KR20130071748A - Multi channel beam scan receiver - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 수동 라디오미터(Passive Radiometer)용 빔스캔 수신기에 관한 것이다.
The present invention relates to a beamscan receiver for a passive radiometer.
종래 기술에 의한 수동 라디오미터용 빔스캔 수신기의 경우, 단일 안테나를 사용하여 신호를 수신하고 수신된 신호를 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier; LNA)에서 증폭한 후 신호 혼합기를 이용하여 중간 주파수 신호로 변환한다. 이어서 변환된 신호를 임피던스 정합회로를 거쳐 다이오드 검출기에서 전압으로 변환한 후 DC 증폭기에서 증폭하여 출력하는 방식을 사용한다.In the prior art beamscan receiver for passive radiometers, a signal is received using a single antenna, amplified in a low noise amplifier (LNA), and then converted into an intermediate frequency signal using a signal mixer. do. Subsequently, the converted signal is converted into a voltage at a diode detector through an impedance matching circuit, and then amplified and output by a DC amplifier.
그런데, 종래의 수동 라디오미터를 다채널로 구성하고자 할 경우, 단일 안테나를 사용하기 때문에 채널 갯수만큼의 수신기가 필요하다. 예를 들어, 30채널의 라디오미터를 구현하기 위해서는 30개의 수신기가 필요하게 된다. 또한, 각 수신기마다 저잡음 증폭기와 검출기 등의 부품들도 개별적으로 조합해야 하므로, 수신기구성에 매우 큰 면적을 소모하게 되는 문제점이 있다.
However, when a conventional passive radiometer is to be configured with multiple channels, since a single antenna is used, as many receivers as the number of channels are required. For example, 30 receivers are needed to implement a 30-channel radiometer. In addition, since each component, such as a low noise amplifier and a detector, must be individually combined, there is a problem in that a large area of the receiver is consumed.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 하나의 기판에 다채널 안테나를 포함하는 빔스캔 수신기를 구현함으로써 면적을 줄이고 제작 비용을 절감할 수 있는 다채널 빔스캔 수신기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
The present invention has been proposed to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a multi-channel beam scan receiver that can reduce the area and reduce the manufacturing cost by implementing a beam scan receiver including a multi-channel antenna on one substrate It is done.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 의한 다채널 빔스캔 수신기는, 다채널 안테나, 상기 다채널 안테나를 통해 수신한 다수의 신호 중 하나를 선택하는 스위치, 상기 스위치에서 선택된 신호를 1차 증폭하는 제 1 저잡음 증폭기, 상기 1차 증폭된 신호를 필터링(filtering)하는 대역통과필터, 상기 필터링된 신호를 2차 증폭하는 제 2 저잡음 증폭기 및 상기 2차 증폭된 신호를 전압으로 변환하는 검출기를 포함한다. 또한, 상기 검출기에서 변환된 전압을 증폭하여 출력하는 DC 증폭기를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a multichannel beamscan receiver includes a multichannel antenna, a switch for selecting one of a plurality of signals received through the multichannel antenna, and a signal selected by the switch. A first low noise amplifier for amplifying the first order, a band pass filter for filtering the first amplified signal, a second low noise amplifier for second amplifying the filtered signal, and a detector for converting the second amplified signal to a voltage It includes. The apparatus may further include a DC amplifier for amplifying and outputting the voltage converted by the detector.
상기 다채널 안테나, 상기 스위치, 상기 제 1 저잡음 증폭기, 상기 대역통과필터, 상기 제 2 저잡음 증폭기 및 상기 검출기는 하나의 LTCC 기판에 형성될 수 있다.The multichannel antenna, the switch, the first low noise amplifier, the bandpass filter, the second low noise amplifier, and the detector may be formed on one LTCC substrate.
상기 다채널 안테나와 상기 대역통과필터는 상기 LTCC 기판 상에 마이크로스트립 선로(microstrip line)를 이용하여 구현될 수 있다.The multi-channel antenna and the band pass filter may be implemented using a microstrip line on the LTCC substrate.
상기 스위치 및 상기 제 1 저잡음 증폭기는 각각 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)로 구현될 수 있고, 상기 제 2 저잡음 증폭기와 상기 검출기는 하나의 MMIC로 구현될 수 있다.
Each of the switch and the first low noise amplifier may be embodied as a monolithic microwave integrated circuit (MMIC), and the second low noise amplifier and the detector may be embodied as one MMIC.
본 발명에 의하면, 다채널 안테나를 포함하는 단일 수신기를 하나의 LTCC 기판에 구현할 수 있고, 스위치를 적절히 조정하여 단일 수신기 구조로 원활하게 빔스캔이 가능하며, 수신기 수량을 줄여 수동 라디오미터의 제작 단가를 크게 절감할 수 있다.According to the present invention, a single receiver including a multi-channel antenna can be implemented on a single LTCC substrate, the switch can be properly adjusted, and the beam can be smoothly scanned with a single receiver structure. Can greatly reduce.
또한, 저잡음 증폭기와 검출기를 MMIC로 단일칩화하여 별도의 임피던스 정합회로가 필요하지 않고, 중간 주파수를 사용하지 않음으로써 수신기 구조를 더욱 간단하게 만들 수 있다.
In addition, the low-noise amplifier and detector are single-chip with MMIC, eliminating the need for a separate impedance matching circuit, and simplifying the receiver structure by eliminating intermediate frequencies.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다채널 빔스캔 수신기의 구성도.
도 2는 도 1의 다채널 안테나(101) 및 스위치(103)의 일 실시예를 상세히 나타낸 구성도.1 is a block diagram of a multi-channel beam scan receiver according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a detailed diagram illustrating an embodiment of the
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
The above and other objects, features, and advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail exemplary embodiments thereof with reference to the attached drawings, which are not intended to limit the scope of the present invention. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 다채널 빔스캔 수신기의 구성도이다.1 is a block diagram of a multi-channel beam scan receiver according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 다채널 빔스캔 수신기는 다채널 안테나(101), 다채널 안테나(101)를 통해 수신한 다수의 신호 중 하나를 선택하는 스위치(103), 스위치(103)에서 선택된 신호를 1차 증폭하는 제 1 저잡음 증폭기(105), 1차 증폭된 신호를 필터링(filtering)하는 대역통과필터(Band Pass Filter; BPF)(107), 필터링된 신호를 2차 증폭하는 제 2 저잡음 증폭기(109) 및 2차 증폭된 신호를 전압으로 변환하는 검출기(111)를 포함한다. 또한, 검출기(111)에서 변환된 전압을 증폭하여 출력하는 DC 증폭기(115)를 더 포함할 수 있다.1, a multi-channel beam scan receiver according to an embodiment of the present invention is a
여기에서, 수동부품인 다채널 안테나(101) 및 대역통과필터(107)와, 능동부품인 스위치(103), 제 1 저잡음 증폭기(105), 제 2 저잡음 증폭기(109) 및 검출기(111)는 모두 하나의 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic) 기판(117) 상에 간단한 구조로 형성될 수 있다. LTCC란 다층의 세라믹 기판 내에 다양한 소자를 3차원적으로 배열하는 저온 적층 세라믹 공정 기술을 의미한다.Here, the
다채널 안테나(101)와 대역통과필터(107)는 LTCC 기판(117) 상에서 마이크로스트립 선로(microstrip line)를 이용하여 구현될 수 있다.The
스위치(103)와 제 1 저잡음 증폭기(105)는 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)로 구현될 수 있다. MMIC란 각종 고주파 소자를 고집적화한 단일칩 고주파 집적회로를 의미한다. The
제 2 저잡음 증폭기(109)와 검출기(111)는 단일칩(113), 즉, 하나의 MMIC로 구현되는 것이 바람직하다. 이렇게 제 2 저잡음 증폭기(109)와 검출기(111)를 단일칩화함으로써 별도의 임피던스 정합회로가 필요하지 않고, 중간 주파수를 사용하지 않으므로 수신기 구조가 더욱 간단해지게 된다.The second
수신기의 동작을 살펴보면, 다채널 안테나(101)는 빔스캔을 통해 다수의 채널의 신호를 수신하고, 스위치(103)는 이 중 하나의 신호만을 선택한다. 제 1 저잡음 증폭기(105)는 스위치(103)에서 선택된 신호를 저잡음 증폭하고, 대역통과필터(107)는 증폭된 신호 중 기설정된 주파수 대역만을 통과시킨다. 대역통과필터(107)를 통과한 신호는 제 2 저잡음 증폭기(109)에서 다시 저잡음 증폭된 후 별도의 임피던스 정합회로 없이 단일칩(113)에 구현된 검출기(111)를 통해 전압으로 변환된다. 변환된 전압은 DC 증폭기(115)에 의해 신호처리 가능한 전압 크기로 증폭되어 출력된다.
Referring to the operation of the receiver, the
도 2는 도 1의 다채널 안테나(101) 및 스위치(103)의 일 실시예를 상세히 나타낸 구성도이다.FIG. 2 is a diagram illustrating in detail an embodiment of the
도 2에 도시된 바와 같이, 다채널 안테나(101)로는 패치 어레이(patch array) 타입의 3채널 안테나가 사용될 수 있다. 이러한 패치 어레이 타입의 안테나는 LTCC 기판(117) 상에 마이크로스트립 선로를 이용하여 구현될 수 있으며, 수신 주파수 대역은 94GHz 대역 등의 밀리미터파 대역 또는 마이크로파 대역일 수 있다.As illustrated in FIG. 2, a three-channel antenna of a patch array type may be used as the
이와 같이 3채널의 패치 어레이 안테나가 사용될 경우, 스위치(103)는 3개의 개별 안테나에서 수신되는 신호를 입력받도록 3개의 단자(201, 203, 205)에 연결되는 SP3T 스위치로 구현될 수 있다. 따라서, 만약 라디오미터를 30채널로 구성할 경우 10개의 수신기만으로 구현이 가능하므로, 수신기의 면적을 획기적으로 줄일 수 있게 된다.
When a three-channel patch array antenna is used as described above, the
본 발명의 기술사상은 상기 바람직한 실시예에 따라 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명의 기술분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 알 수 있을 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention.
Claims (8)
상기 다채널 안테나를 통해 수신한 다수의 신호 중 하나를 선택하는 스위치;
상기 스위치에서 선택된 신호를 1차 증폭하는 제 1 저잡음 증폭기;
상기 1차 증폭된 신호를 필터링(filtering)하는 대역통과필터;
상기 필터링된 신호를 2차 증폭하는 제 2 저잡음 증폭기; 및
상기 2차 증폭된 신호를 전압으로 변환하는 검출기
를 포함하는 다채널 빔스캔 수신기.
Multichannel antenna;
A switch for selecting one of a plurality of signals received through the multichannel antenna;
A first low noise amplifier for first amplifying the signal selected by the switch;
A bandpass filter for filtering the first amplified signal;
A second low noise amplifier for second amplifying the filtered signal; And
A detector for converting the second amplified signal into a voltage
Multi-channel beam scan receiver comprising a.
상기 다채널 안테나, 상기 스위치, 상기 제 1 저잡음 증폭기, 상기 대역통과필터, 상기 제 2 저잡음 증폭기 및 상기 검출기는 하나의 LTCC 기판에 형성되는
다채널 빔스캔 수신기.
The method of claim 1,
The multichannel antenna, the switch, the first low noise amplifier, the bandpass filter, the second low noise amplifier and the detector are formed on one LTCC substrate.
Multichannel Beamscan Receiver.
상기 다채널 안테나는 상기 LTCC 기판 상에 마이크로스트립 선로(microstrip line)를 이용하여 구현되는
다채널 빔스캔 수신기.
The method of claim 2,
The multichannel antenna is implemented using a microstrip line on the LTCC substrate.
Multichannel Beamscan Receiver.
상기 대역통과필터는 상기 LTCC 기판 상에 마이크로스트립 선로를 이용하여 구현되는
다채널 빔스캔 수신기.
The method of claim 2,
The bandpass filter is implemented using a microstrip line on the LTCC substrate.
Multichannel Beamscan Receiver.
상기 다채널 안테나는 3채널 패치 어레이(patch array) 안테나이고, 상기 스위치는 SP3T 스위치인
다채널 빔스캔 수신기.
The method of claim 1,
The multichannel antenna is a three channel patch array antenna, and the switch is an SP3T switch.
Multichannel Beamscan Receiver.
상기 스위치 및 상기 제 1 저잡음 증폭기는 각각 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit)로 구현되는
다채널 빔스캔 수신기.
The method of claim 1,
The switch and the first low noise amplifier are each implemented as a MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit)
Multichannel Beamscan Receiver.
상기 제 2 저잡음 증폭기와 상기 검출기는 하나의 MMIC로 구현되는
다채널 빔스캔 수신기.
The method of claim 1,
The second low noise amplifier and the detector are implemented in one MMIC
Multichannel Beamscan Receiver.
상기 검출기에서 변환된 전압을 증폭하여 출력하는 DC 증폭기
를 더 포함하는 다채널 빔스캔 수신기.
The method of claim 1,
DC amplifier for amplifying and outputting the voltage converted by the detector
The multi-channel beam scan receiver further comprising.
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