KR20120024146A - 다중 경로 신호 수신 시스템 및 수신 방법 - Google Patents

Abstract

다중 채널 경로를 통해 다중 경로 신호를 수신하는 수신부; 및 상기 수신부를 통해 수신되는 각 경로별 신호의 위상을 보정하는 위상 보정회로부를 포함하여 이루어지며, 위상 보정회로부는 다수의 신호 경로에서 각각 위상을 검출하는 커플러; 상기 커플러를 통해 검출되는 신호의 수신 경로를 선택하는 스위치; 상기 스위치에 의해 선택된 경로의 수신 신호 중 어느 하나의 신호를 기준으로 하여 타 경로를 통해 수신되는 신호의 위상을 서로 비교하고 그 비교 결과를 출력하는 위상 비교기; 상기 위상 비교기의 비교 결과를 수신하여 위상 제어 신호를 출력하는 제어기; 및 상기 제어기로부터 제공되는 제어신호에 따라 국부발진기 신호의 위상을 조절하여 상기 하향 혼합기로 제공하는 위상 쉬프터를 포함하여 이루어진다.

Description

다중 경로 신호 수신 시스템 및 수신 방법{MULTI-MODE SIGNAL RECEIVING SYSTEM AND RECEIVING METHOD THEREOF}

본 발명은 다중 경로를 통해 수신되는 신호의 위상을 보정할 수 있는 다중 경로 신호 수신 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고속 이동체에 적용된 다중 경로 신호 수신 시스템 및 수신 방법에 관한 것이다.

일반적인 다중 경로 무선신호 수신 시스템은 도 1에 나타난 바와 같이, 다수의 대역 통과 필터(BPF: Band Pass Filter)(111, 113, 116, 121, 123, 126), 증폭기(112, 115, 117, 122, 125, 127), 혼합기(114, 124) 및 아날로그/디지털 변환기(ADC: Analog to Digital Convertor)(210, 220)를 포함하여 이루어진다.

이러한 구성의 종래 기술에 따른 수신 시스템은 대역 통과 필터, 증폭기, 혼합기 등을 지나면서 추출 탭(tap)의 위치 및 경로 길이, 외부온도 등에 따라 위상이 변화할 수 있으나 위상이 변하는 것에 대한 보정이 이루어지지 않는다. 따라서, 아날로그/디지털 변환기 앞 단의 신호의 크기 및 위상은 도 2에서 보는 바와 같이, 각 수신 신호의 크기 및 위상이 일치하지 않음을 알 수 있다.

결국, 다중 수신 시스템에서 각각의 동일한 블록 형태의 단계를 지나더라도 크기 및 위상이 변하여 채널별로 수신신호가 상이한 현상으로 인하여 위성신호의 탐색 및 추적의 정확도가 낮아지는 문제점이 있다.

본 발명은 다중 경로를 통해 수신되는 신호의 위상을 동일하게 유지할 수 있는 다중 경로 신호 수신 시스템 및 수신방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 모노 펄스 방사 패턴 이득을 높일 수 있는 다중 경로 신호 수신 시스템 및 수신방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 위성 신호의 탐색 및 추적의 정확도를 높일 수 있는 다중 경로 신호 수신 시스템 및 수신방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 다중 경로를 통해 수신되는 신호의 위상을 보정할 수 있는 다중 경로 신호 수신 시스템 및 수신방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은 2채널에서 N개의 채널까지 무한으로 위상을 보정할 수 있는 다중 경로 신호 수신 시스템 및 수신방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 본 발명의 목적에 따른 다중 경로 신호 수신 시스템은 다중 채널 경로를 통해 다중 경로 신호를 수신하는 수신부와, 상기 수신부를 통해 수신되는 각 경로별 신호의 위상을 보정하는 위상 보정회로부를 포함하여 이루어진다.

상기 본 발명의 세부적인 목적에 따른 다중 경로 신호 수신 시스템은 상기 수신부가 다중 경로 수신신호를 원형 도파관의 45°간격의 8개 탭(tap)으로 추출한다.

상기 본 발명의 세부적인 목적에 따른 다중 경로 신호 수신 시스템은 상기 수신부가 수신된 신호 중 소정 대역의 신호만을 통과시키는 대역 통과 필터와, 상기 대역 통과 필터를 거친 신호를 증폭하는 증폭기와, 상기 증폭기에 의해 증폭된 신호와 발진 신호를 수신하여 원하는 중간 주파수가 나타나도록 혼합하는 하향 혼합기를 포함하여 이루어진다.

상기 본 발명의 세부적인 목적에 따른 다중 경로 신호 수신 시스템은 상기 위상 보정회로부가 다수의 신호 경로에서 각각 위상을 검출하는 커플러와, 상기 커플러를 통해 검출되는 신호의 수신 경로를 선택하는 스위치와, 상기 스위치에 의해 선택된 경로의 수신 신호 중 어느 하나의 신호를 기준으로 하여 타 경로를 통해 수신되는 신호의 위상을 서로 비교하고 그 비교 결과를 출력하는 위상 비교기와, 상기 위상 비교기의 비교 결과를 수신하여 위상 제어 신호를 출력하는 제어기와, 상기 제어기로부터 제공되는 제어신호에 따라 국부발진기 신호의 위상을 조절하여 상기 하향 혼합기로 제공하는 위상 쉬프터를 포함한다.

상기 본 발명의 세부적인 목적에 따른 다중 경로 신호 수신 시스템은 상기 위상비교기가 위상의 차이에 상응하는 크기의 전압을 발생하여 상기 제어기로 전달한다.

상기 본 발명의 세부적인 목적에 따른 다중 경로 신호 수신 시스템은 상기 제어기가 위상 제어신호를 경로별로 순차적으로 제어하여 보정한다.

상기 본 발명의 목적에 따른 다중 경로 신호 수신 방법은 다중 경로를 통해 수신되는 신호 중 소정 대역의 신호만을 통과시키는 주파수 필터링 단계와, 소정 주파수 대역의 신호를 증폭하는 증폭단계와, 상기 증폭된 신호와 발진 신호를 혼합하여 중간 주파수를 생성하는 주파수 혼합단계와, 상기 중간 주파수의 수신 신호의 위상을 검출하는 커플링 단계와, 상기 커플링 단계을 통해 검출된 다수의 위상 신호 중 어느 하나의 신호를 기준으로 하여 타 경로를 통해 수신되는 신호의 위상을 서로 비교하고 그 비교 결과를 출력하는 위상 비교 단계와, 상기 위상 비교 결과에 따라 위상 제어 신호를 출력하는 제어단계와, 상기 위상 제어신호에 따라 국부발진기 신호의 위상을 조절하여 위상을 보정하는 위상 보정단계를 포함하여 이루어진다.

상기 본 발명의 세부적인 목적에 따른 다중 경로 신호 수신 방법은 상기 위상 비교 단계가 위상의 차이에 상응하는 크기의 전압을 발생한다.

상기 본 발명의 세부적인 목적에 따른 다중 경로 신호 수신 방법은 상기 제어단계가 경로별로 순차적으로 위상 제어신호를 출력한다.

본 발명에 따른 다중 경로 신호 수신 시스템 및 수신 방법은 다음과 같은 효과를 기대할 수 있다.

첫째, 위성 신호의 탐색 및 추적의 정확도를 높일 수 있다.

둘째, 다중 경로를 통해 수신되는 신호의 크기와 위상을 동일하게 유지할 수 있다.

셋째, 다중 경로를 통해 수신되는 신호의 위상을 보정할 수 있다.

넷째, 2채널에서 N개까지 무한으로 위상을 보정할 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 다중 경로 신호 수신 시스템의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 2는 도 1에 따른 다중 경로 신호 수신 시스템에서의 출력 신호를 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 다중 경로 신호 수신 시스템의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 4는 본 발명에 따른 다중 경로 신호 수신 방법의 진행과정을 나타낸 흐름도이다.
도 5는 본 발명에 따른 다중 경로 신호 수신 시스템에 의한 위상 보정 후 출력 신호를 나타낸 예시도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 사용한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 다중 경로 신호 수신 시스템의 구성을 나타낸 블럭도이고, 도 4는 본 발명에 따른 다중 경로 신호 수신 방법의 진행과정을 나타낸 흐름도이다.

본 발명에 따른 다중 경로 신호 수신 시스템은 크게 신호 수신부와 위상 보정회로부로 이루어지며, 상기 수신부는 다중 채널 경로를 통해 다중 경로 신호를 수신하는 역할을 수행하며, 위상 보정회로부는 상기 수신부를 통해 수신되는 각 경로별 신호의 위상을 보정하는 역할을 수행한다. 상기 수신부는 다중 경로 수신신호를 원형 도파관의 45°간격의 8개 탭(tap)으로 추출한다.

그 구성을 살펴보면 도 3에 도시된 바와 같이, 다중 수신 시스템의 다중 경로를 RX1, RX2, RX3, RX4 … RXN이라고 가정할 때, RX1을 기준 신호로 하고, 나머지 RX2, RX3, RX4 … RXN으로 들어오는 신호의 위상을 보정할 수 있다.

상기 수신부(100)는 일반적인 다중 경로 신호 수신 시스템의 구성과 유사한데, 그 구성은 수신된 신호 중 소정 대역의 신호만을 통과시키는 대역 통과 필터와, 상기 대역 통과 필터를 거친 신호를 증폭하는 증폭기, 및 상기 증폭기에 의해 증폭된 신호와 발진 신호를 수신하여 원하는 중간 주파수가 나타나도록 혼합하는 하향 혼합기를 포함하여 이루어진다.

위상 보정회로부는 다수의 신호 경로에서 각각 위상을 검출하는 커플러(311, 312, 313, 314); 상기 커플러(311, 312, 313, 314)를 통해 검출되는 신호의 수신 경로를 선택하는 스위치(320); 상기 스위치(320)에 의해 선택된 경로의 수신 신호 중 어느 하나의 신호를 기준으로 하여 타 경로를 통해 수신되는 신호의 위상을 서로 비교하고 그 비교 결과를 출력하는 위상 비교기(330); 상기 위상 비교기(330)의 비교 결과를 수신하여 위상 제어 신호를 출력하는 제어기(340); 및 상기 제어기(340)로부터 제공되는 제어신호에 따라 국부발진기 신호의 위상을 조절하여 상기 하향 혼합기로 제공하는 위상 쉬프터(351, 352, 353)를 포함하여 이루어진다.

본 발명에 따른 다중 경로 신호 수신 방법의 진행 단계는 도 4에 도시된 바와 같이, 다중 경로를 통해 수신되는 신호 중 소정 대역의 신호만을 통과시키는 주파수 필터링 단계(S401); 소정 주파수 대역의 신호를 증폭하는 신호 증폭단계(S402); 상기 증폭된 신호와 발진 신호를 혼합하여 중간 주파수를 생성하는 주파수 혼합단계(S403); 상기 중간 주파수의 수신 신호의 위상을 검출하는 커플링 단계(S404); 상기 커플링 단계를 통해 검출된 다수의 위상 신호 중 어느 하나의 신호를 기준으로 하여 타 경로를 통해 수신되는 신호의 위상을 서로 비교하고 그 비교 결과를 출력하는 위상 비교 단계(S405); 상기 위상 비교 결과에 따라 위상 제어 신호를 출력하는 제어단계(S406); 및 상기 위상 제어신호에 따라 국부발진기 신호의 위상을 조절하여 위상을 쉬프팅하는 위상 보정단계(S407)를 포함하여 이루어진다.

수신 경로 RX1으로 입력되는 신호는 필터링(S401) 및 증폭단계(S402)를 거친 후 하향 혼합기를 통해 중간 주파수로 변환되는 단계(S403)를 거치게 되며 이 신호는 커플러(311)를 통해 커플링(S404) 되어 위상 비교기(PD, Phase detector)(330) 기준 신호로 입력된다. 동시에 RX2, RX3, RX4, ... 경로 신호는 하향 혼합기를 통해 중간 주파수로 변환되며 커플러(312, 313, 314)로 통해 스위치(320)의 입력단에 각각 연결되고, 제어기(340)의 선택을 통해 기준 신호인 RX1의 신호와 위상 차이가 비교된다(S405).

위상 비교기(Phase detector)(330)는 입력되는 두 위상의 차이에 해당하는 크기의 전압을 발생하여 제어기(340)로 전달한다. 제어기(340)는 위상의 차이값을 전달받아 제어신호를 생성하여(S406), 위상 쉬프터(Phase shifter: PS1)(351)로 전달하여 위상을 보정한다(S407). RX1과 RX2 사이의 위상보정이 완료되면, 스위치(320)는 RX3 경로와 연결한다. 위상 비교기(330)는 다시 기준 신호 RX1의 위상과 RX3의 위상 차이를 비교하고, 두 위상의 차이에 해당하는 크기의 전압을 발생하여 제어기(340)로 전달한다. 제어기(340)는 위에서 설명한 바와 마찬가지의 동작으로 위상 쉬프터(352)에 보상 신호를 전달하여 위상을 보정한다. 위상 보정이 완료되면 스위치(320)는 다시 채널 경로 RX4로부터 수신되는 신호를 커플러(314)를 통해 커플링한다. 이후 위에서 설명한 바와 동일한 방식으로 제어기(340) 및 위상 쉬프터(353)를 통해 기준 경로 RX1과 위상 차이를 비교하여 보정하게 된다. 이와 같은 동작 단계를 통해 나머지 경로에 대한 신호 보정을 할 수 있다. 이와 같은 방식으로 다중채널 수신 경로는 2채널에서 N개의 채널까지 무한으로 위상을 보정할 수 있다.

도 5는 본 발명에 따른 다중 경로 신호 수신 시스템에 의한 위상 보정 후 출력 신호를 나타낸 예시도이다.

100: 수신부
111, 113, 116, 121, 123, 126: 대역통과필터(BPF)
112, 115, 117, 122, 125, 127: 증폭기
114, 124: 하향 혼합기
210, 220, 230, 240: 아날로그/디지털 변환기(ADC)
311, 312, 313, 314: 커플러 320: 스위치
330: 위상 비교기 340: 제어기
351, 352, 353: 위상 쉬프터

Claims (9)

1. 다중 채널 경로를 통해 다중 경로 신호를 수신하는 수신부; 및
   상기 수신부를 통해 수신되는 각 경로별 신호의 위상을 보정하는 위상 보정회로부를 포함하여 이루어지는 다중 경로 신호 수신 시스템.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 수신부는 다중 경로 수신신호를 원형 도파관의 45°간격의 8개 탭(tap)으로 추출하는 것을 특징으로 하는 다중 경로 신호 수신 시스템.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 수신부는,
   수신된 신호 중 소정 대역의 신호만을 통과시키는 대역 통과 필터;
   상기 대역 통과 필터를 거친 신호를 증폭하는 증폭기;
   상기 증폭기에 의해 증폭된 신호와 발진 신호를 수신하여 원하는 중간 주파수가 나타나도록 혼합하는 하향 혼합기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 경로 신호 수신 시스템.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 위상 보정회로부는,
   다수의 신호 경로에서 각각 위상을 검출하는 커플러;
   상기 커플러를 통해 검출되는 신호의 수신 경로를 선택하는 스위치;
   상기 스위치에 의해 선택된 경로의 수신 신호 중 어느 하나의 신호를 기준으로 하여 타 경로를 통해 수신되는 신호의 위상을 서로 비교하고 그 비교 결과를 출력하는 위상 비교기;
   상기 위상 비교기의 비교 결과를 수신하여 위상 제어 신호를 출력하는 제어기; 및
   상기 제어기로부터 제공되는 제어신호에 따라 국부발진기 신호의 위상을 조절하여 상기 하향 혼합기로 제공하는 위상 쉬프터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 경로 신호 수신 시스템.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 위상비교기는 위상의 차이에 상응하는 크기의 전압을 발생하여 상기 제어기로 전달하는 것을 특징으로 하는 다중 경로 신호 수신 시스템.
6. 제 4 항에 있어서,
   상기 제어기는 위상 제어신호를 경로별로 순차적으로 제어하여 보정하는 것을 특징으로 하는 다중 경로 신호 수신 시스템.
7. 다중 경로를 통해 수신되는 신호 중 소정 대역의 신호만을 통과시키는 주파수 필터링 단계;
   소정 주파수 대역의 신호를 증폭하는 증폭단계;
   상기 증폭된 신호와 발진 신호를 혼합하여 중간 주파수를 생성하는 주파수 혼합단계;
   상기 중간 주파수의 수신 신호의 위상을 검출하는 커플링 단계;
   상기 커플링 단계를 통해 검출된 다수의 위상 신호 중 어느 하나의 신호를 기준으로 하여 타 경로를 통해 수신되는 신호의 위상을 서로 비교하고 그 비교 결과를 출력하는 위상 비교 단계;
   상기 위상 비교 결과에 따라 위상 제어 신호를 출력하는 제어단계;
   상기 위상 제어신호에 따라 국부발진기 신호의 위상을 조절하여 위상을 쉬프팅하는 위상 보정단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 다중 경로 신호 수신 방법.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 위상 비교 단계는 위상의 차이에 상응하는 크기의 전압을 발생하는 것을 특징으로 하는 다중 경로 신호 수신 방법.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 제어단계는 경로별로 순차적으로 위상 제어신호를 출력하는 것을 특징으로 하는 다중 경로 신호 수신 방법.

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