KR20180009155A - Millimeter wave transmission apparatus using variable power level and transmission method thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention provides an ultrahigh frequency transmission device performing high-speed modulation with low power by changing an amplitude of an output signal in accordance with a logic level of an input signal, and a method thereof. The ultrahigh frequency transmission device applied to an ultrahigh frequency communication system includes: a signal source generating an ultrahigh frequency carrier signal; and a modulator outputting a modulation signal by composing input digital data with the carrier signal. The modulator includes: a signal transforming unit changing an output level of the input digital data and outputting transformed digital data; a first switch switching in accordance with a logic level of the transformed digital data and controlling a current flow on the modulator; a second switch and a third switch, which mix the input digital data with the carrier signal by individually switching at a high speed by the carrier signal; and a fourth switch switching in accordance with the logic level of the transformed digital data and performing short-circuit or disconnection of a differential output signal output by the first switch and the second switch.

Description

가변 출력 레벨을 이용한 초고주파 송신 장치 및 방법{MILLIMETER WAVE TRANSMISSION APPARATUS USING VARIABLE POWER LEVEL AND TRANSMISSION METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a microwave transmitting apparatus and a microwave transmitting apparatus using a variable output level,

본 발명은 초고주파를 사용한 통신시스템에 적용되는 초고주파 송신 장치 및 그 송신 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a microwave transmitter and a transmission method thereof applied to a communication system using microwave.

일반적으로 OOK(On-off Keying)/ASK(Amplitude Shift Keying) 변복조 방식을 사용하는 초고주파 통신 시스템에서는, 초고주파 변조 방식으로서 수동 스위치에 의한 변조 방법 및 증폭기를 이용한 변조 방법 등을 사용한다.In a very high frequency communication system using an on-off keying (OOK) / amplitude shift keying (OOK) modulation / demodulation system, a modulating method using a manual switch and a modulating method using an amplifier are used as a very high frequency modulation method.

종래의 수동 스위치를 통한 변조 방법에 따르면, 밀리미터 대역(millimeter wave band)에서는 수동 소자들에서 발생하는 손실이 많고, 기생 성분(Parasitic Component)에 의해서도 많은 영향을 받는다는 단점이 있다. 이런 단점을 극복하기 위해서 추가적인 증폭기가 필요하며, 이에 따라 추가적인 전력 소모원이 존재하여 저전력으로 구현하기 어렵다는 한계가 있었다.According to a conventional modulation method using a passive switch, there is a disadvantage that a millimeter wave band has a large loss due to passive elements and is also greatly affected by a parasitic component. In order to overcome these disadvantages, additional amplifiers are required, and there is a limitation in that it is difficult to realize low power consumption due to the existence of additional power consumption sources.

도 1은 종래의 초고주파 통신 시스템의 증폭기를 이용한 변조 장치를 나타낸 도면이다.1 is a diagram illustrating a modulation apparatus using an amplifier of a conventional microwave communication system.

도 1에 도시된 회로를 참조하면, 입력 신호로서 데이터 신호(Din+, Din-)가 인가되면, 내부 신호원에 의해서 생성된 신호(VCO+, VCO-)와 혼합된 후, 전송 선로(ML1~ML5)들을 통해서 변조 신호가 출력된다. 이러한, 종래의 증폭기를 이용한 변조 장치는 트랜지스터만을 사용하여 구성되므로, 전력 소모가 매우 크다는 단점이 있다. 1, when data signals (Din +, Din-) are applied as input signals, they are mixed with signals (VCO +, VCO-) generated by an internal signal source and then transmitted through transmission lines ML1 to ML5 The modulated signal is output. Such a conventional modulator using an amplifier has a disadvantage in that power consumption is very large since it is constituted by using only a transistor.

즉, 초고주파 송신기에서 전력 소모를 발생시키는 블록으로서 신호원, 변조기 및 가변 이득 증폭기가 포함되므로 저전력 구현이 어렵다는 문제가 있었다.That is, since a signal source, a modulator, and a variable gain amplifier are included as a block that generates power consumption in a very high frequency transmitter, it is difficult to implement a low power.

이와 관련하여, 한국공개특허공보 제 10-2012-0038275 호(발명의 명칭: 고속 OOK 변조 장치와 이를 이용한 송신기)는, 밀리미터파 대역에서의 OOK 변조 장치가, 게이트 바이어스 입력단으로 OOK 제어 신호를 입력받아 스위칭 동작을 하고, 스위칭 동작을 통해 밀리미터파 신호를 증폭하여 출력하는 제 1 증폭단과, OOK 제어 신호를 게이트 바이어스 입력단을 통해 제공받아 스위칭 동작을 하고, OOK 제어 신호에 의해 소스단이 그라운드되어 제 1 증폭단에서 출력되는 신호를 게이트단으로 입력받아 증폭하여 출력하는 제 2 증폭단과, 제 2 증폭단에 의해 증폭된 신호를 입력받아 출력하는 출력 매칭 회로부를 포함하는 것을 개시하고 있다.In this regard, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0038275 (entitled "High-speed OOK modulation apparatus and transmitter using the same") discloses that an OOK modulation apparatus in a millimeter wave band inputs an OOK control signal to a gate bias input terminal A first amplifying stage for performing a switching operation and for amplifying and outputting a millimeter wave signal through a switching operation and a switching circuit for performing a switching operation by receiving the OOK control signal through a gate bias input terminal, A first amplification stage for receiving a signal output from the first amplification stage at a gate stage and amplifying and outputting the signal; and an output matching circuit for receiving and outputting a signal amplified by the second amplification stage.

본 발명의 실시예는, 입력 신호의 로직 레벨에 따라 출력 신호의 진폭을 변경하여 저전력으로 고속 변조를 처리하는 초고주파 송신 장치 및 그 방법을 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention seeks to provide a microwave transmitter and a method for modulating an amplitude of an output signal according to a logic level of an input signal to process high-speed modulation with low power.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.It should be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described technical problems, and other technical problems may exist.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 측면에 따른 초고주파 송신 장치는, 캐리어 신호를 발생 시키는 신호원; 및 입력된 디지털 데이터를 상기 캐리어 신호와 합성하여 변조 신호를 출력하는 변조기를 포함한다. 이때, 상기 변조기는, 상기 입력된 디지털 데이터의 출력 레벨을 가변시켜 변형 디지털 데이터를 출력하는 신호 변형부; 상기 변형 디지털 데이터의 로직 레벨에 따라 스위칭 동작하여 상기 변조기에 대한 전류 흐름을 제어하는 제 1 스위치; 상기 캐리어 신호에 의해 각각 고속 스위칭 동작을 하여 상기 입력 디지털 데이터를 상기 캐리어 신호에 혼합하는 제 2 및 제 3 스위치; 및 상기 변형 디지털 데이터의 로직 레벨에 따라 스위칭 동작하여 상기 제 1 및 제 2 스위치에 의해 출력되는 차동 출력 신호를 단락 또는 단선시키는 제 4 스위치를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a microwave transmission apparatus including: a signal source for generating a carrier signal; And a modulator for combining the input digital data with the carrier signal to output a modulated signal. In this case, the modulator may include: a signal transforming unit for varying an output level of the input digital data to output modified digital data; A first switch for switching operation according to a logic level of the modified digital data to control current flow to the modulator; Second and third switches for respectively performing a fast switching operation by the carrier signal to mix the input digital data with the carrier signal; And a fourth switch for performing a switching operation according to a logic level of the modified digital data to short-circuit or disconnect the differential output signal output by the first and second switches.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 모든 전자 회로에 적용이 가능하되, 특히 초고주파를 이용한 통신시스템(예: OOK 혹은 ASK 변조를 이용한 통신시스템)에 적용이 가능한 저전력 변조를 이용한 초고주파 송신 장치를 제공할 수 있다.According to one of the above-described objects of the present invention, it is possible to apply to all electronic circuits, and particularly to a microwave using a low power modulation applicable to a communication system using a very high frequency (for example, a communication system using OOK or ASK modulation) A transmitting apparatus can be provided.

그리고 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 입력 디지털 데이터 신호를 가변하여 송신 전력의 레벨을 조절할 수 있다. 이에 따라, 송신 장치에서 소모되는 전력을 최소화할 수 있어, 이동 단말기와 같은 휴대 통신 기기에 탑재 시 기기의 지속 시간을 증가시킬 수 있다.According to any one of the tasks of the present invention, the level of the transmission power can be adjusted by varying the input digital data signal. Accordingly, the power consumed by the transmitting apparatus can be minimized, and the duration of the apparatus can be increased when the apparatus is mounted on a portable communication apparatus such as a mobile terminal.

또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 3Gbps 이상의 고속의 데이터를 처리할 수 있고, OOK/ASK 변조를 사용하는 송신단을 간단히 구현할 수 있다. 이때, 또한, 기존의 초고주파 송신 장치에서 별도로 구성되던 발진기와 고속 변조기를 동시에 수행하는 변조 회로를 구현함으로써 송신단의 소모 전력을 효율적으로 감소시킬 수 있다.Further, according to any one of the tasks of the present invention, it is possible to process high-speed data of 3 Gbps or more and to simply implement a transmitter using OOK / ASK modulation. At this time, the modulation circuit for simultaneously performing the oscillator and the high-speed modulator, which are separately configured in the existing microwave transmission apparatus, is implemented, so that the power consumption of the transmission terminal can be effectively reduced.

또한, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 기존의 초고주파 송신기에 사용되던 인덕터 대신에 트랜스포머를 이용함으로써 안테나와 정합을 쉽게 해결할 수 있으며, 출력 신호를 트랜스포머를 이용해서 얻을 수 있어 DC 문제 등을 간편하게 해결할 수 있다.In addition, according to any one of the tasks of the present invention, the matching with the antenna can be easily solved by using the transformer instead of the inductor used in the existing microwave transmitter, and the output signal can be obtained using the transformer, Can be easily solved.

도 1은 종래의 초고주파 통신 시스템의 증폭기를 이용한 변조 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초고주파 통신 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고주파 송신 장치의 변조기를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변조기의 신호 변형부의 구조를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 변조기의 신호 변형부를 통한 가변 출력 레벨 생성 결과를 설명하기 위한 그래프이다.
도 6은 도 5에서 나타낸 출력 레벨 가변 결과를 나타낸 그래프이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 출력 레벨을 이용한 초고주파 송신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
1 is a diagram illustrating a modulation apparatus using an amplifier of a conventional microwave communication system.
2 is a block diagram illustrating a configuration of a microwave communication apparatus according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a modulator of a microwave transmission apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a structure of a signal modification unit of a modulator according to an embodiment of the present invention.
5 is a graph illustrating a result of generating a variable output level through a signal transforming unit of a modulator according to an embodiment of the present invention.
6 is a graph showing the output level variable result shown in FIG.
7 is a flowchart illustrating a microwave transmission method using a variable output level according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts not related to the description are omitted.

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. Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between .

또한 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.Also, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without departing from the other elements unless specifically stated otherwise.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 출력 레벨을 갖는 초고주파 송신 장치 및 그 방법에 대해서 설명하도록 한다.Hereinafter, a microwave transmitter having a variable output level and a method thereof according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 초고주파 통신 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.2 is a block diagram illustrating a configuration of a microwave communication apparatus according to an embodiment of the present invention.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 초고주파 통신 장치(10)는 OOK 변/복조 방식을 사용하는 것을 예로서 나타내었으며, 이외에도 ASK 변/복조 방식 등의 다양한 변복조 방식을 사용할 수 있다.At this time, the microwave communication apparatus 10 according to an embodiment of the present invention uses an OOK modulation / demodulation scheme as an example, and various modulation and demodulation schemes such as an ASK modulation / demodulation scheme may be used.

초고주파 통신 장치(10)는 초고주파 송신 장치(100), 초고주파 수신 장치(200) 및 모뎀(300)을 포함한다.The microwave communication device 10 includes a microwave transmitter 100, a microwave receiver 200, and a modem 300.

초고주파 송신 장치(100)는, 고주파 신호(즉, 캐리어 신호)를 발생시키는 초고주파 신호원(110, 이하, 신호원), 신호원(110)으로부터 발생된 고주파 신호를 이용해 고속 디지털 데이터 신호에 대한 변조를 처리하는 초고주파 변조기(120, 이하, 변조기)를 포함한다. 이때, 신호원(110)의 주파수는 고속 데이터 신호의 주파수보다 적어도 5배 이상의 값을 가질 수 있다.The microwave transmitting apparatus 100 includes a microwave signal source 110 (hereinafter referred to as a signal source) for generating a high-frequency signal (that is, a carrier signal) Frequency modulator 120 (hereinafter referred to as a modulator). At this time, the frequency of the signal source 110 may be at least five times higher than the frequency of the high-speed data signal.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 초고주파 송신 장치(100)기는 무선 통신이 가능하도록 신호 크기를 증폭시키는 초고주파 가변 이득 증폭기(130, 이하, 증폭기)를 추가적으로 더 포함할 수 있다. 이러한 증폭기(130)는 무선 통신 거리에 따라 이득을 가변 처리한다.Meanwhile, the microwave transmitter 100 according to an exemplary embodiment of the present invention may further include a microwave variable gain amplifier 130 (hereinafter, referred to as an amplifier) for amplifying a signal size so as to enable wireless communication. This amplifier 130 variably processes the gain according to the wireless communication distance.

초고주파 수신 장치(200)는 초고주파 저잡음 증폭기(210, 이하, 저잡음 증폭기), 초고주파 복조기(220, 이하, 복조기), 및 기저대역 증폭기(230)를 포함하며, 최종적으로 고속 데이터 신호를 모뎀(300)에 제공한다.The microwave receiver 200 includes a microwave low noise amplifier 210, a microwave demodulator 220 and a baseband amplifier 230. The microwave receiver 200 receives the high speed data signal from the modem 300, .

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 초고주파 송신 장치의 변조기를 나타낸 도면이다.3 is a diagram illustrating a modulator of a microwave transmission apparatus according to an exemplary embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 초고주파 송신 장치(100)에 구성되는 변조기(120)는 제 1 내지 제 4 트랜지스터(121 내지 124), 신호 변형부(125), 저손실 트랜스포머(126), 및 제 1 내지 제 3 전송 선로(transmission line)(127 내지 129)를 포함한다. 3, the modulator 120 included in the microwave transmission apparatus 100 includes first to fourth transistors 121 to 124, a signal transforming unit 125, a low loss transformer 126, To a third transmission line 127-129.

이때, 변조기(120)에는 모뎀(300)으로부터 고속 데이터 신호가 입력되고, 신호원(110)에 의해 생성된 VCO+, VCO- 신호가 입력된다.At this time, a high-speed data signal is input from the modem 300 to the modulator 120, and the VCO + and VCO- signals generated by the signal source 110 are input.

제 2 트랜지스터 M2(122) 및 제 3 트랜지스터 M3(123)는 각각 신호 VCO+, VCO-에 의해서 초고속 스위칭 동작을 한다.The second transistor M2 (122) and the third transistor (M3) 123 perform super high-speed switching operation by the signals VCO + and VCO-, respectively.

신호 변형부(125)는 모뎀(300)으로부터 고속 데이터 신호(Din)가 입력되면 기설정된 신호 변형 처리를 한 뒤 출력신호 Dmod를 출력한다.The signal modifying unit 125 outputs a signal Dmod after performing a predetermined signal modification process when the high-speed data signal Din is input from the modem 300. [

제 1 트랜지스터 M1(121)은 신호 변형부(125)로부터 출력된 출력 신호 Dmod에 의해 고속 스위칭 동작을 한다. The first transistor M1 (121) performs a high-speed switching operation by the output signal Dmod output from the signal deformation unit 125. [

이때, 출력신호 Dmod가 로직 로우 레벨일 때, 제 1 트랜지스터 M1(121)에는 전류가 흐르지 않고, 제 4 트랜지스터 M4(124)는 턴온(turn-on) 된다. 반면, 출력신호 Dmod가 로직 하이 레벨일 때, 제 1 트랜지스터 M1(121)에 전류가 흘러 동작이 시작되고, 제 4 트랜지스터 M4(124)는 턴오프(turn-off) 된다. 즉, 제 4 트랜지스터 M4(124)는 로직 로우 레벨 상태일 때 차동 출력신호 OUTP와 OUTN을 단락시키고, 로직 하이 레벨 상태에서는 단선시키는 역할을 수행한다. 이와 같이, 데이터 신호가 로직 로우 레벨일 때는 전류가 흐르지 않아 전력을 소모하지 않으며, 로직 하이 레벨일 때만 전류가 흐르게 된다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 변조기(120)는 입력되는 데이터 신호의 레벨에 따라 동작함으로써 저전력 특성을 갖는다. At this time, when the output signal Dmod is at a logic low level, no current flows through the first transistor M1 (121) and the fourth transistor M4 (124) is turned on. On the other hand, when the output signal Dmod is at a logic high level, a current flows to the first transistor M1 (121) and the fourth transistor M4 (124) is turned off. That is, the fourth transistor M4 124 short-circuits the differential output signals OUTP and OUTN when the logic low level state and disconnects the differential output signals OUTP and OUTN when the logic level is high. As described above, when the data signal is at a logic low level, no current flows and no power is consumed. Only when the data signal is at a logic high level, current flows. That is, the modulator 120 according to an embodiment of the present invention has low power characteristics by operating according to the level of the input data signal.

이처럼, 변조기(120)는 입력된 VCO 신호 및 입력 데이터 신호에 의해, 변조 신호로서 OUTP 및 OUTN를 출력한다. 이때, 제 1 전송 선로 ML1(127) 내지 제3 전송 선로 ML3(129)의 효과를 고려해서 로드 조건을 설계하여 정상적 출력을 획득할 수 있다.As described above, the modulator 120 outputs OUTP and OUTN as modulated signals by the input VCO signal and the input data signal. At this time, the load condition can be designed in consideration of the effects of the first transmission line ML1 127 to the third transmission line ML3 129 to obtain a normal output.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 변조기(120)는 가변 이득 증폭기(130)로서의 기능을 처리할 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 초고주파 송신 장치(100)는 앞서 도 1에서 설명한 가변 이득 증폭기(130)를 별도로 포함하지 않을 수 있다.Meanwhile, the modulator 120 according to an embodiment of the present invention can process a function as the variable gain amplifier 130. [ Accordingly, the microwave transmitter 100 according to an embodiment of the present invention may not include the variable gain amplifier 130 described in FIG. 1 previously.

구체적으로, 변조기(120)는 전원전압 VDD를 가변하여 가변 이득을 획득할 수 있다. 이때, 변조기(120)는 VDD 전원을 제공하는 레귤레이터(미도시)를 더 포함할 수 있으며, 레귤레이터(미도시)는 전원전압 VDD를 조절하여 제공한다.Specifically, the modulator 120 can vary the power supply voltage VDD to obtain a variable gain. At this time, the modulator 120 may further include a regulator (not shown) for providing VDD power, and a regulator (not shown) regulates and provides the power supply voltage VDD.

한편, 변조기(120)는 신호 변형부(125)을 통해 가변 이득을 획득할 수도 있다. 이러한 신호 변형부(125)를 통한 가변 이득 증폭 방식은 아래 도 4 및 도 6을 통해 상세히 설명하도록 한다.Meanwhile, the modulator 120 may obtain a variable gain through the signal transforming unit 125. The variable gain amplification method through the signal modification unit 125 will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 6 below.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변조기의 신호 변형부의 구조를 나타낸 도면이다.4 is a diagram illustrating a structure of a signal modification unit of a modulator according to an embodiment of the present invention.

도 4에서와 같이, 신호 변형부(125)는 가변 지연 소자(151), 고속 게이트 소자부(152), 및 멀티플렉서(153)를 포함한다.4, the signal deforming section 125 includes a variable delay element 151, a high-speed gate element section 152, and a multiplexer 153. [

신호 변형부(125)에 모뎀(300)으로부터 고속 데이터 신호 Din이 입력되면, 가변 지연 소자(151)를 거쳐 지연된 데이터 신호 Din이 출력된다.When the high-speed data signal Din is input from the modem 300 to the signal transforming unit 125, the data signal Din delayed through the variable delay element 151 is output.

이때, 가변 지연 소자(151)의 지연 값은 별도의 제어 신호에 의해서 가변될 수 있으며, 신호 변형부(125)는 가변 지연 소자(151)의 지연 값을 설정하는 지연 설정부(미도시)를 더 포함할 수 있다. At this time, the delay value of the variable delay element 151 may be varied by a separate control signal, and the signal modification section 125 may include a delay setting section (not shown) for setting the delay value of the variable delay element 151 .

다음으로, 가변 지연 소자(151)를 통해 지연된 데이터 신호 Din은 고속 게이트 소자부(152)를 통해 변형 처리되어 제 1 변형 신호 Din1 또는제 2 변형 Din2 신호로 출력된다. 이때, 고속 게이트 소자부(152)는 고속 AND 게이트 및 고속 OR 게이트를 포함한다.Next, the data signal Din delayed through the variable delay element 151 is transformed through the fast gate element part 152 and output as a first modified signal Din1 or a second modified Din2 signal. At this time, the high-speed gate element portion 152 includes a high-speed AND gate and a high-speed OR gate.

참고로, 본 발명의 일 실시예에 따른 초고주파 수신 장치(200)에는 신호 변형부(125)의 특성과 대응된 복원 처리 구성이 포함될 수 있다. 또한, 초고주파 수신 장치(200)에서는 기저 대역 증폭기 이후 단에 신호 변형부(125)와 대응된 지연 소자 및 고속 게이트 소자 등이 구성될 수도 있으며, 이를 통해 원래 신호의 형태 복원이 가능하다. 이런 기능은 모뎀(300) 상에 구현되는 것도 가능하다. For reference, the ultrasound receiving apparatus 200 according to an embodiment of the present invention may include a restoration process configuration corresponding to the characteristics of the signal deforming unit 125. [ Also, in the microwave receiver 200, a delay element and a high-speed gate element corresponding to the signal deformation unit 125 may be formed at a stage subsequent to the base band amplifier, thereby restoring the original signal shape. This function may be implemented on the modem 300 as well.

다음으로, 멀티플렉서(153)는 제어 신호 S에 의해 제 1 및 제 2 변형 신호 (Din1 및 Din2) 중 어느 하나를 선택하여 출력한다.Next, the multiplexer 153 selects one of the first and second modified signals Din1 and Din2 according to the control signal S and outputs the selected signal.

참고로, 도 4에서와 같은 신호 변형부(125)를 통한 가변 이득 처리를 통해, 초고주파 수신 장치(200)에서는 고속 데이터 신호의 복조 시 50%의 듀티비를 가질 수 있어 신호대잡음비(SNR) 성능이 향상된다.4, the high-frequency receiving apparatus 200 can have a duty ratio of 50% at the time of demodulating the high-speed data signal, so that the signal-to-noise ratio (SNR) performance .

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 변조기의 신호 변형부를 통한 가변 출력 레벨 생성 결과를 설명하기 위한 그래프이다.5 is a graph illustrating a result of generating a variable output level through a signal transforming unit of a modulator according to an embodiment of the present invention.

도 5에서는, 고속 데이터 신호 Din으로서 3 GHz 클럭 신호를 인가하는 것을 가정하였다. 이에 따라, 도 4에서 설명한 신호 변형부(125)를 통해 3 GHz 신호의 듀티비가 변형된다.In FIG. 5, it is assumed that a 3 GHz clock signal is applied as the high-speed data signal Din. Accordingly, the duty ratio of the 3 GHz signal is modified through the signal transforming unit 125 described with reference to FIG.

도 5의 (a) 및 (b)는 변형된 데이터 신호 Dmod의 듀티비가 0.2인 경우의 결과를 나타낸다. 그리고, 도 5의 (c) 및 (d)는 변형된 데이터 신호 Dmod의 듀티비가 0.8인 경우의 결과를 나타낸다.5A and 5B show the results when the duty ratio of the modified data signal Dmod is 0.2. 5 (c) and 5 (d) show the results when the duty ratio of the modified data signal Dmod is 0.8.

도 5의 (a) 및 (b)에서는 각각, 변형된 데이터 신호 Dmod의 듀티비가 0.2인 경우 최종 출력 신호 OUT의 전압 파형과, 이러한 전압 파형을 이산푸리에트랜스폼(Discrete Fourier Transform, DFT) 처리한 값을 나타내었다. 5A and 5B show the voltage waveform of the final output signal OUT when the duty ratio of the modified data signal Dmod is 0.2 and the voltage waveform of the final output signal OUT when the voltage waveform is subjected to discrete Fourier transform (DFT) Respectively.

이처럼, 3 GHz 신호를 신호 변형부(125)를 통해 변형 처리한 결과는, 도 5의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이 60 GHz 캐리어 신호 레벨이 -18.3 dBv 값을 갖는 것을 알 수 있다.As shown in FIGS. 5A and 5B, the 60 GHz carrier signal level has a value of -18.3 dBv as a result of transforming the 3 GHz signal through the signal transforming unit 125 have.

또한, 도 5의 (c) 및 (d)에서는 각각 변형된 데이터 신호 Dmod의 듀티비가 0.8인 경우 최종 출력 신호 OUT의 전압 파형과 이를 DFT를 취한 값을 나타내었다. 이때, 60 GHz 캐리어 신호 레벨이 -6.05 dBv 값을 갖는 것을 알 수 있다. In FIGS. 5C and 5D, when the duty ratio of the modified data signal Dmod is 0.8, the voltage waveform of the final output signal OUT and the value obtained by taking the DFT into the voltage waveform of the final output signal OUT are shown. At this time, it can be seen that the 60 GHz carrier signal level has a value of -6.05 dBv.

이상의 결과를 통해, 신호 변형부(125)를 통한 신호 변형 처리 시 최종 출력 레벨이 가변되는 것을 알 수 있다.From the above results, it can be seen that the final output level varies in the signal transforming process through the signal transforming unit 125.

도 6은 도 5에서 나타낸 출력 레벨 가변 결과를 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the output level variable result shown in FIG.

도 6에 도시된 'Freq_60GHz' 곡선은 60 GHz 캐리어 신호 레벨을 표시한 것으로, 듀티비의 증가에 따라 톤 전력(Tone Power)이 증가되는 것을 알 수 있다.The 'Freq_60 GHz' curve shown in FIG. 6 indicates a 60 GHz carrier signal level, and it can be seen that the tone power increases with an increase in the duty ratio.

참고로, 변조기(120)의 전원 전압 VDD를 변경함으로써 송신 장치의 출력 레벨을 조절할 수도 있다. For reference, the output level of the transmitting apparatus can be adjusted by changing the power supply voltage VDD of the modulator 120. [

본 발명의 일 실시예에 따른 변조기(120)를 10GHz 이상의 신호(즉, 초고주파 신호)로 동작하는 통신시스템에 적용할 경우, 각 노드를 마이크로스트립 선로(microstrip line)를 사용함으로써 구현될 수 있다.When the modulator 120 according to an embodiment of the present invention is applied to a communication system operating with a signal of 10 GHz or higher (i.e., a very high frequency signal), each node may be implemented by using a microstrip line.

이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 초고주파 송신 장치의 가변 출력 레벨을 이용한 초고주파 송신 방법을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a microwave transmitting method using a variable output level of a microwave transmitting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 출력 레벨을 이용한 초고주파 송신 방법을 설명하기 위한 순서도이다.7 is a flowchart illustrating a microwave transmission method using a variable output level according to an embodiment of the present invention.

먼저, 변조기(120)의 신호 변형부(125)가 모뎀(300)으로부터 입력된 고속 데이터 신호의 출력 레벨을 변경하여 변형 데이터 신호를 출력한다(S710).First, the signal deforming unit 125 of the modulator 120 changes the output level of the high-speed data signal input from the modem 300 and outputs a modified data signal (S710).

다음으로, 변조기(120)가 신호원(110)으로부터 입력된 초고주파 캐리어 신호와 상기 출력된 변형 데이터 신호를 상기 변형 데이터 신호에 의한 스위칭 동작을 통해 혼합한다(S720).Next, the modulator 120 mixes the super-high frequency carrier signal input from the signal source 110 and the output data signal through the switching operation using the modified data signal (S720).

이때, 변형 데이터 신호의 출력 레벨이 로직 로우 상태인 경우, 상기 캐리어 신호와 데이터 신호가 혼합되도록 하는 스위치는 턴 오프되며, 상기 변형 데이터 신호의 출력 레벨이 로직 하이 상태인 경우 상기 캐리어 신호와 데이터 신호가 혼합되도록 하는 스위치가 턴온되어 변조 신호(즉, 최종 출력 신호)가 출력된다. 이러한 최종 출력 신호는 차동 출력 방식으로 출력된다.In this case, when the output level of the modified data signal is a logic low state, the switch for mixing the carrier signal and the data signal is turned off, and when the output level of the modified data signal is a logic high state, And the modulated signal (that is, the final output signal) is output. This final output signal is output in a differential output manner.

다음으로, 변조기(120)는 변조 신호를 저손실 트랜스포머를 통해 안테나에 전달하여 송신한다(S730).Next, the modulator 120 transmits the modulated signal to the antenna through the low-loss transformer and transmits the modulated signal to the antenna (S730).

이상, 본 발명의 일 실시예에 따른 가변 출력 레벨을 갖는 초고주파 송신 장치에서의 초고주파 송신 방법은 컴퓨터에 의해 실행되는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램 또는 컴퓨터에 의해 실행가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다. As described above, the microwave transmitting method in the microwave transmitting apparatus having the variable output level according to the embodiment of the present invention can be performed in the form of a recording medium including a computer program stored in a medium executed by the computer or instructions executable by the computer Can be implemented. Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. In addition, the computer-readable medium may include both computer storage media and communication media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. Communication media typically includes any information delivery media, including computer readable instructions, data structures, program modules, or other data in a modulated data signal such as a carrier wave, or other transport mechanism.

본 발명은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수 있다.While the present invention has been described with reference to particular embodiments, some or all of those elements or acts may be implemented using a computer system having a general purpose hardware architecture.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

10: 초고주파 통신 장치 100: 초고주파 송신 장치
200: 초고주파 수신 장치 300: 모뎀
110: 초고주파 신호원 120: 초고주파 변조기
130: 초고주파 가변 이득 증폭기 210: 초고주파 저잡음 증폭기
220: 초고주파 복조기 230: 기저대역 증폭기
121~124: 제 1 ~ 제 4 트랜지스터 125: 신호 변형부
126: 트랜스포머 127~129: 제 1~제3 전송 선로
10: Very high frequency communication device 100: Very high frequency transmitting device
200: Microwave receiving apparatus 300: Modem
110: a very high frequency signal source 120: a very high frequency modulator
130: Very High Frequency Variable Gain Amplifier 210: Very High Frequency Low Noise Amplifier
220: Microwave Demodulator 230: Baseband Amplifier
121 to 124: first to fourth transistors 125:
126: Transformers 127 to 129: First to third transmission lines

Claims (1)

초고주파 송신 장치에 있어서,
초고주파 캐리어 신호를 발생 시키는 신호원; 및
입력된 디지털 데이터를 상기 캐리어 신호와 합성하여 변조 신호를 출력하는 변조기를 포함하며,
상기 변조기는,
상기 입력된 디지털 데이터의 출력 레벨을 가변시켜 변형 디지털 데이터를 출력하는 신호 변형부;
상기 변형 디지털 데이터의 로직 레벨에 따라 스위칭 동작하여 상기 변조기에 대한 전류 흐름을 제어하는 제 1 스위치;
상기 캐리어 신호에 의해 각각 고속 스위칭 동작을 하여 상기 입력 디지털 데이터를 상기 캐리어 신호에 혼합하는 제 2 및 제 3 스위치; 및
상기 변형 디지털 데이터의 로직 레벨에 따라 스위칭 동작하여 상기 제 1 및 제 2 스위치에 의해 출력되는 차동 출력 신호를 단락 또는 단선시키는 제 4 스위치를 포함하는, 초고주파 송신 장치.
In a very high frequency transmission apparatus,
A signal source for generating a very high frequency carrier signal; And
And a modulator for combining the input digital data with the carrier signal to output a modulated signal,
The modulator comprising:
A signal transforming unit for varying an output level of the input digital data to output modified digital data;
A first switch for switching operation according to a logic level of the modified digital data to control current flow to the modulator;
Second and third switches for respectively performing a fast switching operation by the carrier signal to mix the input digital data with the carrier signal; And
And a fourth switch for performing a switching operation in accordance with a logic level of the modified digital data to short-circuit or disconnect the differential output signal output by the first and second switches.
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