KR20180064962A - Multi source signal generator and operating method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전자 장치에 관한 것으로, 좀더 구체적으로는 단일 칩으로 구현되는 멀티 신호원 생성 장치 및 그것의 동작 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
최근 초고속 이동 통신을 위한 5세대 이동 통신(5G) 규격은 밀리미터파(Millimeter wave) 대역의 주파수를 이용하여 개발되고 있다. 우리나라와 미국의 경우, 28GHz 대역의 주파수를 5G 통신 대역으로 허용하여 개발하고 있다. 국제전기통신연합(ITU)에서는 32GHz 대역과 40~43GHz 대역을 5G 통신을 위한 주파수 대역으로 논의하고 있어, 여러 국가들은 각기 다른 주파수 대역에서 5G 이동 통신 기술을 개발 및 시연하고 있는 실정이다. 뿐만 아니라, 무선랜(Wireless Local Area Network: WLAN)과 같은 근거리 통신의 경우, 60GHz 대역의 ISM 대역(Industrial Scientific Medical band)을 이용하는 초고속 통신 기술이 개발되고 있다. 60GHz 대역의 주파수를 이용하는 기술 표준으로 'IEEE 802.11ad'를 전송 속도와 거리를 확장한 'IEEE 802.11ay'가 표준화 진행 중이다. 'IEEE 802.11ay'의 경우, 4개의 채널을 결합(Bonding)함으로써 최대 42.24Gbps의 전송 속도를 달성할 수 있다. 따라서, 'IEEE 802.11ay' 표준은 최근 증강 현실(AR)이나 가상 현실(VR) 기술에 적용하기에 적합한 솔루션으로 부각되고 있다. Recently, the 5G mobile communication (5G) standard for high-speed mobile communication has been developed using the frequency of the millimeter wave band. In Korea and the United States, the frequency band of 28GHz is allowed by the 5G communication band. The International Telecommunication Union (ITU) discusses the 32 GHz band and the 40 to 43 GHz band as frequency bands for 5G communication, and several countries are developing and demonstrating 5G mobile communication technologies in different frequency bands. In addition, in the case of a short distance communication such as a wireless local area network (WLAN), a high-speed communication technology using an ISM band (Industrial Scientific Medical band) of 60 GHz band is being developed. 'IEEE 802.11ay', which extends the transmission speed and distance of 'IEEE 802.11ad' as a technical standard using frequencies in the 60 GHz band, is being standardized. In the case of 'IEEE 802.11ay', a transmission rate of 42.24 Gbps can be achieved by bonding four channels. Therefore, 'IEEE 802.11ay' standard is recently emerging as a suitable solution to apply to augmented reality (AR) or virtual reality (VR) technology.
통신 기술뿐만 아니라 이미징(Imaging), 레이더(Radar), 분광(Spectrum) 등의 분야에서는 100GHz 이상의 주파수를 이용하고 있다. 미국의 'TeraSense'라는 회사에서는 'IMPATT Diode'를 이용하여 100GHz ~ 140GHz 대역의 신호원을 구현하고 테라헤르츠 이미징 카메라, 스캐너, 그리고 신호원을 개발하여 판매하고 있다. 또한, 60GHz 대역뿐만 아니라, 120GHz, 240GHz 대역의 주파수는 ISM band로 지정되어 있어 이들 주파수의 이용도는 매우 높다.In the fields of imaging, radar, spectroscopy as well as communication technology, frequencies above 100 GHz are used. The US company 'TeraSense' uses the 'IMPATT Diode' to implement signal sources in the 100GHz to 140GHz band, developing and selling terahertz imaging cameras, scanners, and signal sources. In addition, not only the 60 GHz band but also the 120 GHz and 240 GHz frequency bands are designated as the ISM band, and the utilization of these frequencies is very high.
현재 4G, 'IEEE 802.11a/b/g/n/ac' 표준을 위한 10GHz 이하의 상용 신호원 칩은 쉽게 구입할 수 있다. 하지만, 30GHz 대역 이상의 주파수에는 상용으로 저가의 신호원 칩을 구입하기 어렵다. 30GHz 대역 이상의 주파수 대역의 신호원은 대부분 고가의 장비를 구입하거나, III-V 소자를 이용하여 고객의 요구에 따른 시스템을 구성하고 있다. 따라서, 상술한 문제로 인해 제품의 초기 개발 단계에서의 개발비가 높고 개발 기간이 오래 걸린다. 따라서, 밀리미터파(Millimeter wave) 대역 또는 서브-테라헤르츠(sub-THz) 대역(30GHz ~ 240GHz) 중 가장 활용도가 높은 주파수 대역을 지원하는 저가의 CMOS 신호원의 개발이 절실한 실정이다. Currently, commercial signal chips below 10GHz for the 4G, IEEE 802.11a / b / g / n / ac standard are readily available. However, it is difficult to purchase a low-cost signal source chip for commercial use at a frequency of 30 GHz or more. Most of the signal sources in the frequency band above 30 GHz band are purchased with expensive equipment, or the system is configured according to customer's demand using III-V devices. Therefore, due to the above-described problem, the development cost in the initial development stage of the product is high and the development period is long. Therefore, there is an urgent need to develop a low-cost CMOS signal source that supports the most usable frequency band among a millimeter wave band or a sub-THz band (30 GHz to 240 GHz).
본 발명의 목적은 밀리미터파 대역과 서브-테라헤르츠(sub-THz) 대역 중, 가장 활용도가 높은 5G, IEEE 802.11ad/ay, ISM 대역을 지원할 수 있는 안정된 CMOS로 구현되는 멀티 신호원 생성 장치 및 그것의 동작 방법을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a multi-signal source generation device implemented in a stable CMOS capable of supporting 5G, IEEE 802.11ad / ay, and ISM bands, which are most useful among a millimeter wave band and a sub-THz band, And to provide a method of operation thereof.
본 발명의 실시 예에 따른 멀티 신호원 생성 장치는, 제 1 주파수를 갖는 제 1 소스 신호를 생성하여 제 1 출력 포트로 전달하는 전압제어 발진기, 상기 제 1 소스 신호 또는 외부 소스 신호를 선택하는 SPDT 스위치, 상기 SPDT 스위치에서 선택된 상기 제 1 소스 신호의 전력을 증폭하는 제 1 전력 증폭기, 그리고 상기 증폭된 제 1 소스 신호의 주파수를 체배하거나 전력을 분배하여 멀티 소스 신호를 생성하는 멀티 소스 변환부를 포함하되, 상기 제 1 소스 신호 및 상기 멀티 소스 신호의 주파수는 밀리미터파 대역 또는 서브-테라헤르츠파 대역에 포함된다.A multi-signal source generation apparatus according to an embodiment of the present invention includes a voltage controlled oscillator for generating a first source signal having a first frequency and delivering the first source signal to a first output port, a SPDT A switch, a first power amplifier for amplifying the power of the first source signal selected by the SPDT switch, and a multi-source converter for multiplying the frequency of the amplified first source signal or distributing power to generate a multi-source signal Wherein the frequencies of the first source signal and the multi-source signal are included in a millimeter wave band or a sub-terahertz wave band.
본 발명의 실시 예에 따른 멀티 신호원 생성 장치의 동작 방법은, 제 1 소스 신호를 생성하는 단계, 상기 제 1 소스 신호의 전력을 증폭하는 단계, 그리고 상기 제 1 소스 신호의 주파수를 단계적으로 체배하여 멀티 소스 신호들을 생성하는 단계를 포함하되, 상기 제 1 소스 신호 및 상기 멀티 소스 신호들은 밀리미터파 대역 또는 서브-테라헤르츠파 대역의 주파수를 갖고, 상기 멀티 신호원 생성 장치는 상보형 금속 산화막 반도체(CMOS) 공정을 통해서 형성되는 싱글 칩으로 제공된다. A method of operating a multi-signal source device in accordance with an embodiment of the present invention includes generating a first source signal, amplifying power of the first source signal, and multiplying the frequency of the first source signal step by step Wherein the first source signal and the multi-source signals have a frequency in a millimeter wave band or a sub-terahertz wave band, the multi-source generator is a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) process.
상술한 본 발명의 구성에 따르면, 하나의 칩에서 복수의 소스 신호들이 생성된다. 복수의 소스 신호들은 밀리미터파(Millimeter wave) 대역과 서브-테라헤르츠(sub-THz) 대역(30GHz ~ 240GHz)의 주파수를 지원할 수 있어 5G, WPAN, ISM 대역 등의 다양한 시스템에서 사용될 수 있다. 특히, 기존에 밀리미터파(Millimeter wave) 대역과 서브-테라헤르츠(sub-THz) 대역(30GHz ~ 240GHz)의 신호원 칩의 경우, 고가이면서도 단일 소스 신호만을 제공하였다. 본 발명의 멀티 신호원 생성 장치는 여러 대역의 소스 신호를 동시에 제공하고, CMOS로 구현될 수 있기 때문에 저비용이면서 높은 활용도를 제공할 수 있다.According to the above-described configuration of the present invention, a plurality of source signals are generated in one chip. The plurality of source signals can support frequencies in the millimeter wave band and the sub-THz band (30 GHz to 240 GHz) and can be used in various systems such as 5G, WPAN, and ISM band. Particularly, in the case of a signal source chip of a Millimeter wave band and a sub-THz band (30 GHz to 240 GHz), only a single but highly expensive source signal is provided. The multi-signal source generation apparatus of the present invention can provide source signals of various bands at the same time and can be implemented in CMOS, thereby providing low cost and high utilization.
도 1은 본 발명의 멀티 신호원 생성 장치를 예시적으로 보여주는 블록도이다.
도 2는 도 1의 멀티 소스 변환부의 구성을 세부적으로 보여주는 블록도이다.
도 3a, 도 3b, 및 도 3c는 도 2의 멀티 소스 변환부의 각 출력 포트들에서 출력되는 제 2 내지 제 4 소스 신호들(2FO, 4FO, 8FO)의 스펙트럼을 보여주는 도면들이다.
도 4는 본 발명의 멀티 신호원 생성 장치의 동작 방법을 간략히 보여주는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 싱글 칩으로 구현되는 멀티 신호원 생성 장치를 구체적으로 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 멀티 신호원 칩을 포함하는 전자 장치를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 1 is a block diagram illustrating an exemplary multi-signal source generation apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing in detail the configuration of the multi-source conversion unit of FIG. 1. FIG.
Figure 3a, Figure 3b, and 3c are diagrams showing the spectrum of the second to fourth source signal (2F O, 4F O, 8F O) output from the respective output port 2 of the multi-source switching unit Fig.
4 is a flowchart briefly showing an operation method of the multi-signal source generating apparatus of the present invention.
FIG. 5 is a block diagram illustrating a multi-signal source generation apparatus implemented as a single chip according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG.
6 is a block diagram illustrating an exemplary electronic device including a multi-signal source chip of the present invention.
이하에서, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들이 상세하게 설명된다. 이하의 설명에서, 상세한 구성들 및 구조들과 같은 세부적인 사항들은 단순히 본 발명의 실시 예들의 전반적인 이해를 돕기 위하여 제공된다. 그러므로 본 발명의 기술적 사상 및 범위로부터의 벗어남 없이 본문에 기재된 실시 예들의 변형들은 당업자에 의해 수행될 수 있다. 더욱이, 잘 알려진 기능들 및 구조들에 대한 설명들은 명확성 및 간결성을 위하여 생략된다. 이하에서 기술된 용어들은 본 발명의 기능들을 고려하여 정의된 용어들이며, 사용자들, 사용자들의 의도, 또는 소비자들에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 용어들의 정의는 상세한 설명에 기재된 사항을 기반으로 결정될 수 있다.In the following, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the following description, details such as detailed configurations and structures are provided merely to assist in an overall understanding of embodiments of the present invention. Modifications of the embodiments described herein may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention. Moreover, descriptions of well-known functions and structures are omitted for clarity and brevity. The terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention and may vary depending on users, intentions of users, or consumers. Therefore, the definitions of the terms can be determined based on the matters described in the detailed description.
도 1은 본 발명의 멀티 신호원 생성 장치를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 1을 참조하면, 멀티 신호원 생성 장치(100)는 전압제어 발진기(110), SPDT 스위치(120), 제 1 전력 증폭기(130), 그리고 멀티 소스 변환부(140)를 포함한다. 1 is a block diagram illustrating an exemplary multi-signal source generation apparatus of the present invention. Referring to FIG. 1, a multi-signal
전압제어 발진기(110)는 제어 전압에 따라 발진 주파수가 가변되는 발진기(Oscillator)이다. 전압제어 발진기(110)는 밀리미터파(Millimeter wave) 대역의 제 1 소스 신호(FO)를 출력할 수 있다. 전압제어 발진기(110)는, 예를 들면, 차동 VCO(Differential Voltage Controlled Oscillator)로 구현될 수 있다. 차동 VCO로 구현되는 전압제어 발진기(110)의 정출력 포트(+Port)에서 출력되는 발진 신호는 멀티 신호원 생성 장치(100)의 제 1 소스 신호(FO)로 출력될 수 있다. 반면, 전압제어 발진기(110)의 부출력 포트(-Port)로 출력되는 발진 신호는 SPDT 스위치(120)에 전달될 수 있다. The voltage-controlled
전압제어 발진기(110)는 밀리미터파 대역 주파수의 발진 신호(27~33GHz)를 생성하기 위한 발진 특성을 가질 수 있다. 반도체 소자로 구현되기 위해서, 전압제어 발진기(110)는 바렉터(Varactor)를 포함할 수 있다. 바렉터에 제공되는 제어 전압에 따라 바렉터의 커패시턴스(C)가 가변되는 특성을 이용하여 발진 신호의 주파수가 조정될 수 있다. 더불어, 전압제어 발진기(110)는 출력되는 발진 신호의 주파수를 고정(Locking)하기 위한 수단들을 더 포함할 수 있음은 잘 이해될 것이다.The voltage-controlled
SPDT 스위치(120, Single Pole Double Throw Switch)는 전압제어 발진기(110)의 출력과 외부에서 제공되는 발신 신호(FIN_ EXT) 중 어느 하나를 선택하기 위한 스위치이다. SPDT 스위치(120)는 미리 설정된 선택 값이나 사용자에 의해서 전압제어 발진기(110)의 출력과 외부에서 제공되는 발신 신호(FIN_ EXT) 중 어느 하나를 멀티 신호원을 생성하기 위한 소스 신호로 선택할 수 있다. SPDT switch (120, Single Pole Double Throw Switch) is a switch for selecting any one of a transmission signal (F IN_ EXT) supplied from outside and output of the voltage-controlled oscillator (110).
제 1 전력 증폭기(130)는 SPDT 스위치(120)에서 선택된 신호의 전력을 증폭시킨다. SPDT 스위치(120)에서 선택된 제 1 소스 신호(FO)의 경우, 멀티 소스 변환부(140)에서 다양한 경로로 분리되어 처리될 것이다. 따라서, 감소된 제 1 소스 신호(FO)의 전력을 충분히 증폭시켜 멀티 소스 변환부(140)에 제공할 필요가 있다. 제 1 전력 증폭기(130)는 제 1 소스 신호(FO)의 주파수 대역(예를 들면, 30GHz)을 증폭하기 위한 특성을 갖도록 설계되어야 할 것이다. 더불어, 제 1 전력 증폭기(130)는 멀티 소스 변환부(140)의 주파수 체배기(Frequency doubler, 미도시)를 구동하기 위해 약 5~15dBm의 출력 특성을 가질 것이 요구된다. The
멀티 소스 변환부(140)는 제 1 소스 신호(FO)의 주파수를 다양한 주파수 체배수로 변환하여 복수의 소스 신호들(2FO, 4FO, 8FO)로 생성할 수 있다. 멀티 소스 변환부(140)는 제 1 소스 신호(FO)의 주파수를 2배로 체배하여 제 2 소스 신호(2FO)로 출력한다. 멀티 소스 변환부(140)는 생성된 제 2 소스 신호(2FO)의 주파수를 다시 2배로 체배하여 제 3 소스 신호(4FO)로 출력한다. 멀티 소스 변환부(140)는 제 3 소스 신호(4FO)의 주파수를 2배로 체배하여 제 4 소스 신호(8FO)로 출력할 수 있다. 여기서, 복수의 소스 신호들(FO, 2FO, 4FO, 8FO)은 각각 밀리미터파(Millimeter wave) 대역이나 서브-테라헤르츠(sub-THz) 대역(30GHz ~ 240GHz)의 주파수를 갖는 소스 신호들로 제공될 수 있다.The
상술한 멀티 신호원 생성 장치(100)를 구성하는 전압제어 발진기(110), SPDT 스위치(120), 제 1 전력 증폭기(130), 그리고 멀티 소스 변환부(140)는 CMOS 공정을 통해서 형성될 수 있다. 따라서, 밀리미터파(Millimeter wave) 대역과 서브-테라헤르츠(sub-THz) 대역의 복수의 소스 신호들을 제공할 수 있는 멀티 신호원 생성 장치(100)는 단일 반도체 칩으로도 구현 가능하다. 멀티 신호원 생성 장치(100)는 5G 통신, WPAN(Wireless Personal Area Network), ISM(Industrial Scientific Medical) 대역 통신 등의 다양한 시스템에서 사용될 수 있다.The voltage controlled
도 2는 도 1의 멀티 소스 변환부의 구성을 세부적으로 보여주는 블록도이다. 도 2를 참조하면, 멀티 소스 변환부(140)는 제 1 소스 신호(FO)를 처리하여, 밀리미터파(Millimeter wave) 대역과 서브-테라헤르츠(sub-THz) 대역(30GHz ~ 240GHz)의 소스 신호들(2FO, 4FO, 8FO)을 생성한다. 이를 위해, 멀티 소스 변환부(140)는 복수의 주파수 체배기(141, 145, 149), 복수의 전력 분배기(142, 146), 그리고 전력 증폭기들(143, 144, 147, 148)을 포함한다. FIG. 2 is a block diagram showing in detail the configuration of the multi-source conversion unit of FIG. 1. FIG. Referring to FIG. 2, the
제 1 주파수 체배기(141)는 제 1 소스 신호(FO)의 주파수를 2배수 증가시킬 수 있다. 제 1 주파수 체배기(141)는 소스 신호인 제 1 소스 신호(FO)를 비선형 소자로 처리하여 복수의 고조파(Harmonic)들을 생성한다. 그리고 제 1 주파수 체배기(141)는 복수의 고조파들 중에서 2배의 주파수를 갖는 제 2 소스 신호(2FO)를 선택적으로 출력하게 될 것이다. 제 1 주파수 체배기(141)는 CMOS 공정의 반도체 소자로 쉽게 구현될 수 있다. The
제 1 전력 분배기(142)는 제 2 소스 신호(2FO)를 두 개의 전달 경로로 분리한다. 즉, 전력 분배기(142)는 제 1 주파수 체배기(141)에서 출력되는 제 2 소스 신호(2FO)를 동일한 위상과 파형을 갖는 2개의 신호로 분리한다. 다만, 제 1 전력 분배기(142)는 입력된 신호의 전력을 2 부분으로 나누어 출력한다. 제 1 전력 분배기(142)는 광대역 특성을 가지는 윌킨슨 분배기(Wilkinson divider)와 같은 수동 소자로 구현되거나, 또는 능동 분배기 형태로도 구현될 수 있을 것이다.A
제 2 전력 증폭기(143)는 제 1 전력 분배기(142)에서 출력되는 제 2 소스 신호(2FO)들 중 어느 하나의 전력을 증폭시킨다. 제 2 전력 증폭기(143)는 제 1 전력 분배기(142)에 의해서 감소된 제 2 소스 신호(2FO)의 전력을 증폭시켜, 멀티 신호원 생성 장치(100)의 출력 포트(Output Port)로 전달한다. 제 2 전력 증폭기(143)는 출력 포트(Output Port)로 전달되는 제 2 소스 신호(2FO)의 크기에 따라서 최적 레벨의 신호로 증폭할 수 있는 구동 증폭기(Driver Amplifier)로 구성될 수도 있다.A
제 3 전력 증폭기(144)는 제 1 전력 분배기(142)에서 출력되는 제 2 소스 신호(2FO)의 다른 하나의 전력을 증폭시킨다. 제 1 주파수 체배기(141)와 제 1 전력 분배기(142)에 의해서 제 2 소스 신호(2FO)의 전력은 상당량 감소된 상태이다. 따라서, 감소된 제 2 소스 신호(2FO)의 전력을 증폭시키기 위해, 제 3 전력 증폭기(144)는 제 2 소스 신호(2FO) 대역의 신호 증폭에 적합하도록 설계되어야 할 것이다. 특히, 제 3 전력 증폭기(144)는 제 2 소스 신호(2FO)를 제 2 주파수 체배기(145)에 전달하기 위해 5~15dBm의 출력을 갖도록 설계되어야 한다. A
제 2 주파수 체배기(145)는 제 3 전력 증폭기(144)에 의해서 전력이 증폭된 제 2 소스 신호(2FO)의 주파수를 2배수 증가시킨다. 제 2 주파수 체배기(145)는 소스 신호인 제 2 소스 신호(2FO)를 비선형 소자로 처리하여 복수의 고조파(Harmonic)들을 생성한다. 그리고 제 2 주파수 체배기(145)는 복수의 고조파들 중에서 제 2 소스 신호(2FO)의 2배 주파수에 대응하는 제 3 소스 신호(4FO)를 선택적으로 출력하게 될 것이다. The
제 2 전력 분배기(146)는 제 3 소스 신호(4FO)를 두 개의 전달 경로로 분리한다. 즉, 제 2 전력 분배기(146)는 제 2 주파수 체배기(145)에서 출력되는 제 3 소스 신호(4FO)를 동일한 위상과 파형을 갖는 2개의 신호로 분리한다. 다만, 제 2 전력 분배기(146)는 입력된 신호의 전력만을 나누어 출력한다. 제 2 전력 분배기(146)는 광대역 특성을 가지는 윌킨슨 분배기(Wilkinson divider)와 같은 수동 소자로 구현되거나, 또는 능동 분배기 형태로도 구현될 수 있을 것이다.A
제 4 전력 증폭기(147)는 제 2 전력 분배기(146)에서 출력되는 제 3 소스 신호(4FO)들 중 어느 하나의 전력을 증폭시킨다. 제 4 전력 증폭기(147)는 제 1 전력 분배기(146)에 의해서 감소된 제 3 소스 신호(4FO)의 전력을 증폭시켜, 멀티 신호원 생성 장치(100)의 출력 포트(Output Port)로 전달한다. 제 4 전력 증폭기(147)는 출력 포트(Output Port)로 전달되는 제 3 소스 신호(4FO)의 크기에 따라서 최적 레벨의 신호로 증폭할 수 있는 구동 증폭기(Driver Amplifier)로 구성될 수도 있음은 잘 이해될 것이다. 즉, 제 4 전력 증폭기(147)는 제 3 소스 신호(4FO)의 크기(Amplitude)가 작은 경우에 신호의 크기를 증폭하기 위한 구동 증폭기를 포함할 수 있다.The
제 5 전력 증폭기(148)는 제 2 전력 분배기(146)에서 출력되는 제 3 소스 신호(4FO)의 다른 하나의 전력을 증폭시킨다. 감소된 제 3 소스 신호(4FO)의 전력을 증폭시키기 위해, 제 5 전력 증폭기(148)는 제 3 소스 신호(4FO) 대역의 신호 증폭에 적합하도록 설계되어야 할 것이다. 특히, 제 5 전력 증폭기(148)는 제 3 소스 신호(4FO)를 제 3 주파수 체배기(149)에 전달하기 위해 5~15dBm의 출력을 갖도록 설계되어야 한다.The
제 3 주파수 체배기(149)는 제 5 전력 증폭기(148)에 의해서 증폭된 제 3 소스 신호(4FO)의 주파수를 2배수 증가시킨다. 제 3 주파수 체배기(149)에 의해서 생성된 제 4 소스 신호(8FO)는 멀티 신호원 생성 장치(100)의 출력 포트로 전달될 수 있다.The
이상에서는 멀티 소스 변환부(140)의 예시적인 구성이 간략히 설명되었다. 멀티 소스 변환부(140)에 포함되는 제반 구성들은 CMOS 공정을 통해서 용이하게 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 멀티 신호원 생성 장치(100)는 복수의 안정된 소스 신호들(FO, 2FO, 4FO, 8FO)을 제공하는 싱글 칩 형태로 구현될 수 있다. 여기서, 제 1 소스 신호(FO)의 주파수는, 예를 들면, 30GHz일 수 있다. 이 경우, 멀티 신호원 생성 장치(100)는 밀리미터파(Millimeter wave) 대역과 서브-테라헤르츠(sub-THz) 대역(30GHz ~ 240GHz)에서 사용되는 서로 다른 주파수의 소스 신호들을 제공하는 하나의 반도체 칩으로 구현될 수 있다.In the foregoing, an exemplary configuration of the
도 3a, 도 3b, 및 도 3c는 도 2의 멀티 소스 변환부의 각 출력 포트들에서 출력되는 제 2 내지 제 4 소스 신호들(2FO, 4FO, 8FO)의 스펙트럼을 보여주는 도면들이다. 여기서, 멀티 소스 변환부(140)에 소스로 제공되는 제 1 소스 신호(FO)의 주파수를 30GHz로 제공하는 경우를 예시적으로 설명하기로 한다. Figure 3a, Figure 3b, and 3c are diagrams showing the spectrum of the second to fourth source signal (2F O, 4F O, 8F O) output from the respective output port 2 of the multi-source switching unit Fig. Here, a case where the frequency of the first source signal (F 0 ) provided as a source to the
도 3a는 제 2 소스 신호(2FO)의 스펙트럼을 보여준다. 제 2 소스 신호(2FO)는 제 1 주파수 체배기(141)의 비선형 소자들에 의해서 제 1 소스 신호(FO)의 정수배에 해당하는 고조파들 중에 하나이다. 그리고 실질적으로 제 1 소스 신호(FO)의 2배수 주파수(예를 들면, 60GHz)의 해당하는 고조파(P1)가 선택되고, 제 2 전력 증폭기(143)에 의해서 증폭되어 출력된다. Figure 3a shows the spectrum of the second source signal (2F O). A second signal source (2F O) is one of the harmonics corresponding to an integral multiple of the first source by the non-linear element of the
도 3b는 제 3 소스 신호(4FO)의 스펙트럼을 보여준다. 제 2 주파수 체배기(145)에 의해서 복수의 고조파들이 생성될 수 있다. 그리고 제 2 주파수 체배기(145)에 의해 고조파들 중에서 제 3 소스 신호(4FO)에 대응하는 고조파(P2)가 선택되어 출력될 것이다. 이후, 제 4 전력 증폭기(147)에 의해서 제 3 소스 신호(4FO)는 증폭되어 출력 포트로 전달될 것이다.Figure 3b shows the spectrum of the third source signal (4F O). A plurality of harmonics may be generated by the
도 3c는 제 4 소스 신호(8FO)의 스펙트럼을 보여준다. 제 3 주파수 체배기(149)에 의해서 제 3 소스 신호(4FO)의 고조파들이 생성될 수 있다. 그리고 제 3 주파수 체배기(149)에 의해 고조파들 중에서 제 4 소스 신호(8FO)에 대응하는 고조파(P3)가 선택되어 출력될 것이다. 이후, 제 4 소스 신호(8FO)는 출력 포트로 전달될 것이다.Figure 3c shows the spectrum of the signal source 4 (8F O). Harmonics of the
이상에서는 본 발명의 제 2 내지 제 4 소스 신호들(2FO, 4FO, 8FO)의 스펙트럼이 설명되었다. CMOS 공정으로 형성 가능한 본 발명의 멀티 소스 변환부(140)는 제 1 소스 신호(FO)의 정수배 주파수를 갖는 복수의 소스 신호들을 생성할 수 있다. 따라서, 본 발명의 멀티 신호원 생성 장치(100)는 저비용의 단일 반도체 칩으로 용이하게 구현될 수 있다. Above it has been described the spectrum of the second to fourth source signal of the present invention (2F O, 4F O, 8F O). The
도 4는 본 발명의 멀티 신호원 생성 장치의 동작 방법을 간략히 보여주는 순서도이다. 도 4를 참조하면, 멀티 신호원 생성 장치(100)는 하나의 전압제어 발진기(110)로부터 생성된 하나의 소스 신호를 체배하여 복수의 소스 신호들로 출력할 수 있다.4 is a flowchart briefly showing an operation method of the multi-signal source generating apparatus of the present invention. Referring to FIG. 4, the multi-signal
S110 단계에서, 전압제어 발진기(110)로부터 제 1 소스 신호(FO)를 생성한다. 제 1 소스 신호(FO)는 30GHz의 주파수를 갖는 것으로 가정하기로 한다. 전압제어 발진기(110)로부터 생성된 제 1 소스 신호(FO)는 두 신호 경로로 분리되어 전달된다. 하나의 신호 경로는 멀티 신호원 생성 장치(100)의 출력 포트로 연결되고, 다른 하나의 신호 경로는 SPDT 스위치(120)로 연결된다. 전압제어 발진기(110)에서 생성된 제 1 소스 신호(FO)는 멀티 신호원 생성 장치(100)의 출력 포트로 출력됨과 동시에 멀티 소스 신호들을 생성하기 위한 소스 신호로 제공된다.In step S110, a first source signal F O is generated from the voltage-controlled
S120 단계에서, 제 1 전력 증폭기(130)에 의해서 제 1 소스 신호(FO)의 전력이 증폭된다. 제 1 소스 신호(FO)는 주파수 체배기 또는 전력 분배기와 같은 전력을 소모하는 구성들을 사용하여 처리될 것이다. 따라서, 전력 소모가 발생하기 이전에 충분한 전력을 갖도록 제 1 소스 신호(FO)의 전력을 증폭할 필요가 있다. 주파수 체배기(141)에 의해서 제 1 소스 신호(FO)가 처리되기 위해서는 제 1 전력 증폭기(130)는 약 5~15dBm의 출력 특성을 가져야 한다.In step S120, the power of the first source signal F o is amplified by the
S130 단계에서, 30GHz의 주파수를 갖는 제 1 소스 신호(FO)는 제 1 주파수 체배기(141)에 의해서 60GHz 주파수의 제 2 소스 신호(2FO)로 변환된다. In step S130, the first source signal (F O), having a frequency of 30GHz is converted to a second signal source (2F O) of the 60GHz frequency by the first frequency multiplier (141).
S140 단계에서, 60GHz 주파수의 제 2 소스 신호(2FO)는 적어도 2개의 신호 경로로 분리된다. 예를 들면, 제 1 전력 분배기(142)에 의해서 분리된 제 2 소스 신호(2FO) 중 하나는 멀티 신호원 생성 장치(100)의 출력 포트로 전달된다. 출력 포트로 전달되기 전에, 제 2 소스 신호(2FO)는 제 2 전력 증폭기(143)나 구동 증폭기에 의해서 증폭된 이후에 출력 포트로 전달될 수 있다. In step S140, a second source signal (2F O) of the 60GHz frequency is separated into at least two signal paths. For example, one of the
S150 단계에서, 제 1 전력 분배기(142)에 의해서 분리된 제 2 소스 신호(2FO) 중 다른 하나는 제 3 전력 증폭기(144)에 전달된다. 여기서, 제 2 전력 증폭기(143)와 제 3 전력 증폭기(144)는 60GHz 대역 신호를 증폭하기 위한 이득 및 대역 특성을 갖도록 설계되어야 한다. 제 2 전력 증폭기(143)와 제 3 전력 증폭기(144)는 약 5~15dBm의 출력 특성을 가져야 한다.In step S150, the other of the
S160 단계에서, 60GHz의 주파수를 갖는 제 2 소스 신호(2FO)는 제 2 주파수 체배기(145)에 의해서 120GHz 주파수의 제 3 소스 신호(4FO)로 변환된다. In step S160, a second source signal (2F O) having a frequency of 60GHz is converted into a third signal source (4F O) of 120GHz frequency by the second frequency multiplier (145).
S170 단계에서, 120GHz 주파수의 제 3 소스 신호(4FO)의 전달 경로는 적어도 2개의 신호 경로들로 분리된다. 즉, 제 2 전력 분배기(146)에 의해서 분리된 제 3 소스 신호(4FO) 중 하나는 멀티 신호원 생성 장치(100)의 출력 포트로 전달된다. 출력 포트로 전달되기 전에, 제 3 소스 신호(4FO)는 제 4 전력 증폭기(147)나 구동 증폭기에 의해서 증폭된 이후에 출력 포트로 전달될 수 있다. In step S170, a third transmission path of the source signal (4F O) of 120GHz frequency it is separated into at least two signal paths. That is, one of the
S180 단계에서, 제 2 전력 분배기(146)에 의해서 분리된 제 3 소스 신호(4FO) 중 다른 하나는 제 5 전력 증폭기(148)에 전달된다. 여기서, 제 4 전력 증폭기(147)와 제 5 전력 증폭기(148)는 120GHz 대역 신호를 증폭하기 위한 이득 및 대역 특성을 갖는다. 그리고 제 4 전력 증폭기(147)와 제 5 전력 증폭기(148)는 약 5~15dBm의 출력 특성을 가져야 한다.In step S180, the second other one of the
S190 단계에서, 120GHz의 주파수를 갖는 제 3 소스 신호(4FO)는 제 3 주파수 체배기(149)에 의해서 240GHz 주파수의 제 4 소스 신호(8FO)로 변환된다. 240GHz 주파수의 제 4 소스 신호(8FO)는 멀티 신호원 생성 장치(100)의 출력 포트로 전달될 것이다. In step S190, the third source signal (4F O) having a frequency of 120GHz is converted into a fourth signal source (8F O) of 240GHz frequency by the third frequency multiplier (149). The fourth signal source (8F O) of 240GHz frequency will be passed to the output port of the multi-source
이상에서는 30GHz 주파수의 제 1 소스 신호(FO)를 생성하고, 생성된 제 1 소스 신호(FO)를 체배 및 증폭하여 복수의 소스 신호들(2FO, 4FO, 8FO)을 생성하는 방법에 대해서 간략히 설명되었다. 여기서, 제 1 소스 신호(FO)의 주파수를 30GHz로 설명하였으나, 본 발명은 여기에 국한되지 않음은 잘 이해될 것이다. 전압제어 발진기(110)를 통해서 제 1 소스 신호(FO)의 주파수는 다양한 값으로 설정될 수 있다. 그리고 복수의 소스 신호들(2FO, 4FO, 8FO)의 주파수도 제 1 소스 신호(FO)의 주파수의 정수배로 제공될 수 있다. In the above description, the first source signal F 0 of the frequency of 30 GHz is generated, and the generated first source signal F 0 is multiplied and amplified to generate the plurality of source signals 2F 0 , 4F 0 , 8F 0 The method has been briefly described. Here, although the frequency of the first source signal (F o ) is described as 30 GHz, it will be understood that the present invention is not limited thereto. The frequency of the first source signal F O through the voltage controlled
더불어, 이상에서는 제 1 소스 신호(FO)가 전압제어 발진기(110)를 통해서 제공되는 예가 설명되었다. 하지만, 보다 안정된 소스 신호의 제공을 위해 SPDT 스위치(120)를 통해서 외부에서 제공되는 제 1 소스 신호(FO)가 복수의 소스 신호들(2FO, 4FO, 8FO)을 생성하기 위한 소스로 사용될 수 있음은 잘 이해될 것이다.In addition, an example in which the first source signal F O is provided through the voltage-controlled
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 싱글 칩으로 구현되는 멀티 신호원 생성 장치(200)를 구체적으로 보여주는 도면이다. 도 5를 참조하면, 제 1 내지 제 4 소스 신호들이 싱글 칩으로 구현되는 멀티 신호원 생성 장치(200)로부터 제공될 수 있다. 멀티 신호원 생성 장치(200)는 전압제어 발진기(210), SPDT 스위치(220), 전력 증폭기들(230, 260, 270, 290, 292), 주파수 체배기들(240, 270, 294), 전력 분배기들(250, 280)을 포함할 수 있다. 5 is a diagram illustrating a multi-signal
전압제어 발진기(210)는 30GHz 주파수의 제 1 소스 신호를 생성한다. 전압제어 발진기(210)가 차동 VCO로 구현되는 경우, 정출력 포트(+Port)로 출력되는 발진 신호는 멀티 신호원 생성 장치(200)의 제 1 소스 신호로 출력될 수 있다. 더불어, 전압제어 발진기(210)의 부출력 포트(-Port)로 출력되는 발진 신호는 SPDT 스위치(220)에 전달될 수 있다. 전압제어 발진기(210)의 제어를 통해서 밀리미터파 대역에서 사용되는 다양한 주파수의 소스 신호들이 생성될 수 있다. The voltage controlled
SPDT 스위치(220)는 전압제어 발진기(210)의 출력과 외부에서 제공되는 발진 신호(FIN_EXT) 중 어느 하나를 선택하기 위한 스위치이다. SPDT 스위치(220)는 미리 설정된 선택 값이나 사용자에 의해서 전압제어 발진기(210)의 출력과 외부에서 제공되는 발진 신호(FIN_ EXT) 중 어느 하나를 멀티 신호원을 생성하기 위한 소스 신호로 선택할 수 있다. SPDT 스위치(220)를 통해서 높은 순도의 30GHz 주파수 신호를 외부로부터 제공받아 제 2 내지 제 4 소스 신호들로 생성하기 위해 제 1 전력 증폭기(230)에 전달할 수 있다. The
제 1 전력 증폭기(230)에 의해서 30GHz 대역의 제 1 소스 신호의 전력이 증폭될 수 있다. 이러한 제 1 전력 증폭기(230)에 의한 전력 증폭을 통해서 후속하여 수행되는 주파수 체배 및 전력 분배시에 발생하는 제 1 소스 신호의 감쇄가 보상될 수 있다.The power of the first source signal in the 30 GHz band can be amplified by the
제 1 주파수 체배기(240)는 제 1 소스 신호의 주파수를 2배 체배하여 제 1 전력 분배기(250)에 전달한다. 즉, 제 1 주파수 체배기(240)는 30GHz 주파수의 제 1 소스 신호를 60GHz 주파수의 제 2 소스 신호로 변환한다. The
제 1 전력 분배기(250)는 60GHz 주파수의 제 2 소스 신호를 2개의 신호 경로로 분리하여 전달한다. 분리된 두 신호 경로들 중 하나는 제 2 전력 증폭기(260)를 경유하여 멀티 신호원 생성 장치(200)의 출력 포트로 연결된다. 그리고 분리된 두 신호 경로들 중 다른 하나는 제 3 내지 제 4 소스 신호를 생성하기 위하여 제 3 전력 증폭기(265)에 연결된다. The
제 2 및 제 3 전력 증폭기(260, 265)는 분리된 60GHz 주파수의 제 2 소스 신호를 각각 증폭한다. 두 개의 신호 경로로 분리된 60GHz 주파수의 제 2 소스 신호들은 동일한 위상과 주파수를 갖지만, 전력이 분배되어 감소된 상태이다. 따라서, 감소된 두 개의 신호 경로들의 제 2 소스 신호들의 전력은 제 2 및 제 3 전력 증폭기(260, 265)에 의해서 각각 증폭되고 출력 포트 및 제 2 주파수 체배기(270)에 전달된다.The second and
제 2 주파수 체배기(270)는 60GHz인 제 2 소스 신호의 주파수를 2배수 증가시킨다. 제 2 주파수 체배기(270)는 입력되는 제 2 소스 신호의 주파수를 120GHz로 변환하여 제 3 소스 신호로 출력하게 될 것이다. The
제 2 전력 분배기(280)는 120GHz 주파수의 제 3 소스 신호를 2개의 신호 경로들로 분리하여 전달한다. 분리된 두 신호 경로들 중 하나는 제 4 전력 증폭기(290)를 경유하여 멀티 신호원 생성 장치(200)의 출력 포트로 연결된다. 그리고 분리된 두 신호 경로들 중 다른 하나는 제 4 소스 신호를 생성하기 위하여 제 5 전력 증폭기(292)에 연결된다. The
제 4 및 제 5 전력 증폭기(290, 292)는 분리된 120GHz 주파수의 제 3 소스 신호의 전력을 각각 증폭한다. 두 개의 신호 경로들로 분리된 120GHz 주파수의 제 3 소스 신호들은 동일한 위상과 주파수를 갖는다. 하지만, 분리된 120GHz 주파수의 제 3 소스 신호들의 신호 전력은 감소된 상태이다. 따라서, 감소된 제 3 소스 신호들 전력들은 제 4 및 제 5 전력 증폭기(290, 292)에 의해서 각각 증폭되고 출력 포트 및 제 3 주파수 체배기(294)에 전달된다.The fourth and
제 3 주파수 체배기(294)는 제 5 전력 증폭기(292)에 의해서 증폭된 제 3 소스 신호의 주파수를 2배수 증가시킨다. 그리고 제 3 주파수 체배기(294)에 의해서 생성된 240GHz 주파수의 제 4 소스 신호는 멀티 신호원 생성 장치(200)의 출력 포트로 전달된다.The
이상에서는 CMOS 공정에 의해서 싱글 칩으로 구현 가능한 멀티 신호원 생성 장치(200)의 구조가 간략히 설명되었다. 여기서, 밀리미터파 대역 및 서브-테라헤르츠파 대역의 소스 신호들로 사용되는 4개 소스 신호들이 멀티 신호원 생성 장치(200)로부터 제공되는 것으로 설명하였으나, 본 발명은 여기에 국한되지 않는다. 주파수 체배기와 전력 분배기들을 사용하여 더 많은 수의 소스 신호들이 멀티 신호원 생성 장치(200)로부터 제공될 수 있음은 잘 이해될 것이다. 더불어, 전압제어 발진기(210)에 의해서 생성되는 제 1 소스 신호의 주파수가 30GHz인 경우를 예로 들었으나, 본 발명은 여기에 국한되지 않는다. In the foregoing, the structure of the
도 6은 본 발명의 멀티 신호원 칩을 포함하는 전자 장치를 예시적으로 보여주는 블록도이다. 도 6을 참조하면, 본 발명의 전자 장치(300)는 멀티 신호원 칩(310), 송수신기(320), 그리고 프로세서(330)를 포함할 수 있다. 멀티 신호원 칩(310)은 CMOS 반도체 공정을 사용하여 형성되는 도 1 또는 도 5의 멀티 신호원 생성 장치(100 또는 200)를 포함할 수 있다. 6 is a block diagram illustrating an exemplary electronic device including a multi-signal source chip of the present invention. Referring to FIG. 6, an
멀티 신호원 칩(310)은 서로 다른 주파수를 갖는 복수의 소스 신호들을 출력할 수 있다. 멀티 신호원 칩(310)은 밀리미터파 대역 및 서브-테라헤르츠파 대역의 신호원으로 사용 가능한 복수의 소스 신호들을 생성할 수 있다. 멀티 신호원 칩(310)은 밀리미터파 대역 및 서브-테라헤르츠파 대역(30GHz ~ 240GHz)의 주파수를 갖는 복수의 소스 신호들(FO, 2FO, 4FO, 8FO)을 제공할 수 있다. The
송수신기(320)는 복수의 소스 신호들(FO, 2FO, 4FO, 8FO) 중 어느 하나를 사용하여 음성 신호 또는 데이터 신호를 변조하여 안테나(340)를 통해 전송할 수 있다. 또는, 송수신기(320)는 복수의 소스 신호들(FO, 2FO, 4FO, 8FO) 중 어느 하나를 사용하여 안테나(340)를 통해 수신되는 신호를 복조할 수 있다. 예를 들면, 송수신기(320)는 5G 이동통신, WPAN, ISM 통신을 위해 소스 신호들(FO, 2FO, 4FO, 8FO) 중 어느 하나를 신호원으로 사용할 수 있다.
프로세서(330)는 송수신기(320)에 전송되는 신호 또는 수신되는 신호를 처리하여 음성이나 데이터로 변환하고 처리한다. The
상술한 전자 장치(300)는 밀리미터파 대역 및 서브-테라헤르츠파 대역(30GHz ~ 240GHz)의 통신을 위한 단말이나 기지국일 수 있다. 본 발명의 멀티 신호원 칩(310)을 채용하는 경우, 전자 장치(300)는 다양한 주파수의 신호원을 단일 칩에서 제공할 수 있어 저비용으로 구성이 가능하다.The above-described
비록 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 상세한 설명에서 설명되었으나, 본 발명은 본 발명의 기술적 사상으로부터의 벗어남 없이 다양한 형태로 변형될 수 있다. 본 발명의 기술적 사상은 단순히 설명된 실시 예들에 국한되지 않으며, 첨부된 특허청구범위 및 이와 동등한 것들을 기반으로 결정될 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail, the present invention can be modified in various ways without departing from the technical idea of the present invention. It is to be understood that the technical spirit of the invention is not limited solely to the described embodiments, but on the basis of the appended claims and their equivalents.
100 : 멀티 신호원 생성 장치
110, 210 : 전압제어 발진기
120, 220 : SPDT 스위치
130, 143, 144, 147, 148, 230, 260, 265, 290, 292 : 전력 증폭기
140 : 멀티 소스 변환부
141, 145, 149, 240, 270, 294 : 주파수 체배기
142, 146, 250, 280 : 전력 분배기
300: 전자 장치
310 : 멀티 신호원 칩
320 : 송수신기
330 : 프로세서
340 : 안테나100: Multi-signal source generating device
110, 210: voltage-controlled oscillator
120, 220: SPDT switch
130, 143, 144, 147, 148, 230, 260, 265, 290, 292:
140: Multi-source conversion unit
141, 145, 149, 240, 270, 294: frequency multiplier
142, 146, 250, 280: Power distributor
300: electronic device
310: Multi-signal source chip
320: Transceiver
330: Processor
340: antenna
Claims (14)
제 1 주파수를 갖는 제 1 소스 신호를 생성하여 제 1 출력 포트로 전달하는 전압제어 발진기;
상기 제 1 소스 신호 또는 외부 소스 신호를 선택하는 SPDT(Single Pole Double Throw) 스위치;
상기 SPDT 스위치에서 선택된 상기 제 1 소스 신호의 전력을 증폭하는 제 1 전력 증폭기; 그리고
상기 증폭된 제 1 소스 신호의 주파수를 체배하거나 전력을 분배하여 멀티 소스 신호들을 생성하는 멀티 소스 변환부를 포함하되,
상기 제 1 소스 신호 및 상기 멀티 소스 신호의 주파수는 밀리미터파 대역 또는 서브-테라헤르츠파 대역에 포함되는 멀티 신호원 생성 장치. A multi-signal source generation apparatus comprising:
A voltage controlled oscillator for generating and delivering a first source signal having a first frequency to a first output port;
A single pole double throw (SPDT) switch for selecting the first source signal or the external source signal;
A first power amplifier for amplifying the power of the first source signal selected in the SPDT switch; And
And a multi-source conversion unit multiplying the frequency of the amplified first source signal or dividing power to generate multi-source signals,
Wherein the frequency of the first source signal and the multi-source signal is included in a millimeter wave band or a sub-terahertz wave band.
상기 전압제어 발진기, 상기 SPDT 스위치, 상기 제 1 전력 증폭기, 그리고 상기 멀티 소스 변환부는 상보형 금속 산화막 반도체(CMOS) 공정에 따라 형성되는 멀티 신호원 생성 장치.The method according to claim 1,
Wherein the voltage controlled oscillator, the SPDT switch, the first power amplifier, and the multi-source conversion unit are formed according to a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) process.
상기 제 1 주파수는 27GHz 내지 33GHz 대역에 포함되는 멀티 신호원 생성 장치.The method according to claim 1,
Wherein the first frequency is included in a band from 27 GHz to 33 GHz.
상기 멀티 소스 변환부는:
상기 증폭된 제 1 소스 신호의 주파수를 2배수로 체배하여 제 2 소스 신호로 변환하는 제 1 주파수 체배기;
상기 제 2 소스 신호의 주파수를 2배수로 체배하여 제 3 소스 신호로 변환하는 제 2 주파수 체배기; 그리고
상기 제 3 소스 신호의 주파수를 2배수로 체배하여 제 4 소스 신호로 변환하는 제 3 주파수 체배기를 포함하는 멀티 신호원 생성 장치.The method according to claim 1,
Wherein the multi-source conversion unit comprises:
A first frequency doubler for multiplying the frequency of the amplified first source signal by two and converting the frequency of the amplified first source signal into a second source signal;
A second frequency doubler for multiplying the frequency of the second source signal by two and converting the frequency of the second source signal into a third source signal; And
And a third frequency doubler for multiplying the frequency of the third source signal by two and converting the fourth source signal into a fourth source signal.
상기 멀티 소스 변환부는:
상기 제 1 주파수 체배기로부터 출력되는 상기 제 2 소스 신호를 제 2 출력 포트 및 상기 제 2 주파수 체배기로 각각 전달하기 위해 신호 경로를 분리하는 제 1 전력 분배기; 그리고
상기 제 2 주파수 체배기로부터 출력되는 상기 제 3 소스 신호를 제 3 출력 포트 및 상기 제 3 주파수 체배기로 각각 전달하기 위해 신호 경로를 분리하는 제 2 전력 분배기를 더 포함하는 멀티 신호원 생성 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the multi-source conversion unit comprises:
A first power divider for dividing a signal path for delivering the second source signal outputted from the first frequency doubler to the second output port and the second frequency doubler, respectively; And
Further comprising a second power divider for dividing the signal path for delivering the third source signal output from the second frequency multiplier to the third output port and the third frequency multiplier, respectively.
상기 멀티 소스 변환부는:
상기 제 2 출력 포트로 전달되는 상기 제 2 소스 신호의 전력을 증폭하여 전달하는 제 2 전력 증폭기; 그리고
상기 제 2 주파수 체배기로 전달되는 상기 제 2 소스 신호의 전력을 증폭하는 제 3 전력 증폭기를 더 포함하는 멀티 신호원 생성 장치.6. The method of claim 5,
Wherein the multi-source conversion unit comprises:
A second power amplifier for amplifying and transmitting power of the second source signal transmitted to the second output port; And
And a third power amplifier for amplifying the power of the second source signal transmitted to the second frequency doubler.
상기 멀티 소스 변환부는:
상기 제 3 출력 포트로 전달되는 상기 제 3 소스 신호의 전력을 증폭하여 전달하는 제 4 전력 증폭기; 그리고
상기 제 3 주파수 체배기로 전달되는 상기 제 3 소스 신호의 전력을 증폭하는 제 5 전력 증폭기를 더 포함하는 멀티 신호원 생성 장치.The method according to claim 6,
Wherein the multi-source conversion unit comprises:
A fourth power amplifier for amplifying and transmitting power of the third source signal transmitted to the third output port; And
And a fifth power amplifier for amplifying power of the third source signal transmitted to the third frequency doubler.
상기 제 2 전력 증폭기 또는 상기 제 4 전력 증폭기는 구동 증폭기(Drive Amplifier)를 포함하는 멀티 신호원 생성 장치. 8. The method of claim 7,
Wherein the second power amplifier or the fourth power amplifier includes a drive amplifier.
상기 제 1 전력 증폭기, 상기 제 3 전력 증폭기, 그리고 상기 제 5 전력 증폭기는 5dBm 내지 15dBm의 출력 범위를 갖는 멀티 신호원 생성 장치.8. The method of claim 7,
Wherein the first power amplifier, the third power amplifier, and the fifth power amplifier have an output range of 5 dBm to 15 dBm.
상기 제 1 소스 신호 및 상기 멀티 소스 신호는 5세대 이동 통신(5G), WPAN(Wireless Personal Area Network), ISM(Industrial Scientific Medical) 통신시스템들 중 적어도 하나의 신호원으로 제공되는 멀티 신호원 생성 장치.The method according to claim 1,
The first source signal and the multi-source signal are transmitted to at least one of the fifth generation mobile communication (5G), wireless personal area network (WPAN), and industrial scientific medical (ISM) .
제 1 소스 신호를 생성하는 단계;
상기 제 1 소스 신호의 전력을 증폭하는 단계; 그리고
상기 제 1 소스 신호의 주파수를 단계적으로 체배하여 멀티 소스 신호들을 생성하는 단계를 포함하되,
상기 제 1 소스 신호 및 상기 멀티 소스 신호들은 밀리미터파 대역 또는 서브-테라헤르츠파 대역의 주파수를 갖고, 상기 멀티 신호원 생성 장치는 상보형 금속 산화막 반도체(CMOS) 공정을 통해서 형성되는 싱글 칩으로 제공되는 동작 방법.A method of operating a multi-signal source device comprising:
Generating a first source signal;
Amplifying power of the first source signal; And
And multiplying the frequency of the first source signal step by step to generate multi-source signals,
Wherein the first source signal and the multi-source signals have a frequency in a millimeter wave band or a sub-terahertz wave band, and the multi-signal source generator is provided as a single chip formed through a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) Lt; / RTI >
상기 제 1 소스 신호의 주파수는 27GHz 내지 33GHz 대역에 포함되는 동작 방법.12. The method of claim 11,
Wherein the frequency of the first source signal is included in the 27 GHz to 33 GHz band.
상기 멀티 소스 신호들을 생성하는 단계는:
상기 제 1 소스 신호의 주파수를 체배하여 제 2 소스 신호를 생성하는 단계;
상기 제 2 소스 신호의 전력을 증폭하는 단계;
전력이 증폭된 상기 제 2 소스 신호의 주파수를 체배하여 제 3 소스 신호를 생성하는 단계;
상기 제 3 소스 신호의 전력을 증폭하는 단계; 그리고
전력이 증폭된 상기 제 3 소스 신호의 주파수를 체배하여 제 4 소스 신호를 생성하는 단계를 포함하는 동작 방법.12. The method of claim 11,
Wherein generating the multi-source signals comprises:
Multiplying the frequency of the first source signal to generate a second source signal;
Amplifying power of the second source signal;
Multiplying the frequency of the second source signal with the power amplified to generate a third source signal;
Amplifying power of the third source signal; And
Multiplying the frequency of the third source signal by the power amplified to produce a fourth source signal.
상기 멀티 소스 신호들을 생성하는 단계는:
상기 제 2 소스 신호 또는 상기 제 3 소스 신호를 출력 포트로 전달하기 위해 신호 경로를 분리하는 전력 분배 단계를 더 포함하는 동작 방법.14. The method of claim 13,
Wherein generating the multi-source signals comprises:
And separating the signal path to transfer the second source signal or the third source signal to the output port.
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KR20110107493A (en) * | 2010-03-25 | 2011-10-04 | 한국전자통신연구원 | Radio frequency(rf) transceiver system and transmitter, receiver acting in terahertz frequency |
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