KR20110139029A - Ｒｆ회로 - Google Patents

Abstract

(과제) 변복조회로가 복조시에서도 변조시에서도 실질상 공통의 구성요소에 의하여 동작하는 변복조회로를 내장한 RF회로를 제공한다.
(해결수단) 변복조회로(15)가 최소한 로 노이즈 증폭기(A1)와, 후단측의 이미지·리젝션·믹서(IRM)와, 또 후단측의 전력 증폭기(A2)를 공통의 구성요소로서 포함하고, 안테나(ANT)에서의 신호를 변복조회로(15)를 통하여 물리층 회로에 송출하는 신호경로와, 물리층 회로에서의 신호를 변복조회로(15)를 통하여 안테나(AT)로 송출하는 신호경로를 바꾸는 스위치회로(131,132,133,134)를 구비한다.

Description

ＲＦ회로{RF CIRCUIT}

본 발명은 변복조회로가 복조시에서나 변조시에서나 실질상 공통의 구성요소에 의하여 동작하는 변복조회로를 내장한 RF회로에 관한 것이다.

도 5에 나타낸 바와 같이 ITS, iMAX, 무선 LAN 등에 사용되는 통신기기(8)에서는, 제품 편입시, 무선 변복조회로(RF회로)(81)는 물리층 회로(PHY층 회로)(82) 및 MAC회로(미디어 액세스 제어회로)(83)와 일체로 집적화되어(즉, 1칩으로서) 제조되는 것이 상정된다.

물리층 회로(82)가 취급하는 주파수(아날로그 주파수)는 ITS에서는 10MHz, WiMAX에서는 10MHz, 무선 LAN에서는 5MHz와 같이 개발마다 다른 경우가 많다. 이 때문에, 도 5의 구성의 통신기기(8)의 개발에서는 그때마다 RF회로(81)를 다시 설계해야 된다. 따라서, RF회로(81)를 단독으로 집적화하는 것은 비용면에서 현실적이지 않다.

이 점에서, 도 6에 나타낸 바와 같이, 통신기기의 개발에서, 개발 과정의 RF회로(91)는 개발 과정의 물리층 회로(92)나 MAC회로(93)와는 별체의 기판에 형성된다. 또 물리층 회로(92) 및 MAC회로(93)는 RF회로(91)로부터 받는 신호의 주파수에 대응할 수 있도록 구성되어 있고, 변경이 필요하지 않다. 따라서, 물리층 회로(92) 및 MAC회로(93)는 도 6에 나타낸 바와 같이 기판 구성이어도 되고, 집적회로화되어 있는 범용 품을 이용해도 된다. 또한 도 6에서는 MAC회로(93)에 연결한 개발용의 컴퓨터(94)도 나타내고 있다.

특허문헌 1 : 일본국 특허공개 평10－32519

그러나, 도 5에 나타낸 RF회로(81)는 복조회로와 변조회로가 별체로 구성되어 있기 때문에, 집적회로의 점유 면적(IC)의 가격이 비싸진다. 또, 도 6에 나타낸 RF회로(91)도 복조회로와 변조회로가 별체로 구성되어 있어 개발에 문제점이 생긴다. 예를 들어, 기판에서의 개발 회로를 집적회로에 적용할 경우에, 스케일의 차이에 의하는 전기적인 오차가 생기는 일이 많기 때문에, 집적회로에의 응용이 용이하지 않다. 종래, 이러한 문제점을 해결하는 것이 과제가 되고 있다. 또 특허문헌 1에 나타낸 바와 같이, 복조회로의 일부와 변조회로의 일부를 공용한 회로도 종래에 존재하지만, 공용율이 낮아 높은 효과를 발휘하지 못한다.

본 발명의 목적은 복조회로 및 변조회로를 공통 회로에 의하여 구성함으로써, 소형으로 낮은 제조 코스트의 RF회로를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 반도체 기판상에 집적화함으로써, 또는 RF회로를 물리층 회로나 MAC회로와 독립하여 집적화함으로써, 개발을 용이하게 하는 RF회로를 제공하는 것이다.

(1) 안테나에 의하여 수신한 무선 주파수대 신호를 임의 주파수로 저하시켜서 물리층 회로에 출력함과 동시에, 상기 물리층 회로로부터 입력한 임의 주파수 신호를 무선 주파수로 상승시켜서 상기 안테나에 출력하는 변복조회로를 내장한 RF회로로서,

상기 변복조회로가 최소한 로 노이즈 증폭기와, 후단측의 이미지·리젝션·믹서와, 또 후단측의 전력 증폭기를 공통의 구성요소로서 포함하고,

상기 안테나로부터의 신호를 상기 변복조회로를 통하여 상기 물리층 회로에 송출하는 신호와, 상기 물리층 회로로부터의 신호를 상기 변복조회로를 통하여 상기 안테나에 송출하는 신호 통로를 전환하는 스위치 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 RF회로.

(2) 상기 로 노이즈 증폭기와 상기 이미지·리젝션·믹서의 사이에 설치된 수신 레벨 조정용의 가변 이득기와, 상기 이미지·리젝션·믹서와 상기 전력 증폭기의 사이에 설치된 송신 레벨 조정용의 가변 이득기를 더 구비한 것을 특징으로 하는 상기 (1)에 기재된 RF회로.

(3) 물리층 회로를 포함하는 다른 회로와 독립하여 집적화되어 있는 것을 특징으로 하는 상기 (1) 또는 상기 (2)에 기재된 RF회로.

변복조회로는 예를 들면, 복조시에 수신한 700MHz대의 무선 주파수 신호를 5∼20MHz의 주파수 신호로 변환함과 동시에, 변조시에는 5∼20MHz의 주파수 신호를 700MHz대의 무선 주파수 신호로 변환할 수 있다.

상기 이미지·리젝션·믹서는 국부 발진기의 발진신호로부터 90°의 위상차를 가지는 두 신호를 생성하는 위상기와, 입력신호를 90°의 위상차를 가지는 두 신호로 분파하는 분파기와, 상기 분파기에 의하여 분파된 두 신호 중 한 쪽과 상기 제 1 위상기에 의하여 생성한 두 신호 중 한 쪽을 곱셈하는 제1 믹서와, 상기 분파기에 의하여 분파된 두 신호 중 다른 한 쪽과 상기 제 1 위상기에 의하여 생성한 두 신호 중 다른 한 쪽을 곱셈하는 제2 믹서와, 상기 제 1 믹서 및 제2 믹서에서의 각 신호를 입력하여 동상(同相) 그대로 가산하는 합성기로 구성할 수 있다.

또, 상기 이미지·리젝션·믹서는 국부 발진기의 발진신호로부터 90°의 위상차를 가지는 두 신호를 생성하는 위상기와, 입력신호를 동위상(同位相)으로 두 신호로 분파하는 분파기와, 상기 분파기에 의하여 분파된 두 신호 중 한 쪽과 상기 제 1 위상기에 의하여 생성한 두 신호 중 한 쪽을 곱셈하는 제1 믹서와, 상기 분파기에 의하여 분파된 두 신호 중 다른 한 쪽과 상기 제 1 위상기에 의하여 생성한 두 신호 중 다른 한 쪽을 곱셈하는 제2 믹서와, 상기 제1 믹서 및 제2 믹서에서의 각 신호를 입력하여 한 쪽의 입력신호를 90° 이상(移相)하여 가산하는 합성기로 구성할 수 있다.

본 발명의 RF회로는 복조회로와 변조회로를 실질상 동일 회로로 구성하였기 때문에 소형화가 가능함과 동시에, 회로 기판에 형성한 경우에도 반도체 기판상에 집적화하는 경우에도 점유 면적을 작게 할 수 있어, 결과적으로 제조 코스트를 저감할 수 있다.

본 발명의 RF회로는 반도체 기판상에 집적화함으로써, 또는 RF회로를 물리층 회로나 MAC회로와는 독립하여 집적화함으로써 개발이 용이하게 된다.

도 1은 본 발명의 RF회로에서의 복조회로와 변조회로를 하나의 회로로 공용하는 변복조회로를 나타내는 원리도이다.
도 2는 도 1의 RF회로를 보다 상세하게 나타내는 설명도이다.
도 3은 이미지·리젝션·믹서를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시형태를 나타내는 회로도이며, RF회로가 물리층 회로와 MAC회로에 연결된 상태를 나타내는 블럭도이다.
도 5는 종래의 통신회로를 나타내는 블럭도이다.
도 6은 종래의 통신회로의 개발용 회로를 나타내는 블럭도이다.

도 1은 본 발명의 RF회로, 즉 복조회로와 변조회로를 하나의 회로로 공용하는 회로를 나타내는 원리도이다. RF회로(1)는 연동하는 스위치회로(131,132,133,134)와 변복조회로(15)를 구비하고 있다. 변복조회로(15)는 로 노이즈 증폭기(A1)와 이미지·리젝션·믹서(IRM)와 국부 발진기(14)와 전력 증폭기(A2)로 구성된다.

복조시에, 스위치회로(131,132,133,134)는 전환 제어신호(SC)에 의하여 각각 실선으로 나타내는 측에 세트되고, 안테나(7)(도 4 참조)에 의하여 수신된 주파수 700MHz대의 신호는 안테나 단자(ANT)로부터 RF회로(1)에 입력된다. 즉, 수신신호는 BPF(16), 스위치회로 (131), 스위치회로(132), 로 노이즈 증폭기(A1)를 통하여 이미지·리젝션·믹서(IRM)에 입력된다. 이미지·리젝션·믹서(IRM)에서는 입력신호를 국부 발진기(14)에서의 국부 발진신호(LO)를 이용하여 저 주파수 신호(5∼25MHz)로 변환한다. 그리고, 이 저 주파수 신호는 전력 증폭기(A2), 스위치회로(133), 스위치회로(134)를 경유하고, 송신/수신신호 입출력단자(RX/TX)로부터 A/D컨버터(411)(도 4 참조)를 통하여 물리층 회로(21)(도 4 참조)에 송출된다.

변조시에, 스위치회로(131,132,133,134)는 전환 제어신호(SC)에 의하여 각각 점선으로 나타내는 측에 세트된다. 물리층 회로(21)(도 4 참조)로부터 D/A컨버터(412)(도 4 참조)를 경유한 송신신호(5∼25MHz)는 송신/수신신호 입출력단자(RX/TX)로부터 RF회로(1)에 입력된다. 즉, 송신신호는 스위치회로(134), 스위치회로(132), 로 노이즈 증폭기(A1)를 통하여 이미지·리젝션·믹서(IRM)에 입력된다. 이미지·리젝션·믹서(IRM)에서는 입력신호를 국부 발진기(14)에서의 국부 발진신호(LO)를 이용하여 고주파수 신호(주파수 700MHz대의 신호)로 변환한다. 그리고, 이 고주파수 신호는 전력 증폭기(A2), 스위치회로(133), 스위치회로(131), BPF(16)를 경유하고, 안테나 단자(ANT)로부터 안테나(7)(도 4 참조)에 송출된다.

도 2는 도 1의 RF회로(1)를 보다 상세하게 나타내는 설명도이다. 도 2에서의 변복조회로(15)는 로 노이즈 증폭기(151)와 분파기(152)와 스위치회로 (153)와 신호 강도 검출기(154)와 가변 이득기(155)와 이미지·리젝션·믹서(156)와 가변 이득기(157)와 전력 증폭기(158)와 분파기(159)와 국부 발진기(14)로 구성된다.

도 2의 변복조회로(15)에서는 복조시에 스위치회로(131,132,133,134) 및 스위치회로(153)가 전환 제어신호(SC)에 의하여 각각 실선으로 나타내는 측에 세트되고, 안테나(7)(도 4 참조)에 의하여 수신된 주파수 700MHz대의 신호는 안테나 단자(ANT)로부터 RF회로(1)에 입력된다. 즉, 수신신호는 BPF(16), 스위치회로(131), 스위치회로(132), 로 노이즈 증폭기(151), 분파기(152), 가변 이득기(155)에 입력된다. 분파기(152)에 의하여 분파된 신호는 스위치회로(153)를 통하여 신호 강도 검출기(154)에 입력되고, 신호 강도 검출기(154)에서의 신호는 수신/송신신호 강도 신호 출력단자(RSSI/TSSI)로부터 도시하지 않는 제어장치에 송출된다. 이 제어장치에서는 수신 레벨 조정신호를 생성한다. 이 수신 레벨 조정신호는 수신 레벨 조정신호단자(RLA)로부터 가변 이득기(155)의 제어단자에 입력되며, 가변 이득기(155)의 이득이 조정된다.

이미지·리젝션·믹서(156)에서는 가변 이득기(155)로부터의 신호를 국부 발진기(14)에서의 국부 발진신호(LO)를 이용하여 저주파수 신호(5∼25MHz)로 변환한다. 그리고, 이 저주파수 신호는 가변 이득기(157), 전력 증폭기(158), 분파기(159), 스위치회로(133), 스위치회로(134)를 경유하고, 송신/수신신호 입출력단자(RX/TX)로부터 A/D컨버터(411)(도 4 참조)를 통하여 물리층 회로(21)(도 4 참조)에 송출된다. 또한 본 실시형태에서는, 복조시에 가변 이득기(157)의 제어단자에는 게인 0db의 지시신호가 입력된다.

도 2의 변복조회로(15)에서는 변조시에 스위치회로(131,132,133,134) 및 스위치회로(153)가 전환 제어신호(SC)에 의하여 각각 점선으로 나타내는 측에 세트되고, 물리층 회로(21)(도 4 참조)로부터 D/A컨버터(412)(도 4 참조)를 경유한 송신신호(5∼25MHz)는 송신/수신신호 입출력단자(RX/TX)로부터 RF회로(1)에 입력된다. 즉, 수신신호는 스위치회로(134), 스위치회로(132), 로 노이즈 증폭기(151), 분파기(152), 가변 이득기(155)를 통하여 이미지·리젝션·믹서(156)에 입력된다. 또한 본 실시형태에서는, 변조시에 가변 이득기(155)의 제어단자에는 게인 0db의 지시신호가 입력된다. 이미지·리젝션·믹서(156)에서는 입력신호를 국부 발진기(14)에서의 국부 발진신호(LO)를 이용하여 고주파수 신호(주파수 700MHz대의 신호)로 변환한다. 그리고, 이 고주파수 신호는 가변 이득기(157), 전력 증폭기(158), 분파기(159), 스위치회로(133)에 송출된다. 상기의 분파기(159)에 의하여 분파된 신호는 스위치회로(153)를 통하여 신호 강도 검출기(154)에 입력되고, 신호 강도 검출기(154)에서의 신호는 수신/송신신호 강도 신호 출력단자(RSSI/TSSI)로부터 도시하지 않은 제어장치에 송출된다. 이 제어장치에서는 송신 레벨 조정신호를 생성한다. 이 송신 레벨 조정신호는 송신 레벨 조정신호단자(TLA)로부터 가변 이득기(157)의 제어단자에 입력되고, 가변 이득기(157)의 이득이 조정된다. 그리고, 스위치회로(133)에서의 송신신호는 스위치회로(131), BPF(16)를 통하여 안테나 단자(ANT)로부터 안테나(17)(도 4 참조)에 송출된다.

이미지·리젝션·믹서(116)는 도 3에 나타낸 바와 같이 분파기(1161)와 이상(移相)기(1162)와, 믹서(1163,1164)와, 합성기(1165)로 구성된다. 분파기(1161)는 입력한 신호를 동상의 두 신호로 분파하여 믹서(1163,1164)에 송출한다. 국부 발진기(14)에서의 신호는 이상기(1162)에 입력되고, 이상기(1162)는 이상이 90°다른 두 신호를 믹서(1163,1164)에 출력한다. 여기에서, 믹서(1163)는 분파기(1161)에서의 신호와 이상기(1162)에서의 90°이상의 신호를 믹싱하여 합성기(1165)에 보낸다. 믹서(1164)는 분파기(1161)에서의 신호와 이상기(1162)에서의 0°이상의 신호를 믹싱하여 합성기(1165)에 보낸다. 합성기(1165)에서는 믹서(1164)에서의 신호를 90°이상시킨 신호와 믹서(1164)에서의 신호를 합성하고, 전력 증폭기(117)에 출력한다.

도 4는 본 발명의 RF회로의 다른 실시형태를 나타내는 설명도이다. 도 4에서의 RF회로(1)는 복조회로(11)와 변조회로(12)와 스위치회로(13)를 구비하고 있다. RF회로(1)는 물리층 회로(21)와 MAC회로(22)로 구성되는 회로(2)에 연결되고, 회로(2)는 컴퓨터(3)에 연결되어 있다.

복조회로(11)는 안테나(7)에 의하여 수신한 무선 주파수대 신호(여기서는 715M∼725MHz의 신호)를 임의 주파수(5MHz에서 20MHz)로 저하시켜서 물리층 회로(21)에 출력한다. 변조회로(12)는 물리층 회로(21)로부터 입력한 임의 주파수(5MHz에서 20MHz)의 신호를 무선 주파수(715M∼725MHz의 신호)로 상승시켜서 안테나(7)에 출력한다.

물리층 회로(21)는 전형적으로는 인터페이스 회로이다. 본 실시형태에서는 A/D컨버터(411), D/A컨버터(412)가 물리층 회로(21)와 RF회로(1)의 사이에 설치되어 있지만, 물리층 회로(21)에 설치할 수 있고, RF회로(1)에 설치할 수도 있다. 물리층 회로(21)는 MAC회로(22)에 연결되어 있고, 복조회로(11)에서의 신호는 MAC회로(22)로 보내지고, MAC회로(22)에서의 신호는 변조회로(12)로 보내진다. 안테나(7)는 스위치회로(13)를 통하여 복조회로(11)와 변조회로(12)에 연결된다. 스위치회로(13)는 외부로부터의 전환 신호(SC)에 의하여 안테나(7)를 복조회로(11)와 변조회로(12) 중 어느 한 쪽으로 전환할 수 있다.

1 - RF회로
2 - 물리층 회로 및 MAC회로로 구성되는 회로
3 - 컴퓨터 7,17 - 안테나
8 - 통신기기 11 - 복조회로
12 - 변조회로 13,131,132,133,134,153 - 스위치회로
14 - 국부 발진기 15 - 변복조회로
16 - BPF 21 - 물리층 회로
22 - MAC회로 116,156,IRM - 이미지·리젝션·믹서
117,158,A2 - 전력 증폭기 151,A1 - 로 노이즈 증폭기
152,159,1161 - 분파기 154 - 신호 강도 검출기
155,157 - 가변 이득기 412 - D/A컨버터
411 - A/D컨버터 1162 - 이상기(移相器)
1163,1164 - 믹서 1165 - 합성기
ANT - 안테나 단자 IC - 점유 면적
LAN - 무선 LO - 국부 발진신호
RLA - 수신 레벨 조정신호단자 SC - 전환 제어신호
TLA - 송신 레벨 조정신호단자

Claims (3)

1. 안테나에 의하여 수신한 무선 주파수대 신호를 임의 주파수로 저하시켜서 물리층 회로에 출력함과 동시에, 상기 물리층 회로로부터 입력한 임의 주파수 신호를 무선 주파수로 상승시켜서 상기 안테나에 출력하는 변복조회로를 내장한 RF회로로서,
   상기 변복조회로가 최소한 로 노이즈 증폭기와, 후단측의 이미지·리젝션·믹서와, 또 후단측의 전력 증폭기를 공통의 구성요소로서 포함하고,
   상기 안테나로부터의 신호를 상기 변복조회로를 통하여 상기 물리층 회로에 송출하는 신호와, 상기 물리층 회로로부터의 신호를 상기 변복조회로를 통하여 상기 안테나에 송출하는 신호 통로를 전환하는 스위치 회로를 구비한 것을 특징으로 하는 RF회로.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 로 노이즈 증폭기와 상기 이미지·리젝션·믹서의 사이에 설치된 수신 레벨 조정용의 가변 이득기와, 상기 이미지·리젝션·믹서와 상기 전력 증폭기의 사이에 설치된 송신 레벨 조정용의 가변 이득기를 더 구비한 것을 특징으로 하는 RF회로.
   
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   물리층 회로를 포함하는 다른 회로와 독립하여 집적화되어 있는 것을 특징으로 하는 RF회로.
   

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