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KR101205720B1 - Apparatus for transmitting/receiving signal in communication system - Google Patents

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KR101205720B1
KR101205720B1 KR1020100051083A KR20100051083A KR101205720B1 KR 101205720 B1 KR101205720 B1 KR 101205720B1 KR 1020100051083 A KR1020100051083 A KR 1020100051083A KR 20100051083 A KR20100051083 A KR 20100051083A KR 101205720 B1 KR101205720 B1 KR 101205720B1
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한국전자통신연구원
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Abstract

본 발명은 무선 신호의 송신 및 수신을 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이더 또는 위상 배열 안테나 시스템에서 무선 신호의 송신 및 수신을 위한 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 장치는, 통신 시스템에서 다기능 칩으로 구현된 신호 송수신 장치에 있어서, 송신 모드 및 수신 모드에서 송수신되는 신호를 증폭하는 복수의 증폭기들; 상기 증폭된 신호의 위상을 변화시키는 위상 천이기; 상기 증폭된 신호의 크기를 변화시키는 감쇠기; 상기 송신 모드 및 상기 수신 모드에 따라, 상기 증폭기들, 상기 위상 천이기, 및 상기 감쇠기를 송신 경로 및 수신 경로로 각각 스위칭하는 제1스위치; 상기 송신 모드에서 상기 증폭된 신호를 증폭하여 안테나로 출력하는 구동 증폭기; 상기 증폭기들과 상기 구동 증폭기에 전원을 인가하는 바이어스 회로부; 상기 구동 증폭기와 상기 바이어스 회로부 간을 스위칭하는 제2스위치; 및 상기 송신 모드 및 상기 수신 모드에 따라, 상기 위상 천이기, 상기 감쇠기, 상기 제1스위치, 및 상기 제2스위치로 모드 전환 신호를 출력하는 변환기를 포함한다.The present invention relates to an apparatus for the transmission and reception of a radio signal, and more particularly to an apparatus for the transmission and reception of a radio signal in a radar or phased array antenna system.
An apparatus according to an embodiment of the present invention, a signal transmission and reception apparatus implemented as a multifunction chip in a communication system, comprising: a plurality of amplifiers for amplifying a signal transmitted and received in a transmission mode and a reception mode; A phase shifter for changing a phase of the amplified signal; An attenuator for varying the magnitude of the amplified signal; A first switch for switching the amplifiers, the phase shifter, and the attenuator into a transmission path and a reception path, respectively, according to the transmission mode and the reception mode; A driving amplifier amplifying the amplified signal in the transmission mode and outputting the amplified signal; A bias circuit unit applying power to the amplifiers and the driving amplifier; A second switch for switching between the driving amplifier and the bias circuit portion; And a converter for outputting a mode switching signal to the phase shifter, the attenuator, the first switch, and the second switch according to the transmission mode and the reception mode.

Figure R1020100051083
Figure R1020100051083

Description

통신 시스템에서 신호 송수신 장치{Apparatus for transmitting/receiving signal in communication system}Apparatus for transmitting / receiving signal in communication system

본 발명은 통신 시스템에서 무선 신호의 송신 및 수신을 위한 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이더 또는 위상 배열 안테나 시스템에서 송/수신 모듈용 다기능 칩으로 구현되는 신호의 송수신 장치에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for transmitting and receiving a radio signal in a communication system, and more particularly, to an apparatus for transmitting and receiving a signal implemented as a multifunction chip for a transmit / receive module in a radar or phased array antenna system.

무선 통신 시스템은 거리의 제약에서 벗어나 통신을 원활히 수행하기 위해 제안되었다. 이러한 무선 통신 시스템은 기술의 비약적인 발전에 힘입어 다양한 분야에 적용되어 사용되고 있으며, 그 중 레이더 기술 및 위상 배열 안테나 시스템에서도 사용되고 있다.The wireless communication system has been proposed to smoothly perform communication without the limitation of distance. Such wireless communication systems have been applied to various fields due to the rapid development of technology, and among them, radar technology and phased array antenna systems are used.

이러한 레이더 기술은 지난 수십 년간 방향 및 거리 탐지 기능을 갖는 단순한 레이더로부터 비약적으로 발전해왔다. 현대에는 위상 배열 기술을 이용하여 다수 목표의 탐지 및 추적이 가능한 레이더 시스템이 개발되고 있다. 이러한 능동 위상 배열 기술을 이용한 레이더 시스템의 RF부는 수백 ~ 수천 개의 배열 소자로 구성된 위상 배열 안테나와 각각의 배열 소자에 연결되는 송/수신 모듈(Transmit/Receive Module)로 구성되어 있다. 송/수신 모듈은 위상 배열 안테나 각각의 배열소자의 위상과 크기를 제어하여 위상 배열 안테나의 빔 성형(beam forming) 및 빔 조향 기능 등이 가능하도록 한다. 그러면, 이와 같이 위성 시스템에 사용되는 위상 배열 안테나의 송/수신 장치(모듈)에 대하여 살펴보기로 한다.This radar technology has evolved significantly over the last few decades from simple radars with direction and distance detection. Modern radar systems are being developed that can detect and track multiple targets using phased array technology. The RF unit of the radar system using the active phased array technology is composed of a phased array antenna composed of hundreds to thousands of array elements and a transmit / receive module connected to each array element. The transmit / receive module controls the phase and the size of each array element of the phased array antenna to enable beam forming and beam steering functions of the phased array antenna. Then, the transmission / reception device (module) of the phased array antenna used in the satellite system will be described.

도 1은 위성 통신 시스템에서 위상 배열 안테나의 송/수신 장치에 대한 블록 다이어그램이다.1 is a block diagram of a device for transmitting and receiving a phased array antenna in a satellite communication system.

송/수신 장치는 리미터(103), 저잡음 증폭기(104), 스위치(105), 제1증폭기(106), 위상 천이기(107), 제2증폭기(108), 가변 감쇠기(109), 제3증폭기(110), 구동 증폭기(111), 고전력 증폭기(112), 써큘레이터(102) 및 직/병렬 변환기(113) 등으로 구성된다.The transmitter / receiver includes a limiter 103, a low noise amplifier 104, a switch 105, a first amplifier 106, a phase shifter 107, a second amplifier 108, a variable attenuator 109, a third The amplifier 110, the driving amplifier 111, the high power amplifier 112, the circulator 102, the serial / parallel converter 113, and the like.

송/수신 장치가 수신 모드로 동작할 때는 안테나와 연결되는 안테나 연결단자(101)로 입력 신호가 들어오며 써큘레이터(102)에서 수신 패스로 입력된다. 그러면, 수신된 신호는 리미터(103)에서 제한되고, LNA(104)에서 저잡음 증폭된 후 스위치(105)로 입력된다. 그러면, 스위치(105)는 수신 신호를 처리하기 위해 연결단자를 수신 패스와 연결함으로써 제1증폭기(106)로 입력 신호가 수신되도록 한다. 제1증폭기에서는 수신된 신호를 원하는 레벨의 신호로 증폭한다. 그리고 이와 같이 증폭된 신호를 입력받은 위상 천이기(107)에서는 신호의 위상에 변화를 주어 출력한다. 위상 변화가 이루어진 신호를 입력받은 제2증폭기(108)에서는 다시 원하는 신호의 크기로 증폭한 후 가변 감쇠기(109)에서 입력 신호의 크기를 변화시킨다. 그런 후, 제3증폭기(110)에서는 다시 원하는 레벨로 신호를 증폭하여 스위치(105)로 입력한다. 그러면, 스위치(105)는 제3증폭기(110)의 출력 신호를 시스템의 하향 변환기(도면에 도시하지 않음)로 연결하기 위해 공통 단자(114)를 통해 레이더 시스템의 하향 변환기로 입력되도록 한다.When the transmitting / receiving device operates in the reception mode, an input signal is input to the antenna connection terminal 101 connected to the antenna and is input to the reception path by the circulator 102. The received signal is then limited at the limiter 103, low noise amplified at the LNA 104 and then input to the switch 105. The switch 105 then connects the connection terminal with the receive path to process the received signal so that the input signal is received by the first amplifier 106. The first amplifier amplifies the received signal into a signal of a desired level. The phase shifter 107 receiving the amplified signal in this manner changes and outputs the phase of the signal. The second amplifier 108 receiving the phase shifted signal is amplified again to the desired signal size and the variable attenuator 109 changes the size of the input signal. Thereafter, the third amplifier 110 amplifies the signal to the desired level and inputs it to the switch 105. The switch 105 then inputs the output signal of the third amplifier 110 to the down converter of the radar system via a common terminal 114 to connect to the down converter of the system (not shown).

송/수신 모듈이 송신 모드로 동작할 때는 레이더 시스템으로부터 송신 RF 펄스 신호를 상기 스위치(105)의 공통 단자(114)로 입력받게 된다. 그러면, 스위치(105)는 RF 신호의 수신 시와 동일하게 제1증폭기(106)로 연결한다. 그러면, 제1증폭기(106)에서 원하는 신호 레벨로 증폭이 이루어진 후 위상 천이기(107)에서 위상 천이가 이루어지며, 제2증폭기(108)에서 다시 원하는 신호 레벨로의 증폭이 이루어진다. 이와 같이 증폭된 신호는 가변감쇠기(109)에서 감쇠되며, 제3증폭기(110)에서 원하는 신호 레벨로 증폭된 후 스위치(105)로 다시 입력된다. 이와 같이 스위치(105)로 입력되면, 스위치(105)는 송신 신호를 안테나로 출력하기 위해 구동 증폭기(111)의 입력단과 연결한다. 그러면, 구동 증폭기(111)에서 다시 증폭된 후 신호를 송신하기 위한 전력으로 증폭하기 위해 고전력 증폭기(112)에서 증폭된다. 이와 같이 증폭된 신호는 써큘레이터(102)를 거쳐 안테나에서 레이더 신호를 발사하게 된다.When the transmit / receive module operates in the transmit mode, the transmit RF pulse signal is input from the radar system to the common terminal 114 of the switch 105. The switch 105 then connects to the first amplifier 106 in the same manner as when receiving the RF signal. Then, after the amplification is performed to the desired signal level in the first amplifier 106, the phase shift is performed in the phase shifter 107, and the amplification to the desired signal level is performed again in the second amplifier 108. The amplified signal is attenuated by the variable attenuator 109, amplified to the desired signal level by the third amplifier 110, and then input to the switch 105. When the switch 105 is input as described above, the switch 105 is connected to the input terminal of the driving amplifier 111 to output the transmission signal to the antenna. Then, it is amplified again in the drive amplifier 111 and then amplified in the high power amplifier 112 to amplify the power to transmit a signal. The signal amplified as described above will launch a radar signal from the antenna via the circulator 102.

또한, 직/병렬 변환기(113; Serial to Parallel Converter)는 송/수신 모듈의 위상 천이기(107)와 가변 감쇠기(109)의 동작을 조정하기 위한 직렬 조정 신호를 병렬 조정 신호로 변환하여 위상 천이기(107)와 가변 감쇠기(109)로 위상 값과 감쇠 값 조정을 위한 신호를 출력한다.In addition, the serial / parallel converter 113 converts a serial adjustment signal for adjusting the operation of the phase shifter 107 and the variable attenuator 109 of the transmit / receive module into a parallel adjustment signal to convert the phase shift signal. The signal 107 and the variable attenuator 109 output signals for adjusting the phase value and the attenuation value.

한편, 위상 배열 레이더 시스템에서는 이 송/수신 모듈이 수백 ~ 수천 개가 사용되므로 송/수신 모듈 자체의 크기를 가능한 한 작게 구현하는 기술 또한 중요하다. 이와 같이 송/수신 모듈의 소형화 및 저 가격화를 실현하기 위해 모듈의 주요 부품들로 MMIC 칩 부품을 사용한다.On the other hand, in the phased array radar system, since hundreds to thousands of transmission / reception modules are used, a technique for implementing the size of the transmission / reception module itself as small as possible is also important. In order to realize miniaturization and low cost of the transmit / receive module, MMIC chip parts are used as main components of the module.

또한, 최근에는 스위치, 위상 천이기, 가변 감쇠기, 증폭기, 구동 증폭기 등을 하나의 단일칩으로 만들어 더욱 더 크기를 줄일 수 있는 다기능 칩 또한 개발이 되고 있다.In addition, recently, multi-function chips have been developed to reduce the size even more by making a single chip such as a switch, a phase shifter, a variable attenuator, an amplifier, and a driving amplifier.

도 2는 다기능 칩(205; Corechip)을 이용한 송/수신 모듈의 블록 다이어그램을 도시한 도면이다.2 is a block diagram of a transmit / receive module using a multifunction chip 205 (Corechip).

도 2를 앞서 설명한 도 1과 대비하여 살펴보면, 다기능 칩(205; Corechip)에 포함되지 않은 구성 요소들은 서큘레이터(202), 리미터(203), 저잡음 증폭기(204) 및 전력 증폭기(206)만이 다기능 칩에 포함되지 않은 구성 요소들이다. 그 외에 다른 구성 요소들은 모두 다기능 칩(205)에 포함되는 구성요소가 된다. 즉, 참조부호 210은 도 1의 직/병렬 변환기(113)로 입력되는 병렬 신호(115)와 동일한 신호이며, 다기능 칩(205)의 공통 단자(208)는 레이더 시스템의 하향 변환기와 연결되는 공통 단자이다. 또한, 참조부호 207 및 참조부호 209는 각각 LNA(204)와 다기능 칩(205)를 연결하기 위한 단자 및 다기능 칩(205)과 전력 증폭기(206)간 연결되는 단자이다.Referring to FIG. 2 in comparison with FIG. 1 described above, only the circulator 202, the limiter 203, the low noise amplifier 204, and the power amplifier 206 are not multifunctional. The components are not included in the chip. All other components become components included in the multifunction chip 205. That is, the reference numeral 210 is the same signal as the parallel signal 115 input to the serial / parallel converter 113 of FIG. 1, and the common terminal 208 of the multifunction chip 205 is connected to the down converter of the radar system in common. It is a terminal. Further, reference numeral 207 and reference numeral 209 denote terminals for connecting the LNA 204 and the multifunction chip 205, and terminals connected between the multifunction chip 205 and the power amplifier 206, respectively.

도 3은 송/수신 모듈용 다기능 칩(205)의 세부 구성도이다.3 is a detailed block diagram of the multifunction chip 205 for the transmit / receive module.

도 3에 도시한 다기능 칩은 스위치(304), 제1증폭기(305), 위상 천이기(306), 제2증폭기(307), 가변감쇠기(308), 제3증폭기(309), 구동 증폭기(310), 그리고 직/병렬 변환기(312)가 단일 칩으로 구성된 것이다.The multifunction chip illustrated in FIG. 3 includes a switch 304, a first amplifier 305, a phase shifter 306, a second amplifier 307, a variable attenuator 308, a third amplifier 309, and a driving amplifier. 310, and the serial / parallel converter 312 is composed of a single chip.

전술한 바와 같이, 레이더 송/수신 모듈용 다기능 칩은 하나의 칩에 위상과 크기를 조정할 수 있는 기능을 갖추어 기존의 개별 MMIC 칩으로 구현한 송/수신 모듈에 비해 그 크기를 약 50% 이상 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. 또한, 개별 부품으로 송/수신 모듈을 구현 시 필요한 많은 부품들과 위상 및 크기 조정을 위해 추가적으로 소요되는 FPGA 소자와 같은 부품들로 인해 회로의 복잡도가 증가하고 비용 또한 증가하는데, 이러한 단점도 극복할 수 있게 해준다.As mentioned above, the multi-function chip for the radar transmit / receive module has the ability to adjust the phase and size on one chip, reducing the size by about 50% or more compared to the transmit / receive module implemented with the individual discrete MMIC chip. It has advantages. In addition, the complexity and cost of circuits are increased due to the many components required to implement the transmit / receive module as separate components and components such as FPGA devices additionally required for phase and sizing. To make it possible.

그러나 단일칩 안에 다양한 기능을 수행하는 다수의 부품들이 집적되어 있어 전력 소모가 큰 단점이 있다. 다기능 칩에서의 소비전력 증가는 송/수신 모듈 전체의 전력 효율을 떨어뜨릴 수 있으며, 수백 ~ 수천 개의 송/수신 모듈이 동작하는 레이더 시스템에서는 전체 소비전력 증가 문제뿐만 아니라 발열 문제로 인한 시스템 안정도 저하 문제 등이 발생할 소지가 있다.
However, there is a disadvantage in that power consumption is large because many components that perform various functions are integrated in a single chip. Increasing power consumption in the multi-function chip can reduce the power efficiency of the entire transmit / receive module.In radar systems operating hundreds to thousands of transmit / receive modules, not only the overall power consumption increase but also the system stability due to heat generation problems Problems may occur.

따라서 본 발명에서는 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여, 전력 효율을 개선한 레이더 시스템용 송/수신 모듈용 다기능 칩으로 구현되는 신호의 송수신 장치를 제공한다.
Therefore, in order to solve the problems of the prior art, the present invention provides an apparatus for transmitting / receiving a signal implemented by a multifunctional chip for a transmission / reception module for a radar system with improved power efficiency.

본 발명의 실시 예에 따른 장치는, 통신 시스템에서 다기능 칩으로 구현된 신호 송수신 장치에 있어서, 송신 모드 및 수신 모드에서 송수신되는 신호를 증폭하는 복수의 증폭기들; 상기 증폭된 신호의 위상을 변화시키는 위상 천이기; 상기 증폭된 신호의 크기를 변화시키는 감쇠기; 상기 송신 모드 및 상기 수신 모드에 따라, 상기 증폭기들, 상기 위상 천이기, 및 상기 감쇠기를 송신 경로 및 수신 경로로 각각 스위칭하는 제1스위치; 상기 송신 모드에서 상기 증폭된 신호를 증폭하여 안테나로 출력하는 구동 증폭기; 상기 증폭기들과 상기 구동 증폭기에 전원을 인가하는 바이어스 회로부; 상기 구동 증폭기와 상기 바이어스 회로부 간을 스위칭하는 제2스위치; 및 상기 송신 모드 및 상기 수신 모드에 따라, 상기 위상 천이기, 상기 감쇠기, 상기 제1스위치, 및 상기 제2스위치로 모드 전환 신호를 출력하는 변환기를 포함한다.
An apparatus according to an embodiment of the present invention, a signal transmission and reception apparatus implemented as a multifunction chip in a communication system, comprising: a plurality of amplifiers for amplifying a signal transmitted and received in a transmission mode and a reception mode; A phase shifter for changing a phase of the amplified signal; An attenuator for varying the magnitude of the amplified signal; A first switch for switching the amplifiers, the phase shifter, and the attenuator into a transmission path and a reception path, respectively, according to the transmission mode and the reception mode; A driving amplifier amplifying the amplified signal in the transmission mode and outputting the amplified signal; A bias circuit unit applying power to the amplifiers and the driving amplifier; A second switch for switching between the driving amplifier and the bias circuit portion; And a converter for outputting a mode switching signal to the phase shifter, the attenuator, the first switch, and the second switch according to the transmission mode and the reception mode.

본 발명에 따르면, 다기능 칩의 전력 효율을 증대시킬 수 있으며, 불필요한 전력 낭비를 방지함으로써 다기능 칩의 발열량을 줄일 수 있는 이점이 있다.
According to the present invention, it is possible to increase the power efficiency of the multi-function chip, there is an advantage that can reduce the amount of heat generated by the multi-function chip by preventing unnecessary power waste.

도 1은 위성 통신 시스템에서 위상 배열 안테나의 송/수신 장치에 대한 블록 다이어그램,
도 2는 다기능 칩(205; Corechip)을 이용한 송/수신 모듈의 블록 다이어그램을 도시한 도면,
도 3은 송/수신 모듈용 다기능 칩(205)의 세부 구성도,
도 4는 본 발명의 전력 효율을 개선한 다기능 칩의 구성도.1 is a block diagram of a device for transmitting and receiving a phased array antenna in a satellite communication system;
2 is a block diagram of a transmit / receive module using a multifunction chip 205 (Corechip);
3 is a detailed block diagram of the multi-function chip 205 for the transmission / reception module,
4 is a block diagram of a multifunction chip having improved power efficiency of the present invention.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어 당업자에게 자명한 부분에 대하여는 본 발명의 요지를 흩뜨리지 않도록 생략하기로 한다. 또한, 이하에서 설명되는 각 용어들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 사용된 것일 뿐이며, 각 제조 회사 또는 연구 그룹에서는 동일한 용도임에도 불구하고 서로 다른 용어로 사용될 수 있음에 유의해야 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. In the following description of the present invention, a part obvious to those skilled in the art will be omitted so as not to disturb the gist of the present invention. In addition, it is to be noted that each of the terms described below are merely used to help the understanding of the present invention, and may be used in different terms despite the same purpose in each manufacturing company or research group.

앞서 설명한 바와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명은 전력 제어회로를 이용하여 전력 효율을 향상시킨 다기능 칩 회로를 구성한다.In order to achieve the object as described above, the present invention uses a power control circuit to configure a multi-function chip circuit with improved power efficiency.

본 발명의 실시 형태는 GaAs 공정을 이용한 다기능 칩에 대하여 제공하며, BiCMOS, GaN 등 다양한 공정을 사용하여 제조될 수 있다. 이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.An embodiment of the present invention provides a multifunctional chip using a GaAs process, and may be manufactured using various processes such as BiCMOS and GaN. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

앞에서 설명한 도 3은 기존의 레이더 송/수신 모듈용 다기능 칩의 구성도로, 스위치(304), 위상 천이기(306), 가변 감쇠기(308)는 송신 또는 수신 모드 시 각각 다른 상태가 되도록 설정된다. 이 상태 설정 명령 신호는 레이더 시스템에서 디지털 직렬 신호로 명령 단자(313)에 입력되며, 직/병렬 변환기(312)를 거쳐 병렬신호로 변환된 후 스위치(304), 위상 천이기(306), 가변감쇠기(308)의 조정 신호로 입력되게 된다. 스위치의 동작은 기본적으로 레이더 시스템의 송/수신 펄스 신호와 동기화된다.FIG. 3 is a block diagram of a conventional multi-function chip for radar transmit / receive module. The switch 304, the phase shifter 306, and the variable attenuator 308 are set to be in different states in a transmit or receive mode. The state setting command signal is input to the command terminal 313 as a digital serial signal in the radar system, and is converted into a parallel signal through a serial / parallel converter 312, and then a switch 304, a phase shifter 306, and a variable signal. The adjustment signal of the attenuator 308 is input. The operation of the switch is basically synchronized with the transmit / receive pulse signal of the radar system.

다기능 칩을 구성하고 있는 제1증폭기 내지 제3증폭기(305, 307, 309) 및 구동 증폭기(310)들은 바이어스 회로(311)를 통해 전원이 인가되며, 송/수신 모드와 관계없이 항상 동작을 하고 있다. 이 증폭기들 중 제1증폭기 내지 제 3증폭기(305, 307, 309)들은 송/수신 모드 모두에서 동작하여야 하는 증폭기이다. 그러나 구동 증폭기(310)의 경우 수신 모드에서는 스위치 동작에 의해 경로가 형성되지 않기 때문에 송신 모드에서만 동작을 하여도 무방하다. 따라서 구동 증폭기(310)를 송신 모드에서만 동작시킴으로써 다기능 칩 자체의 소비 전력을 줄일 수 있으며, 이를 통해 송/수신 모듈 전체의 전력 효율 개선이 가능하다.The first to third amplifiers 305, 307, and 309 and the driving amplifier 310 constituting the multifunction chip are powered through the bias circuit 311, and always operate regardless of the transmission / reception mode. have. The first to third amplifiers 305, 307, and 309 of these amplifiers are amplifiers that must operate in both transmit / receive modes. However, in the driving amplifier 310, since the path is not formed by the switch operation in the reception mode, the driving amplifier 310 may operate only in the transmission mode. Therefore, by operating the driving amplifier 310 only in the transmission mode, it is possible to reduce the power consumption of the multifunction chip itself, thereby improving the power efficiency of the entire transmission / reception module.

도 4는 본 발명의 전력 효율을 개선한 다기능 칩의 구성도이다.4 is a configuration diagram of a multifunction chip having improved power efficiency according to the present invention.

도 4의 기본적인 구성은 앞에서 전술한 도 3과 같다. 즉, 도 3의 제1전력 증폭기 내지 제3전력 증폭기(305, 307, 309)는 도 4의 제1전력 증폭기 내지 제3전력 증폭기(405, 407, 409)와 동일하다. 그리고 도 3의 위상 천이기(306)는 도 4의 위상 천이기(406)와 동일하며, 도 3의 가변 감쇠기(308)는 도 4의 가변 감쇠기(408)와 동일하다. 또한, 도 3의 스위치(304)는 도 4의 스위치(404)와 동일하다.The basic configuration of FIG. 4 is the same as that of FIG. 3 described above. That is, the first to third power amplifiers 305, 307, and 309 of FIG. 3 are the same as the first to third power amplifiers 405, 407, and 409 of FIG. 4. The phase shifter 306 of FIG. 3 is the same as the phase shifter 406 of FIG. 4, and the variable attenuator 308 of FIG. 3 is the same as the variable attenuator 408 of FIG. 4. In addition, the switch 304 of FIG. 3 is the same as the switch 404 of FIG.

다만, 본 발명에 따른 구동 증폭기(410)는 도 3의 구동 증폭기(310)와 약간의 차이점을 갖는다. 즉, 본 발명에서는 구동 증폭기(410)를 송신 모드에서만 동작하도록 바이어스 제어 회로(411)를 더 가진다는 점이 다르다. 구동 증폭기(410)의 전원 제어는 다기능 칩의 바이어스 회로(411)에서 구동 증폭기(411)의 드레인 단에 연결되는 바이어스 선로에 스위칭 소자(414)를 연결하여 제어함으로써 이루어진다. 스위칭 소자(414)는 도 4에서와 같이 직/병렬 변환기(412)로부터 출력되는 송/수신 모드 전환 신호와 동기시켜 송신 모드 시 구동 증폭기(410)가 턴-온(Turn-On)되도록 하며, 수신 모드 시에는 구동 증폭기(410)가 턴-오프(Turn-Off)되도록 한다. 기존의 다기능 칩의 경우 송/수신 모드 동작과 상관없이 약 1.75 W의 소비전력을 갖지만, 본 발명의 구동 증폭기(410)의 전력 제어를 통해 다기능 칩의 송/수신 모드 동작이 10%의 듀티 사이클을 갖는 경우의 소비 전력은 약 1.3 W로 약 25%의 소비전력 감소 효과를 나타낸다.
However, the driving amplifier 410 according to the present invention has a slight difference from the driving amplifier 310 of FIG. 3. In other words, the present invention further includes a bias control circuit 411 to operate the driving amplifier 410 only in the transmission mode. Power control of the driving amplifier 410 is performed by connecting the switching element 414 to a bias line connected to the drain terminal of the driving amplifier 411 in the bias circuit 411 of the multifunction chip. The switching element 414 synchronizes with the transmit / receive mode switch signal output from the serial / parallel converter 412 as shown in FIG. 4 so that the driving amplifier 410 is turned on in the transmit mode. In the reception mode, the driving amplifier 410 is turned off. The conventional multifunction chip has a power consumption of about 1.75 W regardless of the transmit / receive mode operation, but the transmit / receive mode operation of the multifunction chip has a duty cycle of 10% through power control of the driving amplifier 410 of the present invention. In the case of having a power consumption of about 1.3 W, the power consumption is reduced by about 25%.

102, 201 : 서큘레이터 103, 203 : 리미터
104, 204 : 저잡음 증폭기(LNA) 105, 304, 404 : 스위치
106, 108, 110, 305, 307, 309 : 증폭기
107, 306, 406 : 위상 천이기 109, 308, 408 : 가변 감쇠기
111, 310, 410 : 구동 증폭기 112 : 전력 증폭기
113, 312, 412 : 직/병렬 변환기 311, 411 : 바이어스 회로102, 201: circulator 103, 203: limiter
104, 204: Low Noise Amplifier (LNA) 105, 304, 404: Switch
106, 108, 110, 305, 307, 309: Amplifier
107, 306, 406: phase shifter 109, 308, 408: variable attenuator
111, 310, 410: drive amplifier 112: power amplifier
113, 312, 412: Serial / Parallel Converters 311, 411: Bias Circuit

Claims (8)

삭제delete 삭제delete 통신 시스템에서 다기능 칩으로 구현된 신호 송수신 장치에 있어서,
송신 모드 및 수신 모드에서 송수신되는 신호를 증폭하는 복수의 증폭기들;
상기 증폭된 신호의 위상을 변화시키는 위상 천이기;
상기 증폭된 신호의 크기를 변화시키는 감쇠기;
상기 송신 모드 및 상기 수신 모드에 따라, 상기 증폭기들, 상기 위상 천이기, 및 상기 감쇠기를 송신 경로 및 수신 경로로 각각 스위칭하는 제1스위치;
상기 송신 모드에서 상기 증폭된 신호를 증폭하여 안테나로 출력하는 구동 증폭기;
상기 증폭기들과 상기 구동 증폭기에 전원을 인가하는 바이어스 회로부;
상기 구동 증폭기와 상기 바이어스 회로부 간을 스위칭하는 제2스위치; 및
상기 송신 모드 및 상기 수신 모드에 따라, 상기 위상 천이기, 상기 감쇠기, 상기 제1스위치, 및 상기 제2스위치로 모드 전환 신호를 출력하는 변환기
를 포함하는 신호 송수신 장치.
In the communication system implemented with a multi-function chip in a communication system,
A plurality of amplifiers for amplifying signals transmitted and received in a transmission mode and a reception mode;
A phase shifter for changing a phase of the amplified signal;
An attenuator for varying the magnitude of the amplified signal;
A first switch for switching the amplifiers, the phase shifter, and the attenuator into a transmission path and a reception path, respectively, according to the transmission mode and the reception mode;
A driving amplifier amplifying the amplified signal in the transmission mode and outputting the amplified signal;
A bias circuit unit applying power to the amplifiers and the driving amplifier;
A second switch for switching between the driving amplifier and the bias circuit portion; And
A converter for outputting a mode switching signal to the phase shifter, the attenuator, the first switch, and the second switch in accordance with the transmission mode and the reception mode.
Signal transmitting and receiving device comprising a.
제3항에 있어서,
상기 제2스위치는,
상기 구동 증폭기의 드레인 단자와 상기 바이어스 회로부 간에 연결되며, 상기 송신 모드에서 상기 모드 전환 신호와 동기되어 상기 구동 증폭기를 턴온시키고, 상기 수신 모드에서 상기 모드 전환 신호와 동기되어 상기 구동 증폭기를 턴오프시키는, 신호 송수신 장치.The method of claim 3,
The second switch,
A driving circuit connected between the drain terminal of the driving amplifier and the bias circuit unit to turn on the driving amplifier in synchronization with the mode switching signal in the transmission mode and to turn off the driving amplifier in synchronization with the mode switching signal in the reception mode. Signal transceiver. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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