KR20120038275A - High speed ook modulator and ook signal transmitter using the same - Google Patents

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KR20120038275A
KR20120038275A KR1020100099950A KR20100099950A KR20120038275A KR 20120038275 A KR20120038275 A KR 20120038275A KR 1020100099950 A KR1020100099950 A KR 1020100099950A KR 20100099950 A KR20100099950 A KR 20100099950A KR 20120038275 A KR20120038275 A KR 20120038275A
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박철순
이재진
은기찬
조성준
송인상
변철우
김홍이
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한국과학기술원
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    • H04L27/02Amplitude-modulated carrier systems, e.g. using on-off keying; Single sideband or vestigial sideband modulation
    • H04L27/04Modulator circuits; Transmitter circuits

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Abstract

PURPOSE: A high speed OOK modulator and an OOK signal transmitter using the same are provided to have a low signal transmission gain of a millimeter wave band to be large even using low power. CONSTITUTION: A first amplifier stage(300) and a second amplifier stage(310) use the same DC current path. A gate terminal of the first amplifier stage is connected to an input matching circuit(320). The input matching circuit is composed of first, second, and third microstrip lines and a capacitor of a DC block device. An interception circuit(330) is connected between a drain terminal of the first amplifier stage and a source terminal of the second amplifier stage. The second amplifier stage re-amplifies a signal, which is amplified and inputted to the gate terminal, through a mid-stage matching circuit(340). The amplified signal is outputted to an output terminal through an output matching circuit(350).

Description

고속 OOK 변조 장치와 이를 이용한 송신기{HIGH SPEED OOK MODULATOR AND OOK SIGNAL TRANSMITTER USING THE SAME}HIGH SPEED OOK MODULATOR AND OOK SIGNAL TRANSMITTER USING THE SAME}

본 발명은 밀리미터파 대역의 OOK 신호 변조 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 적은 전력 소모로 이동 단말기와 같은 휴대용 통신 기기에 탑재가 가능하며, 신호 손실과 신호 누출이 큰 반도체 공정을 기반으로 밀리미터 대역의 회로를 이용한 고속 데이터 무선 전송에 적합한 고속 OOK 변조 장치와 이를 이용한 송신기에 관한 것이다.The present invention relates to a OOK signal modulation device of the millimeter wave band, and more particularly, it can be mounted on a portable communication device such as a mobile terminal with low power consumption, and is based on a semiconductor process having a large signal loss and signal leakage. A high-speed OOK modulation device suitable for high-speed data wireless transmission using a circuit and a transmitter using the same.

본 발명은 교육과학기술부의 선도연구센터(ACE)육성사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[과제관리번호: 2008-0057355, 과제명: 가변 RF SoCSoP].
The present invention is derived from the research conducted as part of the ACE training project (Task Management No .: 2008-0057355, Task name: Variable RF SoCSoP).

최근 밀리미터파 수요가 증대되고 있으며, 이러한 요구에 맞추어 국제표준화기구인 IEEE 802.15.3c와 ECMA international TC 48은 밀리미터파 대역 중 하나인 60GHz 대역의 주파수를 이용하여 대용량 단거리 무선 통신 표준화를 완료하였다. 특히, 각 표준화 단체에서는 가장 큰 응용 기술 분야 중 하나로 이동 단말기를 이용한 수 Gbps 급의 고속 데이터 단거리 통신을 제시하고 있다. 하지만, 이동 단말기를 이용한 이러한 응용 기술은 이동 단말기 내의 제한적 전력으로 인한 시스템의 저전력화가 무엇보다도 중요한 이슈가 된다.Recently, millimeter wave demand is increasing, and according to such demand, international standardization bodies IEEE 802.15.3c and ECMA international TC 48 have completed the standardization of large-capacity short-range wireless communication using the frequency of 60 GHz band which is one of the millimeter wave bands. In particular, each standardization organization proposes a high-speed data short-range communication of several Gbps using a mobile terminal as one of the largest application technologies. However, in such an application technology using a mobile terminal, lowering power of the system due to limited power in the mobile terminal becomes an important issue.

통신 시스템의 저전력화를 위하여 여러 방법이 제시되고 있으며, 이중 OOK 변조 방식을 이용한 셀프-헤테로다인 구조는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 시스템 구조의 간략화와 함께 PLL과 같은 국부 발진기의 고정 회로와 같은 전력 소모가 큰 부품을 포함시킬 필요가 없기 때문에 시스템 전체의 전력 소모를 획기적으로 감소시킬 수 있어 저전력을 요하는 이동 단말기의 탑재에 적합하다.Various methods have been proposed for lowering the power of a communication system, and a self-heterodyne structure using the dual OOK modulation scheme is shown in FIGS. 1 and 2, and a local oscillator such as a PLL is fixed with a simplified system structure. Since there is no need to include high power consumption components such as circuits, the power consumption of the entire system can be dramatically reduced, which is suitable for mounting a mobile terminal requiring low power.

도 1은 일반적인 이동 단말기에 탑재 가능한 밀리미터파 대역의 Gbps 고속 OOK 신호 변조 장치가 적용된 송신기를 도시한 도면으로서, 입력단을 통해 Gbps OOK 데이터 신호를 입력받아 이를 변조하여 출력하는 변조기(100) 및 안테나(ANT)를 통해 변조기(100)에서 출력되는 신호를 송신한다. 다시말해서, 도 1에 도시된 송신기는 셀프-히테로다인(self heterodyne) 구조의 OOK 변조 방법을 이용하는 신호를 송신하는 장치이다.1 is a diagram illustrating a transmitter to which a Gbps high-speed OOK signal modulator of a millimeter wave band that can be mounted in a general mobile terminal is applied, and a modulator 100 and an antenna for receiving and modulating and outputting a Gbps OOK data signal through an input terminal ( ANT) to transmit a signal output from the modulator 100. In other words, the transmitter shown in FIG. 1 is a device for transmitting a signal using a OOK modulation method of a self-heterodyne structure.

이러한 셀프-히테로다인 구조의 OOK 변조 방법이 적용된 송신 장치는 수신 장치에서 OOK 신호를 복조하기 위해서 OOK 데이터 신호와 더불어 로컬 캐리어(local carrier) 신호를 동시에 송신하며, 송신 장치의 변조기(100)는 일반적인 전력 증폭기를 대신하여 OOK 데이터 신호가 "1"일 경우 전력 소모와 동시에 큰 출력 신호를 안테나를 통해 전송하고, OOK 데이터 신호가 "0"일 경우 전류가 흐르지 않게 되며 출력으로 아무런 신호가 발생하지 않게 된다. The transmitting device to which the self-heterodyne OOK modulation method is applied simultaneously transmits a local carrier signal together with the OOK data signal in order to demodulate the OOK signal in the receiving device, and the modulator 100 of the transmitting device If the OOK data signal is "1" instead of the general power amplifier, the large output signal is transmitted through the antenna at the same time as the power consumption. If the OOK data signal is "0", no current flows and no signal is generated as the output. Will not.

일반적인 시스템에서 사용되는 전력증폭기의 경우, 시스템 내에서 가장 큰 전력소모를 하고 있으며, 또한 전력증폭기의 입력단으로 받는 데이터 신호와는 상관없이 항상 큰 전력을 소모하고 있다. 하지만, 본 발명의 실시 예에 따르면, OOK 데이터 신호가 "1"일 경우 전력 소모를 하고, OOK 데이터 신호가 "0"일 때 전류를 차단시킴으로써, 입력데이터에 따른 평균 전력소모량을 감소시켜, 결과적으로 저전력 구조의 송신 장치를 구현할 수 있다.The power amplifier used in the general system consumes the most power in the system and consumes a lot of power regardless of the data signal received at the input of the power amplifier. However, according to an exemplary embodiment of the present invention, when the OOK data signal is "1", power is consumed, and when the OOK data signal is "0", the current is cut off, thereby reducing the average power consumption according to the input data. As a result, a transmission apparatus having a low power structure can be implemented.

이러한 송신 장치에서 OOK 변조되어 전송되는 신호는 도 2에 도시된 바와 같은 수신 장치에서 수신되는데, 수신 장치는 신호를 수신하는 안테나(ANT)를 통해 변조된 OOK 데이터 신호와 로컬 캐리어 신호를 수신하는 수신부(200), 제곱 검파기(210) 및 버퍼 증폭기(220) 등을 포함할 수 있다. 여기에서, 수신부(200)는 저잡음 증폭기(LNA : Low-Noise Amplifier)를 포함할 수 있다.The signal transmitted by OOK modulated by such a transmitter is received by a receiver as shown in FIG. 2, which receives a modulated OOK data signal and a local carrier signal through an antenna ANT that receives the signal. 200, a square detector 210, a buffer amplifier 220, and the like. Here, the receiver 200 may include a low noise amplifier (LNA).

제곱 검파기(210)는 수신부(200)를 통해 수신한 변조된 OOK 데이터 신호와 로컬 캐리어 신호를 제곱 검파 방식으로 복조하여 OOK 데이터 신호를 생성하며, 생성된 OOK 데이터 신호는 버퍼 증폭기(220)를 통해 출력된다.The square detector 210 generates a OOK data signal by demodulating the modulated OOK data signal and the local carrier signal received through the receiver 200 in a square detection method, and the generated OOK data signal through the buffer amplifier 220. Is output.

도 2에 도시된 수신 장치는 송신 장치에서 송신된 로컬 캐리어 신호를 다시 복조 시 이용하기 때문에 추가적이 로컬 신호 생성기가 필요하지 않게 된다.Since the receiving apparatus shown in FIG. 2 uses the local carrier signal transmitted from the transmitting apparatus again in demodulation, an additional local signal generator is not needed.

이러한 송신기에서 OOK 변조 장치를 설계할 때 가장 중요한 항목은 OOK 제어 신호의 온-스테이트와 오프-스테이트에 따라 변조 장치의 출력 단에서 확인되는 변조된 신호의 크기 차이, 즉 온/오프 아이솔레이션 크기와 온-스테이트에서 전달되는 신호의 이득 값 및 처리 가능한 데이터 속도이다.When designing a OOK modulator in such a transmitter, the most important item is the magnitude difference of the modulated signal seen at the output of the modulator according to the on-state and off-state of the OOK control signal, namely on / off isolation size and on The gain value and the data rate at which the signal is delivered in the state.

이러한 OOK 변조 장치의 구조는 크게 수동 스위치의 스위칭 동작에 의한 변조 방법, 증폭기의 스위칭에 의한 변조 방법 및 국부발진기를 직접 스위칭 함에 따른 변조 방법으로 나눌 수 있다. 특히, 밀리미터파 대역은 주파수 특성 상 MMIC 내에서 충분한 신호 전달 이득을 갖기 어려울 뿐만 아니라 기생성분에 많은 영향을 받고, 이에 따른 신호 누출이 커 고성능 회로 설계에 어려움이 크다. 이런 이유로, 2008년 국제 학회 ASSCC에 발표된 밀리미터파 대역의 OOK 변조 장치 중 하나인 60GHz 무선 통신을 위한 8Gbps CMOS ASK 변조 장치는 여러 개의 수동 스위치를 제어 신호로 스위칭 시키는 기법을 적용한 경우로, 온-스테이트에서의 전달 손실이 6.6dB로 매우 크며, 26.6dB의 온/오프 아이솔레이션 특성을 보이고 있다.The structure of the OOK modulation apparatus can be broadly divided into a modulation method by a switching operation of a manual switch, a modulation method by a switching of an amplifier, and a modulation method by directly switching a local oscillator. In particular, the millimeter wave band is not only difficult to have a sufficient signal transmission gain in the MMIC due to its frequency characteristics, but also greatly affected by parasitic components. For this reason, the 8 Gbps CMOS ASK modulator for 60 GHz radios, one of the millimeter-wave OOK modulators presented at the ASSCC in 2008, is a case of applying a technique for switching several passive switches to control signals. The propagation loss in the state is very high at 6.6dB, with on / off isolation of 26.6dB.

또한, 2007년 IEEE MWCL 국제저널에 발표된 OOK 변조 장치는 국부 발진기를 직접 스위칭시킴으로써, 오프-스테이트에서 아무런 신호가 발생되지 않게 하여 50dB의 큰 아이솔레이션을 얻을 수 있지만, 가능한 데이터 처리 속도가 1Gbps 이하이며, 소모 전력이 50mW로 매우 크다. 또한, 이러한 성능을 위해서 1Vp-p의 큰 스위칭 제어 신호가 필요하다. In addition, the OOK modulator, published in the IEEE MWCL International Journal in 2007, switches local oscillators directly, resulting in 50dB of isolation with no signal generated off-state, but with a possible data throughput of less than 1Gbps. Power consumption is very large, 50mW. In addition, a large switching control signal of 1Vp-p is required for this performance.

2009년 국제학회 ASSCC에 발표된 OOK 변조 장치의 경우에는 일반적인 캐스케이드(cascade) 구조의 증폭기에서 공통 게이트(common gate) 증폭단의 게이트 DC 바이어스로 제어 신호를 직접 인가시킨 후 본 신호가 공통 소스(common source) 증폭단의 드레인-소스 사이의 전압을 스위칭 시키게 되어 결국 OOK 변조가 이루어진다. In the case of the OOK modulator presented at the ASSCC in 2009, the control signal is directly applied to the gate DC bias of the common gate amplifier in a cascade structure amplifier, and then the signal is a common source. Switching the voltage between the drain and the source of the amplifier stage results in OOK modulation.

그러나, 2009년 국제학회 ASSCC에 발표된 OOK 변조 장치는 오프-스테이트에서 드레인-소스 사이의 전압을 낮추는 방법으로 공통 소스 중폭단이 확실히 꺼지게 하는 것이 사실상 불가능하기 때문에 10dB의 낮은 온/오프 아이솔레이션 특성을 보인다.However, the OOK modulator, presented to the ASSCC in 2009, has a low 10dB on / off isolation characteristic because it is virtually impossible to turn off the common source heavy-duty by lowering the voltage between off-state and drain-source. see.

이외에도, 2003년 미국특허에 발표된 5.8GHz 대역을 이용한 ETC(Electronic Toll Collection)용ASK 변조 장치는 직렬로 연결된 두 개의 공통 소스 중폭기에 게이트 바이어스를 직접 제어시킴으로써, OOK 변조를 시키지만, 큰 전력 소모와 더불어 OOK 기저대역 신호의 입력 부분인 게이트 바이어스 부분의 로우 패스 필터 형태의 소자 조합은 Gbps 이상의 고속 데이터 처리를 불가능하게 하는 단점을 가지고 있다.In addition, the ASK modulator for the Electronic Toll Collection (ETC), using the 5.8 GHz band published in the 2003 U.S. Patent, controls OOK modulation by directly controlling the gate bias to two series-connected common source amplifiers. In addition, the combination of the low pass filter type of the gate bias portion, which is the input portion of the OOK baseband signal, has a disadvantage in that high-speed data processing of more than Gbps is impossible.

이와 같은 종래의 OOK 변조 장치에서 알 수 있듯이, 주파수 특성상 회로의 낮은 신호 이득과, 신호 누출 현상 등의 단점을 가지고 있으며, 저가격, 저전력을 위해 사용되는 CMOS 공정을 이용하여 변조 장치를 설계할 경우 단점은 더욱 더 커지게 된다. 특히, 최근에 밀리미터파 대역에서 개발된 CMOS 기반의 OOK 송수신기의 경우 역시, 매우 낮은 이득과, 낮은 온/오프 아이솔레이션, Gbps 급의 고속 데이터 처리의 부족, 큰 제어 신호의 필요, 그리고 여전히 높은 전력 소모를 보여주고 있다.As can be seen from the conventional OOK modulator, it has disadvantages such as low signal gain and signal leakage of the circuit due to its frequency characteristics, and it is a disadvantage when designing a modulator using a CMOS process used for low cost and low power. Becomes even bigger. In particular, CMOS-based OOK transceivers, recently developed in the millimeter wave band, also have very low gain, low on / off isolation, lack of high-speed data processing at Gbps, the need for large control signals, and still high power consumption. Is showing.

이런 이유로, 신호 손실이 크고, 신호누출도 큰 밀리미터 대역에서 뛰어난 온/오프 아이솔레이션 특성과 Gbps 이상의 고속 데이터 처리가 가능한 저전력 구조를 갖는 OOK 변조 장치의 개발이 절실히 요구되고 있다.
For this reason, there is an urgent need for the development of a OOK modulation device having a low power structure capable of high on / off isolation characteristics and high-speed data processing of Gbps in the millimeter band with high signal loss and high signal leakage.

상기와 같은 요구에 의해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 적은 전력 소모로 이동 단말기와 같은 휴대용 통신 기기에 탑재가 가능하며, 신호 손실과 신호 누출이 큰 반도체 공정을 기반으로 밀리미터 대역의 회로를 이용한 고속 데이터 무선 전송에 적합한 고속 OOK 변조 장치와 이를 이용한 송신기를 제공하는데 있다.The object of the present invention can be mounted in a portable communication device such as a mobile terminal with a low power consumption, using a millimeter band circuit based on a semiconductor process with a large signal loss and signal leakage. The present invention provides a high-speed OOK modulation device suitable for high-speed data wireless transmission and a transmitter using the same.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

본 발명의 일측면에 따르면, 본 발명의 실시 예에 따른 고속 OOK 변조 장치는, 게이트 바이어스 입력단으로 OOK 제어 신호를 입력받아 스위칭 동작을 하고, 상기 스위칭 동작을 통해 밀리미터파 신호를 증폭하여 출력하는 제 1 증폭단과, 상기 OOK 제어 신호를 게이트 바이어스 입력단을 통해 제공받아 스위칭 동작을 하고, 온-스테이트 동작 시 상기 OOK 제어 신호에 의해 소스단이 그라운드되어 상기 제 1 증폭단에서 출력되는 신호를 게이트단으로 입력받아 증폭하여 출력하는 제 2 증폭단과, 상기 제 2 증폭단에 의해 증폭된 신호를 입력받아 출력하는 출력 매칭 회로부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, the high-speed OOK modulation apparatus according to an embodiment of the present invention, the switching operation receives the OOK control signal to the gate bias input stage, and amplifying and outputting the millimeter wave signal through the switching operation The first amplifier and the OOK control signal are received through a gate bias input stage to perform a switching operation, and during the on-state operation, the source terminal is grounded by the OOK control signal and the signal output from the first amplifier stage is input to the gate stage. And a second amplifier stage for receiving and amplifying and outputting the signal, and an output matching circuit unit for receiving and outputting a signal amplified by the second amplifier stage.

본 발명의 실시 예에 따른 고속 OOK 변조 장치는 상기 제 1 증폭단의 증폭된 밀리미터파 신호가 상기 제 2 증폭단의 소스단으로 입력되는 것을 차단시켜 상기 제 2 증폭단을 그라운드시키는 차단 회로부를 더 포함할 수 있다.The high-speed OOK modulation apparatus according to an embodiment of the present invention may further include a blocking circuit unit for grounding the second amplifier stage by blocking the amplified millimeter wave signal of the first amplifier stage from being input to the source terminal of the second amplifier stage. have.

본 발명의 실시 예에 따른 고속 OOK 변조 장치에서 상기 차단 회로부는, 마이크로 스트립 라인과 캐패시터로 구성될 수 있다.In the high-speed OOK modulation apparatus according to an embodiment of the present invention, the blocking circuit unit may include a micro strip line and a capacitor.

본 발명의 실시 예에 따른 고속 OOK 변조 장치는 적어도 하나 이상의 마이크로 스트립 라인과 DC 블록용 소자로 이루어지며, 상기 밀리미터파 신호를 입력받아 상기 제 1 증폭단에 제공하는 입력 매칭 회로부를 포함할 수 있다.The high-speed OOK modulation apparatus according to an embodiment of the present invention may include at least one micro strip line and a DC block element, and may include an input matching circuit unit configured to receive the millimeter wave signal and provide it to the first amplifier stage.

본 발명의 실시 예에 따른 고속 OOK 변조 장치에서 상기 입력 매칭 회로부는, 상기 OOK 제어 신호를 일단으로 인가받는 제 1 마이크로 스트립 라인과, 상기 밀리미터파 신호가 입력되는 입력단에 연결된 상기 DC 블록용 소자와 병렬 연결되며, 상기 제 1 마이크로 스트립 라인의 타단과 연결되는 제 2 마이크로 스트립 라인과, 상기 제 1 증폭단의 입력단과 상기 제 1 마이크로 스트립 라인의 타단 사이에 연결되는 제 3 마이크로 스트립 라인을 포함할 수 있다.In the high-speed OOK modulation apparatus according to an embodiment of the present invention, the input matching circuit unit may include: a first micro strip line receiving the OOK control signal at one end; and the DC block element connected to an input terminal to which the millimeter wave signal is input. A second micro strip line connected in parallel and connected to the other end of the first micro strip line, and a third micro strip line connected between an input end of the first amplifying stage and the other end of the first micro strip line. have.

본 발명의 실시 예에 따른 고속 OOK 변조 장치는 상기 게이트 바이어스 입력단에 병렬 연결되며, 상기 제 1 마이크로 스트립 라인에 연결되는 캐패시터를 포함할 수 있다.The high-speed OOK modulator according to an embodiment of the present invention may include a capacitor connected in parallel with the gate bias input terminal and connected to the first micro strip line.

본 발명의 실시 예에 따른 고속 OOK 변조 장치에서 상기 제 1 마이크로 스트립 라인은, 특정 주파수에서 λ/4 파장을 갖는 것을 특징으로 한다.In the high-speed OOK modulation apparatus according to an embodiment of the present invention, the first micro strip line has a λ / 4 wavelength at a specific frequency.

본 발명의 실시 예에 따른 고속 OOK 변조 장치에서 상기 DC 블록용 소자는, 캐패시터인 것을 특징으로 한다.In the high-speed OOK modulation apparatus according to an embodiment of the present invention, the DC block element is a capacitor.

본 발명의 실시 예에 따른 고속 OOK 변조 장치는 상기 제 1 증폭단에 의해 증폭된 밀리미터파 신호를 상기 제 2 증폭단의 게이트단에 인가시키는 중간단 매칭 회로부를 포함할 수 있다.The fast OOK modulation apparatus according to the embodiment of the present invention may include an intermediate stage matching circuit unit for applying the millimeter wave signal amplified by the first amplifier stage to the gate terminal of the second amplifier stage.

본 발명의 실시 예에 따른 고속 OOK 변조 장치에서 상기 중간단 매칭 회로부는, 상기 제 1 증폭단의 출력단과 병렬 연결되며, 상기 제 1 증폭단에 의해 증폭된 밀리미터파 신호를 제공받는 제 1 캐패시터와, 상기 제 1 캐패시터와 병렬 연결되는 제 1 마이크로 스트립 라인과, 일단으로 상기 OOK 제어 신호를 입력받는 제 2 마이크로 스트립 라인과, 상기 제 2 증폭단의 게이트단과 연결되며, 상기 제 1 마이크로 스트립 라인과 병렬로 연결되는 제 3 마이크로 스트립 라인을 포함할 수 있다. In the high-speed OOK modulation apparatus according to an embodiment of the present invention, the intermediate stage matching circuit unit is connected in parallel with the output terminal of the first amplifier stage, the first capacitor receiving the millimeter wave signal amplified by the first amplifier stage, and A first micro strip line connected in parallel with a first capacitor, a second micro strip line receiving the OOK control signal at one end, a gate end of the second amplifying stage, and connected in parallel with the first micro strip line And a third micro strip line to be formed.

본 발명의 실시 예에 따른 고속 OOK 변조 장치는 상기 게이트 바이어스 입력단에 연결되며, 상기 제 2 마이크로 스트립 라인과 병렬 연결되는 제 2 캐패시터를 포함할 수 있다.The high-speed OOK modulator according to an embodiment of the present invention may include a second capacitor connected to the gate bias input terminal and connected in parallel with the second micro strip line.

본 발명의 실시 예에 따른 고속 OOK 변조 장치에서 상기 제 2 마이크로 스트립 라인은, 특정 주파수에서 λ/4 파장을 갖는 것을 특징으로 한다. In the high-speed OOK modulation apparatus according to an embodiment of the present invention, the second micro strip line has a λ / 4 wavelength at a specific frequency.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 상기 고속 OOK 변조 장치에 의해 변조된 OOK 데이터 신호와 로컬 캐리어 신호를 송신하는 송신기일 수 있다.
According to another aspect of the present invention, the present invention may be a transmitter for transmitting a OOK data signal and a local carrier signal modulated by the fast OOK modulation device.

본 발명은 제 1 증폭단에 의해 증폭된 신호에 의해 2 증폭단이 공통 소스 증폭기로 동작하게 되어 제 2 증폭단에서 제 1 증폭단에서 증폭된 신호를 증폭하여 출력함으로써, 밀리미터파 대역의 낮은 신호 전송이득을 적은 전력 사용으로도 크게 만들 수 있는 잇점이 있다.According to the present invention, the two amplification stages act as a common source amplifier by the signal amplified by the first amplification stage, thereby amplifying and outputting the signal amplified by the first amplifying stage from the second amplifying stage, thereby reducing the signal transmission gain of the millimeter wave band. There is an advantage that can be made large by using power.

또한, 본 발명은 제 1, 2 증폭단을 이용하고, 마이크로 스트립 라인을 이용하여 변조 장치를 구현함으로써, 주파수 특성 상 신호 손실이 크고, 신호 누출도 큰 밀리미터파 대역에서 뛰어난 온/오프 아이솔레이션 특성과 Gbps 이상의 고속 데이터 처리가 가능한 저전력 구조를 갖는 OOK 변조 장치를 제공할 수 있다.
In addition, the present invention implements a modulation device using the first and second amplification stages, and microstrip lines, thereby providing excellent on / off isolation characteristics and Gbps in a millimeter wave band having a high signal loss and a high signal leakage due to frequency characteristics. It is possible to provide a OOK modulation device having a low power structure capable of high-speed data processing.

도 1은 일반적인 이동 단말기에 탑재 가능한 밀리미터파 대역의 Gbps 고속 OOK 신호 변조 장치가 적용된 송신 장치를 도시한 도면,
도 2는 일반적인 이동 단말기에 탑재 가능한 밀리미터파 대역의 Gbps 고속 OOK 신호 변조 장치에 의해 변조된 신호를 수신하는 수신 장치를 도시한 도면,
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 OOK 변조기의 내부 구성을 도시한 회로도,
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 변조 장치에서 2Gbps의 OOK 데이터 기저대역 입력 신호와 이에 따라 OOK 변조 장치 출력 부분의 OOK 변조된 60GHz 출력 신호 파형을 도시한 도면이며,
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 변조 장치의 온-스테이트 상태일 경우와 오프-스테이트 상태일 경우 각각의 이득 곡선을 도시한 그래프이며,
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 변조 장치에서 온/오프 아이솔레이션 특성 곡선을 도시한 그래프.
1 is a diagram illustrating a transmitter to which a Gbps high-speed OOK signal modulator of a millimeter wave band that can be mounted in a general mobile terminal is applied;
2 is a view showing a receiving device for receiving a signal modulated by a millimeter wave band Gbps high-speed OOK signal modulation device that can be mounted in a general mobile terminal;
3 is a circuit diagram showing an internal configuration of a OOK modulator according to an embodiment of the present invention;
4 is a view illustrating a 2 Gbps OOK data baseband input signal and a OOK modulated 60 GHz output signal waveform of an output portion of a OOK modulator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a graph illustrating gain curves in an on-state state and an off-state state of a modulation device according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph illustrating on / off isolation characteristic curves in a modulation device according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. The objects and effects of the present invention and the technical configurations for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like.

그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. The present embodiments are merely provided to complete the disclosure of the present invention and to fully inform the scope of the invention to those skilled in the art, and the present invention is defined by the scope of the claims. It will be. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 고속 OOK 변조 장치의 내부 구성을 도시한 회로도로서, 더욱 상세하게는 전류 재사용(current reuse) 구조를 기본 증폭 구조로 하여 전체 전력 소모를 최소화시키는 OOK 변조기의 내부 회로 구성을 도시하고 있다.3 is a circuit diagram illustrating an internal configuration of a high-speed OOK modulation apparatus according to an embodiment of the present invention, and more specifically, the inside of the OOK modulator that minimizes overall power consumption by using a current reuse structure as a basic amplifying structure. The circuit configuration is shown.

본 발명의 실시 예에 따른 OOK 변조기는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 증폭단(300)과 제 2 증폭단(310)이 동일한 DC 전류 패스를 사용한다. 여기에서, 제 1, 2 증폭단(300, 310)은 트랜지스터에 의해 구현될 수 있다.As illustrated in FIG. 3, the OOK modulator according to an exemplary embodiment of the present invention uses the same DC current path for the first amplifier stage 300 and the second amplifier stage 310. Here, the first and second amplifier stages 300 and 310 may be implemented by transistors.

제 1 증폭단(300)은 게이트단에 입력 매칭 회로부(320)가 연결되어 있으며, 드레인단에 제 2 증폭단(310)의 소스단이 연결되어 있다. 여기에서, 입력 매칭 회로부(320)는 제 1, 2, 3 마이크로 스트립 라인(MS1, MS2, MS3)과 DC 블록용 소자인 캐패시터(C1)로 구성될 수 있다.In the first amplifier 300, an input matching circuit 320 is connected to a gate terminal, and a source terminal of the second amplifier 310 is connected to a drain terminal. Here, the input matching circuit unit 320 may include first, second and third micro strip lines MS1, MS2 and MS3, and a capacitor C1, which is a device for a DC block.

제 1 증폭단(300)은 게이트단에 연결된 입력 매칭 회로부(320)를 통해 신호, 즉 밀리미터파 신호를 제공받아 증폭하여 드레인단으로 출력하며, 드레이단에 출력되는 증폭된 신호는 차단 회로부(330)에 의해 제 2 증폭단(310)의 소스단에 인가되지 않고 중간단 매칭 회로부(340)를 통해 제 2 증폭단(310)의 게이트단에 인가된다.The first amplifying stage 300 receives a signal, that is, a millimeter wave signal, is amplified and output to the drain stage through the input matching circuit 320 connected to the gate stage, and the amplified signal output to the drain stage is a blocking circuit unit 330. Rather than being applied to the source terminal of the second amplifying stage 310, it is applied to the gate terminal of the second amplifying stage 310 through the intermediate stage matching circuit 340.

한편, 제 1, 2 증폭단(300, 310)은 게이트 DC 바이어스 입력 부분인 Vmod1, Vmod2로 OOK 기저대역 데이터 신호, 즉 OOK 제어 신호를 입력받아 스위칭 동작을 수행한다. 즉, Vmod1로 입력된 OOK 제어 신호는 제 1 증폭단(300)을 스위칭 동작시키며, Vmod2로 입력된 OOK 제어 신호는 제 2 증폭단(310)을 스위칭 동작시킨다.Meanwhile, the first and second amplifying stages 300 and 310 receive a OOK baseband data signal, that is, a OOK control signal, through the gate DC bias input portions Vmod1 and Vmod2 to perform a switching operation. That is, the OOK control signal input to Vmod1 switches the first amplifier stage 300, and the OOK control signal input to Vmod2 switches the second amplifier stage 310.

제 1 증폭단(300)에 연결된 입력 매칭 회로부(320)는 밀리미터파 신호가 입력되는 입력단(IN)에 연결되는 캐패시터(C1), 캐패시터(C1)와 병렬로 연결되는 제 2 마이크로 스트립 라인(MS2), 제 2 마이크로 스트립 라인(MS2)과 병렬로 연결되는 제 1 마이크로 스트립 라인(MS1), 제 1 증폭단(300)의 게이트단과 연결되고 제 1 마이크로 스트립 라인(MS1)과 병렬로 연결되는 제 3 마이크로 스트립 라인(MS3)을 포함할 수 있다. 여기에서, 캐패시터(C1)는 DC 블록용 소자이다.The input matching circuit 320 connected to the first amplifying stage 300 has a capacitor C1 connected to the input terminal IN to which the millimeter wave signal is input, and a second micro strip line MS2 connected in parallel with the capacitor C1. The first micro strip line MS1 connected in parallel with the second micro strip line MS2 and the third micro signal connected in parallel with the gate terminal of the first amplifying stage 300 and connected in parallel with the first micro strip line MS1. It may include a strip line MS3. Here, the capacitor C1 is a device for DC blocks.

게이트 DC 바이어스 입력 부분인 Vmod1에 병렬로 연결되는 캐패시터(C2)는 제 1 마이크로 스트립 라인(MS1)과 병렬로 연결되며, 접지되어 있다.The capacitor C2 connected in parallel to the gate DC bias input portion Vmod1 is connected in parallel with the first micro strip line MS1 and is grounded.

제 1 증폭단(300)에 의해 증폭된 밀리미터파 신호는 제 2 증폭단(310)의 소스단으로의 입력을 차단시킴과 더불어 제 5 내지 제 7 마이크로 스트립 라인(MS5 내지 MS7)과 캐패시터(C3)로 이루어진 중간단 매칭 회로부(340)를 통해 제 2 증폭단(310)의 게이트단에 입력된다.The millimeter wave signal amplified by the first amplifying stage 300 blocks the input of the second amplifying stage 310 to the source terminal, and passes through the fifth to seventh micro strip lines MS5 to MS7 and the capacitor C3. The input terminal is input to the gate terminal of the second amplifier stage 310 through the intermediate stage matching circuit 340.

제 1 증폭단(300)의 드레인단과 제 2 증폭단(310)의 소스단 사이에는 차단 회로부(330)가 연결되어 있는데, 차단 회로부(330)는 제 2 증폭단(310)의 소스단과 제 1 증폭단(300)의 드레인단 사이에 연결되는 제 4 마이크로 스트립 라인(MS4)과 제 4 마이크로 스트립 라인(MS4)과 병렬로 연결되는 캐패시터(C4)로 구성될 수 있다.A blocking circuit unit 330 is connected between the drain terminal of the first amplifier stage 300 and the source terminal of the second amplifier stage 310, and the blocking circuit unit 330 is the source terminal of the second amplifier stage 310 and the first amplifier stage 300. The fourth micro strip line MS4 and the capacitor C4 connected in parallel with the fourth micro strip line MS4 may be configured to be connected between the drain terminals of the plurality of capacitors.

이러한 차단 회로부(330)는 제 1 증폭단(300)에서 출력되는 증폭된 신호가 제 2 증폭단(310)의 소스단으로 입력되는 것을 차단시키며, 이에 따라 제 2 증폭단(310)은 공통 소스 증폭기로 동작할 수 있다.The blocking circuit unit 330 blocks the amplified signal output from the first amplifier stage 300 from being input to the source terminal of the second amplifier stage 310. Accordingly, the second amplifier stage 310 operates as a common source amplifier. can do.

제 2 증폭단(310)은 중간단 매칭 회로부(340)를 통해 게이트단으로 입력되는 증폭된 신호를 다시 증폭시킨 후 이를 드레인단에 연결된 출력 매칭 회로부(350)를 통해 출력단(OUT)으로 출력된다.The second amplifying stage 310 amplifies the amplified signal inputted to the gate terminal through the middle stage matching circuit unit 340 again and is output to the output terminal OUT through the output matching circuit unit 350 connected to the drain stage.

또한, 제 2 증폭단(310)은 게이트 DC 바이어스 입력 부분인 Vmod2로 OOK 기저대역 데이터 신호를 입력받으며, Vmod2로 입력되는 OOK 제어 신호에 의해 스위칭 동작할 수 있다.In addition, the second amplifier 310 may receive a OOK baseband data signal through Vmod2, which is a gate DC bias input, and perform a switching operation by the OOK control signal input to Vmod2.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따르면 제 1 증폭단(300)에 밀리미터파 대역의 신호를 증폭하여 제 2 증폭단(310)에 제공하고, 제 2 증폭단(310)에서 증폭된 신호를 다시 증폭하여 출력단으로 출력함으로써, 밀리미터파 대역의 낮은 신호 전송 이득을 적은 전력 사용으로 크게 만들 수 있다.As described above, according to the exemplary embodiment of the present invention, the signal of the millimeter wave band is amplified in the first amplifier stage 300 and provided to the second amplifier stage 310, and the signal amplified by the second amplifier stage 310 is amplified again. The low signal transmission gain of the millimeter wave band can be made large with low power consumption.

출력 매칭 회로부(350)는 제 8 및 제 9 마이크로 스트립 라인(MS8, MS9)과 캐패시터(C7)로 구성될 수 있다.The output matching circuit 350 may include eighth and ninth micro strip lines MS8 and MS9 and a capacitor C7.

출력 매칭 회로부(350)에 인가전압(Vd)이 입력되는 입력단에는 병렬로 캐패시터(C6)가 연결될 수 있다. The capacitor C6 may be connected in parallel to an input terminal through which the applied voltage Vd is input to the output matching circuit unit 350.

상기와 같은 구성을 갖는 OOK 변조 장치의 동작에 대해 설명하면 아래와 같다.Referring to the operation of the OOK modulator having the configuration described above as follows.

먼저, 제 1 증폭단(300)은 게이트 DC 바이어스 입력 부분인 Vmod1로 입력되는 OOK 제어 신호에 의해 스위칭 동작을 하게 되는데, 이는 제 1 증폭단(300)이 일반적인 증폭기 구조에서 게이트단으로 인가된 신호에 의해 신호 발생기와 같이 동작하는 것을 감안할 때, Vmod1으로 입력되는 작은 신호의 크기만으로도 오프-스테이트 상태에서 출력으로 밀리미터파가 생성되는 것을 방지할 수 있다.First, the first amplification stage 300 performs a switching operation by a OOK control signal input to Vmod1, which is a gate DC bias input portion. This is because the first amplification stage 300 is applied to a gate stage in a general amplifier structure. Given that it acts like a signal generator, even a small signal input to Vmod1 can prevent millimeter waves from being generated in the off-state state.

한편, 제 1 증폭단(300)의 게이트 DC 바이어스 입력 부분인 Vmod1에 OOK 제어 신호가 입력될 때 제 2 증폭단(310)의 게이트 DC 바이어스 입력 부분인 Vmod2에도 OOK 제어 신호가 입력되는데, 이에 따라 노드 A에서의 전압 레벨은 Vmod1에 인가된 신호의 역위상과 Vmod2로 인가된 신호의 본래 위상이 합쳐져 결국 전압 레벨의 변화가 거의 없는 AC 접지와 같이 동작하게 된다. 이에 따라, 제 2 증폭단(310)은 AC적으로 공통 소스처럼 동작할 수 있을 뿐만 아니라 Vmod2로 인가된 OOK 제어 신호에 의해서 다시 스위칭 동작을 하기 때문에 제 1 증폭단(300)의 스위칭 동작에 의해서 한번 변조된 신호의 오류가 제 2 증폭단(310)의 스위칭 동작에 의해 수정 보완될 수 있다. 즉, 이러한 제 1, 2 증폭단(300, 310)의 스위칭 동작에 따라 출력단에서는 적은 오류율을 갖는 OOK 변조 신호를 확인할 수 있다.On the other hand, when the OOK control signal is input to Vmod1, the gate DC bias input portion of the first amplifier 300, the OOK control signal is also input to Vmod2, the gate DC bias input portion of the second amplifier 310. The voltage level at is combined with the inverse phase of the signal applied to Vmod1 and the original phase of the signal applied to Vmod2, resulting in an AC ground with little change in voltage level. Accordingly, the second amplifier 310 may not only act as a common source AC but also switch again by the OOK control signal applied to Vmod2, and thus modulate once by the switching operation of the first amplifier 300. The error of the received signal may be corrected and corrected by the switching operation of the second amplifier 310. That is, according to the switching operation of the first and second amplifying stages 300 and 310, the OOK modulated signal having a small error rate may be confirmed at the output stage.

또한, 제 1, 2 증폭단(300, 310)의 스위칭 동작과 제 2 증폭단(310)이 공통 소스처럼 동작함으로써, 온-스테이트에서는 제 1 증폭단(300)과 제 2 증폭단(310)의 연결이 마치 두 개의 공통 소스 증폭기가 캐스케이드로 연결된 것처럼 보이기 때문에 입력된 밀리미터파 신호가 일정 이득을 갖고 증폭되어 출력될 수 있으며, 오프-스테이트 상태에서는 제 1 증폭단(300)과 제 2 증폭단(310)이 동시에 꺼지기 때문에 출력단에 아무런 신호도 나오지 않게 된다. In addition, since the switching operation of the first and second amplifying stages 300 and 310 and the second amplifying stage 310 operate as a common source, the connection between the first amplifying stage 300 and the second amplifying stage 310 is completed in the on-state. Since two common source amplifiers appear to be cascaded, the input millimeter wave signal can be amplified and output with a certain gain, and in the off-state state, the first amplifier stage 300 and the second amplifier stage 310 are simultaneously turned off. As a result, no signal is output at the output.

또한, 입력단(IN)으로 입력되는 밀리미터파 신호가 게이트 DC 바이어스로의 신호 누출을 막기 위해 일반적으로 사용되는 큰 저항 대신에 특정 주파수(예를 들어어 60GHz 신호)에서 λ/4의 파장을 갖는 제 1 마이크로 스트립 라인(MS1)과 제 6 마이크로 스트립 라인(MS6)으로 구성함으로써, 제 1 및 제 6 마이크로 스트립 라인(MS1, MS6)과 캐패시터(C2, C5)에 의해 특정 밀리미터파가 무한대의 임피던스를 갖게 되기 때문에 큰 저항 없이 게이트 DC 바이어스로의 밀리미터파 신호 누출을 차단할 수 있다.Also, the millimeter wave signal input to the input terminal IN has a wavelength of λ / 4 at a specific frequency (e.g. a 60 GHz signal) instead of the large resistance typically used to prevent signal leakage to the gate DC bias. By configuring one microstrip line MS1 and sixth microstrip line MS6, a specific millimeter wave is caused to have infinite impedance by the first and sixth microstrip lines MS1 and MS6 and capacitors C2 and C5. This prevents millimeter-wave signal leakage to the gate DC bias without significant resistance.

이와 같이, 저항 값이 없는 소자를 이용은 OOK 데이터 입력부 회로에서의 시정수를 최소화시킬 수 있을 뿐만 아니라 컷오프 주파수를 최대화시켜 입력되는 Gbps 이상의 고속 OOK 데이터의 신호 왜곡을 최소화할 수 있다. 이는 Gbps급의 고속 데이터 처리가 가능한 OOK 변조 장치를 실현할 수 있도록 한다.As such, the use of a device having no resistance value can minimize the time constant in the OOK data input circuit and minimize the signal distortion of the high-speed OOK data of Gbps or more input by maximizing the cutoff frequency. This makes it possible to realize a OOK modulator capable of high-speed data processing of Gbps.

상기와 같은 구성을 갖는 OOK 변조 장치를 90nm CMOS 공정을 통해 제작해본 결과, 공급 전력이 14.4mW일 때, 도 4에 도시된 바와 같이, 2GbpS의 고속 OOK 디지털 데이터를 제어 신호로 인가 시 OOK 변조된 밀리미터파 신호가 출력단으로 출력되는 것을 알 수 있다. As a result of fabricating the OOK modulator having the above configuration through a 90 nm CMOS process, when the power supply is 14.4 mW, as shown in FIG. 4, OOK modulation is performed when high-speed OOK digital data of 2GbpS is applied as a control signal. It can be seen that the millimeter wave signal is output to the output terminal.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 온-스테이트와 오프-스테이트 각각에서의 신호 전달 이득을 비교한 결과, 온-스테이트 시 60GHz에서 10dB의 이득을 갖으며, 오프-스테이트 시 60GHz에서 -18.5dB의 이득을 갖는다. 결국, 도 6에 도시된 바와 같이, 60GHz 대역 근처까지의 밀리미터파 대역에서 30dB 이상의 높은 온/오프 아이솔레이션 특성을 나타내는 것을 알 수 있다.On the other hand, as shown in Figure 5, as a result of comparing the signal transmission gain in each of the on-state and off-state, it has a gain of 10dB at 60GHz on-state, -18.5dB at 60GHz when off-state Has the gain of. As a result, as shown in FIG. 6, it can be seen that high on / off isolation characteristics of 30 dB or more in the millimeter wave band up to near the 60 GHz band.

상기와 같은 구성을 갖는 고속 OOK 변조 장치는 도 1에 도시된 바와 같은 변조기(100)에 적용될 수 있으며, 이는 변조된 OOK 데이터 신호와 더불어 로컬 캐리어(local carrier) 신호를 안테나(ANT)를 통해 동시에 송신한다. The high-speed OOK modulator having the above configuration may be applied to the modulator 100 as shown in FIG. 1, which simultaneously transmits a local carrier signal together with the modulated OOK data signal through an antenna ANT. Send.

또한, 상기와 같은 구성을 갖는 고속 OOK 변조 장치에 의해 변조된 OOK 데이터 신호와 로컬 캐리어 신호는 도 2에 도시된 바와 같은 수신 장치에 의해 수신될 수 있다. 다시 말해서, 수신 장치는 신호를 수신하는 안테나(ANT)를 통해 변조된 OOK 데이터 신호와 로컬 캐리어 신호를 수신한 후 이를 제곱 검파 방식을 통해 복조할 수 있다.In addition, the OOK data signal and the local carrier signal modulated by the fast OOK modulation device having the above configuration can be received by the receiving device as shown in FIG. In other words, the receiving device may receive a modulated OOK data signal and a local carrier signal through an antenna ANT for receiving the signal, and then demodulate the OOK data signal through a square detection method.

이상 본 발명의 구체적 실시 형태를 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하며 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다. 당업자는 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위 내에서 설명된 실시형태들을 변경 또는 변형할 수 있다. 본 명세서에서 설명된 각 기능 블록들 또는 수단들은 프로그램 형식으로 구현될 수 있으며, 각각 별개로 구현되거나 2 이상이 하나로 통합되어 구현될 수 있다. 본 명세서 및 청구범위에서 별개인 것으로 설명된 모듈 등의 구성요소는 단순히 기능상 구별된 것으로 물리적으로는 하나의 수단으로 구현될 수 있으며, 단일한 것으로 설명된 수단 등의 구성요소도 수개의 구성요소의 결합으로 이루어질 수 있다. 또한 본 명세서에서 설명된 각 방법 단계들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 그 순서가 변경될 수 있고, 다른 단계가 부가될 수 있다. 뿐만 아니라, 본 명세서에서 설명된 다양한 실시형태들은 각각 독립하여서뿐만 아니라 적절하게 결합되어 구현될 수도 있다. 따라서 본 발명의 범위는 설명된 실시형태가 아니라 첨부된 청구범위 및 그 균등물에 의해 정해져야 한다.
The present invention has been described above with reference to specific embodiments of the present invention, but this is only illustrative and does not limit the scope of the present invention. Those skilled in the art can change or modify the described embodiments without departing from the scope of the present invention. Each of the functional blocks or means described in the present specification may be implemented in a program form, and may be implemented separately, or two or more may be integrated into one. Components such as modules described as separate in the specification and claims may be merely functionally distinct and may be physically implemented by one means, and components such as means described as a single element may be divided into several components. It can be made in combination. In addition, each method step described herein may be changed in order without departing from the scope of the present invention, and other steps may be added. In addition, the various embodiments described herein may be implemented independently as well as each other as appropriate. Therefore, the scope of the invention should be defined by the appended claims and their equivalents, rather than by the described embodiments.

300 : 제 1 증폭단 310 : 제 2 증폭단
320 : 입력 매칭 회로부 330 : 차단 회로부
340 : 중간단 매칭 회로부 350 : 출력 매칭 회로부
300: first amplifying stage 310: second amplifying stage
320: input matching circuit unit 330: blocking circuit unit
340: middle matching circuit section 350: output matching circuit section

Claims (13)

게이트 바이어스 입력단으로 OOK 제어 신호를 입력받아 스위칭 동작을 하고, 상기 스위칭 동작을 통해 밀리미터파 신호를 증폭하여 출력하는 제 1 증폭단과,
상기 제 1 증폭단의 드레인과 소스단이 연결되고, 상기 OOK 제어 신호를 게이트 바이어스 입력단을 통해 제공받아 스위칭 동작을 하고, 상기 OOK 제어 신호에 의해 소스단이 그라운드되어 상기 제 1 증폭단에서 출력되는 신호를 게이트단으로 입력받아 증폭하여 출력하는 제 2 증폭단과,
상기 제 2 증폭단에 의해 증폭된 신호를 입력받아 출력하는 출력 매칭 회로부를 포함하는
고속 OOK 변조 장치.
A first amplifying stage configured to receive a OOK control signal through a gate bias input stage, perform a switching operation, and amplify and output a millimeter wave signal through the switching operation;
A drain and a source terminal of the first amplifier stage are connected to each other, the OOK control signal is received through a gate bias input stage, and a switching operation is performed. The source terminal is grounded by the OOK control signal to output a signal output from the first amplifier stage. A second amplifying stage which is input to the gate stage and amplified and output;
And an output matching circuit unit configured to receive and output a signal amplified by the second amplifier stage.
High speed OOK modulator.
제 2 항에 있어서,
상기 제 1 증폭단의 증폭된 밀리미터파 신호가 상기 제 2 증폭단의 소스단으로 입력되는 것을 차단시켜 상기 제 2 증폭단을 그라운드시키는 차단 회로부를 더 포함하는
고속 OOK 변조 장치.
The method of claim 2,
And a blocking circuit unit which blocks the amplified millimeter wave signal of the first amplifier stage from being input to the source terminal of the second amplifier stage and grounds the second amplifier stage.
High speed OOK modulator.
제 2 항에 있어서,
상기 차단 회로부는, 마이크로 스트립 라인과 캐패시터로 구성되는
고속 OOK 변조 장치.
The method of claim 2,
The blocking circuit unit is composed of a micro strip line and a capacitor
High speed OOK modulator.
제 1 항에 있어서,
적어도 하나 이상의 마이크로 스트립 라인과 DC 블록용 소자로 이루어지며, 상기 밀리미터파 신호를 입력받아 상기 제 1 증폭단에 제공하는 입력 매칭 회로부를 포함하는
고속 OOK 변조 장치.
The method of claim 1,
Comprising at least one microstrip line and a device for the DC block, and comprises an input matching circuit unit for receiving the millimeter wave signal to provide to the first amplifier stage
High speed OOK modulator.
제 4 항에 있어서,
상기 입력 매칭 회로부는,
상기 OOK 제어 신호를 일단으로 인가받는 제 1 마이크로 스트립 라인과,
상기 밀리미터파 신호가 입력되는 입력단에 연결된 상기 DC 블록용 소자와 병렬 연결되며, 상기 제 1 마이크로 스트립 라인의 타단과 연결되는 제 2 마이크로 스트립 라인과,
상기 제 1 증폭단의 입력단과 상기 제 1 마이크로 스트립 라인의 타단 사이에 연결되는 제 3 마이크로 스트립 라인을 포함하는
고속 OOK 변조 장치.
The method of claim 4, wherein
The input matching circuit unit,
A first micro strip line receiving the OOK control signal at one end;
A second micro strip line connected in parallel with the DC block element connected to an input terminal to which the millimeter wave signal is input, and connected to the other end of the first micro strip line;
A third micro strip line connected between the input end of the first amplifier stage and the other end of the first micro strip line;
High speed OOK modulator.
제 5 항에 있어서,
상기 게이트 바이어스 입력단에 병렬 연결되며, 상기 제 1 마이크로 스트립 라인에 연결되는 캐패시터를 포함하는
고속 OOK 변조 장치.
The method of claim 5, wherein
A capacitor connected in parallel with the gate bias input and connected to the first micro strip line;
High speed OOK modulator.
제 6 항에 있어서,
상기 제 1 마이크로 스트립 라인은, 특정 주파수에서 λ/4 파장을 갖는 것을 특징으로 하는
고속 OOK 변조 장치.
The method according to claim 6,
The first microstrip line has a wavelength of λ / 4 at a specific frequency.
High speed OOK modulator.
제 5 항에 있어서,
상기 DC 블록용 소자는, 캐패시터인 것을 특징으로 하는
고속 OOK 변조 장치.
The method of claim 5, wherein
The DC block element is a capacitor, characterized in that
High speed OOK modulator.
제 1 항에 있어서,
상기 제 1 증폭단에 의해 증폭된 밀리미터파 신호를 상기 제 2 증폭단의 게이트단에 인가시키는 중간단 매칭 회로부를 포함하는
고속 OOK 변조 장치.
The method of claim 1,
And an intermediate stage matching circuit configured to apply the millimeter wave signal amplified by the first amplifier stage to a gate terminal of the second amplifier stage.
High speed OOK modulator.
제 9 항에 있어서,
상기 중간단 매칭 회로부는,
상기 제 1 증폭단의 출력단과 병렬 연결되며, 상기 제 1 증폭단에 의해 증폭된 밀리미터파 신호를 제공받는 제 1 캐패시터와,
상기 제 1 캐패시터와 병렬 연결되는 제 1 마이크로 스트립 라인과,
일단으로 상기 OOK 제어 신호를 입력받는 제 2 마이크로 스트립 라인과,
상기 제 2 증폭단의 게이트단과 연결되며, 상기 제 1 마이크로 스트립 라인과 병렬로 연결되는 제 3 마이크로 스트립 라인을 포함하는
고속 OOK 변조 장치.
The method of claim 9,
The intermediate stage matching circuit unit,
A first capacitor connected in parallel with an output terminal of the first amplifier stage and receiving a millimeter wave signal amplified by the first amplifier stage;
A first micro strip line connected in parallel with the first capacitor,
A second micro strip line to receive the OOK control signal at one end;
A third micro strip line connected to the gate terminal of the second amplifier stage and connected in parallel with the first micro strip line;
High speed OOK modulator.
제 10 항에 있어서,
상기 게이트 바이어스 입력단에 연결되며, 상기 제 2 마이크로 스트립 라인과 병렬 연결되는 제 2 캐패시터를 포함하는
고속 OOK 변조 장치.
11. The method of claim 10,
A second capacitor connected to the gate bias input terminal, the second capacitor being connected in parallel with the second micro strip line;
High speed OOK modulator.
제 11 항에 있어서,
상기 제 2 마이크로 스트립 라인은, 특정 주파수에서 λ/4 파장을 갖는 것을 특징으로 하는
고속 OOK 변조 장치.
The method of claim 11,
The second microstrip line has a wavelength of λ / 4 at a specific frequency.
High speed OOK modulator.
제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 고속 OOK 변조 장치에 의해 변조된 OOK 데이터 신호와 로컬 캐리어 신호를 송신하는
송신기.
The method according to any one of claims 1 to 12,
Transmitting a OOK data signal and a local carrier signal modulated by the fast OOK modulator;
transmitter.
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KR20180009155A (en) * 2016-07-18 2018-01-26 한국전자통신연구원 Millimeter wave transmission apparatus using variable power level and transmission method thereof
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