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KR100331596B1 - 무선장치 - Google Patents

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KR100331596B1
KR100331596B1 KR1019990009792A KR19990009792A KR100331596B1 KR 100331596 B1 KR100331596 B1 KR 100331596B1 KR 1019990009792 A KR1019990009792 A KR 1019990009792A KR 19990009792 A KR19990009792 A KR 19990009792A KR 100331596 B1 KR100331596 B1 KR 100331596B1
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signals
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오타카쇼지
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니시무로 타이죠
가부시끼가이샤 도시바
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    • H04B1/38—Transceivers, i.e. devices in which transmitter and receiver form a structural unit and in which at least one part is used for functions of transmitting and receiving
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  • Signal Processing (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Transceivers (AREA)
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Abstract

본 발명은 무선장치에 관한 것으로서, 주파수(fLO1[Hz])의 제 1 국부발진신호를 각각 90도 위상이 다른 제 3 및 제 4 국부발진신호로 각각 분할하고, 주파수(fLO2[Hz])의 제 2 국부발진신호를 각각 90도 위상이 다른 제 5 및 제 6 국부발진신호로 분할하며, 제 3 국부발진신호와 제 5 국부발진신호를 곱셈한 결과와 제 4 국부발진신호와 제 6 국부발진신호를 곱셈한 결과를 덧셈 또는 뺄셈하여 이미지 신호가 제거된 국부발진신호를 생성하는 것을 특징으로 한다.

Description

무선장치{RADIO DEVICE}
본 발명은 휴대 무선기등의 무선장치에 관한 것이다.
최근, 휴대전화기로 대표되는 이동 통신 기기의 개발이 활발히 실시되고 있다. 이들 통신기기는 예를 들면 사람이 소지하거나 자동차 등에 탑재되어 사용되기 때문에 소형화, 경량화가 요구된다. 이 때문에, 이와같은 무선기기를 구성하는 부품은 다수의 구성 부품을 접속한 종래의 하이브리드 구성보다도 소형화, 경량화를 향한 모노리식(monolithic)IC(집적회로)화가 강하게 요구되고 있다. 한편, 부품의 소형화외에 무선기의 저가격화가 요구되는데, IC화 기술은 무선기의 저가격화에도 연결되는 기술이다.
이와같은 무선기기에 있어서, 헤테로다인 방식을 이용한 종래의 송수신 장치, 예를 들면 송수신의 전환을 시간별로 나눠 실시하는 TDD(Time Division Duplex) 방식의 송수신 장치가 있다. 이하에, 그 구성 및 동작을 설명한다. 베이스밴드 신호 발생부에서 발생된 직교한 2개의 베이스밴드신호는 적당한 대역 제한 필터를 통한 후, 각각 베이스밴드 신호 처리부에서 출력된다. 이들 2개의 베이스밴드 신호는 곱셈기와 덧셈기로 이루어진 직교 변조기에 입력되고, 제 2 국부발진신호(주파수(fLO2))를 변조한다. 이 때, 제 2 국부발진신호는 90도 이상기에 의해 직교한 2개의 국부발진신호로 분할되어 직교 변조기에 입력된다. 이러한 피변조신호(modulated signal, 즉 intermediate frequency signal)(IF신호)는 일반적으로 불필요한 고조파를 포함하기 때문에 로우패스 필터 또는 밴드패스 필터로 이루어진 필터를 통하여 업컨버터에 입력된다.
업컨버터는 주파수(fLO1[Hz])의 제 1 국부 발진신호와 피변조신호(IF신호)를 곱하여 주파수 fLO1+fLO2[Hz] 또는 fLO1-fLO2[Hz]의 피변조신호(radio frequency signal)(RF신호)를 생성한다. 이 중에서 어느 한쪽은 원하는 파가 되고, 다른쪽은 불필요한 이미지신호이다. 주파수(fLO1+fLO2[Hz])의 RF신호를 원하는 파로 하면 이미지 신호는 이미지 제거용 밴드 패스 필터에 의해 제거된다. 원하는 파는 전력증폭기에 의해 소요 전력 레벨까지 증폭되고, 송수신 전환 스위치(duplexer)를 통하여 안테나에서 방사된다.
수신부에서, 수신 RF 신호는 안테나, 송수신 전환 스위치, 밴드패스필터를 통하여 저잡음 증폭기에 입력된다. 저잡음 증폭기에서 증폭된 수신 RF 신호는 이미지 제거 밴드패스필터를 통하여 다운 컨버터에 입력된다. 다운 컨버터는 제 1 국부 발진신호와 수신신호의 곱셈을 하여 수신신호를 IF 신호로 주파수 변환한다. IF신호는 밴드패스필터를 통하여 분파기(divider) 및 곱셈기로 이루어진 직교복조기에 입력된다. 이 직교 복조기에는 송신부와 마찬가지로 직교한 주파수 (fLO2[Hz])의 국부 발진 신호가 입력된다. 직교 복조기의 출력 Ich(RX) 및 Qch(RX)는 베이스밴드 처리부에 입력되어 수신된 신호를 복조한다.
상기한 종래의 무선장치에 의하면, 베이스밴드 신호에 의해 국부발진신호를 변조할 때, 국부 발진신호는 90도 이상기에 의해 직교한 2개의 신호로 분할되어 직교변조기에 입력된다. 이 피변조신호(IF신호)는 일반적으로 불필요한 고조파를 포함하기 때문에 필터로 불필요한 고조파를 제거한 후에 업컨버터에 입력된다. 이 업컨버터는 주파수(fLO1[Hz])의 제 1 국부발진신호와 피변조신호(IF신호)의 곱셈을 하여 주파수 fLO1+fLO2[Hz] 또는 fLO1-fLO2[Hz] 의 피변조신호(RF신호)를 생성한다.
이중 어느 한쪽은 원하는 파가 되고, 다른쪽은 불필요한 이미지신호이다. 이 불필요한 이미지신호를 제거하기 위해 이미지 제거 필터가 설치된다. 이와같은 이미지 필터는 무선장치의 소형화, 저가격화의 실현을 방해하게 된다.
따라서, 본 발명은 외부 부착 이미지 제거 필터를 삭제하여 소형화, 저가격화를 실현하는 무선장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 한 실시형태의 국부발진신호 생성회로를 이용하여 송신계에 직접 변환방식을, 수신계에 헤테로다인방식을 채용한 무선장치의 블록도,
도 2는 본 발명의 한 실시형태의 국부발진신호 생성회로의 회로도,
도 3의 (a)∼(d)는 이미지 신호의 제거를 설명하기 위한 도면,
도 4의 (a)∼(c)는 도 2의 회로에 사용되는 90도 이상기(移相器)의 몇개의 구체적 회로도,
도 5는 본 발명의 다른 실시형태의 국부발진신호 생성회로의 회로도,
도 6은 도 2의 국부발진신호 생성회로의 구체적 회로도,
도 7은 도 2의 국부발진신호 생성회로의 다른 구체적 회로도,
도 8은 도 5의 국부발진신호 생성회로의 구체적 회로도,
도 9는 도 5의 국부발진신호 생성회로의 다른 구체적 회로도,
도 10은 본 발명의 다른 실시형태의 국부발진신호 생성회로를 이용하고, 송수신계에 직접 변환방식을 채용한 무선장치의 블록도,
도 11은 본 발명의 다른 실시형태의 국부발진신호 생성회로를 이용하고, 송수신계에 직접 변환방식을 채용한 무선장치의 블록도,
도 12는 본 발명의 다른 실시형태의 국부발진신호 생성회로를 이용하고, 송수신계에 직접 변환방식을 채용한 무선장치의 블록도, 및
도 13은 본 발명의 다른 실시형태로서, 직접 변환방식의 무선장치의 회로도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11 : 안테나 12 : 송수신 전환 스위치
14 : 저잡음 증폭기(LAN) 16 : 다운 컨버터
17 : 국부발진신호 생성회로 19 : 직교 복조기
23 : 직교 변조기 24 : 필터
25 : 전력증폭기(PA)
본 발명은 적어도 제 1 주파수(fLO1[Hz])의 제 1 국부발진신호 및 제 2 주파수(fLO2[Hz])의 제 2 국부발진신호를 생성하는 발진회로와, 제 1 국부발진신호로부터 서로 90도 위상이 다른 제 3 국부발진신호와 제 4 국부발진신호를 생성하는 제 1 신호생성회로와, 제 2 국부발진신호로부터 서로 90도 위상이 다른 제 5 국부발진신호와 제 6 국부발진신호를 생성하는 제 2 신호생성회로로 구성되는 국부신호생성부와, 제 3 국부발진신호와 제 5 국부발진신호의 곱셈 및 제 4 국부발진신호와 제 6 국부발진신호의 곱셈을 한 후, 이들 2개의 곱셈 결과를 덧셈 또는 뺄셈하여 생성한 제 7 국부발진신호를 이용한 변조기능을 가진 송신부 및 상기 제 7 국부발진신호를 이용한 복조기능을 가진 수신부의 적어도 한쪽에 의해 구성되는 무선장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 제 1 주파수(fLO1[Hz])의 제 1 국부발진신호 및 제 2 주파수 (fLO2[Hz])의 제 2 국부발진신호를 생성하는 발진회로와, 상기 제 1 국부발진신호로부터 각각 90도 위상이 다른 제 3 및 제 4 국부발진신호를 생성하는 제 1 신호생성회로와, 제 2 국부발진신호로부터 각각 90도 위상이 다른 제 5 및 제 6 국부발진신호를 생성하는 제 2 신호생성회로와, 제 3 국부발진신호와 제 5 국부발진신호를 곱셈한 결과와 제 4 국부발진신호와 제 6 국부발진신호를 곱셈한 결과를 덧셈 또는 뺄셈하여 제 7 국부발진신호를 생성하고, 이 제 7 국부발진신호를 이용하여 생성된 서로 90°위상이 다른 제 8 및 제 9 국부발진신호를 국부발진신호로서 송수신부에 전하는 연산부로 구성되는 무선장치를 제공한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 한 실시형태를 설명한다.
도 1의 무선장치에 의하면 안테나(11)가 무선장치의 수신계와 송신계를 전환하는 송수신 전환 스위치(RF스위치(Tx/Rx스위치))(12)에 결합된다.
수신계에서는 송수신 전환 스위치(RF스위치(Tx/Rx스위치))(12)가 밴드패스필터(FIL3)(13), 저잡음 증폭기(LNA)(14) 및 밴드패스필터(FIL4)(15)를 통하여 다운 컨버터(16)의 입력단에 접속된다. 이 다운 컨버터(16)의 다른 입력단은 국부발진신호 생성회로(17)로부터 제 1 국부발진신호(fLO1[Hz])를 받는다. 다운 컨버터(16)의 출력단은 밴드패스 필터(FIL5)(18)를 통하여 분파기 및 곱셈기로 이루어진 직교 복조기(19)에 접속된다. 이 직교복조기(19)에는 또한 90도 이상기(20)에 의해 직교한 주파수(fLO2[Hz])의 제 2 국부발진신호가 입력된다. 이 직교 복조기(19)의 출력 Ich(RX) 및 Qch(RX)는 베이스밴드처리부(RX-BB)(21)에 입력되는 것에 의해 수신신호가 복조된다.
송신계에서, 베이스밴드 신호처리부(TX-BB)(22)가 직교 변조기(23), 밴드패스필터(FIL11)(24) 및 전력증폭기(PA)(25)를 차례로 통하여 송수신 전환 스위치(RF스위치(TX/RX스위치))(12)에 접속된다.
이 송신계에서, 국부발진신호 생성회로(17)에서 전해지는 국부발진신호는 제 1 국부발진신호(fLO1[Hz])와 제 2 국부발진신호(fLO2[Hz])의 곱셈에 의해 생성된 주파수(fLO1+fLO2[Hz])의 신호이다. 주파수(fLO1-fLO2[Hz])의 이미지신호는 국부발진신호 발생회로(17)내의 신호처리에 의해 제거된다. 여기서는 fLO1+fLO2를 원하는 국부 발진신호로 했지만, 경우에 따라서는 fLO1-fLO2를 원하는 국부발진신호로 해도 좋다. 이 경우는 fLO1+fLO2가 신호처리에 의해 제거된다. 이미지신호가 제거되고 주파수(fLO1+fLO2[Hz])의 신호는 다시 90도 이상기를 통해 서로 직교한 신호를 생성하여 직교 변조기(23)로 출력된다.
직교 변조기(23)는 베이스밴드신호 Ich(TX) 및 Qch(TX)에 의해 주파수 (fLO1+fLO2[Hz])의 국부 발진신호를 변조한다. 피변조신호는 로우패스 필터 또는 밴드패스 필터로 이루어진 필터(24), 전력증폭기(25), 송수신 전환 스위치(12)를 통하여 안테나(11)로부터 방사된다. 단, 원리적으로는 필터(FIL11)(24)는 불필요하며, 특성이 허용되면 제거해도 좋다.
다음으로, 국부발진신호 생성회로(17)에 대해서 도 2를 참조하여 설명한다. 도 2에 의하면 90도 이상기(90-PS1)(31)는 주파수(fLO1[Hz])의 제 1 국부발진신호를 받고, cosωLO1t 및 sinωLO1t의 신호를 출력한다.
한편, 90도 이상기(90-PS2)(32)는 주파수(fLO2[Hz])의 제 2 국부발진신호를 받고, cosωLO2t 및 sinωLO2t의 신호를 출력한다. 하기 수학식 1로 나타내는 바와 같이 이들 신호를 곱셈 및 뺄셈하여 주파수(fLO1-fLO2[Hz])의 이미지신호가 억압되고, 주파수fLO1+fLO2[Hz]의 원하는 국부 발진신호만이 생성된다.
실제로 제조할 경우에는 90도 이상기의 제조 편차 등에 의해 위상오차 및 진폭오차가 발생하고, 불필요한 이미지신호나 주파수(fLO1[Hz]) 및 주파수 (fLO2[Hz])의 국부발진신호가 누설된다. 그러나, 이들 제조 편차를 포함해도 각각의 불필요 신호는 원하는 신호에 대해 40dB 이상의 감쇠가 가능하다.
상기 실시형태에서의 이미지제거의 상태가 도 3의 (a), (b), (c) 및 (d)에 도시되어 있다.
도 3의 (a) 및 (b)는 주파수(fLO1,fLO2)의 국부 발진 신호를 각각 도시하고 있다. 주파수(fLO1,fLO2)의 국부 발진 신호가 곱셈되는 것에 의해 도 3의 (c) 및 (d)에 각각 도시되는 신호가 생성된다. 이들 신호가 뺄셈되는 것에 의해 이미지 신호 성분이 제거된다.
도 4의 (a), (b) 및 (c)에 일반적으로 사용되는 90도 이상기의 구체예가 도시되어 있다. 도 4의 (a)에 도시한 이상기는 위상 정밀도는 높지만 제조 편차에 의해 진폭 오차가 발생한다. 도 4의 (b)의 이상기는 진폭 정밀도는 높지만 제조 편차에 의해 위상 오차가 발생한다. 도 4의 (c)의 이상기는 위상 정밀도 및 진폭 정밀도가 제조 편차에 의해 악화되지만, 증폭기능을 갖는다. 이들 이상기의 각각에 특징은 있지만, 본 발명에서는 필요에 따라서 어느것을 이용해도 지장없다.
이미지 제거의 신호처리는 원하는 파에 대해 50dB 이상의 감쇠를 갖는 것이 가능하다. 그러나, 상기 신호처리에서는 제조 편차에 의해 40dB 정도로 억압할 수 없는 경우가 있다. 이 경우에도 도 1에 도시한 전력 증폭기(25)의 협대역(狹帶域)한 주파수 특성을 이용하여 이미지 신호나 국부 발진 신호의 누설은 충분히 억압된다. 또, IC내의 스파이럴 인덕터 및 커패시터에 의한 밴드패스필터를 국부발진신호 생성회로(17) 뒤에 부가하여 원하는 파에 대해 불필요한 파의 억압을 10dB 정도 갖는 것이 가능하다.
따라서, 도 2에 도시한 국부발진신호 생성회로(17)에 의해 이미지 억압을 실시하여 외부 부착 이미지 제거 필터를 삭제하는 것이 가능해진다.
본 발명의 국부발진신호 생성회로(17)에서는 이미지를 제거한 국부 발진신호를 다시 90도 이상기(90-PS3)(33)에 의해 직교한 신호로 나눈다. 이 90도 이상기도 도 4에 도시한 것을 이용해도 특별히 문제는 없다. 여기서 도시한 회로는 모두 IC화가 가능하고, 외부 부착 부품의 이미지 제거 필터를 이용하지 않아도 이미지신호를 억압할 수 있다. 따라서, 무선부의 소형화, 저비용화가 가능해진다.
도 5에 도 2를 변형한 국부발진신호 생성회로의 구성이 도시되어 있다. 이 국부발진신호 생성회로는 이미지가 억압된 국부발진신호에서 각각 90도 위상이 다른 신호를 생성하는 90도 이상기(도 2의 90-PS3)를 필요로 하지 않는 대신에 곱셈기 및 덧셈기를 새롭게 부가하여 직교한 2개의 국부발진신호를 생성한다. 도 2에 대해 새롭게 더해진 부분의 신호처리과정을 하기 수학식 2에 나타낸다.
따라서, 상기 수학식 1과 수학식 2는 서로 직교하는 것을 알 수 있다. 이것에 의해 도 2에 도시한 실시형태와 마찬가지로 외부 부착 이미지 제거 필터를 필요로 하지 않고 원하는 국부 발진신호를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 이미지 제거를 실시한 국부발진신호 발생의 구성의 구체예를 나타낸다.
도 6은 도 2에 도시한 본 발명의 국부발진신호 생성회로를 구체적으로 구성한 회로도를 도시한다. 주파수(fLO1[Hz])(도 6에서는 ωLO1[=2π fLO1]라고 기재)의 신호에서 90도 이상(移相)한 신호를 생성하기 위해 도 4의 (a)에 도시한 저항(R1), 커패시터(C1)로 이루어진 이상기를 이용하고 있다. 한편, 주파수(fLO2[Hz])(도 6에서는 ωLO2[=2π fLO2]라고 기재)의 신호에서 90도 이상한 신호를 생성하기 위해 도 4의 (c)에 도시한 트랜지스터(Q9-Q12), 커패시터(C3) 및 저항(R3)으로 이루어진 이상기를 이용하고 있다. 90도 이상된 주파수(fLO1[Hz])의 한쪽 신호와 90도 이상된 주파수(fLO2[Hz])의 한쪽 신호를 곱셈하는, 트랜지스터 (Q1-Q4, Q9, Q10), 저항(R3) 및 전류원(I3, I4)으로 이루어진 더블 밸런스 믹서(DBM)와 90도 이상된 주파수(fLO1[Hz])의 또다른 한쪽 신호와 90도 이상된 주파수(fLO2[Hz])의 또다른 한쪽 신호를 곱셈하는, 트랜지스터(Q5-Q8, Q11, Q12), 커패시터(C3) 및 전류원(I5, I6)으로 이루어진 하나의 더블 밸런스 믹서(DBM)을 병렬 접속하여 각각 곱셈한 결과의 뺄셈을 실현하고 있다. 단, 부하(Z3)는 2개의 DBM의 공통의 부하이며, 각각의 DBM에는 주파수(fLO2[Hz])의 신호를 90도 이상하는, 도 4의 (c)에 도시된 이상기가 상기한 바와 같이 설치되어 있다. 상기 병렬 접속되어 있는 DBM에서 생성된 원하는 국부 발진신호의 90도 이상은 도 4의 (a)의 이상기를 이용하고 있다. 여기서 이용되는 DBM이나 90도 이상기는 집적화(IC화)가 가능하기 때문에 송신부에 입력되는 국부 발진 신호의 이미지 억압을 외부 부착 이미지 제거 필터를 이용하지 않고 실현할 수 있다.
도 7은 도 2에 도시한 본 발명의 또다른 구체예를 도시한다. 도 6의 구성과 다른 것은 주파수(fLO2[Hz])의 90도 이상을 실시하기 위해 도 4의 (b)에 도시한 저항(R4) 및 커패시터(C4)로 이루어진 90도 이상기를 이용하는 것이다. 단, 이 경우는 DBM의 하단측의 차동회로의 에미터 사이에 접속되는 소자는 동일 임피던스로 하고 있다. 본 실시형태에 있어서는 저항(R3)을 이용하고 있지만 커패시터나 인덕터 등의 선형 임피던스이면 특별히 문제는 없다.
도 8은 도 5에 도시한 본 발명의 국부 발진신호 생성회로의 구체예를 도시한다. 주파수(fLO1[Hz])(도 8에서는 ωLO1[=2π fLO1]라고 기재)의 신호에서 90도 이상한 신호를 생성하기 위해 도 4의 (a)에 도시한 저항(R1), 커패시터(C1)로 이루어진 이상기를 이용하고 있다. 한편, 주파수(fLO2[Hz](도 8에서는 ωLO2[=2π fLO2]라고 기재)의 신호에서 90도 이상한 신호를 생성하기 위해 도 4의 (c)에 도시한 트랜지스터(Q9-Q12), 커패시터(C3) 및 저항(R3)으로 이루어진 이상기를 이용하고 있다. 90도 이상된 주파수(fLO1[Hz])의 한쪽 신호와 90도 이상된 주파수(fLO2[Hz])의 한쪽 신호를 곱셈하는 한쪽의 더블 밸런스 믹서(DBM)와 90도 이상된 주파수(fLO1[Hz])의 또다른 한쪽 신호와 90도 이상된 주파수(fLO2[Hz])의 또다른 한쪽 신호를 곱셈하는 다른쪽의 더블 밸런스 믹서(DBM)가 병렬 접속된다.
이것에 의해, 각각의 곱셈 결과의 뺄셈이 실현되고 있다. 한쪽의 더블 배런스 믹서(DBM)는 트랜지스터(Q1-Q4, Q9, Q10), 저항(R3) 및 전류원(I3, I4)으로 이루어지며, 다른쪽의 더블 밸런스 믹서(DBM)는 트랜지스터(Q5-Q8, Q11, Q12), 커패시터(C3) 및 전류원(I5, I6)으로 이루어진다. 단, 부하(Z3)는 2개의 DBM의 공통의 부하이며, 각각의 DBM에는 주파수(fLO2[Hz])의 신호를 90도 이상하는, 도 4의 (c)에 도시된 이상기가 설치되어 있다. 본 실시형태에서는 상기에 나타낸 병렬 접속된 DBM과 동일한 회로 구성을 취하는 병렬 접속된 DBM을 하나 더 부가하는 것이 특징이다. 단, 이 2개의 병렬 접속된 DBM의 트랜지스터(Q1-Q4, Q5-Q8)의 베이스에는 상기 수학식 1과 수학식 2의 관계가 되도록 주파수(fLO1[Hz])가 이상된 국부 발진신호가 입력되어 있다. 이 결과, 이들 2개의 병렬 접속된 DBM의 출력은 서로 90도 이상된 국부발진신호가 된다. 도 6 및 도 7의 회로와 마찬가지로 본 구성에서도 외부 부착의 이미지 제거 필터를 이용하지 않고, 국부 발진 신호의 이미지를 억압할 수 있다.
도 9는 도 5에 도시한 본 발명의 국부발진신호 생성회로의 또다른 구체예를 도시한다. 도 8의 구성과 다른 것은 주파수(fLO2[Hz])의 90도 이상을 실시하기 위해 도 4의 (b)에 도시한 저항(R4) 및 커패시터(C4)로 이루어진 90도 이상기를 이용하는 것이다. 단, 이 경우는 DBM의 하단측의 차동회로의 이미터사이에서 접속하는 소자는 동일 임피던스로 하고 있다. 본 실시형태에서는 저항(R3)을 이용하고 있지만, 커패시터나 인덕터 등의 선형 임피던스이면 특별히 문제는 없다.
이상, 주파수 fLO1[Hz] 및 fLO2[Hz]의 국부 발진 신호를 이용하여 이미지 신호를 억압한 주파수 fLO1+fLO2[Hz] 또는 fLO1-fLO2[Hz]의 신호를 생성하는 구성을 송신부에 적용한 경우를 설명했지만, 이 수법은 수신부의 국부 발진신호를 생성하는 경우에도 적용할 수 있는 것이다. 이 경우, 원리적으로는 이미지 제거 필터를 이용하지 않고 수신 RF 신호는 직접 베이스밴드 신호로 변환되게 된다.
상기 실시형태에서는 수신계는 헤테로다인 방식을 채용하고, 송신계는 직접 변환 방식을 채용하고 있다. 다음으로, 송수신계 모두 직접 변환방식을 채용한 실시형태를 설명한다.
도 10 실시형태는 주파수(fLO1+fLO2[Hz])를 이용한 무선장치를 도시하고 있다. 이 무선장치는 송수신이 동일 주파수를 이용하는 PHS 등에 적용된다. 이것에 의하면 국부발진신호 발생부(17)는 동일 주파수(fLO1+fLO2[Hz])의 국부발진신호를 수신계 직교 복조기(19) 및 송신계 직교 변조기(23)에 공급한다. 이 실시형태에 의해서도 이미지 제거 필터가 없어도 송수신용 국부 주파수 신호를 발생할 수 있다. 또한, 국부발진신호 발생부(17)는 주파수(fLO1-fLO2[Hz])의 국부발진신호를 수신계 직교 복조기(19) 및 송신계 직교 변조기(23)에 공급해도 좋다.
다음으로, 송신 주파수와 수신 주파수가 다른 시스템에 이용할 수 있는 무선장치의 실시형태를 설명한다. 이 실시형태에서는 뺄셈을 덧셈으로 하여 주파수(fLO1+fLO2)의 국부 발진 신호를 주파수(fLO1-fLO2)의 국부 발진신호로 변경할 수 있다. 즉, 송신계의 원하는 주파수가 fLO1+fLO2가 되면 주파수 fLO1-fLO2는 이미지 신호로서 제거된다. 이에 대해 수신계에서는 원하는 주파수가 fLO1-fLO2가 되고 이미지신호(fLO1+fLO2)가 제거된다.
예를 들면 도 11에 도시한 송신 주파수(fTX[Hz])〉수신 주파수(fRX[Hz])의 실시형태의 경우, 다음 식과 같은 주파수가 얻어지도록 주파수 fLO1와 fLO2가 선택되며, 주파수(fLO1-fLO2)의 이미지신호를 제거한다. 이것에 의해 이미지 필터 없이 송수신용 국부 주파수신호를 발생할 수 있다.
fLO1+fLO2=fTX
fLO1-fLO2=fRX
또한, 도 12에 도시한 바와 같이, 수신주파수(fRX)〉송신주파수(fTX)의 실시형태의 경우, 다음 식과 같은 주파수가 얻어지도록 fLO1과 fLO2가 선택되고, 주파수(fLO1-fLO2)의 이미지 신호를 제거한다. 이 경우도 이미지 필터 없이 송수신용 국부 주파수 신호를 발생할 수 있다.
fLO1-fLO2=fTX
fLO1+fLO2=fRX
상기 실시형태에서는 능동소자로서 바이폴라 트랜지스터를 이용하여 설명을 하였지만, 예를 들면 MOSFET나 MESFET 등의 전계 효과 트랜지스터를 이용해도 동일한 회로를 구성할 수 있다.
이 방법은 이미지 억압을 실시하여 이미지 억압 필터를 삭제하는 것이 가능해진 방법이다. 한편, 이미지 억압 필터가 원리적으로 불필요한 방법으로서, 직접 변환방식이 있다. 직접 변환 방식을 이용한 무선부는 직교한 I/Q 베이스밴드신호에서 1회의 주파수 변환을 거쳐 RF신호로 변환하는 변조부와 RF신호에서 1회의 주파수 변환을 거쳐 직교한 I/Q 베이스밴드신호로 변환하는 복조부를 갖는다.
송신용 주파수 발진기 및 수신용 주파수 발진기를 독립으로 갖게 한 경우의 본 발명에 관한 송수신계의 블록을 도 13에 도시한다. 이것에 의하면 수신계에서는 안테나(11)는 송수신 전환 스위치(RF스위치(TX/RX스위치))(12)를 통하여 저잡음 증폭기(14)에 접속된다. 이 저잡음 증폭기(14)의 출력이 직교 복조기(19)를 통하여 베이스밴드처리부(RX-BB)(21)에 입력된다.
송신계에서는 베이스밴드 신호처리부(TX-BB)(22)가 직교변조기(23) 및 전력 증폭기(PA)(25)를 차례로 통하여 송수신 전환 스위치(RF스위치(TX/RX스위치))(12)에 접속된다. 수신계 직교 복조기(19) 및 송신계 직교 변조기(23)는 90도 이상기(20)에 의해 직교한 주파수(fLO3[Hz])의 제 2 국부 발진신호를 각각 받는다.
본 발명에 따르면 외부 부착 이미지 제거 필터를 삭제할 수 있고, 무선부의 소형화, 저가격화를 이룰 수 있다.

Claims (21)

  1. 송신계 변조기능(23)을 갖는 송신부와, 수신계 복조기능(19)을 갖는 수신부를 갖는 무선장치에 있어서,
    제 1 주파수의 제 1 국부발진신호(fLO1) 및 제 2 주파수의 제 2 국부발진신호(fLO2)를 생성하는 발진부(3A,3B)와, 상기 제 1 국부발진신호로부터 서로 90도 위상이 다른 제 3 국부발진신호와 제 4 국부발진신호를 생성하는 제 1 신호생성회로(31)와, 상기 제 2 국부발진신호로부터 서로 90도 위상이 다른 제 5 국부발진신호와 제 6 국부발진신호를 생성하는 제 2 신호생성회로(32)를 적어도 구비하고, 또한 상기 제 3 국부발진신호와 상기 제 5 국부발진신호의 곱셈 및 상기 제 4 국부발진신호와 상기 제 6 국부발진신호의 곱셈을 실시한 후, 이들 2개의 곱셈결과를 덧셈 또는 뺄셈하여 생성한 제 7 국부발진신호를 생성하는 국부발진신호 생성부(17)를 구비하며,
    상기 국부발진신호 생성부에서 생성된 제 7 국부발진신호를 수신시의 제 7 국부발진신호로서 사용하여 상기 송신계 변조기능을 변조하거나,
    또는 상기 국부발진신호 생성부에서 생성된 제 7 국부발진신호를 송신시의 제 7 국부발진신호로서 사용하여 상기 수신계 복조기능을 복조하는 것 중 적어도 한쪽에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 무선장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신부는 상기 제 3 국부발진신호와 상기 제 5 국부발진신호의 곱셈 결과와 상기 제 4 국부발진신호와 제 6 국부발진신호의 곱셈 결과를 뺄셈하여 생성한 송신시의 제 7 국부발진신호를 이용하여 복조를 실시하고, 상기 수신부는 상기 제 3 국부발진신호와 상기 제 5 국부발진신호의 곱셈결과와 상기 제 4 국부발진신호와 상기 제 6 국부발진신호의 곱셈결과를 덧셈하여 얻어진 수신시의 제 7 국부발진신호를 이용하여 복조를 실시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 송신부는 상기 제 3 국부발진신호와 상기 제 5 국부발진신호의 곱셈결과와 상기 제 4 국부발진신호와 상기 제 6 국부발진신호의 곱셈 결과를 덧셈하여 생성한 송신시의 제 7 국부발진신호(sin(ωLO1+ωLO2)t)를 이용하여 변조를 실시하고, 상기 수신부는 상기 제 3 국부발진신호와 상기 제 5 국부발진신호의 곱셈 결과와 상기 제 4 국부발진신호와 상기 제 6 국부발진신호의 곱셈 결과를 뺄셈하여 얻어진 수신시의 제 7 국부발진신호(cos(ωLO1+ωLO2)t)를 이용하여 복조를 실시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 7 국부발진신호에서 서로 90도 위상이 다른 제 8 및 제 9 국부발진신호를 발생시키는 수단을 갖고, 서로 직교한 2개의 베이스밴드신호 또는 변조신호와 상기 제 8 및 제 9 국부발진신호를 이용하여 피변조신호를 생성하는 송신부 또는 피변조신호와 상기 제 8 및 제 9 국부발진신호를 이용하여 복조하는 수신부의 적어도 한쪽을 갖는 것을 특징으로 하는 무선장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 송신부는 상기 제 3 국부발진신호와 제 5 국부발진신호의 곱셈결과와 상기 제 4 국부발진신호와 제 6 국부발진신호의 곱셈결과를 뺄셈하여 생성한 제 7 국부발진신호를 이용하여 변조를 실시하고, 상기 수신부는 상기 제 3 국부발진신호와 제 5 국부발진신호의 곱셈결과와 상기 제 4 국부발진신호와 제 6 국부발진신호의 곱셈결과를 덧셈하여 얻어진 제 7 국부발진신호를 이용하여 복조를 실시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 송신부는 상기 제 3 국부발진신호와 제 5 국부발진신호의 곱셈결과와 상기 제 4 국부발진신호와 제 6 국부발진신호의 곱셈결과를 덧셈하여 생성한 제 7 국부발진신호를 이용하여 변조를 실시하고, 상기 수신부는 상기 제 3 국부발진신호와 제 5 국부발진신호의 곱셈결과와 상기 제 4 국부발진신호와 제 6 국부발진신호의 곱셈결과를 뺄셈하여 얻어진 제 7 국부발진신호를 이용하여 복조를 실시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 국부발진신호와 상기 제 5 국부발진신호의 곱셈을 실시하는 IC화된 제 1 더블 밸런스 믹서(Q1~Q4,Q9,Q10,R3,I3,I4), 상기 제 4 국부발진신호와 제 6 국부발진신호의 곱셈을 실시하는 IC화된 제 2 더블 밸런스 믹서(Q5~Q8,Q11,Q12,C3,I5,I6), 및 이들 2개의 곱셈 결과를 덧셈 또는 뺄셈하기 위해 상기 제 1 및 제 2 더블 밸런스 믹서를 병렬 접속하는 수단에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 무선장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 3 국부발진신호와 상기 제 6 국부발진신호의 곱셈 및 상기 제 4 국부발진신호와 상기 제 5 국부발진신호의 곱셈을 한 후, 2개의 곱셈 결과를 덧셈 또는 뺄셈하여 생성하고, 상기 제 7 국부발진신호와 90도 위상이 다른 제 8 국부발진신호를 생성하는 수단을 구비하며, 상기 제 7 국부발진신호 및 상기 제 8 국부발진신호와 서로 직교한 2개의 베이스밴드신호 또는 변조신호를 이용하여 피변조신호를 생성하는 송신부 또는 피변조신호와 상기 제 7 및 제 8 국부발진신호를 이용하여 복조하는 수신부의 적어도 한쪽을 갖는 것을 특징으로 하는 무선장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 송신부는 상기 제 3 국부발진신호와 상기 제 6 국부발진신호의 곱셈결과와 상기 제 4 국부발진신호와 상기 제 5 국부발진신호의 곱셈결과를 뺄셈하여 생성한 제 7 국부발진신호를 이용하여 변조를 실시하고, 상기 수신부는 상기 제 3 국부발진신호와 상기 제 6 국부발진신호의 곱셈결과와 상기 제 4 국부발진신호와 상기 제 5 국부발진신호의 곱셈결과를 덧셈하여 얻어진 제 7 국부발진신호를 이용하여 복조를 실시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 송신부는 상기 제 3 국부발진신호와 상기 제 6 국부발진신호의 곱셈결과와 상기 제 4 국부발진신호와 상기 제 5 국부발진신호의 곱셈결과를 덧셈하여 생성한 제 7 국부발진신호를 이용하여 변조를 실시하고, 상기 수신부는 상기 제 3 국부발진신호와 상기 제 6 국부발진신호의 곱셈결과와 상기 제 4 국부발진신호와 상기 제 5 국부발진신호의 곱셈결과를 뺄셈하여 얻어진 제 7 국부발진신호를 이용하여 복조를 실시하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무선장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 제 3 국부발진신호와 상기 제 5 국부발진신호의 곱셈을 하는 IC화된 제 1 더블밸런스 믹서, 상기 제 4 국부발진신호와 상기 제 6 국부발진신호의 곱셈을 하는 IC화된 제 2 더블밸런스 믹서, 및 이들 2개의 곱셈결과를 덧셈 또는 뺄셈하기 위해 상기 제 1 및 제 2 더블 밸런스 믹서를 병렬 접속하는 수단과, 상기 제 3 국부발진신호와 상기 제 6 국부발진신호의 곱셈을 하는 IC화된 제 3 더블밸런스 믹서, 상기 제 4 국부발진신호와 상기 제 5 국부발진신호의 곱셈을 하는 IC화된 제 4 더블밸런스 믹서, 및 이들 곱셈결과를 덧셈 또는 뺄셈하기 위해 상기 제 3 및 제 4 더블밸런스 믹서를 병렬 접속하는 수단에 의해 구성되는 연산부를 갖는 것을 특징으로 하는 무선장치.
  12. 제 1 주파수의 제 1 국부발진신호 및 제 2 주파수의 제 2 국부발진신호를 생성하는 발진회로;
    상기 제 1 국부발진신호에서 각각 90도 위상이 다른 제 3 및 제 4 국부발진신호를 생성하는 제 1 신호생성회로;
    상기 제 2 국부발진신호에서 각각 90도 위상이 다른 제 5 및 제 6 국부발진신호를 생성하는 제 2 신호생성회로;
    상기 제 3 국부발진신호와 상기 제 5 국부발진신호를 곱셈한 결과와, 상기 제 4 국부발진신호와 상기 제 6 국부발진신호를 곱셈한 결과를 덧셈 또는 뺄셈하여 제 7 국부발진신호를 생성하는 제 3 신호생성회로;
    상기 제 7 국부발진신호를 이용하여 서로 90도 위상이 다른 제 8 및 제 9 국부발진신호를 생성하는 제 4 신호생성회로;
    상기 제 8 및 제 9 국부발진신호를 이용한 변조기능을 갖는 송신부; 및
    상기 제 8 및 제 9 국부발진신호를 이용한 복조기능을 갖는 수신부로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 3 국부발진신호와 상기 제 5 국부발진신호의 곱셈을 하는 IC화된 제 1 더블 밸런스 믹서, 상기 제 4 국부발진신호와 상기 제 6 국부발진신호의 곱셈을 하는 IC화된 제 2 더블 밸런스 믹서, 및 이들 2개의 곱셈 결과를 덧셈 또는 뺄셈하기 위해 상기 제 1 및 제 2 더블 밸런스 믹서를 병렬 접속하는 수단에 의해 구성되는 연산부를 갖는 것을 특징으로 하는 무선장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제 3 국부발진신호와 상기 제 6 국부발진신호의 곱셈 및 상기 제 4 국부발진신호와 상기 제 5 국부발진신호의 곱셈을 한 후, 이들 2개의 곱셈 결과를 덧셈 또는 뺄셈하여 생성하고, 상기 제 7 국부발진신호와 90도 위상이 다른 제 8 국부발진신호를 생성하는 수단을 구비하며, 상기 제 7 국부발진신호 및 상기 제 8 국부발진신호와 서로 직교한 2개의 베이스밴드신호 또는 변조신호를 이용하여 피변조신호를 생성하는 송신부 또는 피변조 신호와 상기 제 7 및 제 8 국부발진신호를 이용하여 복조하는 수신부의 적어도 한쪽을 가진 것을 특징으로 하는 무선장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 3 국부 발진신호와 상기 제 5 국부발진신호의 곱셈을 하는 IC화된 제 1 더블 밸런스 믹서, 상기 제 4 국부발진신호와 상기 제 6 국부발진신호의 곱셈을 하는 IC화된 제 2 더블밸런스 믹서, 및 이들 2개의 곱셈 결과를 덧셈 또는 뺄셈하기 위해 상기 제 1 및 제 2 더블 밸런스 믹서를 병렬 접속하는 수단과, 상기 제 3 국부발진신호와 상기 제 6 국부발진신호의 곱셈을 하는 IC화된 제 3 더블 밸런스 믹서, 상기 제 4 국부발진신호와 상기 제 5 국부발진신호의 곱셈을 하는 IC화된 제 4 더블 밸런스 믹서, 및 이들 곱셈 결과를 덧셈 또는 뺄셈하기 위해 상기 제 3 및 제 4 더블밸런스 믹서를 병렬 접속하는 수단에 의해 구성되는 연산부를 갖는 것을 특징으로 하는 무선장치.
  16. 제 1 주파수의 제 1 국부발진신호 및 제 2 주파수의 제 2 국부발진신호를 발생하는 국부신호발생부;
    제 1 국부발진신호를 각각 90도 위상이 다른 제 3 및 제 4 국부발진신호로 분할하고, 상기 제 2 국부발진신호를 각각 90도 위상이 다른 제 5 및 제 6 국부발진신호로 분할하는 분할부; 및
    불필요한 이미지신호가 제거된 국부발진신호를 생성하기 위해 제 3 국부발진신호와 제 5 국부발진신호를 곱셈한 결과와, 제 4 국부발진신호와 제 6 국부발진신호를 곱셈한 결과를 덧셈 또는 뺄셈하는 연산부로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선장치.
  17. 제 1 주파수의 제 1 국부발진신호 및 제 2 주파수의 제 2 국부발진신호를 발생하는 국부신호발생부;
    제 1 국부발진신호를 각각 90도 위상이 다른 제 3 및 제 4 국부발진신호로 분할하고, 상기 제 2 국부발진신호를 각각 90도 위상이 다른 제 5 및 제 6 국부발진신호로 분할하는 분할부; 및
    불필요한 이미지 신호가 제거된 국부발진신호를 생성하기 위해 제 3 국부발진신호와 제 5 국부발진신호를 곱셈한 결과와, 제 4 국부발진신호와 제 6 국부발진신호를 곱셈한 결과를 덧셈 또는 뺄셈하여 제 7 국부발진신호를 생성하고, 이 제 7 국부발진신호를 이용하여 생성된 서로 90도 위상이 다른 제 8 및 제 9 국부발진신호를 국부발진신호로서 송수신부에 전하는 연산부로 구성되는 것을 특징으로 하는 무선장치.
  18. 직접 변환방식을 이용한 송신부;
    직접 변환방식을 이용한 수신부; 및
    상기 송신부 및 상기 수신부에 제 1 및 제 2 국부발진신호를 출력하는 국부발진신호 발생부에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는 무선장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 국부발진신호 발생부는 상기 송신부 및 상기 수신부가 동일 주파수를 이용할 때, 상기 국부발진신호 발생부는 제 1 및 제 2 주파수의 발진신호를 덧셈 또는 뺄셈하여 생성되는 동일 주파수의 국부발진신호를 상기 송신부 및 상기 수신부에 출력하는 것을 특징으로 하는 무선장치.
  20. 제 18 항에 있어서,
    상기 송신부가 상기 수신부 보다 높은 주파수를 이용할 때, 상기 국부발진신호 발생부는 제 1 및 제 2 주파수의 국부발진신호로부터 주파수를 덧셈하여 생성되는 국부발진신호를 상기 송신부에 출력하고, 상기 제 1 및 제 2 주파수의 국부발진신호로부터 주파수를 뺄셈하여 생성되는 국부발진 신호를 상기 수신부에 출력하는 것을 특징으로 하는 무선장치.
  21. 제 18 항에 있어서,
    상기 송신부가 상기 수신부 보다 낮은 주파수를 이용할 때, 상기 국부발진신호 발생부는 제 1 및 제 2 주파수의 국부발진신호로부터 주파수를 뺄셈하여 생성되는 국부발진신호를 상기 송신부에 출력하고, 상기 제 1 및 제 2 주파수의 국부발진신호로부터 주파수를 덧셈하여 생성되는 국부발진신호를 상기 수신부에 출력하는 것을 특징으로 하는 무선장치.
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