KR810000180B1 - 트 랜 시 버 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

트 랜 시 버

제1도는 본 발명 트랜시버의 블럭다이아그램.

제2도는 본 발명 트랜시버의 다른 형태의 블럭다이아그램.

제3도는 제2도에서 보인 트랜시버의 수정형태 블럭다이아그램.

제4도는 제2도 또는 제3도에서 보인 트랜시버의 부분 블럭다이아그램.

본 발명은 송수신기(transmitter/receiver), 즉, 트랜시버(tranceiver)에 관한 것이다.

종래 트랜시버는 단신(單信)형 또는 동시송수신형이 있다. 단신형 트랜시버는 송신과 수신을 위한 하나의 주파수를 사용하고 송신기능 또는 수신기능을 선택하기 위하여 스위치(switch)가 제공되어 있다. 반면에 동시 송수신형 트랜시버에 있어서는 단신형 트랜시버에서 요구된 송수신기능 선택 스위치가 필요치 않고 송수신을 위한 각각의 두 반송주파수를 사용하므로서 동시에 송수신을 할 수 있는 이점이 있으나, 송수신을 위한 분리주파수를 필요로 하므로 두배우 대역(帶域)이 요구되는 분리한 점이 있다.

본 발명의 목적은 동시송수신을 위한 동일한 반송주파수를 이용한 트랜시버를 제공하는데 있다. 이를 단일주파수 동시송수신장치(SFD; single treguency duplex system) 또는 공통채널 동시송수신장치(CCD; common channel duplex)라 부를 수 있겠다.

본 발명 공통채널 동시송수신트랜시버는 변조신호를 수신하고 송신을 위한 반송주파수를 발생하는 신호발생기 또는 발진기와, 수신된 신호가 공급되고 또한 상기 신호 발생기 또는 발진기로부터 수신된 신호를 효과적으로 복조(復調)하도록 된 혼합기로 구성된다.

혼합기는 저역필터를 통하여 복조기에 공급되는 출력신호가 직각 위상이 되게 한다.

본 발명의 한 요점은 발진기가 송신될 데이타로 각 변조되도록 접합하게 구성되어 있고, 트랜시버는 발진장치로부터 연결된 송신출력단(送信出力端)장치, 수신입력단장치, 역시 발진장치로부터 연결되어 신호가 공급되는 한쌍의 혼합기에, 수신입력단으로부터 혼합기에 공급된 신호가 직각위상이 되도록 수신된 입력신호가 적어도 하나의 혼합기를 통하여 공급되는 직각위상장치, 필터수단으로 구성되고 각 혼합기로부터 연결된 한쌍의 저역필터로 구성되며, 복조기가 수신된 데이타와 일치하는 출력신호를 발생하도록 지역필터로부터 공급된 신호에 감응된다.

본 발명의 다른 요점은 발진장치가 송신될 데이터로 각 변조되도록 적합하게 구성되어 있고, 트랜시버는 발진장치로부터 연결된 송신출력단장치, 수신입력단장치, 역시 발진장치로부터 혼합기에 공급된 신호가 직각위상이 되도록 발진장치로부터 연결된 적어도 하나의 혼합기를 통하여 신호가 공급되는 직각위상장치, 필터수단으로 구성되고 각 혼합기로부터 신호가 공급도는 한쌍의 저역필터로 구성되며, 복조수단을 수신된 데이터에 부합되는 출력 신호를 제공하기 위하여 저역필터로부터 공급된 신호에 감응된다.

본 명세서에서 사용된 ＂각 변조＂라는 용어는 위상각이 변조신호에 따라서 변화되고 주파수 또는 위상변조를 포함하는 형태의 변조를 포한하는 뜻으로 사용된다.

상기 요점들에 따른 트랜시버에 있어서, 송신출력수단과 수신입력단 수단은 그 타측단이 송수신 목적으로 적당한 공중선에 연결된 비 상반 접합장치에 연결되고, 발진 수단은 실제 일정한 진폭으로 각 변조되는 신호를 발하게 된다.

본문에서 비 상반접합장치는 단 A로부터 단 B로 또는 단 C로부터 단 A로 송신된 무선신호에 대하여 장치에 나타나는 임피던스가 단 C로부터 단 B로 송신되는 무선 신호에 대하여 장치에 나타나는 임피던스에 비하여 낮은 세 개의 단 A, B, C를 가지는 장치를 말한다. 이와 같은 장치는 집적회로 기술 또는 잘 알려진 결합기장치의 한 형태를 구성하는 바로 사용하는 전문 용어로 쓰일 수 있다.

비 상반접합장치는 공중선튜우너 유니트를 통하여 공중선에 연결된다.

비록 대부분의 경우 비 상반접합장치는 발진장치로부터 송신공중선단에 공급된 변조신호로부터 복조장치를 만족하게 분리시킬 수 있도록 적당히 분리되며, 이들은 공중선과 비 상반접합장치 사이의 부정합에 의하여 반사신호가 복조장치에 공급되고 그 정도가 제한되지 않을 경우 손실을 가져오는 비 상반접합장치로 궤한되는 반사신호가 일어난다.

이와 같이 요구되지 않는 궤환신호를 안정수준으로 제한하기 위하여 발진장치로부터 변조된 신호가 출력증폭기를 통하여 비 상반접합장치에 공급되어 출력증폭기의 이득을 제어하기 위하여 사용된 궤환신호를 제공하기 위한 복조기에 공급된 신호에 감응하는 검파기가 제공된다.

또한 상기 요점들에 있어서, 송신출력단장치와 수신입력단장치는 송신단과 수신단을 위한 공중선들을 분리하도록 연결되며, 발진장치는 출력증폭기를 통하여 송신 출력단 장치에 연결된다.

본 발명의 또다른 요점으로는, 혼합기가 90°혼성 결합기(hybrid coupler)로서 직각위상 분상기(分相器)의 한 부분과, 90°혼성 결합기의 출력에 관계된 직각 위상으로 두 출력이 결합되도록 연결된 신호 분할기의 다른 한 부분으로 된 두 부분으로 구성되며, 한부분은 수신된 입력신호가 공급되고 다른 한 부분은 발진기로부터 발생된 신호가 공급되고, 두 결합된 출력은 한쌍의 비직선성 혼합장치를 통하여 복조장치에 공급된다.

비직선소자는 저역 필터장치를 통하여 복조장치에 공급하기 위하여 배열된 한쌍의 다이오드로 구성되며, 발진장치의 출력은 송신을 위한 반송주파수와 혼합기 장치를 위한 신호를 제공하기 위하여 증폭장치를 통해 공급되고 증폭장치는 궤환제어 투우프에 의하여 안정화되어 있다.

증폭장치는 제어된 감쇄기를 통하여 발진장치로부터 연결된 출력증폭기를 구성하며, 출력증폭기의 출력으로부터 발생된 신호는 정류기를 통하여 감쇄기를 위한 궤환 제어 신호를 제공하도록 역시 기준회로가 공급되는 비교기에 공급되고, 출력 증폭기에 공급된 신호의 변조는 비교기에 공급된 신호들의 변조 사이에 다른 차이점이 무효가 되도록 제어된다.

송수신을 위한 공중선은 90°혼성 결합기에 연결되고 발진장치로부터 발생된 신호는 신호분리장치에 공급된다.

또한, 송수신을 위한 공중선은 분할기에 공급되도록 배열되기도 하며, 90°혼성 결합기는 발진장치로부터 연결되어진다.

분할기, 즉 신호분리장치는 두 위상출력을 제공하는 센타탭 권선(centre tapped winding)를 구성한다.

발진장치로 부터 발생된 신호는 센타탭 권선을 통하여 파장 1/4λ의 신호로 공급된다(여기에서 λ는 대략적으로 발진주파수의 파장을 나타낸다).

다이오드로부터의 출력들은 발진장치 또는 서로 결합된 증폭기로부터 시작된 변조 변화가 제거되는 바에 의하여 발진장치로부터 정류된 신호로 공제회로를 통하여 각각 저역필터에 공급된다.

복조장치는 수신된 변조의 종류에 따라서, 바아버 변별기(Barber discriminator)로 구성한 바와 같은 F.M 변조를 위하여 선택된다.

본 발명에 따른 트랜시버에 있어서, 수신 신호의 직접 전환은 영(zero) 주파수와, 주파수 변조의 경우 영 주파수에 겹치게 되는 요구된 주파수를 포함하는 차등주파수 구성으로 효과를 가져온다(수신 변조된 반송주파수가 반송 또는 수신된 반송주파수에 매우 근접된 동일 주파수로 국부발진 주파수에 혼합된다는 뜻이다).

따라서 복조장치는 그와 같은 신호로 복조할 능력이 있어야 하며 입력신호에 따른 요구하는 바의 직각위상에 이용될 수 있어야 한다. 그러나 단 하나만의 입력신호를 요구하는 복조기로 그와 같은 신호를 복조하기 또한 가능하다.

본 발명의 적용의 하나로서, 수신된 입수 데이타는 무선 릴레이 스테이션(radio relay station)를 제공하므로서 재송신을 위한 국부발진기를 변조시킬 수 있어야 한다.)

본 발명을 예시도면에 의하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

제1도에서, 신호는 공중선(1)에 수신되어 공중선 튜우너 유니트(ATU : aerial tuner unit)(2)와 비 상반접합장치(NJR : non-reiprocal junction device)(3)을 통하여 90°하이브리드 커플러(hybrid coupler)(4)에 공급된다. 하이브리드 커플러(4)은 신호를 위상이 90°상반된 두 개의 동일한 변조신호로 분할하고, 이들 신호는 한쌍의 동일한 다이오드 직각위상혼합기(5), (6)에 공급된다. 혼합기(5), (6)은 수신된 신호의 정상적인 반송주파수로 개폐되는 주파수로 국부발진기(7)에 의하여 전환되며, 국부발진기는 저항(8), (9), (10)으로 구성된 패드(pad)를 통하여 혼합기(5), (6)에 연결되어 있다.

각 혼합기(5), (6)으로부터의 출력신호는 국부발진기와 수신된 신호의 순간주파수 사이의 진동주파수로 구성되며, 혼합기(5), (6)으로부터의 이들 출력은 이들 사이의 위상이 90°차이가 있으나 하나의 출력은 수신된 신호 주파수가 국부발진주파수를 가진 영(zero) 진동으로 소거될 때에 다른 출력에 대하여 180°위상으로 전환된다. 그러므로 가준 변조를 재현하기 위하여 요구된 정보는 순간 진동주파수와 출력 사이에 서로 다른 비교위상의 형태로 혼합기(5), (6)의 출력에 나타난다.

음성변조는 F.M 검파기(11)에서 재현되며 수신 선택도는 저역필터(12), (13)에 의하여 결정된다. 모든 증폭은 증폭기(14), (15)에서 저주파로 반송된다.

사용된 F.M 검파기(11)의 형태는 기본적인 것이 아니며 이와 같은 검파기의 충분한 설명이 영국 특허 제1,172,977호 제1,172,975호에 기술되어 있다.

국부발진기(7)는 수신기와 송신기 양측을 구동시키기 위하여 사용되며, 국부발진기의 출력은 증폭기(16)에 의하여 약 10왓트 정도의 수준으로 증폭되고 비 상반접합장치(3)과 공중선 튜우너유니트(2)를 통하여 공중선(1)에 공급된다.

단일주파수 동시송수신기로 작동하기 위하여 두 개의 주요 기준이 설정되는바:

가) 송신기출력전압은 수신기에 손상을 입히거나 강도가 줄도록 하는 높은 수준으로 수신기에 인입되지 않게 하여야 한다.

나) 송신된 신호는 비록 동시에 동일한 주파수일지라도 수신된 신호와 간섭하지 않아야 한다.

제2의 요구사항은 송신된 주파수의 반송이 수신된 신호를 압도하므로 수신기와 송신기가 동일 주파수로 동시에 작동되는 일반적인 슈퍼헤테로다인 방식에서는 부합되지 않는다. 그러나 본 장치에서는, 송신된 신호가 수신기 국부발진기의 주파수이므로 이후에 설명되는 바와 같이 효과적으로 소거되는 것이다. 송신기의 출력과 수신기의 입력사이의 분리는 비 상반접합장치(3)에 의하여 이루어지는 것으로 NRT장치(3)의 선로 A에 잘 정합된 부하가 걸렸다고 가정할 때 선로 C는 선로 A에 비하여 세실이 적은 전압이 전달된다. 역시 선로 A에 수신된 신호는 매우 적은 전압이 선로 C에서 선로 B로 공급되므로 손실이 적은 신호가 선로 B에 전달된다. 또한 송신기호로부터의 전압출력이 10W이고, NRJ장치(3)가 40dB의 분리를 가질 때 수신기에 나타난 전압은 1mw이므로 이는 애버리지 다이오드 콸드 믹서(average diode quad mixer)를 포화시키지 않는다.

불리한 상황이 주어졌을 때 혼합기를 보호하기 위하여, 수신기에 나타난 전력은 다이오드(17)에 의하여 검출되며 송신기의 출력전압을 제한하도록 증폭기(16)의 이득을 제어하도록 사용된다. 그러므로 공중선의 정합이 불량할 경우와 NRJ 장치(3)에 의한 분리도가 너무 낮을 경우, 송신기 전압은 수신기의 손상을 방지하기 위하여 자동적으로 전환된다. 그러므로 송신기로부터의 전압출력은 ATu(2)가 조절되도록 하는 기능을 가지는 것이다. 송수신기의 상호 간섭은 직접전환 수신기술의 사용에 의하여 피할 수 있다.

입력신호가 수신되지 않을 때에 혼합기(5), (6)의 하나가 작동하고, 혼합기(5), (6)의 순간 출력은 단지 송신기 출력에 의하여 수신된 신호와 수신 국부발진기(7) 사이에 총합 주파수와 차등주파수로 구성되며, 송신기출력에 의하여 수신된 신호는 발진기(7)이 송신을 위하여 변조된 주파수일 때에 수신 국부발진기(7)와 같은 동일 주파수이므로 동일 근원으로부터 양자 모두 구동된다. 총합주파수는 저역필터(12), (13)에 의하여 제거되며 차동주파수는 영이다. 송신기로 부터의 신호에 의한 저역필터의 출력은 국부발진기(7)에 나타난 F.M의 양에 관계없이 영 주파수이다(즉, A.C 연결에 의하여 제거된 D.C 레벨).

주요 증폭은 저역필터(12), (13)과 교류 커플링 후에 수행되므로, 국부송신기의 수신증폭기에 신호가 나타나지 않으며, 변조는 수신된 신호와 국부발진기 사이의 차동주파수의 변화에 의하여 수신기에서 검파되고, 검파기(11)의 출력은 수신된 신호와 국부발진기 양쪽에 나타나는 변조가 수신될 때에 수신기 출력에 사이드 톤(side tone)으로 나타난다.

비록 만족하게 작동되도록 설명되었으나 수신기에 원하지 않는 송신신호가 변조된 주파수의 제거는 송신기와 수신기 사이에 RF신호 선로에서 지연되는 송신의 효과에 의하여 개선되며, 이러한 효과를 최소한으로 줄일 수 있는 하나의 방법은 도시한 바와 같이 국부 발진선로에 있어서 보상지연장치(48)을 포함한다.

이 장치는 검파기(11)의 출력의 일부가 변조와 부궤환으로 선(47)을 통하여 송신기에 궤환될 경우 단일 주파수 무선릴레이로서 작동할 것이며, 국부발진기(7)의 주파수는 수신된 신호로 나타나 변조되기 쉬우므로 복조기의 출력은 오차 신호이다.

본 장치는 동일 반송주파수를 이용한 두 개의 무선전화 사이에 이루어지도록 충분히 동시 송수신 작동이 가능하게 서술되어 있다. 무선전화를 작동시키는 국부발진기는 상호 위상이 고정되거나 중요하지 않은 두 발진기 사이의 작은 차이가 필요치 않은 것으로, 본 장치는 단일주파수 무선 릴레이로서 사용 가능한 것이다.

송신기는 일정한 진폭변조의 형태로 사용되며 수신기는 송신기 변조에 따른 진폭 또는 각 변조로 검파되도록 구성되어 있고, 주요사항은 F.M이 송수신변조를 위하여 사용될 경우 송신된 신호의 편차는 수신된 신호에 의하여 사용된 편차보다 크거나 또는 작다.

수신기내에 송신된 주파수의 소거는 송신기로부터 수신기에 연결된 신호 수준이 송신기를 비직선성 방법으로 작동케 할 때에 만족치 못한 결과를 가져오므로 높은 송신기 전력 수준을 위하여 송신기와 수신기 사이에 충분한 분리가 중요하며, 이는 NRJ 장치를 이용한 제1도에서 보인 회로도에 의하여 또는 분리안테나나 방향성 안테나의 사용에 의한 개선된 분리의 동일한 방법에 의하여 성취될 수 있다.

제2도 또는 제3도는 NRJ 장치가 필요없이 사용된 제1도에서 서술된 실시예의 다른 형태로서, 발진기(18)은 주파수를 변조하거나 전압가변 감쇄기(20)을 통하여 전력 증폭기(19)에 공급되는 변조된 각으로 작동할 수 있으며 전력 증폭기(19)의 출력파형은 다이오드(21)에 의하여 정류되고 궤환투우프를 구성하기 위하여 감쇄기(20)에 공급되는 출력을 비교기(22)에서 DC기준 준위와 비교된다. 감쇄기는 기준 준위에서 다이오드(21)로 부터의 정류된 출력전압을 유지하도록 전압증폭기(19)에 입력전력을 제어하고, 회로는 송신기의 출력에 전원의 변화, 증폭잡음 또는 증폭기(19)의 출력에 낮은 임피던스가 제공되어 나타난는 일반적인 잡음을 줄이도록 작동한다.

전력증폭기(19)로부터의 출력은 1/4λ 동축선(24), 동상(同相) 하이브리드 코일(25)와 90°하이브리드 커플러(26)을 통하여 공중선(23)에 공급되고, 전력의 소량은 코일(25)로 부터 커플러(26)에 공급되는 두 입력신호가 동상신호가 되도록 90°하이브리드 커플러의 잉여부하(27)에서 소모되어 직각위상 신호가 최대 송신전력을 위하여 요구된다.

수신된 신호를 위한 제2도 장치의 작동에서, 수신된 신호(송신된 신호와 동일한 주파수로)는 90°하이브리드 커플러(26)에 의하여 두 개의 동일한 직각 위상출력으로 분리되고, 이들 신호는 송신기로부터의 동상신호로 커플러(26)의 선로(28), (29)에 0°와 90°의 위상으로 나타난다. 각 선로(28), (29)에 나타난 신호는 반송신호를 발생하도록 진동되며 송신된 신호와 수신된 신호사이의 순간 차동 주파수로 진폭 변조된다. 두 신호의 변조는 90°위상의 관계를 가진다.

궤환 투우프의 작용으로 출력증폭기(19)의 출력 임피던스는 이를 1/4λ 동축선(24)으로부터 나타난 낮은 신호보다 낮으며 1/4λ 동축선의 작용은 변압기와 같이 작용하고 이 낮은 임피던스를 동상 하이브리드 코일(25)의 센타탭(30)에서 높은 임피던스로 나타나며, 코일이 센타탭(30)에 부하가 걸리지 않을 때 쵸크와 같이 작용하므로 90°선로(28), (29) 사이의 과결합이 나타난다.

90°하이브리드 커플러(26)의 출력 신호(28), (29)에서 신호는 차동주파수로 회복되기 위하여 다이오드(30), (31)에 의하여 정류되며, 변조는 송신기로부터 잡음의 잔재를 봉쇄한다. 이 잡음은 전력 증폭기 출력의 정류된 상태로 소거회로(32), (33)의 소거작용에 의하여 제거되며 정류는 다이오드(34), (35)에 의하여 이루어진다.

원하는 신호는 수신된 신호가 진동주파수에 의한 진폭변화에 비하여 전압 증폭기(19)의 출력에 나타난 임피던스가 낮도록 확신하는 수준유지 록우프의 작용에 의하여 전압증폭기(19)의 출력에 나타나지 않으므로 영향받지 않는다.

소거회로(32), (33)의 출력에서 선(36), (37)의 신호는 바아버 변별기로 설명된 복조기에 부합되는 복조기(40)에 공급되는 저역 필터에 의하여 제1도에서 설명한 바와 같이 진행된다.

그러나 전력증폭기(19)의 진폭변조가 음성출력으로부터 제거되므로 동일주파수 동시 송수신출력으로 변조된 진폭은 본장치와 선택된 복조기(40)에 의하여 가능하게 된다.

제3도에서는 90°하이드리브 커플러(26)과 하이브리드 코일(25)가 교차된 것을 보인 것으로 이 회로의 작동은 제2도에서 설명된 회로와 매우 동일하나 공중선(23)의 임피던스가 요구되지 않은 제2도의 선(24)에 일치하는 1/4λ선보다 높으며, 제2도 또는 제3도에서 보인 바와 같이 하이브리드 코일(25)는 동상 또는 반상(反相) 출력신호를 제공하는 분리장치에 의하여 대치된다.

비록 적당한 소거회로가 회로(32), (33)에 의하여 이루어진 소거 기능을 위하여 사용되나 회로는 제4도에서 보인 바와 같이 연합된 정류기를 포함한다.

제4도에서 회로는 정류장치가 파선(41)로 둘러싸인 공제기 정류기 장치를 위하여 치환된 것을 보인 것으로, 회로는 분압계(46)에 의하여 분기된 두 개의 다이오드(42), (43)과 캐패시터(44), (45)로 구성된다.

회로가 파선(41) 내에 보인 장치로 대체되어 사용될 때에 커플러(26)의 선로(29)로부터의 신호는 다이오드(43)에 의하여 정류되고, 전압 증폭기로부터의 신호는 다이오드(42)에 의하여 정류되고, 분압계(46)의 조절에 의하여 잡음은 회로의 작동에 의하여 요구되는 바와 같이 제거된다.

만약 수신기의 출력이 송신 변조기의 압력에 적당히 연결될 경우 수신기에 도달하는 낮은 수준의 신호는 동일 또는 유사 주파수로 재 반송되므로 이러한 장치는 무선 릴레이유니트로서 저강도 지역과 기능에 있어서 신호수준을 높여 주도록 사용된다.

수신기의 사용으로 단일주파수 단신 통화에 필요하였던 ＂이야기 하기 위하여 누르는 키＂의 필요성이 해소되었으며, 동시송수신 통화장치는 두 채널 대신에 단일채널을 사용할 수 있고 현재의 장치에 비하여 케이스와 대역공간이 절반밖에 필요치 않다.

Claims (1)

1. 변조신호를 수신하고 송신을 위한 변조반송 주파수를 발하는 발진기(7)와, 수신된 신호가 공급되고 변조 반송 주파수와 함께 지연장치(48)에 연결된 혼합기(5, 6)로 구성되어 혼합기가 수신 신호의 복조를 용이하게 하기 위하여 저역필터(12, 13)를 통하여 검파기(11)에 직각 위상으로 두 출력신호를 발생함을 특징으로 하는 트랜시버.

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