KR910006473Y1

KR910006473Y1 - Down converter of block converting method

Info

Publication number: KR910006473Y1
Application number: KR2019850018507U
Authority: KR
Inventors: 박현철
Original assignee: 삼성전자 주식회사; 정재은
Priority date: 1985-12-30
Filing date: 1985-12-30
Publication date: 1991-08-23
Also published as: KR870011549U

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Block Conversion Downconverter

제1도는 단일 변환 방식의 블록 다이어그램.1 is a block diagram of a single transformation scheme.

제2도는 블럭변환 방식의 블럭 다이어그램.2 is a block diagram of a block conversion method.

제3도는 일반적인 90° 3dB 하이브리드.3 is a typical 90 ° 3dB hybrid.

제4도는 대역폭을 증가시킨 90° 3dB 하이브리드.4 is a 90 ° 3 dB hybrid with increased bandwidth.

제5도는 (a)는 방향성 필터의 일실시도, (b)는 방향성 필터의 특성도.5 is (a) one embodiment of the directional filter, (b) is a characteristic diagram of the directional filter.

제6도는 방향성 필터를 사용한 다운콘버터.6 is a down converter using a directional filter.

제7도는 본 고안의 회로도.7 is a circuit diagram of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 방향성 필터 2 : RF 쵸오크1: Directional filter 2: RF choke

3 : RF 단락부 5 : IF 쵸오크3: RF short circuit 5: IF choke

6 : 저역통과 필터 7 : RF 입력부6 low pass filter 7 RF input

D1 : 믹서다이오드 C1 C2 C3 : 콘덴서D1: Mixer Diode C1 C2 C3: Condenser

R1 R2 R3 : 저항R1 R2 R3: Resistance

본 고안은 마이크로파 신호를 중간주파수(IF : INDTERMEDIATE FREQUENCY)로 변환시키는 다운 콘버터에 있어서, 방향성 필터(DIRECTION FILTER)를 이용하는 블럭변환 방식의 다운 콘버터에 관한 것이다.The present invention relates to a block converter type down converter using a DIRECTION FILTER in a down converter for converting a microwave signal to an intermediate frequency (IF: INDTERMEDIATE FREQUENCY).

인공위성을 이용한 텔레비젼 방송시스템에 있어서, 다운 콘버터는 인공위성에서 보내어지는 마이크로파 신호(3.7-4.2GHz)를 중간주파수(IF)로 변환시켜 주는 역활을 하는 것으로 초기에는 중간주파수를 직접 70MHz로 변환시키는 단일 변환 방식(Single Conversion Type)이 이용되었으나 (제1도) 최근에는 중간주파수를 950-1450MHz로 변환시키는 블럭 변환 방식(Block Conversion Type)이 채택되고 있다. (제2도)In satellite TV broadcasting system, the down-converter converts microwave signals (3.7-4.2GHz) from satellites into intermediate frequency (IF), and initially converts the intermediate frequency into 70MHz directly. Although a single conversion type has been used (FIG. 1), a block conversion type has recently been adopted for converting an intermediate frequency into 950-1450 MHz. (Figure 2)

즉 종래의 단일 변환 방식은 제1도에 도시된 바와 같이 인공위성에서 보내어지는 마이크로파신호(RF)를 국부발진기(11)의 국부발진 주파수(3.63-4.13GHz)와 혼합시킨후 이를 저역통과필터(13)를 통과시켜 중간주파수(IF)를 얻어 내게 되나 이띠에는 이메지 주파수(Image Frequency)가 발생하게 되므로 별도의 이메지 제거믹서(12)를 구성시켜 이메지 주파수를 제거시켜야만 하였다.That is, in the conventional single conversion method, as shown in FIG. 1, the microwave signal RF transmitted from the satellite is mixed with the local oscillation frequency (3.63-4.13 GHz) of the local oscillator 11, and then the low pass filter 13 The intermediate frequency (IF) is obtained by passing through), but the image frequency is generated in the band, so an image removal mixer 12 has to be configured to remove the image frequency.

이때 이메지 주파수란 슈퍼 헤테로 다인 방식의 수신기에서 수신 주파수가 fr, 중간주파수가 fi일때 fr+ 2fi=fm인 주파수가 존재하면 국부 발진 주파수는 fo=fr+fi이므로 fo와 fm이 혼합되면 fm-fo=fi로 되어 수신 전파의 중간 주파수와 같아지므로 혼신을 일으키게 되며 이러한 fm에 해당하는 주파수를 말하는 것이다.In this case, the image frequency is a super heterodyne receiver in which the reception frequency is fr and the intermediate frequency is fi. If there is a frequency of fr + 2fi = fm, the local oscillation frequency is fo = fr + fi. Since fi is equal to the intermediate frequency of the received radio wave, it causes interference and refers to the frequency corresponding to this fm.

따라서 단일 변환 방식의 다운콘버터에서는 이메지 주파수를 제거시키는 이메지 제거 믹서(12)를 필연적으로 구성시켜야 하는 문제점이 있었다.Therefore, there is a problem in that the downconverter of the single conversion method is necessary to configure the image removal mixer 12 to remove the image frequency.

그리고 블럭 변환 방식은 제2도에 도시된 바와 같이 대역 통과 필터(14)를 통과한 마이크로파 신호(RF)를 단일 주파수인 국부발진기(11)의 국부발진주파수(5.15GHz)와 단일 평형 믹서(15)에서 믹서시킨후 저역통과필터(13)를 통과시켜 750-1450MHz의 중간주파수(IF)를 얻도록 되어 있으나 국부발진기(11)의 국부발진 주파수를 5.15GHz 단일주파수에서 사용하기 때문에 제3도에 도시된 바와 같은 90° 3dB 하이브리드를 이용할 경우 상기된 단일 변환 방식과는 달리 이메지 주파수가 발생하지 않아 이메지 제거 믹서(12)를 구성시켜야 하는 문제점을 해결할수 있게 된다.As shown in FIG. 2, the block conversion method converts the microwave signal RF passed through the band pass filter 14 into a local oscillation frequency (5.15 GHz) and a single balanced mixer 15 of the local oscillator 11 having a single frequency. After passing through the low pass filter 13 to obtain an intermediate frequency (IF) of 750-1450 MHz, the local oscillation frequency of the local oscillator 11 is used at 5.15 GHz single frequency. When using the 90 ° 3dB hybrid as shown, unlike the single conversion method described above, the image frequency does not occur, it is possible to solve the problem of configuring the image removal mixer 12.

그러나 이같은 블럭 변환 방식은 국부 발진기(11)의 손실이 10dB 이상이나 되기 때문에 마이크로파 신호(RF)와 국부 발진 주파수를 흡합시키는 믹서다이오드에 충분한 전력을 공급하지 못하는 문제점이 노출된다.However, the block conversion scheme of this type has a loss of more than 10dB of the local oscillator 11, thereby exposing a problem of not supplying sufficient power to the mixer diode which absorbs the microwave signal RF and the local oscillation frequency.

이같은 문제점을 해결하기 위하여 90° 3dB 하이브리드 대신 국부발진기의 손실을 최대로 줄일수 있도록 제4도에서와 같은 광대역 하이브리드를 제작하여야 하나 제4도의 하이브리드는 그 대역폭이 30% 이상 되기 때문에 현실적으로 제작이 거의 불가능한 것이다.In order to solve this problem, instead of 90 ° 3dB hybrid, it is necessary to fabricate the broadband hybrid as in Fig. 4 so as to reduce the loss of local oscillator to the maximum. It is impossible.

본 고안은 상기된 문제점을 해결하기 위하여 90° 3dB 하이브리드를 사용하지 않고 방향성 필터를 이용하여 마이크로파 신호와 국부 발진 주파수를 믹서 다이오드에 인가시키도록 하므로써 단일의 국부 발진 주파수에 대해 설계되는 방향성 필터를 이용하게 되므로 협대역 밴드로 되어 제작이 용이하고 마이크로파 신호와 국부 발진 주파수 가의 분리도가 우수해지도록 한 것이다.The present invention uses a directional filter designed for a single local oscillation frequency by applying a microwave signal and a local oscillation frequency to the mixer diode using a directional filter without using a 90 ° 3dB hybrid to solve the above problems. As a result, the narrow band is used for easy fabrication and excellent separation between the microwave signal and the local oscillation frequency.

이같은 목적의 본 고안을 첨부 도면에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.The present invention for this purpose will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제7도는 본 고안의 회로도로써 마이크로파 신호(RF)를 받아들이는 RF 입력부(7)와, 상기 RF 입력부(7)의 마이크로파 신호는 저역 통과시키고 단일 주파수인 국부 발진기(11)의 국부 발진 주파수는 대역통과 시키는 방향성 필터(1)와, 상기 RF 입력부(7)에 연결되어 RF 주파수에서 큰 저항으로 동작하여 RF 전력 유출을 방지하는 RF 쵸오크(2)와, 상기 방향성 필터(1)를 통과한 RF 신호와 국부 발진 주파수를 혼합시켜 중간주파수(IF)를 출력시키는 믹서 다이오드(D1)와, 상기 믹서 다이오드(D1)에서 출력된 IF주파수에서 큰 임피던스로 동작하여 IF 주파수는 흐르지 못하고 DC 전류만 흐르게 하여 상기 믹서 다이오드(D1)에 역 방향 바이어스를 인가시키는 IF 쵸오크(5)와, 상기 믹서 다이오드(D1)에서 발생되는 고주파 중에서 RF 신호를 제거하고 RF 신호의 λ/4길이로 40을 갖는 RF 단락부(3)와, 상기 믹서 다이오드(D1)를 통과한 고주파 성분의 변조파를 제거하여 IF 주파수만 통과시키는 저역통과 필터(6)로 구성되어 진다.7 is a circuit diagram of the present invention, the RF input unit 7 for receiving a microwave signal (RF), and the local oscillation frequency of the local oscillator 11, which is a low pass and the microwave signal of the RF input unit 7 is a band A directional filter (1) to pass through, an RF choke (2) connected to the RF input unit (7) to operate with a large resistance at the RF frequency to prevent RF power leakage, and the RF passed through the directional filter (1) Mixer diode (D1) for mixing the signal and the local oscillation frequency to output the intermediate frequency (IF), and operates with a large impedance at the IF frequency output from the mixer diode (D1) so that the IF frequency does not flow, only DC current flows IF choke (5) for applying a reverse bias to the mixer diode (D1), and removes the RF signal from the high frequency generated by the mixer diode (D1) and 40 to λ / 4 length of the RF signal And a low pass filter 6 which removes the modulated wave of the high frequency component passing through the mixer diode D1 and passes only the IF frequency.

이와 같이 구성된 본 고안에서 방향성 필터(1)는 제5도의 (a)에 도시된 바와 같이 스트립 선로로 구성되어지며 이때 중심 주파수는 국부 발진기(11)의 발진주파수인 5.15GHz에 맞추어서 설계하고 결합 부분을 λ/4길이에 60으로 설계하며 원주는 한 파장( λ)이 되게 설계한다.In the present invention configured as described above, the directional filter (1) is composed of a strip line as shown in (a) of FIG. 5, wherein the center frequency is designed according to 5.15 GHz, which is the oscillation frequency of the local oscillator 11, and the coupling portion. 60 to λ / 4 length The circumference is designed to be one wavelength (λ).

이러한 방향성 필터(1)의 특성도는 제5도의 (b)에 도시된 바와 같이 단자(A) (C)간에는 중심주파수(f λ)에서 대역통과 필터특성을 갖고 단자(A) (B)간에는 저역 통과 필터 특성을 갖게 된다.The characteristic diagram of the directional filter 1 has a bandpass filter characteristic at the center frequency f λ between the terminals A and C and the terminals A and B as shown in FIG. It has a low pass filter characteristic.

그리고 상기된 방향성 필터(1)를 이용하여 제6도에 도시된 바와 같은 다운 콘버터를 구성시킬수 있으나 제6도와 같은 방식을 필터를 따로 제작할 필요가 없고 마이크로파 신호와 국부 발진 주파수간의 분리도가 좋은 반면 마이크로파 신호(RF)가 두번씩이나 결합되므로 전체적인 신호 변환 손실이 커지게되는 단점이 있으며 또한 15%의 넓은 대역폭을 필요로 하는 것이다.The down-converter as shown in FIG. 6 can be configured using the above-mentioned directional filter 1, but there is no need to separately manufacture the filter as shown in FIG. Since the signal RF is combined twice, the overall signal conversion loss is increased, and a wide bandwidth of 15% is required.

본 고안은 방향성 필터(1)를 이용하되 상기된 문제점을 해결하기 위하여 방향성 필터(1)의 중심주파수를 5.15GHz 고정하여 대역폭을 1% 미만의 협대역으로 제작을 용이하게 하고 마이크로파 신호를 최소로 결합시켜 변환손실을 줄이도록 제7도와 같이 구성시킨 것이다.The present invention uses the directional filter (1), but in order to solve the above problems, the center frequency of the directional filter (1) is fixed to 5.15 GHz to facilitate the manufacture of a narrow bandwidth of less than 1% and to minimize the microwave signal Combination is made as shown in Figure 7 to reduce the conversion loss.

즉 인공위성에서 송신된 마이크로파 신호(RF)는 3.7-4.2GHz로 RF입력부(7)에 인가되어지고 국부발진기(11)의 국부 발진 주파수(5.15GHz)는 단일의 발진주파수로 방향성 필터(1)의 중심주파수로 인가되어 진다.That is, the microwave signal (RF) transmitted from the satellite is applied to the RF input unit 7 at 3.7-4.2 GHz, and the local oscillation frequency (5.15 GHz) of the local oscillator 11 is the single oscillation frequency of the directional filter 1. It is applied at the center frequency.

따라서 방향성필터(1)는 국부발진기(11)의 국부 발진 주파수는 대역통과 필터 특성에 의해 통과시키고 RF입력부(7)의 마이크로 신호는 저역 통과 필터 특성으로 통과시켜 믹서 다이오드(D1)에 인가시켜 주며 이때 RF 쵸오크(2)는 RF 주파수에서 매우 큰 저항으로 동작하게 하여 바이어스 회로에 의해 RF 전력이 유출되는 것을 방지하게 된다.Therefore, the directional filter 1 passes the local oscillation frequency of the local oscillator 11 by the bandpass filter characteristic and passes the micro signal of the RF input unit 7 through the lowpass filter characteristic to the mixer diode D1. At this time, the RF choke 2 operates with a very large resistance at the RF frequency, thereby preventing the RF power from leaking out by the bias circuit.

이같이 방향성 필터(1)에서 RF 입력부(7)의 RF 주파수를 저역 통과 시키고 국부발진기(11)의 국부 발진주파수를 대역통과시키게 되면 믹서 다이오드(D1)에서는 상기된 RF 신호와 국부 발진 주파수를 혼합시켜 중간 주파수(IF)를 출력시키게 된다.In this way, when the directional filter 1 passes the RF frequency of the RF input unit 7 low pass and passes the local oscillation frequency of the local oscillator 11, the mixer diode D1 mixes the RF signal and the local oscillation frequency. It will output the intermediate frequency IF.

그리고 믹서 다이오드(D1)를 통과한 신호는 RF 단락부(3)와 IF 쵸오크(5)를 통한 후 저역 통과 필터(6)에서 주파수 믹싱후 발생하는 많은 고주파 성분의 상호 변조파를 제거하여 원하는 중간주파수(750-1450MHz)을 통과시키게 된다.The signal passing through the mixer diode (D1) passes through the RF short circuit (3) and the IF choke (5) and then removes the intermodulation wave of many high frequency components generated after frequency mixing in the low pass filter (6). Pass the intermediate frequency (750-1450MHz).

이때 RF 단락부(3)는 믹서 다이오드(D1)에서 발생하는 고주파 중에서 RF 신호를 제거하게 되며 RF 신호의 λ/4 길이에 40으로 설계한다.At this time, the RF short circuit 3 removes the RF signal from the high frequency generated from the mixer diode D1, and reduces the RF signal to λ / 4. To design.

그리고 IF 쵸오크(5)는 IF 주파수에서는 큰 임피던스로 동작하여 IF 주파수는 흐르지 못하게 하고 DC 전류만 흐르게 하여 폐 회로를 형성시킴으로써 외부에서 전원이 없어도 믹서 다이오드(D1)에 역방향 바이어스를 인가시키도록 한다.In addition, the IF choke 5 operates with a large impedance at the IF frequency so that the IF frequency does not flow and only a DC current flows to form a closed circuit so that the reverse bias is applied to the mixer diode D1 even without an external power source. .

이상에서와 같이 본 고안은 10% 이하의 대역폭을 가지는 방향성 필터를 사용하기 때문에 제작하기가 편리한 동시에 별도의 대역통과 필터를 구성시킬 필요가 없기 때문에 대역통과 필터에 의한 삽입 손실을 방지할 수가 있는 것이며 국부 발진기의 손실이 적으므로 저출력 발진기로 서로 충분히 주파수의 변환이 가능하고 전체의 잡음대 신호비를 크게 개선시킬 수 있는 이점이 있는 것이다.As described above, the present invention uses a directional filter having a bandwidth of 10% or less, which is convenient to manufacture and does not require a separate bandpass filter, thereby preventing insertion loss caused by the bandpass filter. The low losses of the local oscillator allow low-power oscillators to convert frequencies sufficiently from one another and greatly improve the overall noise-to-signal ratio.

Claims

A local oscillator 11 having a single local oscillation frequency, a directional filter 1 for band-passing the local oscillation frequency of the local oscillator 11 and low-passing the microwave signal of the RF input unit 7, and the RF input unit The RF choke (2) connected to (7) and operated with a large resistance at the RF frequency to prevent the leakage of RF power, and the RF signal passed through the directional filter (1) and the local oscillation frequency to mix the intermediate frequency ( A mixer diode (D1) for outputting IF, an IF choke (5) for applying a reverse bias to the mixer diode (D1) operated with a large impedance to the IF frequency output from the mixer diode (D1), and the mixer RF short circuit 3 for removing the high frequency RF signal generated by the diode D1, RF short circuit 3 for removing the high frequency RF signal generated in the mixer diode D1, and the mixer diode ( IF frequency output from D1) The downconverter of the block conversion method consisting of a low pass filter (6) for removing the intermodulation wave and passing only the intermediate frequency.