭기(30a)는 최종단에서 몇 dBm의 출력 신호가 만들어질 수 있는지의 여부를 결정하는 소자로서, 최대 전력을 내기 위해서는 트랜지스터를 병렬로 묶어서 전력을 높이는 구조가 이용되는 것이 바람직하다.

이때, 최대 전력은 보통 P1dB (1dB Gain Compression Point)을 통하여 알아내기 때문에, 높은 전력을 내기 위해서는 전력증폭기(P.A. 30a)의 이득(Gain)을 아주 크게 하기 어려울 경우를 대비하여, 전력증폭기(30a) 전단에 이득을 보상해줄 수 있는 구동 증폭기(DA)를 더 구비하는 것도 바람직하다.

그리고 나서, 타측 스위치 LNA 모듈(10b)로 입력되면, 안테나 및 스위치 LNA 모듈(10b)을 통하여 입력되는 수신 신호를 차단하고, 타측 안테나를 통하여 상기 전력 증폭기(30a)에서 출력된 신호를 외부로 방사시킨다.

한편, 타측 스위치 LNA 모듈(10b)의 안테나를 통하여 수신 신호를 받는 경우에는, 타측 스위치 LNA 모듈(10b)로 수신된 신호를 ISS-FM(20b)로 인가시키기 위하여 상기 타측 스위치 LNA 모듈(10b)로 입력된 송신 신호를 차단시킨다.

즉, 스위치 LNA 모듈(10b)는 안테나를 이용하면서 송신 신호 및 수신 신호를 분기하도록 이루어지는데, 동일한 주파수 대역 내에서 동일한 안테나를 이용하기 때문에, TDMA 기반 GSM 중계기에 이용되기 위해서는 수신 신호 및 송신 신호 사이 에 일정한 시간 지연(Time Delay)을 만들어야 한다.

상기 스위치 LNA 모듈(10b)을 통하여 수신 신호가 입력되는 경우에는, 상기 스위치 LNA 모듈(10b) 및 이에 연결된 안테나를 통하여 외부로 방출되는 송신 신호는 차단이 되도록 이루어진다.

그리고 나서, 수신 신호가 스위치 LNA 모듈(10b)을 통하여 송신 신호를 차단하면서 출력되면, ISS-FM(20b)로 입력되며, ISS-FM(20b)에서는 스커트 특성 및 아이솔레이션 특성과 리플 특성을 향상시킨다.

여기서, ISS-FM(20b)에 구비된 보상 회로를 통하여 증가된 리플 만큼 설정된 정지 대역에서, 발생된 리플이 보상되도록 이루어진다.

그리고 나서, ISS-FM(20b)로 삽입 손실 및 리플 특성이 보완된 신호는 전력 증폭기(P.A: 30b)를 경유하고, 여기서 전력 증폭기(30b)는 최종 단에서 몇 dBm 의 출력 신호가 만들어질 수 있는지의 여부를 결정하는 소자로서, 최대 전력을 내기 위해서는 트랜지스터를 병렬로 묶어서 전력을 높이는 구조가 이용되는 것이 바람직하다.

이때, 최대 전력은 보통 P1dB (1dB Gain Compression Point)을 통하여 알아내기 때문에, 높은 전력을 내기 위해서는 이득(Gain)까지 높게 하기 힘들고, 이에 따라 전단에는 이득을 보상해줄 수 있는 구동 증폭기(DA)를 더 구비하는 것도 바람직하다.

그리고 나서, 일측 스위치 LNA 모듈(10a)로 입력되면, 안테나 및 스위치 LNA 모듈(10a)을 통하여 입력되는 수신 신호를 차단하고, 타측 안테나를 통하여 상기 전력 증폭기(30b)에서 출력된 신호를 외부로 방사시킨다.

도 4는 본 발명에 따른 간섭신호를 억제한 GSM 중계기를 개략적으로 표시한 블록 구성도이다. GSM System이 기반을 두고 있는 TDMA/FDMA 중에 하나인 FDMA는 두개의 듀플렉서로 나타나 있고, 예를 들면 Europe에서는 900MHz 주파수 근처에 Up and Down Link가 45NHz 분리되어 있으며, 각각 25MHz의 대역을 가지며 이 대역 내에서 필요에 따라 대략 124 Frequency Channel 까지 세분된다.

그리고 나서, 이 세분된 각각의 동일 주파수를 TDMA 방식을 적용하여 여덟 개의 시간 슬럿(Eight Time Slots)으로 나누어 사용할 수 있는 Channel 용량을 확보하게 된다.

도 5는 본 발명에 따른 스위치 ＬＮＡ 모듈(10)을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다. 도면에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 스위치 LNA 모듈(10)은 송신 신호 및 수신 신호를 분리하여 TDD 역할을 수행하도록 이루어진다.

이를 위하여, 송신 신호를 방사하거나 또는 수신 신호를 입력받는 안테나, 수신 신호 및 송신 신호를 인가 또는 차폐하는 순환기(Circulator, 11), 순환기(11)에서 출력된 신호를 스위치하기 위한 스위치부(12), 신호 전력을 배분하기 위한 커플러(13), 커플러(13)에서 배분된 신호 전력을 각각 증폭시키는 LNA(14a, 14b), 증폭된 신호 전력을 추출하는 커플러(15), 이를 증폭시키는 LNA(16, 17), 증폭된 신호 중 원하는 신호만을 통과시키는 BPF(18), 통과된 신호를 잡음을 최소화 하면서 증폭시키는 LNA(19)를 포함한다.

여기서, 스위치 LNA 모듈(10)이 듀플렉서(Duplexer)를 대체할 수 있는 이유는 기존의 듀플렉서의 경우 아이솔레이션, 스커트 특성, 삽입 손실에 의해 이용되었으나, 도 5에 도시되는 ISS 필터 모듈(20a, 20b)이 상기 특성들을 보상(Compensation)하거나 또는 손실되지 않도록 여과하기 때문이다.

따라서, 본 발명에 따른 ISS 필터 모듈(20a, 20b)이 적용되는 경우에만 상기 스위치 LNA 모듈(10)을 적용할 수 있으며, 스위치 LNA 모듈(10)은 다양한 소자 조합으로 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에서는 스위치 LNA 모듈(10)을 상기와 같은 구성을 가지는 것을 가지고 설명할 것이며, 본 발명의 범위는 이에 한정되지는 않는다.

우선, 안테나에서 수신 신호를 받는 경우를 설명한다.

상기와 같은 경우에는 송신 신호는 출력되면 동일한 주파수 대역을 이용하는 송신 신호 및 수신 신호 사이에 시간 지연이 발생해야 하는데, 그 이유는 동일한 주파수 대역에서 시간 차이(Time Interval)가 발생되지 않으면 주파수 대역 사용이 중복되기 때문이다.

따라서, 순환기(11)에서 송신 신호를 차단하고, 수신 신호는 인가하도록 1 차적으로 스위치한다.

여기서, 순환기(11)는 3 단자의 신호분기 회로소자로서, 120도 각도로 3 개의 포트가 둘러있는 형상에, 내부에는 공진판 및 페라이트 등의 자성체가 배치되어 있다.

또한, 순환기(11)는 한 포트로 입사한 전력이 나머지 두 포트 중 하나의 포트로만 출력되고, 나머지 하나의 포트로는 출력되지 않으며, 방향성을 가지고 회전하듯이 특정 방향의 포트로만 에너지를 전달하도록 이루어진다.

본 발명의 순환기(11)에서는 시계 방향으로 에너지를 전달하고, 반시계 방향으로는 에너지를 차단하도록 이루어지며, 수신 신호를 전달받는 경우에는 안테나를 거쳐 순환기(11)에서 시계 방향으로 순환하고, 스위치부(12)로 출력되어야 한다.

이를 위하여, 스위치부(12)는 수신 신호가 도통할 수 있는 형태가 되어야 하는데, TTL 소자에『LOW』를 인가하고, 다이오드 소자 내의 전류를 가하지 않아 상기 다이오드 소자의 내부 저항이『∞』가 되도록 한다.

그래서, 다이오드의 내부 저항이『∞』가 되므로, 순환기(11)를 거친 신호가 접지를 향해 흐르지 않게 되고, 수신 신호는 커플러(13)로 전달되는 것이다.

그리고, 상기 안테나를 통해 외부로 방사될 송신 신호는 상기 수신 신호가 순환기(11) 및 스위치부(12)를 통하여 인가되는 동안, 차단되어 시간차가 형성되도록 상기 순환기(11)는 안테나를 통해 송신 신호가 방사되지 않도록 순환기(11)의 포트를 막게된다.

상술한 순환기(11)를 거친 수신 신호는 커플러(13)로 전달되어 하나의 신호 전력을 두 개 이상의 특정 신호 전력을 배분되며, 이때 커플러(13)는 분배기(Divider)로 구동된다.

여기서, 커플러(13)는 입, 출력 단의 VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)이 1 이기 때문에, 즉 반사 신호(S11)가 없도록 신호를 받아들이 때문에 능동 회로의 입, 출력 매칭 대용으로 이용될 수도 있다.

이러한 경우에는 회로가 두 개로 분기되어 크기가 커지게 되며, 분기된 회로는 커플러(17)를 반대로 구비하여 결합기(Combiner)의 역할을 수행하도록 한다.

그리고, 두 개의 커플러(13, 17) 사이에 LNA(14a, 14b)를 적용하며, 이를 통하여 잡음을 최소화하도록 수신 신호를 증폭하는데, 잡음 지수(NF: Noise Figure)가 낮도록 동작점 및 매칭 포인트를 잡아서 설계되는 것이 바람직하다.

더불어, 커플러(17)에서 결합된 수신 신호는 다시 LNA(16, 17)을 거쳐 증폭되며, BPF(Band Pass Filter, 18)를 거치면서 원하는 대역의 주파수 신호만을 통과시키고, 원하지 않는 대역의 주파수 신호는 억제시킨다.

이에 따라, 스커트 특성이 증가되며, 원하지 않는 대역의 신호 및 잡음은 제거될 수 있지만, 억제 대역에 따른 삽입 손실은 발생할 수 있기 때문에 LNA(19)를그 후단에 더 구비하여 삽입 손실을 보상하도록 이루어진다.

한편, 송신 신호를 안테나를 통하여 외부로 방사하는 경우에는, 시계 방향으로 순환하여 안테나로 송신 신호가 전달되어야 하고, 이를 위해서 스위치(12)가 송신 신호가 도통할 수 있는 형태가 되어야 한다.

따라서, TTL 소자에『HIGH』를 인가하고, 다이오드 소자 내의 전류를 인가하여 상기 다이오드 소자의 내부 저항이『0』이 되도록 하는데, 이에 따라 송신 신호가 순환기(11)를 거쳐 스위치부(12)로 전달되는 것을 차단하고, 순환기(11)의 스위치부(12) 방향의 포트가 막혔으므로, 송신 신호는 안테나를 향해 출력된다.

다시 말하면, 순환기(11)는 듀플렉서와 유사한 특성을 가지는데, 한 포트는 안테나에 연결하고, 나머지 두 포트를 입력단 및 출력단에 연결하면 입력 포트로 들어온 전력은 안테나로 출력되고, 출력 포트로 들어온 전력은 수신단으로만 출력되는 것이다.

따라서, 순환기(11)에서 송신 신호 및 수신 신호를 약 90dB 까지 차단하지만, 2 중 차단을 위하여 스위치부(12)를 더 구비하고, TDMA를 위한 시간 지연(Time Delay)을 주어 동일한 주파수 대역 내에서 신호를 구분하도록 이루어진다.

도 6은 본 발명에 따른 스위치 LNA가 구비된 ISS 필터 모듈을 개략적으로 도시한 블록 구성도이다. 도면에서 도시된 바와 같이, 스위치 LNA가 구비된 ISS 필터 모듈(1)은 안테나를 이용하면서 송신단 및 수신단을 분기하여 송신 신호 및 수신 신호를 중계할 수 있도록 필터링한다.

이를 위하여, 본 발명에 따른 스위치 LNA 모듈(10), 제1 ISS-FM(10a), 보상 회로(30), 제2 ISS-FM(10b)를 포함한다.

여기서, 상기 스위치 LNA 모듈(10)을 통하여 수신 신호가 출력된 경우에는, 출력된 수신 신호의 전력 감쇄 및 잡음을 보상하기 위하여 잡음을 최소화하도록 증폭하는 LNA를 구비한다.

다시 말하면, 두 개 이상의 필터를 직렬로 연결하는 경우, 두 개 이상의 필터 조합에 따른 스커트 및 아이솔레이션 특성은 한 개의 특성과 비교하였을 때 두 배 이상 향상되나, 필터 조합의 또 다른 중요한 특성인 삽입 손실 및 리플 특성이 두 배 이상 증가하게 된다.

따라서, 본 발명에서는 우선 삽입 손실을 보상하고 필터 모듈에서 요구되는 총 이득을 얻기 위해 LNA(LNA: Low Noise Amplifier)를 한 개 이상의 필터와 결합시킨다.

여기서, 삽입 손실(Insertion Loss)은 필터의 중요한 특성 중에 하나로서, 신호가 필터를 통과하면서 손해를 보는 전력을 의미하며, 통과 대역에서 S21이 0dB 보다 작으면 입력된 전력이 모두 출력되지 못했다는 의미이며, 이는 즉 손해를 보는 전력이 발생하였다는 것을 의미한다. 즉, 0dB에서 멀어진 만큼의 손실을 삽입손실이라 하고 dB로 표시된다.

이때, LNA의 수는 필터 모듈에서 요구되는 이득 특성에 의해 정해지고, 역시 중요한 특성 중에 하나인 잡음 지수(Noise Figure)를 줄이기 위하여 LNA는 제1 ISS-FM(20a)의 첫 번째 필터 앞 단에 장착한다.

상술한 제1 ISS-FM(20a)은 스커트, 아이솔레이션 및 이득은 충분히 확보되어 100 와트 이상의 고출력 중계기에 사용될 수 있도록 설계가능하며, 이는 신호 대역 밖의 간섭 잡음(Interference Noise Signal)을 충분히 억제할 수 있음을 의미한다.

그 이유는, 원하는 일정 대역을 출력할 수 있도록 필터를 이용하고, 그 필터가 LPF인 경우에는 고주파 대역의 주파수를 출력되지 못하도록 억제하고, 저주파 대역의 주파수는 여과시키기 때문이다.

여기서, BPF의 개수에 따라 리플이 증가하게 되는데, 이에 따라 결합하는 BPF의 개수의 배수만큼의 리플 특성에 손상이 발생하므로, 이를 충분히 보상(Compensation)하여 필터 모듈의 리플 크기가 2dB 미만이 되도록 한다.

본 발명에 따른 BPF는 모든 종류의 필터를 이용할 수 있으며, 구현 형태에 따라 집중 소자(Lumped Element), 트랜스미션 라인(Transmission line)인 마이크로스트립(Microstrip) 또는 스트립라인(Stripline), 세라믹(Ceramic) 또는 유전체(Dielectric) 또는 도파관(Waveguide), SAW(Surface Acoustic Wave), MEMS, LTCC, FBAR 등이 이용될 수 있다.

여기서, 집중소자는 납 또는 SMD의 L, C 소자를 PCB에 납땜하여 만들 수 있는 소자이며, 수 GHz 이상의 경우 커플링, 공진, 다중 임피던스 연결을 고려하여 구현할 수 있는 마이크로스트립 또는 스트립라인이 이용된다.

그리고, 세라믹 또는 유전체는 파장에 따른 공진을 이용하는 구조적 필터로서, 고 유전체의 유전체 세라믹을 이용하여 신호의 전기적 파장을 줄이고, 더욱 작은 필터를 구현할 수 있도록 이루어진다.

또한, 도파관은 공진 현상을 직접적으로 이용하는 경우로서, 금속 블럭을 이용한 Cavity 방식 또는 유전체를 삽입하는 세라믹 방식이 있으며, SAW는 소형, 경량, 박형을 추구하는 이동통신 단말기와 같은 휴대용 장비의 필터에 이용된다.

*또한, 보상 회로(30)가 제1 ISS-FM(20a) 및 제2 ISS-FM(20b) 사이에 리플을 보상하기 위하여 구비되는데, 이때 리플(Ripple)은 통과 대역 내의 신호의 삽입 손실의 최대 값과 최소 값의 차이를 의미하며, 이는 S21을 측정하여 얻을 수 있고 dB로 표시된다.

따라서, 상술한 보상(Compensation)을 실시하기 위해서는, 상기 보상 회로(30)는 상기 리플을 보상하기 위하여, 상기 리플이 존재하는 대역만큼 BSF(Band Stop Filter)를 이용한다.

다시 말하면, 상기 BSF를 이용함으로써 리플이 존재하는 주파수 대역만큼을 통과시키지 못하도록 이루어져, 리플을 보상하는 것이다.

또는, 보상 회로(30)에 방향성 필터(Directional Filter)를 구비하는데, 전송 선로가 2 선식인 경우에 송신 주파수 대역과 수신 주파수 대역을 분리 및 결합시키도록 이루어져, 상기 리플이 존재하는 대역만큼을 보상시킨다.

그리고 나서, 제2 ISS-FM(20b)를 상기 보상 회로(30)의 후단에 구비하며, 상기 제2 ISS-FM(20b)의 구성 및 동작은 상기 제1 ISS-FM(20a)와 동일하므로 그 설명은 생략하도록 한다.

도 7a 및 도 7b는 1 개의 필터 출력 및 2 개의 필터 출력을 개략적으로 도시한 그래프이다. 도면에서 도시된 바와 같이, BPF가 직렬로 두 개 연결된 경우의 S21 출력 그래프는 BPF가 1 개 연결된 경우보다 리플이 두 배 증가한 것을 알 수 있다.

여기서, BPF가 1 개 구비된 경우의 S21의 그래프에는 하기와 같은 특성이 나타난다.

Isolation = (D)-(A)=(-50dB)-(-5dB)= - 45dB,

Skirt = (D)-(B)/delta F = -40dB /delta F

Ripple = (B)-(A)=-10dB + 5dB = - 5dB,

Insertion Loss = (A) = - 5dB.

그리고, BPF가 2 개 구비된 경우의 S21의 그래프는 하기와 같은 특성이 나타난다.

Isolation = (D) - (A) = -100dB + 10dB = - 90dB

Skirt = (D)- (B) / delta F = -80dB /delta F

Ripple = (B) - (A) = -20 + 10 = - 10dB

Insertion Loss = (A) = - 10dB

상기 수학식 1 및 수학식 2를 비교하여 보면, 아이솔레이션, 스커트, 리플 및 삽입 손실이 BPF의 개수에 비례하여 선형적으로 증가하는 것을 알 수 있는데, 즉 동일한 특성의 필터를 N 개 직렬로 결합하는 경우 하기와 같은 식이 성립된다.

즉, 동일한 특성의 필터를 N 개 직렬로 결합하는 경우에는 아이솔레이션 및 스커트 특성은 N 배 커져서 향상되나, 동시에 삽입 손실 및 리플 특성을 N 배 나빠진다.

덧붙여서, 저잡음 증폭기는 삽입 손실(Insertion Loss)를 보완하도록 구비되는데, 도 7b 를 보면 (A)로 도시된 -10dB를 보완하도록 증폭시키며, 중계기 회로에서 안테나를 통해 들어온 작은 입력 신호를 충분히 증폭하여 출력단의 전력 증폭기(P.A)에 공급해주기 위하여, 언제나 필요한 기능이다.

여기서, 삽입 손실 -10dB를 보완해주기 위해서는, 저잡음 증폭기의 이득(Gain)이 +10dB 를 가져야 하며, 이때의 총 손실은 -10dB + 10dB = 0dB 가 되고, 이 과정에서 저잡음 증폭기의 이득은 아이솔레이션 및 스커트 특성에는 아무런 영향을 주지 않으므로 향상된 특성을 그대로 유지한다. 왜냐하면 도 6의 (A), (B), (C), (D), 모두 +10dB 만큼 증폭되어도 이들의 차이 값인 아이솔레이션과 스커트 특성은 증폭 전이나 증폭 후나 같다.

도 8은 ISS-FM에 적용된 보상 회로의 출력을 개략적으로 도시한 그래프이다. 도면에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보상 회로를 도 7a 및 도 7b에서 도시된 바와 같은 리플 특성을 보상(Compensation)하기 위하여 구비한다.

여기서, 본 발명에 따른 보상 회로는 BSF 또는 방향성 필터(Directional Filter)로 이루어져, 리플이 발생된 주파수 대역에서 발생된 리플만큼의 진폭을 가 지는 주파수를 저지 대역에서 보상한다.

그리고, 직렬로 연결된 필터와 BSP 또는 방향성 필터를 직렬로 연결하여 리플을 보상하도록 한다.

도 9은 보상 회로가 구비된 ISS-FM의 출력을 개략적으로 도시한 그래프이다. 도 7a 및 도 7b에서 도시된 바와 같은 리플 특성을 보상하기 위하여 BSF 또는 방향성 필터를 삽입하였고, 이를 ISS-FM에 적용하였다.

즉, 보상 회로를 직렬로 연결하여 리플을 보상하는 경우에는 하기와 같은 수학식 4가 성립된다.

A' = A + a = - 10dB - 10dB = - 20dB

B' = B + b = - 20dB - 0dB = - 20dB

C' = C + c = - 100dB - 0dB = - 100dB

D' = D + d = - 100dB - 0dB = - 100dB

다시 말하면, 도 4과 같은 보상 회로를 리플이 발생된 주파수 대역 및 주파수 진폭에 맞도록 튜닝(Tuning)하면 직렬로 연결된 필터에서 발생된 리플(Ripple)은 모두 보상가능하다.

도 10은 보상 회로가 적용되기 전의 ISS-FM의 출력을 도시한 도이다. 도면에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 간섭 신호를 보상한 필터 모듈 에 따른 필터 조합에 따른 출력이 S21에 도시된다.

여기서, 간섭 신호를 억제한 필터 모듈 필터는 900MHz 주파수대로 25MHz 의 통과 대역의 유전체 필터를 사용하고, 저잡음 증폭기는 NF(Noise Figure)가 낮고 이득(Gain)이 10 내지 20dB 정도 되는 가격이 저렴한 소자를 이용했다.

이때, 포트 1 에서 입력된 신호가 다시 포트 1 로 출력되는 반사 손실(S11) 및 포트 1 에서 입력된 신호가 포트 2 로 출력되는 출력 신호(S21)를 도시한다.

도면을 보면, 스커트 특성, 아이솔레이션, 이득 및 반사 손실은 모두 고출력 중계기에 적합한 특성을 보였으나, 중심 주파수 881 MHz에서 진폭을 보면 29.295dB이고, 894 MHz에서의 진폭은 23.739 dB로 약 6 dB 이상의 리플이 발생한 것을 알 수 있고, 리플을 보상할 보상 회로가 요구된다.

도 11은 보상 회로의 출력을 도시한 도이다. 도면에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 간섭 신호를 보상한 필터 모듈과 보상 회로의 출력인 S21에 도시된다.

여기서, 보상 회로의 포트 1에서 입력된 신호가 다시 포트 1로 출력되는 반사 손실(S11) 및 포트 1에서 입력된 신호가 포트 2로 출력되는 출력 신호(S21)를 도시한다.

그리고, 저지 대역(Stop Band)는 중심 주파수 881.50MHz 를 가지며, 저지를 시작하는 주파수는 831.50MHz 에서 저지를 끝내는 주파수를 931.50MHz 로 약 100MHz의 대역폭을 가지도록 설계한다.

도면을 보면, 반사 손실(S11)은 약 1 내지 2 dB 미만으로 적게 나타났고, 리플은 상기 도 10에서 도시된 6 dB의 리플을 보상할 수 있는 진폭을 가지는 것을 알 수 있다.

도 12은 보상 회로가 구비된 ISS-FM의 출력을 도시한 도이다. 도면에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 보상 회로가 적용된 간섭 신호를 보상한 필터 모듈의 S21 출력이 도시된다.

여기서, 보상 회로의 포트 1 에서 입력된 신호가 다시 포트 1 로 출력되는 반사 손실(S11) 및 포트 1 에서 입력된 신호가 포트 2 로 출력되는 출력 신호(S21)를 도시한다.

그리고, 중심 주파수 881.5MHz에서 33.752dB이 출력되고, 894MHz에서 30.621dB가 출력되어 약 3 dB의 리플이 발생되었고, 보상 회로를 통하여 리플이 대략 3dB 정도 보상된 것을 알 수 있다. 리플 특성을 좀더 향상하고자 할 때는 다수의 보상회로를 사용할 수도 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허 청구 범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

도 1은 일반적인 중계기를 개략적으로 도시한 블록 구성도.

도 2는 DSP가 구비된 중계기를 개략적으로 도시한 블록 구성도.

도 3은 본 발명에 따른 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 중계기를 개략적으로 도시한 블록 구성.

도 4는 본 발명에 따른 간섭신호를 억제한 GSM 중계기를 개략적으로 표시한 블록 구성도.

도 5는 본 발명에 따른 스위치 ＬＮＡ 모듈을 개략적으로 도시한 블록 구성도.

도 7는 본 발명에 따른 스위치 LNA가 구비된 ISS 필터 모듈을 개략적으로 도시한 블록 구성도.

도 7a 및 도 7b는 1 개의 필터 출력 및 2 개의 필터 출력을 개략적으로 도시한 그래프.

도 8은 ISS-FM에 적용된 보상 회로의 출력을 개략적으로 도시한 그래프.

도 9은 보상 회로가 구비된 ISS-FM의 출력을 개략적으로 도시한 그래프.

도 10은 보상 회로가 적용되기 전의 ISS-FM의 출력을 도시한 도.

도 11은 보상 회로의 출력을 도시한 도.

도 12은 보상 회로가 구비된 ISS-FM의 출력을 도시한 도.

<도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 간단한 설명>

1: 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 중계기

10, 10a, 10b: 스위치 LNA 모듈 20, 20a, 20b: ISS-FM

30a, 30b: 전력 증폭기

Claims (20)

1. TDMA/FDMA 기반 GSM과 TDD 기반 WiBro에 적용되고, RF 신호를 안테나를 통하여 방사 또는 안테나에서 수신되는 송신 신호 및 수신 신호가 동일한 주파수 대역 내에서 분리되도록, 시간 간격을 두어 입력 또는 출력시키는 스위치 LNA 모듈;

   상기 스위치 LNA 모듈로 입력된 신호를 통과 및 저지시키고, 발생된 리플을 보상하는 보상 회로가 구비된 ISS-FM(Interference Suppress System - Filter Module);

   상기 보상 회로에서 출력된 RF 신호의 전력을 증폭시켜, 타측에 구비된 상기 스위치 LNA 모듈에서 RF 신호를 방사하도록 출력하는 전력 증폭기;

   를 포함하는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 및 Wibro 중계기.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 스위치 LNA 모듈은

   안테나에서 입력된 수신 신호 및 상기 보상 회로가 구비된 ISS-FM 에서 입력된 송신 신호를 선택적으로 출력하는 순환기;

   상기 순환기에서 출력된 수신 신호가 상기 보상 회로가 구비된 ISS-FM 으로 인가되거나 또는 송신 신호가 안테나를 통하여 외부로 방사하거나 또는 출력단의 듀플렉서로 선로를 개방 또는 폐쇄하는 스위치부;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 및 Wibro 중계 기.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 스위치부는 전원이 하이(HIGH) 또는 로우(LOW)로 입력되는 논리 소자;

   상기 논리 소자가 하이(HIGH)인 경우 내부 저항이 무한대로 증가하고, 상기 논리 소자가 로우(LOW)인 경우 내부 저항이 0[Zero]으로 감소하는 다이오드;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 및 Wibro 중계기.
4. 청구항 3에 있어서,

   상기 논리 소자는 전원 인가 또는 차단의 두 가지 레벨이 존재하는 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 및 Wibro 중계기.
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 논리 소자는 TTL(Transistor Transistor Logic)인 것을 특징으로 하는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 및 Wibro 중계기.
6. 청구항 1에 있어서,

   상기 보상 회로가 구비된 ISS-FM은

   일정 대역의 주파수 신호를 통과 또는 저지시키고, 통과된 상기 주파수 신호 를 증폭시키는 ISS-FM;

   상기 간섭 신호를 보상한 필터 모듈에서 발생된 리플 대역을 저지 및 보상시키는 보상 회로;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 및 Wibro 중계기.
7. 청구항 6에 있어서,

   상기 ISS-FM은

   일정 대역의 주파수 신호를 통과 및 저지시키도록 두 개 이상의 직렬 연결되고, 동일한 특성을 가지는 필터;

   상기 필터에서 저지 대역에 따라 발생된 삽입 손실을 보상하기 위하여 구비되는 LNA;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 및 Wibro 중계기.
8. 청구항 7에 있어서,

   상기 필터는 유전체 또는 금속 공동(Metal Cavity) 또는 DR-금속 공동 또는 스트립라인 중 어느 하나로 형성되는 것을 특징으로 하는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 및 Wibro 중계기.
9. 청구항 7에 있어서,

   상기 필터는 유전체 또는 금속 공동(Metal Cavity) 또는 유전체 공진-금속 공동 또는 스트립라인의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 및 Wibro 중계기.
10. 청구항 7에 있어서,

    상기 LNA는 상기 필터에서 발생한 삽입 손실을 보상하도록, 삽입 손실에 따른 이득을 가지고, 상기 필터와 직렬 연결되는 것을 특징으로 하는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 및 Wibro 중계기.
11. 청구항 10에 있어서,

    상기 보상 회로는 상기 ISS-FM 에서 발생한 리플을 보상하도록, 상기 리플이 발생된 주파수 대역에서 상기 리플 크기 만큼의 진폭을 저지하는 필터로 이루어진 것을 특징으로 하는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 및 Wibro 중계기.
12. 청구항 11에 있어서,

    상기 보상 회로는 상기 리플이 발생된 주파수 대역 및 리플의 크기 만큼의 진폭을 저지하는 BSF(Band Stop Filter)인 것을 특징으로 하는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 및 Wibro 중계기.
13. 청구항 11에 있어서,

    상기 보상 회로는 상기 리플이 발생된 주파수 대역 및 리플의 크기 만큼의 진폭을 저지하는 방향성 필터(Directional Filter)인 것을 특징으로 하는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 및 Wibro 중계기.
14. 청구항 12 또는 청구항 13에 있어서,

    상기 보상 회로의 필터는 상기 간섭 신호를 제거한 필터 모듈에서 발생된 리플 크기를 2dB 까지 보상하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 및 WiBro 중계기.
15. 청구항 2에 있어서,

    상기 순환기는 동일 각도로 이격된 3 단자로 입력되는 신호를 분기시키는 회로 소자인 것을 특징으로 하는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 및 Wibro 중계기.
16. 청구항 15에 있어서,

    상기 순환기는 한 단자로 입사한 신호를 나머지 두 단자 중 하나의 단자로만 출력하는 것을 특징으로 하는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 및 Wibro 중계기.
17. 청구항 16에 있어서,

    상기 순환기는 시계 방향으로 입사된 신호는 전달하고, 반시계 방향으로 입 사된 신호는 차단하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 및 Wibro 중계기.
18. 청구항 16에 있어서,

    상기 순환기는 상기 시계 방향으로 입사된 신호는 차단하고, 반시계 방향으로 입사된 신호는 전달하도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 및 Wibro 중계기.
19. 청구항 17에 있어서,

    상기 순환기는 일측에 안테나가 연결되고, 상기 안테나와 시계 방향으로 120 도 이격된 단자에 수신 신호가 입력되며, 상기 안테나와 반시계 방향으로 120 도 이격된 단자에 송신 신호가 입력되는 것을 특징으로 하는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 및 Wibro 중계기.
20. 청구항 18 또는 청구항 19에 있어서,

    상기 순환기는 일측에 안테나가 연결되고, 상기 안테나와 시계 방향으로 120 도 이격된 단자에 수신 신호가 입력되며, 상기 안테나와 반시계 방향으로 120 도 이격된 단자에 송신 신호가 입력되는 것을 특징으로 하는 간섭 신호를 억제한 ＧＳＭ 및 Wibro 중계기.

Images