KR20210151601A - Millimeter wave transceiver with asymmetric switch - Google Patents

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KR20210151601A
KR20210151601A KR1020200068647A KR20200068647A KR20210151601A KR 20210151601 A KR20210151601 A KR 20210151601A KR 1020200068647 A KR1020200068647 A KR 1020200068647A KR 20200068647 A KR20200068647 A KR 20200068647A KR 20210151601 A KR20210151601 A KR 20210151601A
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KR1020200068647A
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양종렬
오준택
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영남대학교 산학협력단
숭실대학교산학협력단
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Abstract

The present invention relates to a millimeter-wave transmitting and receiving end using an asymmetric switch, which uses an asymmetric switch at the millimeter-wave transmitting and receiving end, in which single antennas are used in the transmitting end and the receiving end, respectively, to enable transmission of high-output signals while minimizing a transmission signal loss, minimizes a noise index generated in a received signal, and prevents performance degradation of the receiving end due to a transmission leakage signal. According to the present invention, the millimeter-wave transmitting and receiving end using an asymmetric switch comprises a low noise amplifier (LNA), a receiving end impedance converter, a receiving end serial switch, a receiving end parallel switch, a transmitting end impedance converter, and a power amplifier (PA). In addition, the receiving end serial switch is disposed between the single antenna and a receiving end port to selectively transmit a signal received from the single antenna to the receiving end. At this time, the impedance is configured such that the impedance between the single antenna and the receiving end or the impedance between the single antenna and the transmitting end is matched since the serial switch of the receiving end is turned on/off.

Description

비대칭 스위치를 이용한 밀리미터파 송수신단{Millimeter wave transceiver with asymmetric switch}Millimeter wave transceiver with asymmetric switch

본 발명은 비대칭 스위치를 이용한 밀리미터파 송수신단에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 송신단과 수신단이 단일 안테나를 이용하는 밀리미터파 송수신단에 비대칭 스위치를 이용하여 송신신호의 손실을 최소화하면서 고출력 신호의 송신을 가능하게 하고, 수신신호에서 발생하는 잡음 지수를 최소화하며, 송신 누설신호로 인한 수신단의 성능 열화 특성을 방지할 수 있는 비대칭 스위치를 이용한 밀리미터파 송수신단에 관한 것이다.The present invention relates to a millimeter wave transceiver using an asymmetric switch, and more particularly, by using an asymmetric switch in the millimeter wave transceiving end using a single antenna at the transmitting end and receiving end, it is possible to transmit a high output signal while minimizing the loss of the transmit signal. The present invention relates to a millimeter wave transceiver using an asymmetric switch, which minimizes the noise figure generated in the received signal, and can prevent the performance degradation of the receiving end due to the transmission leakage signal.

통상적으로 안테나의 초소형화 및 데이터 전송량 증가는 이미 한정된 주파수 자원과 제공 서비스의 확대를 위해 수십 GHz 이상의 밀리미터파 대역에서 전자기파 응용 시스템의 개발을 요구하고 있으며, 최근 상용화가 추진 중인 5G 또는 IoT와 같은 응용 시스템에서 이와 같은 방향을 잘 확인할 수 있다.In general, miniaturization of antennas and increase in data transmission amount require the development of electromagnetic wave application systems in millimeter wave bands of several tens of GHz or more to expand the already limited frequency resources and services provided, and applications such as 5G or IoT that are being commercialized recently. You can clearly see this direction in the system.

또한, 동작 주파수 향상은 시스템의 초소형화를 가능하게 하지만, 이와 함께 단일 디바이스(Device)에서 송출 가능한 전력 제한을 발생시키고, 또한 파장으로 인한 대기 중 감쇄 특성 증가로 서비스 가능한 거리에 제약이 발생한다.In addition, the improvement of the operating frequency enables the miniaturization of the system, but at the same time, there is a limitation in the power that can be transmitted from a single device, and also, the serviceable distance is limited due to the increase in the attenuation characteristic in the air due to the wavelength.

이러한 제약은 MIMO(Multi Input Multi Output) 또는 Phased Array를 이용한 빔포밍(Beam Forming) 기술과 같이 초소형 송수신단을 배열 구조화하는 기술로 연구 개발이 진행 중이다. 즉, 종래의 기술보다 많은 수의 송신단과 수신단 전단부를 이용하여 전자기파 응용시스템을 구성한다.Research and development is in progress for such a constraint as a technology for structuring an array of ultra-small transceivers, such as MIMO (Multi Input Multi Output) or a beam forming technology using a phased array. That is, an electromagnetic wave application system is constructed using a larger number of transmitting and receiving ends than in the prior art.

그러나 이러한 시스템 역시 전자기파 송출 및 수신 특성에 영향을 받으므로, 동작 주파수에 의해서 물리적 크기가 정해지는 안테나 특성에 제약을 받는다. 특히, 송신단과 수신단을 사용함에 따라 이를 위한 개별 안테나를 구비해야 하고, 이는 시스템 크기 제약이라는 한계 요인을 발생한다.However, since these systems are also affected by electromagnetic wave transmission and reception characteristics, they are limited by the antenna characteristics whose physical size is determined by the operating frequency. In particular, as a transmitter and a receiver are used, individual antennas must be provided for this purpose, which causes a limiting factor such as a system size constraint.

따라서, 이러한 물리적 크기의 한계를 극복하기 위해 송신단과 수신단이 단일 안테나를 이용하여 송신과 수신을 가능하게 하는 기술이 제안된다. 즉, 송신단과 수신단을 동시에 사용하지 않는 구조 또는 동시에 사용하더라도 이를 시간 영역 또는 주파수 영역 내에서 구분할 수 있는 구조를 이용하여 안테나의 사용을 절반으로 줄이는 기술이 제공된다.Therefore, in order to overcome this physical size limitation, a technique for enabling transmission and reception by a transmitting end and a receiving end using a single antenna is proposed. That is, there is provided a technique for reducing the use of an antenna in half by using a structure in which the transmitter and the receiver are not used at the same time, or a structure capable of distinguishing them in the time domain or the frequency domain even when they are used simultaneously.

대한민국 등록특허 제10-1704688호(2017년 02월 10일 공고)Republic of Korea Patent Registration No. 10-1704688 (published on February 10, 2017)

따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 종래의 단점을 해결한 것으로서, 밀리미터파 전단부에서 비대칭 스위치 구조를 통해 송수신단의 최적화 설계를 구현하고자 하는데 그 목적이 있다. 또한, 송신단에서 스위치 트랜지스터의 특성에 의한 포화 전력의 한계를 극복하고, 능동 소자의 사용으로 인한 고출력 전송 열화를 방지하고자 하는데 그 목적이 있다. 또한, 삽입 손실을 줄이기 위해 복소 임피던스 정합을 위한 소자의 사용을 최소화하고자 하는데 그 목적이 있다.Accordingly, the technical problem to be achieved by the present invention is to solve the disadvantages of the prior art, and the purpose is to implement an optimized design of the transmitting and receiving end through the asymmetric switch structure in the millimeter wave front end. Another object of the present invention is to overcome the limit of saturation power due to the characteristics of the switch transistor at the transmitting end and to prevent deterioration of high-output transmission due to the use of an active element. In addition, there is an object to minimize the use of a device for complex impedance matching in order to reduce the insertion loss.

또한, 회로의 설계 복잡도를 감소시키기 위해 밀리미터파 송수신단을 제어하기 위한 제어신호의 입력을 줄이고자 하는데 그 목적이 있다. 또한, 잡음지수에 최적화된 수신단 선로 특성을 구현하고자 하는데 그 목적이 있다. 또한, 수신단에서 DC 오프셋 발생 또는 수신 신호 포화 등에 의한 특성 열화를 방지하기 위해 송신단에서 수신단으로 누설되는 누설신호를 추출하여 상쇄하고자 하는데 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to reduce the input of a control signal for controlling the millimeter wave transceiver terminal in order to reduce the design complexity of the circuit. In addition, the purpose is to realize the line characteristics of the receiving end optimized for the noise figure. In addition, the purpose is to extract and offset the leakage signal leaked from the transmitting end to the receiving end in order to prevent the DC offset generation at the receiving end or deterioration of the characteristics due to the saturation of the received signal.

이러한 기술적 과제를 이루기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 비대칭 스위치를 이용한 밀리미터파 송수신단은 저잡음 증폭기(LNA, Low Noise Amplifier), 수신단 임피던스 변환부, 수신단 직렬 스위치, 수신단 병렬 스위치, 송신단 임피던스 변환부 및 전력 증폭기(PA, Power Amplifier)를 포함할 수 있다.A millimeter wave transceiver using an asymmetric switch according to an aspect of the present invention for achieving this technical problem includes a low noise amplifier (LNA), a receiving end impedance conversion unit, a receiving end serial switch, a receiving end parallel switch, a transmitting end impedance converting unit and It may include a power amplifier (PA).

상기 저잡음 증폭기(LNA)는 수신단 포트에 연결되어 수신신호에 발생하는 잡음지수(NF, Noise Figure)를 줄이고, 단일 안테나로부터 입력되는 신호를 증폭한다. 또한, 상기 전력증폭기(PA)는 송신단 포트에 연결되고, 송신단에서 입력되는 송신신호를 증폭하여 단일 안테나로 전송한다.The low-noise amplifier (LNA) is connected to the receiving end port to reduce a noise figure (NF) generated in the received signal, and amplifies a signal input from a single antenna. In addition, the power amplifier (PA) is connected to the transmitting end port, amplifies the transmit signal input from the transmitting end and transmits it to a single antenna.

또한, 상기 수신단 임피던스 변환부는 수신단 포트와 단일 안테나의 사이에 배치되어 단일 안테나와 수신단 간의 임피던스를 설정한다. 또한, 상기 송신단 임피던스 변환부는 단일 안테나와 송신단의 사이에 배치되어 상기 단일 안테나와 송신단 간의 임피던스를 설정한다.In addition, the receiving end impedance converter is disposed between the receiving end port and the single antenna to set the impedance between the single antenna and the receiving end. In addition, the transmitting end impedance converter is disposed between the single antenna and the transmitting end to set the impedance between the single antenna and the transmitting end.

또한, 상기 수신단 직렬 스위치는 단일 안테나와 수신단 포트의 사이에 배치되어 단일 안테나로부터 수신되는 신호를 선택적으로 수신단에 전송한다. 이때, 상기 수신단 직렬 스위치의 온/오프에 따라 단일 안테나와 수신단 간의 임피던스 또는 단일 안테나와 송신단 간의 임피던스가 정합(matching)되도록 임피던스가 구성된다.In addition, the receiving end serial switch is disposed between the single antenna and the receiving end port to selectively transmit a signal received from the single antenna to the receiving end. In this case, the impedance is configured such that the impedance between the single antenna and the receiving end or the impedance between the single antenna and the transmitting end is matched according to the on/off of the serial switch of the receiving end.

또한, 상기 수신단 병렬 스위치는 송신모드와 수신모드에 따른 송신단과 수신단의 임피던스 정합 특성을 구현하기 위해 상기 수신단 임피던스 변환부를 선택적으로 접지(GND)에 연결한다.In addition, the receiving end parallel switch selectively connects the receiving end impedance converter to the ground (GND) in order to implement impedance matching characteristics between the transmitting end and the receiving end according to the transmit mode and the receiving mode.

또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 SIC(Self-Interference Cancelator) 회로는 SCC(Signal Combining Circuit) 모듈, 수신단 PD(Power detect), 송신단 PD(Power detect), 결합 PD, 위상차 검출 모듈 및 SIC 신호생성 모듈을 포함할 수 있다.In addition, the SIC (Self-Interference Cancelator) circuit according to another aspect of the present invention is a Signal Combining Circuit (SCC) module, a receiving end PD (Power detect), a transmitting end PD (Power detect), combining PD, a phase difference detection module and SIC signal generation It can contain modules.

상기 SCC 모듈은 상기 수신단의 수신신호와 송신단의 송신신호를 입력받아 두 신호가 취합된 신호의 크기에 따라 생성되는 결합(Combining) 신호를 출력한다. 또한, 상기 수신단 PD는 수신단의 수신신호를 감지(Detect)하고, 상기 송신단 PD는 송신단의 송신신호를 감지하며, 상기 결합 PD는 SCC 모듈에서 출력되는 결합 신호를 감지한다.The SCC module receives the received signal of the receiving end and the transmit signal of the transmitting end, and outputs a combining signal generated according to the size of the combined signal of the two signals. In addition, the receiving end PD detects the received signal of the receiving end, the transmitting end PD detects the transmit signal of the transmitting end, and the combined PD detects the combined signal output from the SCC module.

또한, 상기 위상차 검출 모듈은 수신단 PD와 송신단 PD 및 결합 PD에서 감지된 신호를 이용하여 수신단의 수신신호와 송신단의 송신신호 사이의 진폭 차이 및 위상 차이를 추출할 수 있다. 또한, 상기 SIC 신호생성 모듈은 위상차 검출 모듈에서 검출된 두 신호 사이의 진폭 차이 및 위상 차이를 토대로 상기 송신신호의 영향으로 수신단에서 발생되는 누설신호를 상쇄하기 위한 상쇄신호를 생성하여 수신단에 공급한다.In addition, the phase difference detection module may extract an amplitude difference and a phase difference between the received signal of the receiving end and the transmitted signal of the transmitting end using the signals detected by the receiving end PD, the transmitting end PD, and the combined PD. In addition, the SIC signal generation module generates an offset signal for canceling the leakage signal generated at the receiving end under the influence of the transmit signal based on the amplitude difference and the phase difference between the two signals detected by the phase difference detection module, and supplies it to the receiving end. .

또한, 본 발명의 또 다른 측면에 따른 비대칭 스위치를 이용한 밀리미터파 송수신단은 저잡음 증폭기(LNA, Low Noise Amplifier), 수신단 임피던스 변환부, 수신단 직렬 스위치, 수신단 병렬 스위치, 송신단 임피던스 변환부, 전력 증폭기(PA, Power Amplifier) 및 SIC부를 포함할 수 있다.In addition, the millimeter wave transceiver using an asymmetric switch according to another aspect of the present invention includes a low noise amplifier (LNA), a receiving end impedance conversion unit, a receiving end serial switch, a receiving end parallel switch, a transmitting end impedance converting unit, and a power amplifier ( PA, Power Amplifier) and SIC.

상기 저잡음 증폭기(LNA)는 수신단 포트에 연결되어 수신신호에 발생하는 잡음지수(NF, Noise Figure)를 줄이고, 단일 안테나로부터 입력되는 신호를 증폭한다. 또한, 상기 전력증폭기(PA)는 송신단 포트에 연결되고, 송신단에서 입력되는 송신신호를 증폭하여 단일 안테나로 전송한다.The low-noise amplifier (LNA) is connected to the receiving end port to reduce a noise figure (NF) generated in the received signal, and amplifies a signal input from a single antenna. In addition, the power amplifier (PA) is connected to the transmitting end port, amplifies the transmit signal input from the transmitting end and transmits it to a single antenna.

또한, 상기 수신단 임피던스 변환부는 수신단 포트와 단일 안테나의 사이에 배치되어 단일 안테나와 수신단 간의 임피던스를 설정한다. 또한, 상기 송신단 임피던스 변환부는 단일 안테나와 송신단의 사이에 배치되어 상기 단일 안테나와 송신단 간의 임피던스를 설정한다.In addition, the receiving end impedance converter is disposed between the receiving end port and the single antenna to set the impedance between the single antenna and the receiving end. In addition, the transmitting end impedance converter is disposed between the single antenna and the transmitting end to set the impedance between the single antenna and the transmitting end.

또한, 상기 수신단 직렬 스위치는 단일 안테나와 수신단 포트의 사이에 배치되어 단일 안테나로부터 수신되는 신호를 선택적으로 수신단에 전송한다. 이때, 상기 수신단 직렬 스위치의 온/오프에 따라 단일 안테나와 수신단 간의 임피던스 또는 단일 안테나와 송신단 간의 임피던스가 정합(matching)되도록 임피던스가 구성된다.In addition, the receiving end serial switch is disposed between the single antenna and the receiving end port to selectively transmit a signal received from the single antenna to the receiving end. In this case, the impedance is configured such that the impedance between the single antenna and the receiving end or the impedance between the single antenna and the transmitting end is matched according to the on/off of the serial switch of the receiving end.

또한, 상기 수신단 병렬 스위치는 송신모드와 수신모드에 따른 송신단과 수신단의 임피던스 정합 특성을 구현하기 위해 상기 수신단 임피던스 변환부를 선택적으로 접지(GND)에 연결한다. 또한, 상기 SIC부는 송신단의 송신신호 영향으로 수신단에서 발생되는 누설신호를 제거하기 위해 상기 누설신호에 대응되는 상쇄신호를 생성하여 수신단에 공급한다.In addition, the receiving end parallel switch selectively connects the receiving end impedance converter to the ground (GND) in order to implement impedance matching characteristics between the transmitting end and the receiving end according to the transmit mode and the receiving mode. In addition, the SIC unit generates an offset signal corresponding to the leakage signal and supplies it to the receiving end in order to remove the leakage signal generated at the receiving end due to the influence of the transmitting signal of the transmitting end.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 비대칭 스위치를 이용한 밀리미터파 송수신단은 밀리미터파 전단부에서 비대칭 스위치 구조를 이용하여 송수신단의 최적화 설계를 구현할 수 있는 효과가 있다. 또한, 송신단 경로 상에 능동소자를 사용하지 않고 송신단을 구성함으로써 고출력 전력 출력에서 능동 소자 특성에 의한 열화를 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 복소 임피던스 정합을 위해 사용되는 소자의 사용을 최소화함으로써 삽입 손실을 줄일 수 있는 효과가 있다.As described above, in the millimeter wave transceiver using an asymmetric switch according to the present invention, an optimized design of the transceiver can be implemented by using the asymmetric switch structure in the millimeter wave front end. In addition, by configuring the transmitting end without using an active element on the transmitting end path, there is an effect that can prevent deterioration due to the characteristics of the active element at high output power output. In addition, there is an effect of reducing the insertion loss by minimizing the use of a device used for complex impedance matching.

또한, 밀리미터파 송수신단을 제어하기 위한 제어신호의 입력을 줄여 회로의 설계 복잡도를 감소시킬 수 있는 장점이 있다. 또한, 수신단에서 오프(Off) 상태의 shunt 스위치가 갖는 임피던스를 사용하여 잡음 지수 최적화 설계를 구현할 수 있는 효과가 있다. 또한, 송신단에서 수신단으로 누설되는 누설신호를 전력 기반으로 추출하여 상쇄함으로써 DC 오프셋 발생에 의한 특성 열화를 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, there is an advantage in that it is possible to reduce the design complexity of the circuit by reducing the input of the control signal for controlling the millimeter wave transceiver terminal. In addition, there is an effect that the noise figure optimization design can be implemented by using the impedance of the shunt switch in the off state at the receiving end. In addition, by extracting and offsetting the leakage signal leaking from the transmitting end to the receiving end based on power, there is an effect that can prevent deterioration of characteristics due to DC offset generation.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 밀리미터파 송수신단을 나타내는 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 밀리미터파 송수신단의 회로도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 밀리미터파 송수신단의 송신모드를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 밀리미터파 송수신단의 수신모드를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 밀리미터파 송수신단을 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 밀리미터파 송수신단의 회로도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 SIC(Self-Interference Cancelator) 회로도이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 SCC(Signal Combining Circuit) 회로도이다.
도 9는 전력 결합 장치를 나타내는 구성도이다.
1 is a block diagram illustrating a millimeter wave transceiver according to an embodiment of the present invention.
2 is a circuit diagram of a millimeter wave transceiver terminal according to an embodiment of the present invention.
3 is a diagram illustrating a transmission mode of a millimeter wave transceiver terminal according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a reception mode of a millimeter wave transceiver terminal according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram illustrating a millimeter wave transceiver according to another embodiment of the present invention.
6 is a circuit diagram of a millimeter wave transceiver terminal according to another embodiment of the present invention.
7 is a circuit diagram of a Self-Interference Cancelator (SIC) according to an embodiment of the present invention.
8 is a signal combining circuit (SCC) circuit diagram according to an embodiment of the present invention.
9 is a block diagram showing a power coupling device.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면부호를 붙였다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily implement them. However, the present invention may be implemented in several different forms and is not limited to the embodiments described herein. And in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부", "…기", "…모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 또는 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.Throughout the specification, when a part "includes" a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated. In addition, terms such as “…unit”, “…group”, and “…module” described in the specification mean a unit that processes at least one function or operation, which is implemented by hardware or software or a combination of hardware and software. can be

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by describing preferred embodiments of the present invention with reference to the accompanying drawings.

각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Like reference numerals in each figure indicate like elements.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 밀리미터파 송수신단(10)을 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 밀리미터파 송수신단(10)의 회로도이다.1 is a block diagram illustrating a millimeter wave transceiver terminal 10 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram of the millimeter wave transceiver terminal 10 according to an embodiment of the present invention.

통상적으로 단일 안테나(1, 미도시)를 이용하여 송신단과 수신단을 공유하는 기술은 동시 송출과 수신이 일어나는 경우와 시간 영역에서 구별하는 방법 및 주파수 영역에서 구별하는 방법이 가능하다. 이러한 기법 중 최근 응용시스템에서 통상적으로 쓰이는 기술은 시간 영역에서 구별하는 방법으로 TDD(Time Division Duplex) 방식에 해당된다.In general, a technique for sharing a transmitting end and a receiving end using a single antenna 1 (not shown) is possible with a method of distinguishing in a time domain and a method of distinguishing in a frequency domain from a case in which simultaneous transmission and reception occur. Among these techniques, a technique commonly used in a recent application system is a time division duplex (TDD) method for distinguishing in the time domain.

이를 위한 송수신단은 스위치 동작 제어를 통해 송신 선로와 수신 선로를 필요에 따라 연결한다. 즉, 고속으로 동작하는 스위치를 ON/OFF 시켜 송신 선로로 연결되는 경우에는 송출모드로 구성하고, 이때 수신 선로와 안테나는 연결되지 않는다. 또한, 수신 선로로 연결되는 경우에는 수신모드로 구성하여 송신 선로는 안테나와 연결되지 않는다.The transceiver terminal for this purpose connects the transmission line and the reception line as necessary through switch operation control. That is, when a high-speed switch is turned ON/OFF and connected to the transmission line, it is configured in the transmission mode, and the reception line and the antenna are not connected at this time. In addition, when connected to a receiving line, the transmission line is not connected to the antenna by configuring the receiving mode.

이와 같은 목적으로 사용하는 일반적인 스위치를 SPDT(Single Pole Double Throw) 스위치라고 하며, 싱글(Single)에 해당하는 부분에 안테나를 배치하고, 더블 쓰로우(Double Throw)에 송신단과 수신단이 각각 연결된다.A general switch used for this purpose is called a Single Pole Double Throw (SPDT) switch, an antenna is placed in a portion corresponding to a single, and a transmitter and a receiver are respectively connected to the double throw.

통상적으로 상기 SPDT는 송신단과 수신단이 서로 대칭된 형태를 이루어 송신단과 수신단이 동일한 구성을 갖는다. 이때, 송신단과 수신단 선로 모두 각 선로가 연결되었을 경우에 발생하는 삽입 손실(Insertion loss)이 작아지도록 설계되고, 각 선로가 연결되었을 때 다른 선로로 신호가 누설되지 않도록 하는 이격 특성(Isolation)을 높이는 것이 바람직하다.In general, in the SPDT, the transmitting end and the receiving end are symmetrical to each other so that the transmitting end and the receiving end have the same configuration. At this time, both the transmitting end and the receiving end lines are designed to reduce the insertion loss that occurs when each line is connected, and when each line is connected, the isolation characteristic to prevent signal leakage to other lines is increased. it is preferable

그러나, 송신단과 수신단에서 요구하는 특성이 다르다. 특히, 송신단에서는 고출력 신호를 송출해야 하므르 이를 위한 높은 포화 전력(Saturated power) 특성을 요구하며, 높은 출력 신호로 인해 수신단으로 누설되는 신호 크기가 상대적으로 큰 크기를 갖게 된다.However, the characteristics required by the transmitting end and the receiving end are different. In particular, since the transmitter needs to transmit a high-output signal, a high saturated power characteristic is required for this purpose, and the signal leakage to the receiver due to the high output signal has a relatively large magnitude.

또한, 두 선로 모두 삽입 손실을 줄이기 위해서 사용되는 소자 사용을 최소화할 필요가 있는데 송신단에서 필요한 임피던스 정합은 출력단 소자가 갖는 낮은 임피던스를 안테나 기준 임피던스로 변환하는 것이며, 수신단에서는 임피던스 정합에서 손해를 보더라도 낮은 잡음 지수 특성을 갖는 임피던스로 복소 정합시키는 것이 바람직하다.In addition, in both lines, it is necessary to minimize the use of elements used to reduce insertion loss. The impedance matching required at the transmitting end is to convert the low impedance of the output end element into the antenna reference impedance, and the receiving end has a low impedance even if there is a loss in impedance matching. It is desirable to perform complex matching with an impedance having a noise figure characteristic.

즉, 대칭 형태의 SPDT로는 송신단과 수신단의 각 특성에 맞는 최적화 설계를 구현할 수 없으며, 송신단과 수신단 연결 상태와 회로에 따라 그 최적화 설계 방향이 달라진다.That is, it is impossible to implement an optimized design suitable for each characteristic of a transmitter and a receiver with a symmetrical SPDT, and the optimization design direction varies depending on the connection state and circuit of the transmitter and receiver.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 밀리미터파 송수신단(10)은 이러한 단일 안테나(1)를 사용하는 전단부 구조에서 대칭성을 갖는 SPDT 대신 비대칭 특성을 갖는 스위치를 기반으로 최적화 특성을 가지는 구조를 제안한다.Therefore, the millimeter wave transceiver terminal 10 according to an embodiment of the present invention proposes a structure having optimization characteristics based on a switch having an asymmetric characteristic instead of an SPDT having symmetry in the front end structure using such a single antenna 1 do.

본 발명의 일 실시 예에 따른 밀리미터파 송수신단(10)은 저잡음 증폭기(LNA, Low Noise Amplifier)(100), 수신단 임피던스 변환부(200), 수신단 직렬 스위치(300), 수신단 병렬 스위치(400), 송신단 임피던스 변환부(500) 및 전력 증폭기(PA, Power Amplifier)(600)를 포함할 수 있다.The millimeter wave transceiver terminal 10 according to an embodiment of the present invention includes a low noise amplifier (LNA) 100, a reception terminal impedance converter 200, a reception terminal serial switch 300, and a reception terminal parallel switch 400. , a transmitter impedance converter 500 and a power amplifier (PA, Power Amplifier) 600 .

저잡음 증폭기(LNA)(100)는 수신단 포트(11)에 연결되어 수신신호에 발생하는 잡음지수(NF, Noise Figure)를 줄이고, 단일 안테나(1)로부터 입력되는 신호를 증폭한다. 또한, 전력증폭기(PA)(600)는 송신단 포트(13)에 연결되고, 송신단에서 입력되는 송신신호를 증폭하여 단일 안테나(1)로 전송한다.The low noise amplifier (LNA) 100 is connected to the receiving end port 11 to reduce a noise figure (NF) generated in the received signal, and amplifies the signal input from the single antenna 1 . In addition, the power amplifier (PA) 600 is connected to the transmitting end port 13, amplifies the transmit signal input from the transmitting end and transmits it to the single antenna (1).

이때, 전력증폭기(PA)(600)는 송신단의 송신 신호를 증폭하여 선택적으로 안테나에 전송하기 위해 온/오프(On/Off) 제어가 가능한 구조를 갖는다.In this case, the power amplifier (PA) 600 has a structure capable of on/off control in order to amplify the transmission signal of the transmitting end and selectively transmit it to the antenna.

또한, 수신단 임피던스 변환부(200)는 수신단 포트(11)와 단일 안테나(1)의 사이에 배치되어 단일 안테나(1)와 수신단 간의 임피던스를 설정한다. 또한, 송신단 임피던스 변환부(500)는 단일 안테나(1)와 송신단의 사이에 배치되어 단일 안테나(1)와 송신단 간의 임피던스를 설정한다.In addition, the receiving end impedance converter 200 is disposed between the receiving end port 11 and the single antenna 1 to set the impedance between the single antenna 1 and the receiving end. In addition, the transmitting end impedance converting unit 500 is disposed between the single antenna 1 and the transmitting end to set the impedance between the single antenna 1 and the transmitting end.

또한, 수신단 직렬 스위치(300)는 단일 안테나(1)와 수신단 포트(11)의 사이에 배치되어 단일 안테나(1)로부터 수신되는 신호를 선택적으로 수신단에 전송한다.In addition, the receiving end serial switch 300 is disposed between the single antenna 1 and the receiving end port 11 to selectively transmit a signal received from the single antenna 1 to the receiving end.

따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 밀리미터파 송수신단(10)은 수신단에 구비되는 수신단 직렬 스위치(300)와 온/오프(On/Off) 제어가 가능한 전력증폭기(PA)(600)를 이용하여 송신단과 수신단을 각각 선택적으로 단일 안테나(1)에 연결할 수 있다.Therefore, the millimeter wave transceiver terminal 10 according to an embodiment of the present invention uses the receiving end serial switch 300 and the on/off controllable power amplifier (PA) 600 provided at the receiving end. Each of the transmitting end and the receiving end may be selectively connected to a single antenna 1 .

이때, 본 발명의 실시 예에 따른 밀리미터파 송수신단(10)은 수신단 직렬 스위치(300)의 스위치 동작(온/오프(On/Off))을 통해 단일 안테나(1)와 수신단 간의 임피던스 정합(matching) 또는 단일 안테나(1)와 송신단 간의 임피던스 정합(matching)이 구현되도록 구성된다. 이를 상세하게 설명하면 아래와 같다.At this time, the millimeter wave transceiver terminal 10 according to an embodiment of the present invention matches the impedance between the single antenna 1 and the reception terminal through a switch operation (On/Off) of the serial switch 300 at the reception terminal. ) or impedance matching between the single antenna 1 and the transmitting end is configured to be implemented. This is described in detail as follows.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 밀리미터파 송수신단(10)의 송신모드를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 밀리미터파 송수신단(10)의 수신모드를 나타내는 도면이다.3 is a diagram illustrating a transmission mode of the millimeter wave transceiver terminal 10 according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a diagram illustrating a reception mode of the millimeter wave transceiver terminal 10 according to an embodiment of the present invention.

도 3과 같이 송신단의 송신신호가 단일 안테나(1)를 통해 출력되는 송신모드에서는 송신단의 전력증폭기(PA)(600)가 온(ON)되어 전력증폭기(PA)(600)의 출력 전압이 단일 안테나(1)를 통해 출력된다.3, in the transmission mode in which the transmission signal of the transmitting end is output through the single antenna 1, the power amplifier (PA) 600 of the transmitting end is turned on (ON), so that the output voltage of the power amplifier (PA) 600 is single It is output through the antenna (1).

이때, 높은 전력을 송출하는 송신신호가 수신단으로 누설되는 것을 방지하는 이격 특성을 높이기 위해 송신단 연결 시에는 수신 선로 방향으로 보이는 임피던스가 오픈(open) 상태가 되도록 한다. 즉, 수신단 직렬 스위치(300)를 오프(Off)하여 송신신호가 수신단에 전달되지 않도록 한다.At this time, in order to improve the separation characteristic for preventing the transmission signal transmitting high power from leaking to the receiving end, when the transmitting end is connected, the impedance seen in the direction of the receiving line is set to an open state. That is, by turning off the serial switch 300 at the receiving end, the transmit signal is not transmitted to the receiving end.

또한, 송신모드에서는 도 3과 같이 수신단 직렬 스위치(300)가 오프(Off)되어 형성되는 수신단 임피던스 블록(15)의 임피던스와 송신단 임피던스 변환부(500)의 임피던스를 이용하여 송신단의 임피던스 정합(matching)을 구현한다.In addition, in the transmission mode, impedance matching of the transmitting end using the impedance of the receiving end impedance block 15 formed when the receiving end serial switch 300 is turned off and the impedance of the transmitting end impedance converting unit 500 as shown in FIG. 3 is used in the transmit mode. ) is implemented.

즉, 수신단 직렬 스위치(300)가 오프(Off)되는 송신모드에서 수신 선로 방향으로 보이는 임피던스와 미리 설정된 송신단 임피던스 변환부(500)의 임피던스를 이용하여 송신단의 임피던스 정합(matching)을 구현한다.That is, in the transmission mode in which the receiving end serial switch 300 is turned off, impedance matching of the transmitting end is implemented using the impedance seen in the direction of the receiving line and the preset impedance of the transmitting end impedance converting unit 500 .

여기에서, 수신단 임피던스 블록(15)은 저잡음 증폭기(LNA)(100), 수신단 임피던스 변환부(200), 수신단 직렬 스위치(300) 및 수신단 병렬 스위치(400)를 포함할 수 있다.Here, the receiving end impedance block 15 may include a low noise amplifier (LNA) 100 , a receiving end impedance converter 200 , a receiving end serial switch 300 , and a receiving end parallel switch 400 .

또한, 수신단 임피던스 블록(15)은 수신단 병렬 스위치(400)를 이용하여 더욱 정확한 임피던스 정합 특성을 구현할 수 있다. 즉, 송신모드에서 수신단 병렬 스위치(400)를 온(ON)하여 수신단 임피던스 변환부(200)를 접지(GND)(14)에 연결한다.In addition, the receiving end impedance block 15 may implement more accurate impedance matching characteristics by using the receiving end parallel switch 400 . That is, in the transmitting mode, the receiving end parallel switch 400 is turned on to connect the receiving end impedance converting unit 200 to the ground (GND) 14 .

또한, 수신단 병렬 스위치(400)를 통해 수신단 임피던스 변환부(200)를 접지(GND)(14)에 연결함으로써 수신단에서 발생되는 누설신호를 추가로 제거할 수 있다. 또한, 상기 송신단은 스위치 트랜지스터 특성에 의해 포화 전력을 높이기 어려운 포화특성 문제를 방지하기 위해 송신단 선로에 별도의 능동소자 없이 수동소자만을 사용하여 구성된다.In addition, by connecting the receiving end impedance converter 200 to the ground (GND) 14 through the receiving end parallel switch 400, it is possible to additionally remove the leakage signal generated at the receiving end. In addition, in order to prevent the problem of the saturation characteristic that it is difficult to increase the saturation power due to the characteristics of the switch transistor, the transmission terminal is configured by using only passive elements without a separate active element in the transmission terminal line.

수신단 병렬 스위치(400)는 수신단의 잡음 지수 최적화를 위한 소자 사용을 줄이기 위해 shunt 스위치가 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에 따른 밀리미터파 송수신단(10)은 삽입 손실을 줄이기 위해 송신단과 수신단이 각각 ON 상태에서 연결되는 전송선로에 의한 손실이 최소화되도록 설계된다.In the receiving end parallel switch 400 , a shunt switch may be used to reduce the use of devices for optimizing the noise figure of the receiving end. In addition, the millimeter wave transceiver terminal 10 according to an embodiment of the present invention is designed to minimize loss due to a transmission line in which the transmitting end and the receiving end are connected in an ON state, respectively, in order to reduce insertion loss.

또한, 도 4와 같이 단일 안테나(1)로부터 수신되는 신호가 수신단으로 전송되는 수신모드에서는 수신단 직렬 스위치(300)가 온(ON)되어 단일 안테나(1)로부터 수신되는 신호가 수신단으로 전송된다.In addition, in the reception mode in which the signal received from the single antenna 1 is transmitted to the receiving end as shown in FIG. 4 , the receiving end serial switch 300 is turned on, and the signal received from the single antenna 1 is transmitted to the receiving end.

이때, 수신선로 연결 시에는 전력 증폭기(PA)(600)가 오프(OFF) 상태가 되고, 송신단 출력 방향으로 보이는 임피던스가 오픈(open)이 되도록 하여 수신선로 연결 특성에 미치는 영향을 최소화한다.At this time, when the reception line is connected, the power amplifier (PA) 600 is in an OFF state, and the impedance seen in the output direction of the transmission terminal is opened to minimize the influence on the reception line connection characteristic.

또한, 수신모드에서는 도 4와 같이 수신단 직렬 스위치(300)가 온(ON)되어 형성되는 송신단 임피던스 블록(16)의 임피던스와 수신단 임피던스 변환부(200)의 임피던스를 이용하여 수신단의 임피던스 정합(matching)을 구현한다.In addition, in the receiving mode, the impedance of the receiving end is matched using the impedance of the transmitting end impedance block 16 formed by turning on the receiving end serial switch 300 and the impedance of the receiving end impedance converting unit 200 as shown in FIG. 4 in the receive mode. ) is implemented.

즉, 수신단 직렬 스위치(300)가 온(ON)되는 수신모드에서 송신단 출력 방향으로 보이는 임피던스와 미리 설정된 수신단 임피던스 변환부(200)의 임피던스를 이용하여 수신단의 임피던스 정합(matching)을 구현한다.That is, in the reception mode in which the serial switch 300 of the reception terminal is turned on, impedance matching of the reception terminal is implemented using the impedance seen in the output direction of the transmission terminal and the impedance of the reception terminal impedance converter 200 set in advance.

여기에서, 송신단 임피던스 블록(16)은 송신단 임피던스 변환부(500) 및 전력 증폭기(PA)(600)를 포함할 수 있다.Here, the transmitting end impedance block 16 may include a transmitting end impedance converting unit 500 and a power amplifier (PA) 600 .

또한, 수신모드에서는 수신단의 수신단 병렬 스위치(400)가 오프(OFF) 상태가 되어 shunt 스위치의 COFF//ROFF 특성을 잡음지수 최적화 임피던스 정합에 활용함으로써 이를 위한 소자 사용을 줄여 삽입 손실에 의한 잡음지수 열화를 방지할 수 있다.In addition, in the receiving mode, the receiving end parallel switch 400 of the receiving end is turned OFF, and the COFF//ROFF characteristic of the shunt switch is utilized for noise figure optimization impedance matching, thereby reducing the use of devices for this purpose and noise figure due to insertion loss. deterioration can be prevented.

이와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 밀리미터파 송수신단(10)은 수신단 직렬 스위치(300)의 스위치 동작(ON/OFF)에 따라 송신단과 수신단 임피던스가 결정되어 임피던스 정합(matching)이 구현된다.As described above, in the millimeter wave transceiver 10 according to an embodiment of the present invention, impedance matching is implemented by determining the impedance of the transmitting end and the receiving end according to the switch operation (ON/OFF) of the serial switch 300 at the receiving end.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 밀리미터파 송수신단(10)은 송신 선로 특성에 필요한 높은 전력 송출과 낮은 삽입 손실이 가능하고, 수신 선로 특성에 필요한 잡음 지수 최적화 임피던스 정합이 가능한 효과가 있다.In addition, the millimeter wave transceiver terminal 10 according to an embodiment of the present invention has the effect of enabling high power transmission and low insertion loss required for transmission line characteristics, and noise figure optimization impedance matching required for reception line characteristics.

또한, 높은 전력을 송출하는 송신신호가 수신단으로 누설되는 것을 방지하는 이격 특성을 별도의 소자나 추가 회로 없이 확보할 수 있다. 또한, 종래의 SPDT 스위치보다 제어를 위해 사용하는 제어 신호 구성이 감소함으로써 제어를 위한 전단부의 복잡도를 낮출 수 있다.In addition, it is possible to secure the separation characteristic of preventing the transmission signal transmitting high power from leaking to the receiving end without a separate element or additional circuit. In addition, it is possible to lower the complexity of the front end for the control by reducing the configuration of the control signal used for control than the conventional SPDT switch.

또한, 고출력 신호를 온/오프(ON/OFF) 해야 하는 트랜지스터 소자를 사용하지 않고 고출력 특성을 얻을 수 있으므로 출력 특성 확보를 위해 보다 낮은 출력 특성을 갖는 반도체 공정에 적용이 가능하다.In addition, since it is possible to obtain high output characteristics without using a transistor element that has to turn on/off a high output signal, it can be applied to a semiconductor process having a lower output characteristic in order to secure the output characteristic.

도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 밀리미터파 송수신단(20)을 나타내는 블록도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 밀리미터파 송수신단(20)의 회로도이다.5 is a block diagram illustrating the millimeter wave transceiver terminal 20 according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a circuit diagram of the millimeter wave transceiver terminal 20 according to another embodiment of the present invention.

본 발명의 다른 실시 예에 따른 밀리미터파 송수신단(20)은 저잡음 증폭기(LNA, Low Noise Amplifier)(100), 수신단 임피던스 변환부(200), 수신단 직렬 스위치(300), 수신단 병렬 스위치(400), 송신단 임피던스 변환부(500), 전력 증폭기(PA, Power Amplifier)(600) 및 SIC부(700)를 포함할 수 있다.The millimeter wave transceiver terminal 20 according to another embodiment of the present invention includes a low noise amplifier (LNA) 100 , a receiving end impedance converter 200 , a receiving end serial switch 300 , and a receiving end parallel switch 400 . , a transmitter impedance converter 500 , a power amplifier (PA) 600 , and an SIC unit 700 .

이때, 저잡음 증폭기(LNA, Low Noise Amplifier)(100), 수신단 임피던스 변환부(200), 수신단 직렬 스위치(300), 수신단 병렬 스위치(400) 및 송신단 임피던스 변환부(500)는 상술한 바와 같다.In this case, the low noise amplifier (LNA, Low Noise Amplifier) 100 , the receiving end impedance converting unit 200 , the receiving end serial switch 300 , the receiving end parallel switch 400 , and the transmitting end impedance converting unit 500 are as described above.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 SIC부(700)는 송신신호의 영향으로 수신단에서 발생되는 누설신호를 제거하기 위해 상기 누설신호에 대응되는 상쇄신호를 생성하여 수신단에 공급할 수 있다.In addition, the SIC unit 700 according to an embodiment of the present invention may generate an offset signal corresponding to the leakage signal to remove the leakage signal generated at the receiving end under the influence of the transmit signal and supply it to the receiving end.

도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 SIC(Self-Interference Cancelator) 회로도이고, 도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 SCC(Signal Combining Circuit) 회로도이다.7 is a circuit diagram of a Self-Interference Canceler (SIC) according to an embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a circuit diagram of a Signal Combining Circuit (SCC) according to an embodiment of the present invention.

도 7과 같이 SIC부(700)는 SCC(Signal Combining Circuit) 모듈(710), 수신단 PD(Power detect)(720), 송신단 PD(Power detect)(730), 결합 PD(Power detect)(740), 위상차 검출 모듈(750) 및 SIC 신호생성 모듈(760)을 포함할 수 있다.7, the SIC unit 700 includes a Signal Combining Circuit (SCC) module 710, a receiving end PD (Power detect) 720, a transmitting end PD (Power detect) 730, and a combined PD (Power detect) 740. , a phase difference detection module 750 and an SIC signal generation module 760 may be included.

또한, 도 6 내지 도 8과 같이 SCC(Signal Combining Circuit) 모듈(710)은 상기 수신단의 수신신호와 송신단의 송신신호를 입력받아 두 신호가 취합된 신호의 크기에 따라 생성되는 결합(Combining) 신호를 출력한다.In addition, as shown in FIGS. 6 to 8 , the SCC (Signal Combining Circuit) module 710 receives the received signal of the receiving end and the transmit signal of the transmitting end, and the two signals are combined according to the size of the combined signal. Combining signal to output

또한, 수신단 PD(Power detect)(720)는 수신단의 수신신호를 감지(Detect)한다. 또한, 송신단 PD(Power detect)(730)는 송신단의 송신신호를 감지한다. 또한, 결합 PD(740)는 SCC(Signal Combining Circuit) 모듈(710)에서 출력되는 결합 신호를 감지한다.In addition, the receiving end PD (Power detect) 720 detects the received signal of the receiving end (Detect). In addition, the transmitting end PD (Power detect) 730 detects the transmit signal of the transmitting end. In addition, the combined PD 740 detects a combined signal output from the Signal Combining Circuit (SCC) module 710 .

이때, 수신단 PD(720)와 송신단 PD(730) 및 결합 PD(740)는 검출되는 벡터 신호를 절대값 크기의 스칼라 신호로 변환한다. 또한, 위상차 검출 모듈(750)은 수신단 PD(720)와 송신단 PD(730) 및 결합 PD(740)에서 감지된 신호를 이용하여 수신단의 수신신호와 송신단의 송신신호 사이의 진폭 차이 및 위상 차이를 추출할 수 있다.At this time, the receiving end PD 720, the transmitting end PD 730, and the combined PD 740 convert the detected vector signal into a scalar signal having an absolute value. In addition, the phase difference detection module 750 uses the signals detected by the receiving end PD 720, the transmitting end PD 730, and the combined PD 740 to detect the amplitude difference and the phase difference between the receiving signal of the receiving end and the transmitting signal of the transmitting end. can be extracted.

또한, SIC 신호생성 모듈(760)은 위상차 검출 모듈(750)에서 검출된 두 신호 사이의 진폭 차이 및 위상 차이를 이용하여 수신단의 누설전류를 상쇄하기 위한 상쇄신호를 생성하여 수신단에 공급한다.In addition, the SIC signal generating module 760 generates an offset signal for canceling the leakage current of the receiving end using the amplitude difference and the phase difference between the two signals detected by the phase difference detection module 750 and supplies it to the receiving end.

여기에서, 위상차 검출 모듈(750)은 수신단과 송신단의 전력 검출만으로 두 신호 사이의 위상 차이 및 진폭 차이를 추출할 수 있다. 이를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.Here, the phase difference detection module 750 may extract the phase difference and the amplitude difference between the two signals only by detecting the power of the receiving end and the transmitting end. This will be described in more detail as follows.

도 9는 전력 결합 장치(800)를 나타내는 구성도이다. 즉, 도 9는 위상차 검출 모듈(750)에서 수신단과 송신단의 전력 검출을 통해 수신신호와 송신신호 사이의 위상 차이 및 진폭 차이를 추출하는 과정을 검증하기 위한 전력 결합 장치(800)를 나타낸다.9 is a configuration diagram showing the power coupling device (800). That is, FIG. 9 shows a power combining device 800 for verifying a process of extracting a phase difference and an amplitude difference between a received signal and a transmitted signal through power detection of the receiving end and the transmitting end in the phase difference detection module 750 .

도 9에서 도시된 바와 같이 전력 결합 장치(800)는 제1 입력포트(Port1)(810)와 제2 입력포트(Port2)(820)를 통해 입력되는 두 입력신호(S1, S2)를 결합(Combining)하는 전력 결합기(860)와, 전력 결합기(860)에서 결합되어 출력포트(Port3)(830)를 통해 출력되는 출력신호(Sm)를 측정하는 전력 측정기(870)를 포함할 수 있다.As shown in Figure 9, the power combining device 800 is a first input port (Port1) 810 and two input signals input through a second input port (Port2) 820 (S 1 , S 2 ) A power combiner 860 for combining, and a power measurer 870 for measuring the output signal S m that is coupled in the power combiner 860 and output through the output port (Port3) 830 Can include have.

이때, 제1 입력포트(810) 및 제2 입력포트(820)와 전력 결합기(860) 사이에는 각각 큰 입력 신호를 감쇠하기 위한 제1 감쇠기(840) 및 제2 감쇠기(850)가 더 포함될 수 있다.At this time, a first attenuator 840 and a second attenuator 850 for respectively attenuating a large input signal may be further included between the first input port 810 and the second input port 820 and the power combiner 860 . have.

두 개의 동일한 주파수 입력신호 S1과 S2 사이에서 진폭 차이가

Figure pat00001
이고, 위상 차이가
Figure pat00002
인 경우 신호 S2는 아래의 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있다.The amplitude difference between two equal frequency input signals S 1 and S 2 is
Figure pat00001
, and the phase difference is
Figure pat00002
In the case of , the signal S 2 may be expressed as in [Equation 1] below.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00003
Figure pat00003

이를 통해, 신호 전력(Signal power)의 변화를 기반으로 두 신호 간의 진폭 차이 및 위상 차이를 산출할 수 있다. 이때, 두 입력이 제1 입력포트(Port1)(810)와 제2 입력포트(Port2)(820)이고, 출력이 출력포트(Port3)(830)인 경우 S-파라미터는 아래의 [수학식 2] 및 [수학식 3]과 같이 나타낼 수 있다.Through this, an amplitude difference and a phase difference between the two signals may be calculated based on a change in signal power. At this time, when the two inputs are the first input port (Port1) 810 and the second input port (Port2) 820, and the output is the output port (Port3) 830, the S-parameter is the following [Equation 2] ] and [Equation 3].

[수학식 2][Equation 2]

Figure pat00004
Figure pat00004

[수학식 3][Equation 3]

Figure pat00005
Figure pat00005

여기에서,

Figure pat00006
Figure pat00007
는 진폭 손실이고,
Figure pat00008
Figure pat00009
는 입력 포트에서 출력 포트까지의 위상 변화이며,
Figure pat00010
는 전력 결합 장치(800)의 두 신호 경로 사이의 위상 차이를 나타낸다. 즉, Am1은 입력신호(S1)의 출력포트(Port3)(830) 신호(S3)에 대한 진폭 손실이고, Am2는 입력신호(S2)의 출력포트(Port3)(830) 신호(S3)에 대한 진폭 손실이다.From here,
Figure pat00006
class
Figure pat00007
is the amplitude loss,
Figure pat00008
class
Figure pat00009
is the phase change from the input port to the output port,
Figure pat00010
denotes the phase difference between the two signal paths of the power combining device 800 . That is, A m1 is the input signal (S 1) output port (Port3) (830) and the amplitude loss of the signal (S 3), A m2 is the output port (Port3) (830) signal from the input signal (S 2) of the Amplitude loss for (S 3 ).

예를 들어, 하나의 신호가 입력 포트에 연결되고 다른 입력 포트가 기준 임피던스에 의해 종료되면, 각 출력 신호

Figure pat00011
Figure pat00012
간의 관계는 아래의 [수학식 4] 및 [수학식 5]와 같이 나타낼 수 있다.For example, if one signal is connected to an input port and the other input port is terminated by a reference impedance, each output signal
Figure pat00011
class
Figure pat00012
The relationship between them can be expressed as [Equation 4] and [Equation 5] below.

[수학식 4][Equation 4]

Figure pat00013
Figure pat00013

[수학식 5][Equation 5]

Figure pat00014
Figure pat00014

또한, 상기 [수학식 4] 및 [수학식 5]를 정리하면 진폭 차이

Figure pat00015
는 아래의 [수학식 6]과 같이 나타낼 수 있다.In addition, when [Equation 4] and [Equation 5] are summarized, the amplitude difference
Figure pat00015
can be expressed as in [Equation 6] below.

[수학식 6][Equation 6]

Figure pat00016
Figure pat00016

여기에서,

Figure pat00017
Figure pat00018
는 측정 장비를 이용하여 각각 제1 입력포트(Port1)(810)와 제2 입력포트(Port2)(820)에서 측정된 신호 전력(Signal power)이다.From here,
Figure pat00017
class
Figure pat00018
is a signal power measured at the first input port (Port1) 810 and the second input port (Port2) 820, respectively, using a measuring device.

이때, 상기 두 입력신호(S1, S2)가 동시에 전력 결합 장치(800)에 연결되는 경우 결합되는 출력 신호(Sm)는 아래의 [수학식 7]과 같이 두 신호

Figure pat00019
Figure pat00020
의 벡터 합과 같다고 가정할 수 있다.At this time, when the two input signals (S 1 , S 2 ) are simultaneously connected to the power combining device 800, the combined output signal (S m ) is two signals as shown in [Equation 7] below.
Figure pat00019
class
Figure pat00020
can be assumed to be equal to the vector sum of

[수학식 7][Equation 7]

Figure pat00021
Figure pat00021

또한, [수학식 7]은 입력신호 및 출력신호의 진폭을 이용하여 다음의 [수학식 8]과 같이 나타낼 수 있다.In addition, [Equation 7] can be expressed as the following [Equation 8] using the amplitudes of the input signal and the output signal.

[수학식 8][Equation 8]

Figure pat00022
Figure pat00022

또한, [수학식 8]을 이용하여 정리하면 위상 차이

Figure pat00023
는 아래의 [수학식 9]와 같이 나타낼 수 있다.In addition, if summarized using [Equation 8], the phase difference
Figure pat00023
can be expressed as [Equation 9] below.

[수학식 9][Equation 9]

Figure pat00024
Figure pat00024

여기에서, PS는 전력 결합 장치(800)의 두 입력신호(S1, S2)를 이용하여 측정된 신호 전력(Signal power)이다. 또한, [수학식 9]에서 위상 차이

Figure pat00025
는 코사인(cos) 함수의 특성으로 인해
Figure pat00026
Figure pat00027
사이의 범위를 갖는다.Here, P S is the two input signals (S 1, S 2) the signal power (Signal power) measured by the power coupling device 800. Also, in [Equation 9], the phase difference
Figure pat00025
is due to the nature of the cosine function
Figure pat00026
Wow
Figure pat00027
has a range between

이와 같은 두 입력신호(S1, S2) 간의 진폭 차이(

Figure pat00028
)와 위상 차이(
Figure pat00029
)를 산출하는 과정을 다시 정리하면 다음과 같다.The difference in amplitude between these two input signals (S 1 , S 2 ) (
Figure pat00028
) and the phase difference (
Figure pat00029
), the process of calculating it is summarized as follows.

1. 전력 결합 장치(800)의 두 입력신호(S1, S2)에 대한 S-파라미터를 측정한다.1. Measure the S-parameters for the two input signals (S 1 , S 2 ) of the power coupling device 800 .

2. 각 입력신호(S1, S2)에 대한 전력을 측정한다.2. Measure the power for each input signal (S 1 , S 2 ).

3. 두 입력신호(S1, S2)가 동시에 전력 결합 장치(800)에 연결되는 경우의 2개의 입력 신호(S1, S2)에 대한 전력을 측정한다.3. When the two input signals (S 1 , S 2 ) are simultaneously connected to the power combining device 800 , the power of the two input signals ( S 1 , S 2 ) is measured.

4. 상기 3번의 측정 결과를 토대로 [수학식 6]과 [수학식 9]를 이용하여 진폭 차이(

Figure pat00030
)와 위상 차이(
Figure pat00031
)를 산출한다.4. Based on the measurement result in No. 3 above, using [Equation 6] and [Equation 9], the amplitude difference (
Figure pat00030
) and the phase difference (
Figure pat00031
) is calculated.

이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 밀리미터파 송수신단(10, 20)은 수신단 직렬 스위치(300)의 동작에 따라 송신단과 수신단이 서로를 바라다보는 임피던스가 오픈(Open) 상태를 형성하도록 함으로써 각 선로 연결에 따른 이격 특성을 나타내면서도 송신단 구조에서 능동 소자 사용으로 인한 고출력 전송 열화를 방지하고, 복소 임피던스 정합에 의해 사용하는 소자 사용을 최소화하여 삽입 손실을 줄일 수 있다.In this way, the millimeter wave transceiver terminals 10 and 20 according to an embodiment of the present invention form an open state in which the impedance in which the transmitter and the receiver face each other according to the operation of the serial switch 300 at the receiver end is formed. It is possible to reduce the insertion loss by preventing the deterioration of high-power transmission due to the use of an active element in the structure of the transmitter while exhibiting the separation characteristic according to the line connection, and minimizing the use of the element used by the complex impedance matching.

또한, 종래의 SPDT가 제어하는 스위치 트랜지스터의 수를 절감하면서 동일한 동작이 가능하고, 제어신호의 입력을 줄여 설계 복잡도를 감소시킬 수 있으며, 송신단과 수신단이 원하는 각 특성을 최적화할 수 있다.In addition, the same operation is possible while reducing the number of switch transistors controlled by the conventional SPDT, the design complexity can be reduced by reducing the input of the control signal, and each characteristic desired by the transmitter and the receiver can be optimized.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be easily changed by a person skilled in the art from the embodiment of the present invention to equivalent Including all changes to the extent recognized as

1 : 단일 안테나 10, 20 : 밀리미터파 송수신단
11 : 수신단 포트 12 : 안테나 포트
13 : 송신단 포트 14 : GND
15 : 수신단 임피던스 블록 16 : 송신단 임피던스 블록
100 : 저잡음 증폭기(LNA) 200 : 수신단 임피던스 변환부
300 : 수신단 직렬 스위치 400 : 수신단 병렬 스위치
500 : 송신단 임피던스 변환부 600 : 전력 증폭기(PA)
700 : SIC부 710 : SCC(Signal Combining Circuit)
720 : 수신단 PD(Power detect) 730 : 결합 PD(Power detect)
740 : 송신단 PD(Power detect) 750 : 위상차 검출 모듈
760 : SIC 신호생성 모듈 800 : 전력 결합 장치
810 : 제1 입력포트 820 : 제2 입력포트
830 : 출력포트 840 : 제1 감쇠기
850 : 제2 감쇠기 860 : 전력 결합기
870 : 전력 측정기
1: single antenna 10, 20: millimeter wave transmitting and receiving end
11: receiving end port 12: antenna port
13: Transmitter port 14: GND
15: receiving end impedance block 16: transmitting end impedance block
100: low noise amplifier (LNA) 200: receiving end impedance conversion unit
300: receiving end serial switch 400: receiving end parallel switch
500: Transmitting end impedance conversion unit 600: Power amplifier (PA)
700: SIC unit 710: SCC (Signal Combining Circuit)
720: Receiver PD (Power detect) 730: Combined PD (Power detect)
740: Transmitting end PD (Power detect) 750: Phase difference detection module
760: SIC signal generation module 800: power combining device
810: first input port 820: second input port
830: output port 840: first attenuator
850: second attenuator 860: power combiner
870: power meter

Claims (13)

단일 안테나를 이용하여 신호를 송신 또는 수신하는 밀리미터파 송수신단에 있어서,
수신단에 연결되는 저잡음 증폭기(LNA);
송신단에 연결되는 전력 증폭기(PA);
상기 저잡음 증폭기(LNA)와 단일 안테나의 사이에 배치되어 안테나와 수신단 간의 임피던스를 설정하는 수신단 임피던스 변환부;
상기 전력 증폭기(PA)와 단일 안테나의 사이에 배치되어 안테나와 송신단 간의 임피던스를 설정하는 송신단 임피던스 변환부; 및
상기 단일 안테나와 수신단의 사이에 배치되어 단일 안테나로부터 수신되는 신호를 선택적으로 수신단에 전송하는 수신단 직렬 스위치를 포함하되,
상기 수신단 직렬 스위치의 온/오프에 따라 단일 안테나와 수신단 간의 임피던스 또는 단일 안테나와 송신단 간의 임피던스가 정합(matching)되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 스위치를 이용한 밀리미터파 송수신단.
In a millimeter wave transceiver for transmitting or receiving a signal using a single antenna,
a low noise amplifier (LNA) coupled to the receiving end;
a power amplifier (PA) connected to the transmitting end;
a receiving end impedance converter disposed between the low noise amplifier (LNA) and a single antenna to set an impedance between the antenna and the receiving end;
a transmitting end impedance converter disposed between the power amplifier (PA) and a single antenna to set an impedance between the antenna and the transmitting end; and
A receiving end serial switch disposed between the single antenna and the receiving end to selectively transmit a signal received from the single antenna to the receiving end,
A millimeter wave transceiver using an asymmetric switch, characterized in that the impedance between the single antenna and the receiving end or the impedance between the single antenna and the transmitting end is matched according to the on/off of the receiving end serial switch.
제1항에 있어서,
상기 송신단의 송신신호가 단일 안테나를 통해 출력되는 송신모드에서는 높은 전력을 송출하는 송신신호가 수신단으로 누설되는 것을 방지하기 위해 수신 선로 방향으로 보이는 임피던스가 오픈(open) 상태가 되도록 상기 수신단 직렬 스위치가 오프(Off)되는 것을 특징으로 하는 비대칭 스위치를 이용한 밀리미터파 송수신단.
According to claim 1,
In the transmission mode in which the transmission signal of the transmitting end is output through a single antenna, the serial switch of the receiving end is in an open state so that the impedance seen in the direction of the receiving line is in an open state in order to prevent the transmit signal that transmits high power from leaking to the receiving end A millimeter wave transceiver terminal using an asymmetric switch, characterized in that it is turned off.
제2항에 있어서,
상기 송신모드에서는 수신단 직렬 스위치가 오프(Off)된 상태에서 수신단 임피던스 블록의 임피던스와 미리 설정된 송신단 임피던스 변환부의 임피던스가 결합되어 단일 안테나와 송신단 간의 임피던스 정합(matching)이 되도록 임피던스가 구성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 스위치를 이용한 밀리미터파 송수신단.
3. The method of claim 2,
In the transmitting mode, the impedance of the receiving end impedance block and the preset impedance of the transmitting end impedance converter are combined in a state in which the receiving end serial switch is turned off, so that the impedance is configured such that the impedance matching between the single antenna and the transmitting end is achieved. millimeter wave transceiver using an asymmetric switch.
제1항에 있어서,
상기 단일 안테나로부터 수신되는 신호가 수신단으로 전송되는 수신모드에서는 송신단 출력 방향으로 보이는 임피던스가 오픈(open)이 되도록 하여 수신선로 연결 특성에 미치는 영향을 방지하기 위해 상기 전력 증폭기(PA)가 오프(OFF) 상태가 되도록 구현하고, 상기 수신단 직렬 스위치를 온(ON)하는 것을 특징으로 하는 비대칭 스위치를 이용한 밀리미터파 송수신단.
According to claim 1,
In the reception mode in which the signal received from the single antenna is transmitted to the receiving end, the power amplifier PA is turned OFF to prevent an effect on the reception line connection characteristics by making the impedance seen in the output direction of the transmitting end open. ) state, and a millimeter wave transceiver using an asymmetric switch, characterized in that the receiving end serial switch is turned on.
제4항에 있어서,
상기 수신모드에서는 수신단 직렬 스위치가 온(ON)된 상태에서 송신단 임피던스 블록의 임피던스와 미리 설정된 수신단 임피던스 변환부의 임피던스가 결합되어 단일 안테나와 수신단 간의 임피던스 정합(matching)이 되도록 임피던스가 구성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 스위치를 이용한 밀리미터파 송수신단.
5. The method of claim 4,
In the receiving mode, the impedance of the transmitting end impedance block and the preset impedance of the receiving end impedance conversion unit are combined to achieve impedance matching between the single antenna and the receiving end in a state in which the receiving end serial switch is turned on. millimeter wave transceiver using an asymmetric switch.
제1항에 있어서,
상기 송신단의 송신신호가 단일 안테나를 통해 출력되는 송신모드와 상기 단일 안테나로부터 수신되는 신호가 수신단으로 전송되는 수신모드에 따른 송신단과 수신단의 임피던스 정합 특성을 구현하기 위해 상기 수신단 임피던스 변환부를 선택적으로 접지(GND)에 연결하는 수신단 병렬 스위치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 스위치를 이용한 밀리미터파 송수신단.
According to claim 1,
In order to implement impedance matching characteristics between the transmitting end and the receiving end according to the transmission mode in which the transmit signal of the transmitting end is output through a single antenna and the receiving mode in which the signal received from the single antenna is transmitted to the receiving end, the receiving end impedance converter is selectively grounded Millimeter wave transceiver end using an asymmetric switch, characterized in that it further comprises a receiving end parallel switch connected to (GND).
수신단의 수신신호와 송신단의 송신신호를 전달받고, 상기 수신신호와 송신신호가 더하여 결합(Combining) 신호를 생성하는 SCC(Signal Combining Circuit) 모듈,
상기 수신단의 수신신호를 감지하는 수신단 PD(Power detect),
상기 송신단의 송신신호를 감지하는 송신단 PD(Power detect),
상기 SCC 모듈의 결합 신호를 감지하는 결합 PD(Power detect),
상기 수신단 PD와 송신단 PD 및 결합 PD에서 감지된 신호를 이용하여 수신단의 수신신호와 송신단의 송신신호 사이의 진폭 차이 및 위상 차이를 추출하는 위상차 검출 모듈 및
상기 위상차 검출 모듈에서 검출된 수신신호와 송신신호 사이의 진폭 차이 및 위상 차이를 토대로 상기 송신신호의 영향으로 수신단에서 발생되는 누설신호를 상쇄하기 위한 상쇄신호를 생성하여 수신단에 공급하는 SIC 신호생성 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 SIC 회로.
SCC (Signal Combining Circuit) module that receives the reception signal of the receiving end and the transmission signal of the transmitting end, and adds the received signal and the transmit signal to generate a combining signal;
A receiving end PD (Power detect) for detecting the received signal of the receiving end,
Transmitting end PD (Power detect) for detecting the transmit signal of the transmitting end,
Combined PD (Power detect) for detecting the combined signal of the SCC module,
A phase difference detection module for extracting the amplitude difference and phase difference between the received signal of the receiving end and the transmitted signal of the transmitting end using the signals detected by the receiving end PD, the transmitting end PD, and the combined PD; and
SIC signal generation module that generates an offset signal for canceling the leakage signal generated at the receiving end under the influence of the transmit signal based on the amplitude difference and the phase difference between the received signal and the transmit signal detected by the phase difference detection module and supplies it to the receiving end SIC circuit comprising a.
제7항에 있어서,
상기 위상차 검출 모듈은
상기 결합 신호(Sm)와, 상기 수신단 PD를 통해 감지된 수신신호(
Figure pat00032
) 및 송신단 PD를 통해 감지된 송신신호(
Figure pat00033
)로 설정된 관계식, 또는
상기 수신신호(S1)와 송신신호(S2)를 이용하여 측정된 신호 전력(Signal power)(PS)과, 측정 장비를 이용하여 수신단에서 측정된 신호 전력(Signal power)(
Figure pat00034
) 및 측정 장비를 이용하여 송신단에서 측정된 신호 전력(Signal power)(
Figure pat00035
)으로 설정된 관계식을 이용하여 상기 수신신호(S1)와 송신신호(S2) 사이의 위상 차이(
Figure pat00036
)를 추출하는 것을 특징으로 하는 SIC 회로.
8. The method of claim 7,
The phase difference detection module is
The combined signal (S m ) and the received signal detected through the receiving end PD (
Figure pat00032
) and the transmitted signal detected through the transmitting end PD (
Figure pat00033
) set to the relation, or
Signal power (P S ) measured using the received signal (S 1 ) and the transmission signal (S 2 ), and signal power measured at the receiving end using a measuring device (Signal power) (
Figure pat00034
) and the signal power (Signal power) measured at the transmitting end using the measuring equipment (
Figure pat00035
) between the received signal (S 1 ) and the transmitted signal (S 2 ) using the relational expression set as the phase difference (
Figure pat00036
) SIC circuit characterized in that for extracting.
제7항에 있어서,
상기 위상차 검출 모듈은
상기 수신단 PD를 통해 감지된 수신신호(
Figure pat00037
) 및 송신단 PD를 통해 감지된 송신신호(
Figure pat00038
)와, 수신신호(S1)의 결합 신호에 대한 진폭 손실(Am1) 및 송신신호(S2)의 결합 신호에 대한 진폭 손실(Am2)로 설정된 관계식, 또는
측정 장비를 이용하여 수신단에서 측정된 신호 전력(Signal power)(
Figure pat00039
) 및 측정 장비를 이용하여 송신단에서 측정된 신호 전력(Signal power)(
Figure pat00040
)과, 수신신호(S1)의 결합 신호에 대한 진폭 손실(Am1) 및 송신신호(S2)의 결합 신호에 대한 진폭 손실(Am2)로 설정된 관계식을 이용하여 상기 수신신호(S1)와 송신신호(S2) 사이의 진폭 차이(
Figure pat00041
)를 추출하는 것을 특징으로 하는 SIC 회로.
8. The method of claim 7,
The phase difference detection module is
The received signal detected through the receiving end PD (
Figure pat00037
) and the transmitted signal detected through the transmitting end PD (
Figure pat00038
) and a relational expression set by the amplitude loss (A m1 ) of the combined signal of the received signal (S 1 ) and the amplitude loss (A m2 ) of the combined signal of the transmitted signal (S 2 ), or
Signal power measured at the receiving end using a measuring device (
Figure pat00039
) and the signal power (Signal power) measured at the transmitting end using the measuring equipment (
Figure pat00040
) And the received signal (amplitude loss of the combined signal of S 1) (A m1) and the transmission signal (the amplitude loss of the combined signal of S 2), (A m2) receiving the using a relational expression is set to the signal (S 1 ) and the difference in amplitude between the transmitted signal (S 2 ) (
Figure pat00041
) SIC circuit characterized in that for extracting.
단일 안테나를 이용하여 신호를 송신 또는 수신하는 밀리미터파 송수신단에 있어서,
수신단에 연결되는 저잡음 증폭기(LNA);
송신단에 연결되는 전력 증폭기(PA);
상기 저잡음 증폭기(LNA)와 단일 안테나의 사이에 배치되어 안테나와 수신단 간의 임피던스를 설정하는 수신단 임피던스 변환부;
상기 전력 증폭기(PA)와 단일 안테나의 사이에 배치되어 안테나와 송신단 간의 임피던스를 설정하는 송신단 임피던스 변환부;
상기 단일 안테나와 수신단의 사이에 배치되어 단일 안테나로부터 수신되는 신호를 선택적으로 수신단에 전송하는 수신단 직렬 스위치; 및
송신신호의 영향으로 수신단에서 발생되는 누설신호를 제거하기 위해 상기 누설신호에 대응되는 상쇄신호를 생성하여 수신단에 공급하는 SIC부를 포함하되,
상기 수신단 직렬 스위치의 온/오프에 따라 단일 안테나와 수신단 간의 임피던스 또는 단일 안테나와 송신단 간의 임피던스가 정합(matching)되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 비대칭 스위치를 이용한 밀리미터파 송수신단.
In a millimeter wave transceiver for transmitting or receiving a signal using a single antenna,
a low noise amplifier (LNA) coupled to the receiving end;
a power amplifier (PA) connected to the transmitting end;
a receiving end impedance converter disposed between the low noise amplifier (LNA) and a single antenna to set an impedance between the antenna and the receiving end;
a transmitting end impedance converter disposed between the power amplifier (PA) and a single antenna to set an impedance between the antenna and the transmitting end;
a receiving end serial switch disposed between the single antenna and the receiving end to selectively transmit a signal received from the single antenna to the receiving end; and
In order to remove the leakage signal generated at the receiving end under the influence of the transmitting signal, it includes an SIC unit for generating an offset signal corresponding to the leakage signal and supplying it to the receiving end,
A millimeter wave transceiver using an asymmetric switch, characterized in that the impedance between the single antenna and the receiving end or the impedance between the single antenna and the transmitting end is matched according to the on/off of the receiving end serial switch.
제10항에 있어서,
상기 SIC부는
상기 수신단의 수신신호와 송신단의 송신신호를 전달받고, 상기 수신신호와 송신신호가 더하여 결합(Combining) 신호를 생성하는 SCC(Signal Combining Circuit) 모듈,
상기 수신단의 수신신호를 감지하는 수신단 PD(Power detect),
상기 송신단의 송신신호를 감지하는 송신단 PD(Power detect),
상기 SCC 모듈의 결합 신호를 감지하는 결합 PD(Power detect),
상기 수신단 PD와 송신단 PD 및 결합 PD에서 감지된 신호를 이용하여 수신단의 수신신호와 송신단의 송신신호 사이의 진폭 차이 및 위상 차이를 추출하는 위상차 검출 모듈 및
상기 위상차 검출 모듈에서 검출된 두 신호 사이의 진폭 차이 및 위상 차이를 이용하여 수신단의 누설전류를 상쇄하기 위한 상쇄신호를 생성하여 수신단에 공급하는 SIC 신호생성 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 스위치를 이용한 밀리미터파 송수신단.
11. The method of claim 10,
The SIC unit
A signal combining circuit (SCC) module that receives the reception signal of the receiving end and the transmission signal of the transmitting end, and adds the received signal and the transmit signal to generate a combining signal;
A receiving end PD (Power detect) for detecting the received signal of the receiving end,
Transmitting end PD (Power detect) for detecting the transmit signal of the transmitting end,
Combined PD (Power detect) for detecting the combined signal of the SCC module,
A phase difference detection module for extracting the amplitude difference and phase difference between the received signal of the receiving end and the transmitted signal of the transmitting end using the signals detected by the receiving end PD, the transmitting end PD, and the combined PD; and
Using the amplitude difference and phase difference between the two signals detected by the phase difference detection module, an asymmetric switch comprising an SIC signal generating module for generating an offset signal for canceling the leakage current of the receiving end and supplying it to the receiving end millimeter wave transceiver.
제11항에 있어서,
상기 위상차 검출 모듈은
상기 결합 신호(Sm)와, 상기 수신단 PD를 통해 감지된 수신신호(
Figure pat00042
) 및 송신단 PD를 통해 감지된 송신신호(
Figure pat00043
)로 설정된 관계식, 또는
상기 수신신호(S1)와 송신신호(S2)를 이용하여 측정된 신호 전력(Signal power)(PS)과, 측정 장비를 이용하여 수신단에서 측정된 신호 전력(Signal power)(
Figure pat00044
) 및 측정 장비를 이용하여 송신단에서 측정된 신호 전력(Signal power)(
Figure pat00045
)으로 설정된 관계식을 이용하여 상기 수신신호(S1)와 송신신호(S2) 사이의 위상 차이(
Figure pat00046
)를 추출하는 것을 특징으로 하는 비대칭 스위치를 이용한 밀리미터파 송수신단.
12. The method of claim 11,
The phase difference detection module is
The combined signal (S m ) and the received signal detected through the receiving end PD (
Figure pat00042
) and the transmitted signal detected through the transmitting end PD (
Figure pat00043
) set to the relation, or
Signal power (P S ) measured using the received signal (S 1 ) and the transmission signal (S 2 ), and signal power measured at the receiving end using a measuring device (Signal power) (
Figure pat00044
) and the signal power (Signal power) measured at the transmitting end using the measuring equipment (
Figure pat00045
) between the received signal (S 1 ) and the transmitted signal (S 2 ) using the relational expression set as the phase difference (
Figure pat00046
) millimeter wave transceiver using an asymmetric switch, characterized in that it extracts.
제11항에 있어서,
상기 위상차 검출 모듈은
상기 수신단 PD를 통해 감지된 수신신호(
Figure pat00047
) 및 송신단 PD를 통해 감지된 송신신호(
Figure pat00048
)와, 수신신호(S1)의 결합 신호에 대한 진폭 손실(Am1) 및 송신신호(S2)의 결합 신호에 대한 진폭 손실(Am2)로 설정된 관계식, 또는
측정 장비를 이용하여 수신단에서 측정된 신호 전력(Signal power)(
Figure pat00049
) 및 측정 장비를 이용하여 송신단에서 측정된 신호 전력(Signal power)(
Figure pat00050
)과, 수신신호(S1)의 결합 신호에 대한 진폭 손실(Am1) 및 송신신호(S2)의 결합 신호에 대한 진폭 손실(Am2)로 설정된 관계식을 이용하여 상기 수신신호(S1)와 송신신호(S2) 사이의 진폭 차이(
Figure pat00051
)를 추출하는 것을 특징으로 하는 비대칭 스위치를 이용한 밀리미터파 송수신단.




12. The method of claim 11,
The phase difference detection module is
The received signal detected through the receiving end PD (
Figure pat00047
) and the transmitted signal detected through the transmitting end PD (
Figure pat00048
) and a relational expression set by the amplitude loss (A m1 ) of the combined signal of the received signal (S 1 ) and the amplitude loss (A m2 ) of the combined signal of the transmitted signal (S 2 ), or
Signal power measured at the receiving end using a measuring device (
Figure pat00049
) and the signal power (Signal power) measured at the transmitting end using the measuring equipment (
Figure pat00050
) And the received signal (amplitude loss of the combined signal of S 1) (A m1) and the transmission signal (the amplitude loss of the combined signal of S 2), (A m2) receiving the using a relational expression is set to the signal (S 1 ) and the difference in amplitude between the transmitted signal (S 2 ) (
Figure pat00051
) millimeter wave transceiver using an asymmetric switch, characterized in that it extracts.




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