KR950007493B1 - Rf 신호 송수신 장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

RF 신호 송수신 장치

제1도 및 2도는 송수신기의 제1 및 제2실시예를 나타내는 개략도.

제3도는 수신 모우드 동안 사용되는 회로 부분을 실선으로 나타낸 제2도의 개략도.

제4도는 제3도 회로의 여러 부분에서 생기는 각 파형을 나타내는 도면.

제5도는 송신 모우드 동안 사용되는 회로 부분을 실선으로 나타낸 제2도 회로의 개략도.

제6도는 제5도 회로의 여러 부위에서 생기는 각 파형을 나타내는 도면이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 송수신기(transceiver) 12 : 안테나

14 : 제어기(controller) 16 : RF 증폭기(RF amplifier)

18,38 : 커패시터(capacitor) 20 : RF 발진기(RF oscillator)

22 : 반전 증폭기(inverting amplifer) 26 : 켄취발진기(Quench oscillator)

34 : 로우 패스필터(Low pass filter)

본 발명은 RF 신호를 송, 수신하는 장치에 관한 것이다.

차량 원격 호출에 사용되는 타입의 데이터 송수신기는 신뢰도가 있어야 하며 소형이고 동력 소비가 적어야 한다.

일반적으로 원격 호출 시스템(remote access system)은 차량내의 베이스 유니트 및 운전자가 휴대하는 리모트 유니트(remote unit)를 포함한다. 이 베이스 및 리모트 유니트는 리모트 유니트가 차량 호출을 할 수 있는가를 검정하기 위해 작동시 양방향 데이터 교환을 위한 UHF 라디오 링크로써 결합된다.

이 리모트 유니트는 열쇠고리에 걸어서 휴대할 정도로 적어야 하며 또한 수년간 사용 가능한 바테리를 갖는 것이 바람직하다. 또한 내열성도 지녀야 한다.

본 발명은 이같은 신호를 송, 수신하는 개선된 장치를 제공하고자 한다.

종래 기술의 대표적인 예로서는 미국 특허 번호 4,749,964에 기술된 형태의 탄성 표면파(surface acoustic wave, SAW)소자를 이용하는 바, 상기 특허는 단일 회로를 갖고 RF 발진기의 피드백 회로내에 탄성 표면파(SAW)소자를 포함하는 수신기를 개시하고 있다.

상기 수신기는 주어진 주파수와 듀티 사이클(duty cycle)에서 RF 발진기를 온(ON) 및 오프(OFF)시키기 위해 RF 발진기에 결합된 팍칭 발진기(quenching oscil lator)를 포함하고, 입력 RF 신호가 RF 발진기에 중첩되어 듀티 사이클을 증대시킴으로써 발진을 변조한다.

상기 변조는 발진기의 출력을 로우 패스 필터링 함으로써 복조된다.

본 발명에 의하면 소형이며, 에너지 소비가 적으며 고온에 안정한 송,수신기를 제공한다.

실시예에서는, 수신 모우드와 송신 모우드를 갖고, 입력부와 출력부 및 RF 발진을 일으키도록 상기 입력부와 출력부를 결합시키는 탄성 표면파 소자를 포함하는 피드백 회로를 갖는 RF 발진기와, 송신 및 수신 모우드 사이를 절환시키는 제어 수단과, 상기 출력부에 결합되고 송신 모우드 동안 RF 발진을 송신하기에 효과적인 송신 수단과, 변조된 RF 신호를 발진기 입력에 결합시키기 위해 수신 모우드 동안 효과적인 입력수단 및 변조를 회복시키기 위해 발진기 출력에 결합된 로우 패스 필터 수단을 포함하는 저전력 RF 신호 송,수신 장치가 제공된다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부 도면에 따라 설명한다.

후술되는 송,수신기의 실시예는 특히 300MHz의 반송 주파수에서 동작하는 짧은 레인지 라디오 링크를 이용한 원격 차량 호출 시스템에 사용하도록 설계되었다.

그러나 이 실시에는 본 발명을 제한하는 것은 아닌 것이다.

다른 짧은 레인지 라디오 링크의 사용처는 시외전화 수금(toll booth billing), 함대 관리, 및 서어비스 정도 데이터 전달 등을 예로 들 수 있다.

제1도는 안테나(12)에 연결되고 수신 및 송신 모우드간을 절환시키는 제어기(14)를 갖는 송,수신기(transceiver)(10)를 나타낸다.

상기 안테나는 아주 적은 커패시터(18)을 통해 RF 초재생 발진기 회로(RF super-regenerator oscillator circuit)(20)의 입력부에 그 출력부가 연결되는 RF 증폭기의 입력부에 직접 연결되어 있다.

발진기(20)은 압력 및 출력부를 갖는 반전 증폭기(inverting amplifier)(22)와 상기 증폭기(22)의 입력부와 출력부 사이에 연결된 SAW 디레이 라인(24)을 포함하는 피드백 루프를 포함한다.

SAW 디레이 라인(24)은 수신된 신호의 반송 주파수와 같은 300MHz 정도의 발진기 주파수를 생성하도록 선택된다.

반전 증폭기(22)는 RF 발진지(20)을 ON 및 OFF하도록 제어기(14)에 의해 제어되는 스위치(30)에 의해 팍치 발진기(26)과 데이터 소스(28)에 선택적으로 연결된다.

켄치 발진기(26)는 스위치(30)이 켄치 발진기(26)를 증폭기(22)에 연결시킬 때 RF 발진기(20)을 온(ON) 및 오프(OFF)시키는 500MHz 정도의 팍치 주파수에서 작동한다. RF 발진기(20)의 출력부는 RF 엔블로프(RF envelope)를 검출하게 되어 있는 검출기(32) 및 신호로부터 RF 및 팍치 주파수를 빼내어 출력단자(36)에서 출력을 발생하는 로우 패스 필터(34)에 연결되어 있다.

발진기(20)의 출력부는 또한 아주 적은 용량의 커패시터(38)을 통해, 그 출력부가 안테나에 연결된 송신버퍼(40)에 연결되어 있다.

데이터 소스(28)는, 스위치(30)에 의해 반전 증폭기(22)에 연결될 때, 송신될 데이터에 상응하는 펄스폭 변조된 전압 펄스를 생성하여 그 전압 펄스에 따라 발진기(20)를 온(ON) 및 오프(OFF)시켜 RF 발진의 버스트(burst)를 생성한다.

이 작동 모우드에서 스위치(30)은 변조기로서 생각될 수 있다.

제어기(14)는 송신 버퍼(40)에 연결되어 오직 전송 모우드 동안만 버퍼를 온(ON)시킨다.

상기 송,수신기는 간단하기 때문에 값이 싸고 동력 소비가 적다.

상기 RF 발진기(20)는 수신 및 송신 모우드시에 공유된다.

상기 RF 증폭기(16), 반전 증폭기(22) 및 송신 버퍼(40)각각은 오직 하나의 트랜지스터만을 필요로 한다.

SAW 소자(예를들어 RF 모놀리틱 SL1012 SAW 디레이 라인)는 고온 안정성을 갖고 좁은 대역(전형적으로 +/- 250KHz 30dB 대역폭)을 갖는 발진기를 제공하는 단일 위상 디레이 라인이다.

디레이 라인 발진기의 중앙 주파수와 정합 특성은 주변 회로로부터의 장하 효과(裝荷 效果)에 아주 민감하다.

이는 초재생 발진 회로의 높은 임피던스 성질에 기인하며, 출력측에서 발진기 내부를 봤을 때의 높은 임피던스는 RF 증폭기(16)로부터의 신호에 대한 높은 감응성을 위해 바람직한 것이다.

따라서 송신 및 수신 모우드 동안 발진기로 입력되고 출력되는 커플링 신호는 모우드 스위칭 혹은 신호 게이팅이 발진기 자체에서 행해진다면 입,출력이 어려울 것이다.

발진기 주변에서의 임피던스의 미소한 변화는 중앙 주파수를 수십 킬로헤르쯔 만큼 흔들리게 할 수 있다.

본 회로는 이 발진단의 입출력을 부분적으로 결합시키고 RF 증폭기(16)와 송신 버퍼(40)의 전압 바이어스를 발신 및 수신 모우드 동안 일정하게 유지시킴으로써 그 발진기의 임피던스 부하를 일정하게 유지하여 이 문제를 해결한다.

결합 커패시터(18)와 (38)은 발진기의 부하 변화를 최소화 하도록 1pf 정도 혹은 그 이하로 아주 적은 용량이다.

제1도 회로의 변형이 제2도에 도시되어 있다.

송신 버퍼(40)를 온(ON) 및 오프(OFF)로 스위칭하는 대신 송신 버퍼(40)와 RF 증폭기(16)를 선택적으로 안테나(12)에 결합시키기 위하여 제어기(14)에 의해 제어되는 PIN 스위치(42)가 사용된다.

그 이외의 것은 제1도의 것과 같다.

PIN 스위치(42)의 잇점은 송신 버퍼(4)의 누설에 기인하는 송신의 위험을 막아주고 또한 RF 증폭기(16)과 송신 버퍼(40)에 의해 RF 발진기(20)으로부터 분리되어 스위칭에 기인한 발진기 상의 장하 변화를 막을 수 있다는 점이다.

반면 PIN 스위치의 결점은 제1도의 회로 보다 작동에 보다 많은 전류가 필요한 것이다.

이와같이 이것은 예를들어 차량내에 장착된 베이스 유니트 용으로 보다 적합하며, 반면 PIN 스위치가 없는 회로는 바테리에 의해 작동되는 소형 리모트 유니트에 적합하다.

후술되는 회로들은 PIN 스위치를 나타내지만, 이는 두 회로(PIN 스위치가 없는 회로와 PIN 스위치가 있는 회로)에 적용될 수 있다.

제3도에서 실선 부위는 수신 모우드 동안 작동하는 제2도의 회로 부분을 예시한다.

제4도, a-d는 수신기 회로의 특정 부위에 생성된 신호 파형을 예시한다.

수신 모우드에서, 이 시스템은 통상의 초재생 배열(super-regenerative configuration)이다.

안테나(12)로부터 나온 신호는 RF 증폭기(16)로 이동되며, 이는 약 10dB의 이득과 20dB의 분리를 제공하여 제4도 a의 신호를 생성한다.

반전 증폭기(22)와 SAW 디레이 라인(24)는 RF 반송 주파수에서 재생 발진기를 형성한다.

이 발진기는 제4도 b에 도시된 고주파 주기성 팍치 신호(명목상 50KHz)로써 작동되어 제4도 c의 50영역에 나타난 일정 듀티 사이클을 갖는 발진기 엔블로프를 제공한다.

특정 바이어스 전압에 도달되면 팍치 신호는 램프된(ramped) 선단을 갖게 되어 RF 발진기(20)을 온(ON)시킨다.

RF 증폭기(16)으로부터 발진기 부위내로 입력도는 RF 신호는, 발진기 주파수에서 RF 에너지가 발진기로 하여금 더 낮은 바이어스점(팍치 파형상에서 앞선 점과 동일)에서 온(ON)으로 되게 하기 때문에 엔블로프의 듀티 사이클을 증가시킨다.

발진기 엔블로프의 변화는 소자(32) 및 (34)에 의해 검출 및 필터되어 변조를 회복하고 제4도 d에 도시된 바와 같은 원래 송신된 신호를 나타내게 한다.

제5도 실선을 송신 모우드 동안 제2도 회로의 작동부를 나타낸다.

데이터 소스(28)은 제6도 a에 도시된 송신용 데이터 신호를 발생하여 RF 발진기(20)를 온(ON) 및 오프(OFF)시켜 제6도 b에 도시된 바와 같은 펄스폭 변조된 RF 버스트로 구성되는 RF 신호를 만든다.

소량의 RF 에너지가 소형 커패시터(38)을 통해 송신 버퍼(40)로 인가되며, 이는 이득(gain)을 제공하고 안테나에 정합한다.

출력 수준의 유지는 또한 송신 버퍼의 기능이며 그 트랜지스터의 작동 범위내에서 조절될 수 있다.

Claims (7)

1. RF 신호 수신용 수신 모드와 RF 신호 송신용 송신 모드 사이에서 전환이 가능한 송수신기에 있어서, 그 입력과 출력 사이에 결합된 SAW 소자(24)를 구비하고 RF 발진 신호를 발생시키는 RF 발진기(20)와, 수신 모드 동안 수신된 변조 RF 신호를 상기 RF 발진기의 입력에 결합하는 입력 수단(12,16,18)과, 상기 RF 발진기의 출력에 연결되고 수신된 RF 신호를 필터하는 저역 통과 필터(34)와, 상기 RF 발진기에 의해 발생된 RF 발진 신호를 송신하기 위하여 송신 모드 동안 상기 RF 발진기의 출력에 연결되는 송신기(38,40,12)와, 송신 모드와 수신 모드 사이에서 본 장치를 전환하는 제어기(14)를 구비하는 것을 특징으로 하는 알에프(RF) 신호 송수신 장치.
2. 1항에 있어서, RF 발진기의 출력을 변조시키도록 데이터 신호를 RF 발진기로 결합시키기 위해 송신 모우드 동안 동작 가능한 변조 수단(30)을 포함함을 특징으로 하는 RF 신호 송수신 장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 RF 발진기를 발진 및 비-발진 상태간을 절환시키기 위해 수신 모우드 동안 RF 발진기에 결합되게 되어 있는 팍치 발진기(26)를 포함함을 특징으로 하는 RF 신호 송수신 장치.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 RF 발진기(20)은 상기 RF 발진기의 입력부와 출력부 사이에 연결된 RF 증폭기(22)를 포함함을 특징으로 하는 RF 신호 송수신 장치.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 안테나(12)를 포함하고, 또한 상기 제어기(14)는 상기 안테나를 상기 송신기 혹은 입력 수단에 연결시키는 스위치(42)를 포함함을 특징으로 하는 RF 신호 송수신 장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 RF 발진기의 출력과 송신기 사이에 고(高)임피던스 용량성 커플링(38)을 포함함을 특징으로 하는 RF 신호 송수신 장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 RF 발진기의 입력과 상기 입력과 상기 입력 수단 사이에 고(高)임피던스 용량성 커플링(18)을 포함함을 특징으로 하는 RF 신호 송수신 장치.