KR20110038233A - Ｒｆ 신호의 전력 검출장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수신장치가 수신하는 RF(Radio Frequency) 신호의 전력을 검출하는 RF 신호의 전력 검출장치에 관한 것으로서 수신한 RF 신호를 발룬이 상호간의 위상이 반대인 2개의 RF 신호로 변환하고, 발룬이 출력하는 2개의 RF 신호를 다이오드를 통해 합성하며, 다이오드가 합성한 RF 신호를 직류전압 변환부가 직류전압으로 변환하여 RF 신호의 전력을 검출한다.

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Description

ＲＦ 신호의 전력 검출장치{Power detector of Radio Frequency signal}

본 발명은 수신장치가 수신한 RF(Radio Frequency) 신호의 전력을 검출하는 RF 신호의 전력 검출장치에 관한 것이다.

무선통신 시스템에서 수신장치는 안테나를 통해 소정 주파수의 RF 신호를 수신하고, 수신한 RF 신호에 변조되어 있는 소정의 데이터를 추출하여 처리하고 잇다.

상기 수신장치가 수신하는 RF 신호의 전력은 일정하지 않고 가변된다. 즉, 송신장치에서 송신하는 RF신호는 수신장치로 전송되는 경로에서 다른 RF 신호와의 상호 간섭이 발생하고, 또한 RF 신호를 반사시키는 전리층의 높이 변동 등으로 인하여 수신장치가 수신하는 RF 신호는 전력이 시간의 경과에 따라 가변되는 페이딩 현상(fading phenomenon)이 발생한다.

상기 수신하는 RF 신호의 전력이 가변되면, 상기 수신장치는 RF 신호에 변조되어 있는 데이터를 원활하게 추출할 수 없게 된다.

그러므로 상기 수신장치에는 자동 이득조절(Automatic Gain Control) 회로를 구비하여 수신되는 RF 신호의 전력을 일정하게 조절하고 있다.

상기 자동 이득조절 회로는 수신되는 RF 신호의 전력을 검출하고, 검출한 RF 신호의 전력에 따라 가변이득 증폭기의 중폭률을 조절하여 RF 신호의 전력을 일정하게 조절한다.

상기 수신장치가 수신되는 RF 신호의 전력을 검출함에 있어서, 통상적으로 수신되는 RF 신호를 다이오드로 정류하고, 정류한 RF 신호를 커패시터로 평활하여 검출하고 있다.

수신되는 RF 신호의 전력을 검출하는 전력 검출장치에서 중요한 스펙 중의 하나가 다이내믹 레인지(Dynamic Range)이다. 상기 다이내믹 레인지는 검출이 가능한 RF 신호의 전력 영역을 나타내는 것으로서 검출 가능한 최대 전력으로부터 검출 가능한 최소 전력 사이의 영역이다.

상기 검출 가능한 최대 전력은 통상적으로 제한되지 않고, 상기 검출 가능한 최소 전력이 매우 중요하다.

그러나 상기 수신된 RF 신호를 다이오드로 정류하여 전력을 검출하므로 검출 가능한 최소 전력이 상기 다이오드의 순방향 전압으로 제한되었다. 즉, 다이오드의 순방향 전압보다 낮은 RF 신호의 전력은 검출하지 못하였다.

그러므로 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다이오드의 순방향 전압보다 낮은 RF 신호의 전력을 검출할 수 있는 RF 신호의 전력 검출장치를 제공한다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 상기에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않고, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 RF 신호의 전력 검출장치에 따르면, 발룬을 구비하여, 수신된 RF 신호를 상호간의 위상이 반대인 2개의 RF 신호로 변환한다.

그리고 상기 발룬이 출력하는 2개의 RF 신호를 상호간에 합성하고, 합성한 RF 신호를 직류전압으로 변환하여 RF 신호의 전력을 검출한다.

그러므로 본 발명의 RF 신호의 전력 검출장치는 수신된 RF(Radio Frequency) 신호를 상호간에 위상이 반대인 2개의 RF 신호로 변환하는 발룬과, 상기 발룬이 변환한 2개의 RF 신호를 합성하는 다이오드와, 상기 다이오드의 캐소드를 접지시키면서 RF 신호를 차단시키는 인덕터와, 상기 다이오드의 애노드의 RF 신호를 직류전압으로 변환하여 RF 신호의 전력을 검출하는 직류전압 변환부를 포함한다.

상기 발룬의 2개의 출력단자와 상기 다이오드의 애노드 및 캐소드의 사이에 RF 신호만을 통과시키는 직류전압은 차단시키는 직류 차단용 커패시터를 포함한다.

상기 발룬은 출력 임피던스가 200Ω 이상이다.

상기 다이오드는 순방향 전압이 낮은 쇼트키 다이오드를 사용한다.

상기 직류전압 변환부는 상기 다이오드의 애노드의 RF 신호를 정류하는 다이오드와, 상기 다이오드가 정류한 RF 신호를 평활하여 직류전압으로 변환하는 커패시터를 포함한다.

상기 직류전압 변환부의 다이오드는 순방향 전압이 낮은 쇼트키 다이오드를 사용한다.

본 발명의 RF 신호의 전력 검출장치에 따르면, 수신한 RF 신호를 발룬이 2개로 분할함과 아울러 상호간의 위상이 반대되는 RF 신호로 변환하고, 발룬이 출력하는 2개의 RF 신호를 다이오드를 통해 합성하여 2배 전력을 갖도록 하며, 다이오드가 합성한 RF 신호를 직류전압 변환부가 직류전압으로 변환하여 RF 신호의 전력을 검출한다.

그러므로 본 발명에 따르면, 다이오드의 순방향 전압보다 낮은 RF 신호의 전력을 원활하게 검출할 수 있다.

또한 본 발명은 출력 임피던스가 높은 발룬을 사용할 경우에 RF 신호의 전력이 보다 높게 합성되어 검출 가능한 RF 신호의 최소 전력을 보다 낮게 되도록 구성할 수 있다.

이하의 상세한 설명은 예시에 지나지 않으며, 본 발명의 실시 예를 도시한 것에 불과하다. 또한 본 발명의 원리와 개념은 가장 유용하고, 쉽게 설명할 목적으로 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 일반적인 전력 검출장치의 구성을 보인 회로도이다. 도 1을 참조하면, 수신된 RF 신호가 입력되는 입력단자가 다이오드(D1)를 통해 접지 커패시터(C1)에 접속되고, 상기 다이오드(D1) 및 상기 접지 커패시터(C1)의 접속점에서 수신된 RF 신호의 검출전력이 출력되게 구성된다.

이와 같이 구성된 전력 검출장치는 수신된 RF 신호가 예를 들면, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 입력된다.

상기 입력된 RF 신호는 다이오드(D1)를 통해 반파 정류되어 도 2(b)에 도시된 바와 같이 맥류전압로 변환된다.

상기 변환된 맥류전압은 접지 커패시터(C1)에 의해 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 평활되어 리플이 포함된 직류전압으로 변환되고, 그 리플이 포함된 직류전압이 수신된 RF 신호의 검출전력으로 출력된다.

이러한 전력 검출장치는 수신된 RF 신호를 다이오드(D1)로 반파 정류하고, 커패시터(C1)로 평활하여 직류전압으로 변환한다.

따라서, RF 신호의 전력을 검출할 경우에 다이오드(D1)에 그의 순방향 전압이 걸리게 되고, 이로 인하여 다이오드(D1)의 순방향 전압보다 낮은 RF 신호의 전력은 검출하지 못하게 된다.

그러므로 상기 다이오드(D1)로 순방향 전압이 낮은 쇼트키 다이오드를 사용하여 검출 가능한 최소 전력을 낮추고 있으나, 이 또한 쇼트키 다이오드의 순방향 전압인 약 0.3V 이하의 레벨을 가지는 RF 신호의 전력은 검출하지 못하게 된다.

도 3은 본 발명의 전력 검출장치의 구성을 보인 회로도이다.

여기서, 부호 300은 발룬이다. 상기 발룬(300)은 입력되는 RF 신호를 2개로 분할하고, 서로 반대되는 위상으로 변환하여 2개의 출력단자(OUT1)(OUT2)로 각기 출력한다.

상기 발룬(300)의 출력단자(OUT1)(OUT2)에는 직류 차단용 커패시터(C11)(C12)의 일측단자가 각기 접속되고, 직류 차단용 커패시터(C11)(C12)의 타측단자에는 다이오드(D11)의 애노드 및 다이오드(D11)의 캐소드가 각기 접속된다.

여기서, 상기 다이오드(D11)는 예를 들면, 순방향 전압이 낮은 쇼트키 다이오드를 사용한다.

그리고 상기 직류 차단용 커패시터(C11) 및 상기 다이오드(D11)의 애노드의 접속점에 직류전압 변환부(310)가 구비되어 수신된 RF 신호의 전력이 검출된다.

상기 직류전압 변환부(310)는 상기 직류 차단용 커패시터(C11) 및 상기 다이오드(D11)의 애노드의 접속점이 다이오드(D12)를 통해 평활용 커패시터(C13)에 접속되어 상기 다이오드(D12) 및 상기 평활용 커패시터(C13)의 접속점에서 검출된 RF 신호의 전력이 출력되게 구성된다.

여기서, 상기 다이오드(D12)도 예를 들면, 순방향 전압이 낮은 쇼트키 다이오드를 사용한다.

그리고 상기 직류 차단용 커패시터(C12) 및 상기 다이오드(D11)의 캐소드의 접속점과 접지의 사이에 RF 신호를 차단하기 위한 인덕터(L11)가 접속된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 전력 검출장치는 수신된 RF 신호가 발룬(300)으로 입력된다.

그러면, 상기 발룬(300)은 입력된 RF 신호를 2개로 분할하고, 분할한 2개의 RF 신호를 상호간에 180°의 위상차를 갖는 신호로 변환하여 출력단자(OUT1)(OUT2)로 각기 출력한다.

상기 발룬(300)의 출력단자(OUT1)(OUT2)로 출력된 RF 신호는 직류 차단용 커패시터(C11, C12)를 각기 통해 다이오드(D1)의 애노드 및 캐소드에 각기 인가된다.

상기 다이오드(D11)의 캐소드는 인덕터(L11)를 통해 접지에 연결되어 있고, 또한 상기 인덕터(L11)는 RF 신호가 접지되는 것을 차단하게 된다.

그러면, 상기 발룬(300)의 출력단자(OUT1)(OUT2)에서 출력되어 직류 차단용 커패시터(C11, C12)를 통과한 RF 신호는 상기 다이오드(D11)를 통해 합성되므로 접지를 기준으로 하여 상기 다이오드(D11)의 애노드에 인가되는 RF 신호의 전력은, 상기 출력단자(OUT1, OUT2)로 각기 출력되는 RF 신호의 전력의 2배가 된다.

상기 다이오드(D11)의 애노드에 인가되는 RF 신호는 직류전압 변환부(310)의 다이오드(D12)를 통해 맥류신호로 변환되고, 커패시터(C13)에 의해 직류전압으로 변환되어 수신된 RF 신호의 전력이 검출된다.

이러한 본 발명에 따르면, RF 신호의 전력을 증가시켜 RF 신호의 전력을 검출하는 것으로서 다이오드의 순방향 전압보다 낮은 RF 신호의 전력도 검출할 수 있다.

그리고 상기에서 발룬(300)의 입력 임피던스는 통상적으로 50Ω이다. 상기 발룬(300)의 출력단자(OUT1, OUT2)의 출력 임피던스는 제품의 종류에 따라 상이하나 통상적으로 50∼200Ω 정도이다.

여기서, 본 발명은 출력 임피던스가 높은 발룬(300)을 사용 즉, 출력 임피던스가 200Ω인 발룬(300)을 사용할 경우에 다이오드(D11)에서 합성되는 RF 신호의 전력을 더욱 증가시켜 검출 가능한 RF 신호의 최소 전력을 보다 낮게 설계할 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 이 해할 것이다.

그러므로 본 발명의 권리범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

도 1은 일반적인 전력 검출장치의 구성을 보인 회로도,

도 2의 (a) 내지 (c)는 도 1의 각 부위 동작 파형도, 및

도 3은 본 발명의 전력 검출장치의 구성을 보인 회로도이다.

Claims (6)

1. 수신된 RF(Radio Frequency) 신호를 상호간에 위상이 반대인 2개의 RF 신호로 변환하는 발룬;

   상기 발룬이 변환한 2개의 RF 신호를 합성하는 다이오드;

   상기 다이오드의 캐소드를 접지시키면서 RF 신호를 차단시키는 인덕터; 및

   상기 다이오드의 애노드의 RF 신호를 직류전압으로 변환하여 RF 신호의 전력을 검출하는 직류전압 변환부;를 포함하는 RF 신호의 전력 검출장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 발룬의 2개의 출력단자와 상기 다이오드의 애노드 및 캐소드의 사이에;

   RF 신호만을 통과시키는 직류전압은 차단시키는 직류 차단용 커패시터를 포함하는 RF 신호의 전력 검출장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 발룬은;

   출력 임피던스가 200Ω 이상인 RF 신호의 전력 검출장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 다이오드는;

   쇼트키 다이오드인 RF 신호의 전력 검출장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 직류전압 변환부는;

   상기 다이오드의 애노드의 RF 신호를 정류하는 다이오드; 및

   상기 다이오드가 정류한 RF 신호를 평활하여 직류전압으로 변환하는 커패시터;를 포함하는 RF 신호의 전력 검출장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 다이오드는;

   쇼트키 다이오드인 RF 신호의 전력 검출장치.

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