KR20030091544A

KR20030091544A - 듀얼 안테나를 이용한 무선마이크 수신장치

Info

Publication number: KR20030091544A
Application number: KR1020020029627A
Authority: KR
Inventors: 이완열; 김인호
Original assignee: 주식회사 썬테크전자
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2002-05-28
Publication date: 2003-12-03

Abstract

본 발명의 목적은 복수의 수신안테나를 설치하고 상기 복수의 수신안테나에 의해 수신되는 고주파신호를 각각 증폭한 후, 공간 다이버시티를 이용하여 강한 안테나신호와 약한 안테나신호가 서로 합성되게 함으로써 페이딩 현상에 의한 수신신호의 레벨변화를 감소시켜 수신감도를 개선시킨 한 듀얼 안테나를 이용한 무선마이크 수신장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 각 장치를 제어하는 CPU, 무선마이크 송신장치로부터 고주파 신호를 수신하여 증폭하는 수신안테나부, CPU의 제어신호에 따라 고주파 신호를 중간주파수로 하향 변환시켜 출력하는 프론트앤드부, 상기 중간주파수를 처리하고 복조하는 주파수복조부, 상기 복조된 신호중 음성신호를 증폭 및 복원하여 출력하는 음성출력부로 구성된 무선마이크 수신장치에 있어서, 상기 수신안테나부는 무선마이크 송신장치로부터의 고주파신호를 각각 수신하는 복수의 수신안테나; 상기 복수의 수신안테나로부터 수신된 고주파신호를 각각 증폭하는 복수의 저잡음 RF 증폭기; 상기 복수의 저잡음 RF 증폭기의 출력신호를 공간 다이버시티를 이용하여 강한 안테나신호와 약한 안테나신호가 서로 합성되게 함으로써 페이딩 현상에 의한 수신신호의 레벨변화를 감소시키는 인페이스 하이브리드를 포함한 것을 특징으로 한다.

Description

듀얼 안테나를 이용한 무선마이크 수신장치{A wireless microphone receiver using dual antenna}

본 발명은 무선마이크 수신장치에 관한 것으로서, 특히, 복수의 수신안테나를 설치하고 상기 복수의 수신안테나에 의해 수신되는 고주파신호를 각각 증폭한후, 공간 다이버시티(Space Diversity)를 이용한 신호 합성으로 강한 안테나신호와 약한 안테나신호가 서로 합성되게 함으로써 페이딩 현상에 의한 수신신호의 레벨변화를 감소시켜 수신감도를 개선시킨 듀얼 안테나를 이용한 무선마이크 수신장치에 관한 것이다.

일반적인 무선마이크의 동작원리는 마이크로 입력된 음성신호를 전송 가능한 형태의 고주파 신호로 변조하여 송신하고, 이를 다시 수신장치에서 복조하여 음성신호를 출력하도록 이루어져 있다.

종래의 일반적인 무선마이크 송수신장치를 도 1 및 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 일반적인 무선마이크의 송신장치(100)를 나타내는 블록구성도이다.

도면에서, 외부로부터 입력되는 음성신호를 증폭 및 압축 처리하는 음성신호 처리부(110)부의 출력단에는 CPU(121)의 제어에 의해 고주파 반송주파수를 발생시켜 상기 음성신호 처리부(110)로부터의 음성신호를 고주파 신호로 변조하여 출력하는 주파수변조부(130)가 연결되어 있고, 상기 주파수변조부(130)의 출력단에는 상기 변조된 고주파 신호를 증폭하고, 불요복사(Spurious radiation)를 감쇄시켜 송신하는 송신부(140)가 연결되어 있다.

상기에서 음성신호 처리부(110)는 외부로부터 입력되는 가청주파수대 (10㎐∼20㎑)의 음성신호를 전기적 신호로 변환시키는 마이크로폰(111)과, 상기 변환된 가청주파수대의 전기적 신호를 일정 크기로 증폭하는 자동증폭 제어기(112)와, 이 신호를 일정 크기 이하로 진폭 제한하는 진폭제한기(113)와, 상기 진폭 제한된 신호를 압축하는 압축기(114)와, 상기 압축된 신호의 변조도 크기를 조절하는 음성신호 변조조절부(115)를 포함하고 있다.

또, 상기 주파수변조부(130)는 CPU(121)에 연결되어 상기 CPU(121)에 의해 주파수가 결정되는 PLL(131)과, 상기 PLL(131)에 의해 정해진 전압에 따라 주파수를 발진하여 상기 음성신호 처리부(110)의 음성신호 변조조절부(115)로부터 출력된 음성신호를 고주파 신호로 변조하여 출력하는 VCO(132)를 포함하고, 상기 송신부(140)는 상기 주파수변조부(130)의 VCO(132)로부터 변조되어 출력된 고주파 신호를 증폭하는 고주파 전력증폭기(141)와, 상기 증폭된 고주파 신호의 불요복사를 감쇄하여 송신안테나(143)로 송신하는 안테나 정합기(142)를 포함한다.

또한, 상기 마이컴(121)에는 무선마이크 송신장치 전체의 전원 공급을 위한 건전지 전원(122)이 연결되어 있다.

상기와 같이 구성된 무선마이크 송신장치(100)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 사용자가 무선마이크를 잡고 말을 하게 되면 음성신호가 마이크로 폰(111)에 유기되고, 상기 음성신호는 자동증폭제어기(112) 및 진폭제한기(113)를 거쳐 증폭 및 진폭제한 된 후, 압축기(114)에서 압축된다. 또, 상기 압축된 음성신호는 음성신호 변조조절부(115)를 거쳐 변조도가 조절된 후, VCO(132)에 입력되어 CPU(121) 및 PLL(131)에 의해 결정된 고주파 신호로 변조된다.

상기 송신 가능하도록 변조된 고주파 신호는 고주파 전력 증폭기(141)에서 증폭되고, 안테나 정합기(142)에서 고주파 신호의 불요복사가 감쇄되어 안테나(143)를 통하여 송신된다.

도 2는 일반적인 무선마이크의 수신장치(200)를 나타내는 블록구성도로서, 싱글 슈퍼 헤테로다인(Single superheterodyne) 방식으로 구성된 수신장치를 나타내고 있다.

도면에서, 무선마이크 송신장치(100)로부터 수신된 고주파 신호를 수신하여 증폭하는 수신안테나부(210)의 출력단에는 CPU(221)의 제어신호에 따라 고주파 신호를 중간주파수(intermediate frequency)(10.7㎒)로 하향 변환시켜 출력하는 프론트앤드부(230)가 연결되어 있고, 상기 프론트앤드부의 출력단에는 상기 중간주파수를 처리하고 복조하는 주파수복조부(240)가 연결되어 있고, 상기 주파수복조부 (240)의 출력단에는 상기 복조된 신호중 음성신호를 증폭 및 복원하여 출력하는 음성출력부(250)가 연결되어 있다.

상기에서, 수신안테나부(210)는 무선마이크 송신장치(100)로부터 수신된 고주파 신호를 수신하는 수신안테나(211)와, 상기 수신안테나로 수신된 고주파신호를 증폭하여 출력하는 저잡음 증폭기(LNA : Low Noise Amplifier)(212)로 구성된다.

또, 프론트앤드부(230)는 상기 증폭된 고주파 신호를 분배하는 분배기(231)와, 상기 분배된 신호를 다시 분리하는 헤리컬(Helical) 필터(232)와, 이 신호를 다시 증폭하는 고주파증폭기(233)와, 상기 고주파증폭기(233)의 출력신호중 고주파대역을 통과시키는 고주파필터(234)와, CPU(221)에 연결되어 상기 CPU(221)에 의해 주파수가 결정되는 PLL(235)과, 상기 PLL(235)에 의해 정해진 전압에 따라 주파수를 발진하는 VCO(236)와, 상기 고주파필터(234)로부터의 고주파 신호를상기VCO(236)의 신호와 혼합하여 중간주파수로 변환하는 IF 변환기(237)를 포함하고 있다.

또, 상기 주파수복조부(240)는 상기 IF 변환기(219)의 신호를 분리하는 제1 IF필터(241)와, 상기 분리된 신호의 증폭하는 필터보상 증폭기(242)와, 다시 이 신호를 분리하는 제2 IF필터(243)와, 상기 중간주파수 신호를 증폭 및 복조하여 음성신호를 출력하는 주파수 증폭 및 복조기(244)를 포함하고, 상기 음성출력부(250)는 상기 복조된 음성신호를 증폭시키는 음성신호 증폭기(251)와, 상기 음성신호 증폭기(251)에 연결되고 CPU(221)의 제어에 따라 스위칭 동작을 하는 오디오 출력스위치(252)와, 상기 오디오출력 스위치(252)가 온 동작되면 상기 음성신호 증폭기 (251)로부터의 신호중 저주파 신호만을 통과시키는 저주파 필터(253)와, 상기 저주파 필터(253)에 연결되어 송신장치(100)에서 압축된 음향신호를 복원하는 팽창기(254)와, 상기 복원된 음향신호를 증폭하여 스피커(256)로 출력하는 음향신호 증폭기(255)를 포함하고 있다.

상기와 같이 구성된 무선마이크 수신장치(200)의 동작을 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 무선마이크 송신장치(100)로부터 수신안테나(211)를 통하여 수신된 고주파 신호는 저잡음 증폭기(212)에서 증폭되고, 분배기(231) 및 헤리컬 필터(232)를 거쳐 분배 및 분리되고, 고주파증폭기(233)를 통하여 다시 증폭되어 출력된다.

이 후, 고주파필터(234)에 의해 고주파 대역만이 통과되고, IF변환기(237)에 입력되어 CPU(221) 및 PLL(235)에 의해 결정되는 주파수로 발진하는 VCO(236)의 출력 신호와 혼합되어 중간주파수로 변환 출력된다.

또, 상기 변환된 중간주파수는 주파수복조부(240)의 제1 IF필터(241)에 의해 신호 분리되고, 필터보상 증폭기(242) 및 제2 IF필터(243)를 거쳐 증폭 및 분리되며, 주파수 증폭 및 복조기(244)에서 증폭 및 복조되어 음성신호로 출력된다.

상기 복조된 음성신호는 음성출력부(250)의 음성신호 증폭기(251)에서 증폭되고, CPU(221)의 제어에 따라 스위칭 동작하는 오디오출력 스위치(252)를 통하여 저주파 필터(253)로 입력된다.

상기 저주파 필터(253)에서는 저주파 신호만이 통과되고, 팽창기(254) 및 음향신호 증폭기(255)를 거쳐 음향신호가 복원되어 스피커(256)로 출력된다.

그러나, 종래의 일반적인 무선마이크 수신장치는 단일의 수신안테나만을 사용하므로, 페이딩(fading) 영향에 의해 수신신호의 레벨이 변화되고, 수신신호가 끊어지거나, 드롭아웃(drop-out)되는 문제점이 있었다.

상기의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 복수의 수신안테나를 설치하고 상기 복수의 수신안테나에 의해 수신되는 고주파신호를 각각 증폭한 후, 공간 다이버시티를 이용하여 강한 안테나신호와 약한 안테나신호가 서로 합성되게 함으로써 페이딩 현상에 의한 수신신호의 레벨변화를 감소시켜 수신감도를 개선시킨 듀얼 안테나를 이용한 무선마이크 수신장치를 제공하는데 있다.

도 1은 일반적인 무선마이크 송신장치를 나타내는 블록구성도이다.

도 2는 일반적인 무선마이크 수신장치를 나타내는 블록구성도이다.

도 3은 본 발명에 의한 듀얼 안테나를 이용한 수신안테나부를 나타내는 블록구성도이다.

도 4는 본 발명의 수신안테나부에 의해 듀얼 안테나의 신호가 합성되는 과정을 나타내는 타임차트이다.

※도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※

100 : 무선마이크 송신장치 201 : 무선마이크 수신장치

110 : 음성신호 처리부 111 : 마이크로 폰

112 : 자동증폭 제어기 113 : 진폭제한기

114 : 압축기 115 : 음성신호 변조조절부

121, 221 : CPU 122 : 건전지 전원

130 : 주파수변조부 131 : PLL

132 : VCO 140 : 송신부

141 : 고주파 전력증폭기 142 : 안테나 정합기

143 : 송신안테나 210 : 수신 안테나부

211 : 수신안테나 212 : 저잡음 증폭기

230 : 프론트앤드부 231 : 분배기

232 : 헤리컬 필터 233 : 고주파 증폭기

234 : 고주파 필터 235 : PLL

236 : VCO 237 : IF 변환기

240 : 주파수복조부 241 : 제1 IF필터

242 : 필터보상 증폭기 243 : 제2 IF필터

244 : 증폭 및 복조기 250 :음성출력부

251 : 음성신호 증폭기 252 : 오디오출력 스위치

253 : 저주파 필터 254 : 팽창기

255 : 음향신호 증폭기 256 : 스피커

301 : 제1수신안테나 302 : 제2수신안테나

303 : 제1저잡음 RF 증폭기 304 : 제2저잡음 RF 증폭기

305 : 인페이스 하이브리드

상기 목적을 이루기 위해, 본 발명은 각 장치를 제어하는 CPU, 무선마이크송신장치로부터 고주파 신호를 수신하여 증폭하는 수신안테나부, CPU의 제어신호에 따라 고주파 신호를 중간주파수로 하향 변환시켜 출력하는 프론트앤드부, 상기 중간주파수를 처리하고 복조하는 주파수복조부, 상기 복조된 신호중 음성신호를 증폭 및 복원하여 출력하는 음성출력부로 구성된 무선마이크 수신장치에 있어서, 상기 수신안테나부는 무선마이크 송신장치로부터의 고주파신호를 각각 수신하는 복수의 수신안테나; 상기 복수의 수신안테나로부터 수신된 고주파신호를 각각 증폭하는 복수의 저잡음 RF 증폭기; 상기 복수의 저잡음 RF 증폭기의 출력신호를 공간 다이버시티를 이용하여 강한 안테나신호와 약한 안테나신호가 서로 합성되게 함으로써 페이딩 현상에 의한 수신신호의 레벨변화를 감소시키는 인페이스 하이브리드를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 의한 듀얼 안테나를 이용한 수신안테나부를 나타내는 블록구성도이고, 도 4는 본 발명의 수신안테나부에 의해 듀얼 안테나의 신호가 합성되는 과정을 나타내는 타임차트이다.

먼저, 도 3에서 수신안테나부는 무선마이크 송신장치로부터의 고주파신호를 각각 수신하는 제1 및 제2수신안테나(301, 302)와, 상기 제1 및 제2수신안테나로부터 수신된 고주파신호를 각각 증폭하는 제1 및 제2 저잡음 RF 증폭기(303, 304)와, 상기 제1 및 제2저잡음 RF 증폭기의 출력신호를 공간 다이버시티를 이용하여 강한 안테나신호와 약한 안테나신호가 서로 합성되게 하는 인페이스 하이브리드(In-phase HYBRID)(305)를 포함한다.

상기와 같이 구성된 수신안테나부의 동작을 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 제1 및 제2안테나(301, 302)로 각각 수신된 고주파 신호는 제1 및 제2저잡음 RF 증폭기(303, 304)에 증폭되어 출력된다.

이 후, 인페이스 하이브리드(305)에서는 상기 제1 및 제2저잡음 RF 증폭기 (303, 304)에서 증폭 출력된 신호를 비교하여 강한 안테나신호와 약한 안테나신호가 서로 합성되어 출력되게 된다.

도면에서, 제1안테나(301)에 의해 수신된 "A"신호와 제2안테나(302)에 의해 수신된 "B"신호를 각각 구간별로 비교하면, ①구간에서는 "A"신호, ②구간에서는 "B"신호, ③구간에서는 "A"신호, ④구간에서는 "A"신호, ⑤구간에서는 "B"신호가 각각 더 큰 것을 알 수 있다.

따라서, 인페이스 하이브리드(305)에 의해 합성된 출력신호는 각 구간별로 "A-B-A-A-B" 형태의 신호가 되어, 페이딩 현상에 의한 수신신호 레벨의 변화를 감소시킬 수 있다.

본 발명에서는 도 3 및 도 4를 도시하여 설명하였으나, 여기에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 청구범위에 정의된 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지의 다양한 변형 및 변경이 가능할 것이다.

상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 페이딩 현상에 의한 수신신호 레벨의 변화를 감소시키고, 수신감도를 개선시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

각 장치를 제어하는 CPU, 무선마이크 송신장치로부터 고주파 신호를 수신하여 증폭하는 수신안테나부, CPU의 제어신호에 따라 고주파 신호를 중간주파수로 하향 변환시켜 출력하는 프론트앤드부, 상기 중간주파수를 처리하고 복조하는 주파수복조부, 상기 복조된 신호중 음성신호를 증폭 및 복원하여 출력하는 음성출력부로 구성된 무선마이크 수신장치에 있어서,

상기 수신안테나부는 무선마이크 송신장치로부터의 고주파신호를 각각 수신하는 복수의 수신안테나; 상기 복수의 수신안테나로부터 수신된 고주파신호를 각각 증폭하는 복수의 저잡음 RF 증폭기; 상기 복수의 저잡음 RF 증폭기의 출력신호를 공간 다이버시티를 이용하여 강한 안테나신호와 약한 안테나신호가 서로 합성하는 인페이스 하이브리드를 포함한 것을 특징으로 하는 듀얼 안테나를 이용한 무선마이크 수신장치.