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개선된 주파수 상향 변환기에 관한 연구
The Study on Advanced Frequency Up Converter 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.15 no.5, 2014년, pp.3079 - 3085  

이승대 (남서울대학교 전자공학과) ,  신현용 (남서울대학교 전자공학과)

초록
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본 논문에서는 수동소자를 이용한 필터 설계기술을 기반으로 하고 디지털 계단형 감쇠기를 이용하여 전력레벨 조절이 가능한 주파수 상향 변환기를 설계 및 제작하였다. 제작한 주파수 변환기는 저전력 및 저가의 제작비용을 실현하였으며 전력레벨의 조절이 가능하여 광범위한 영역에서 사용이 가능하다. 실험 결과, 중심 주파수 1, 200MHz에서 160MHz의 대역을 확보하였으며 이득은 평균 0.75dB임을 확인하였다. 또한, 디지털 감쇠기를 통해 전력레벨을 10~-21.5dBm까지 조절이 가능함을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper suggests a power level controllable frequency up-converter which is designed and fabricated using both the filtering technology consisted with only passive devices and a multi-level digital attenuator. The suggested frequency up-converter simultaneously realizes the low power consumption ...

주제어

#Chebyshev Filter   #Frequency Up-Converter   #Power Level Control   #RF Digital Step Attenuator  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 기저대역 주파수 145MHz 를 1,200MHz 로 단일 변환하고 디지털 계단형 감쇠기를 설계하여 각각의 무선 시스템이 요구하는 전력레벨을 만족하기 위하여 전력레벨의 조절이 가능한 단일 주파수 상향 변환기를 설계 및 제작하고자 한다.
  • 혼합기 출력 주파수인 1,200MHz , 1,345MHz 및 1,490MHz 주파수 중 1,200MHz 주파수만 통과시키기 위하여 대역통과필터를 설계하였다. 이 필터는 주파수 상향 변환기에서 보내온 신호를 원하는 주파수 대역으로 변환시켜 입력 신호로 사용하기 위해 제작하였다. 7차 저역통과필터와 7차 고역통과필터를 병렬로 합성하여 대역통과필터를 설계하였다.
  • 필터설계는 주파수 변환기의 성능을 좌우하는 중요한 부분으로 본 논문에서는 스커트 특성이 우수한 체비쉐브필터를 사용하여 저주파 리플, 고주파 스퓨리어스 및 불요 고주파 성분을 제거 및 억제하고자 하였다. 최종 설계한 LPF 필터 회로는 Fig.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
현재 무선통신 시스템의 특징? 현재 무선통신 시스템은 음성 중심의 협대역 시스템에서 초고속 대용량의 멀티미디어 데이터를 위한 광대역 특성과 단일 단말기로 복합적이고 다양한 서비스를 구현할 수 있는 다중 대역 특성을 갖는 시스템으로 발전하고 있다. 이러한 무선통신 시스템의 발전에 따라 통신 시스템의 주요 블록인 RF전단부도 광대역을 수신할 수 있어야 하며 동시에 낮은 전력소모, 소형 및 경량화를 구현할 수 있는 새로운 구조가 요구되고 있다.
무선통신 시스템의 발전에 따라 요구되는 것? 현재 무선통신 시스템은 음성 중심의 협대역 시스템에서 초고속 대용량의 멀티미디어 데이터를 위한 광대역 특성과 단일 단말기로 복합적이고 다양한 서비스를 구현할 수 있는 다중 대역 특성을 갖는 시스템으로 발전하고 있다. 이러한 무선통신 시스템의 발전에 따라 통신 시스템의 주요 블록인 RF전단부도 광대역을 수신할 수 있어야 하며 동시에 낮은 전력소모, 소형 및 경량화를 구현할 수 있는 새로운 구조가 요구되고 있다. 또한, 최근 위성 및 무선통신 수요의 급격한 증가로 사용 주파수 대역이 점점 높아지고 있으며 한정된 주파수 자원에서 이용자 수가 급격하게 증가하고 있으므로 주파수 간섭을 최소화 하고 정확도를 높이기 위해서 광대역, 고주파수, 제작의 간편성, 적은 제작단가의 특성을 갖는 통과필터를 필요로 하고 있으며 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다[1,2].
주파수 변환기 역시 시스템의 향상에 힘입어 같이 발전되고 있으나, 어떤 어려움이 있는가? 또한, 데이터의 송수신 방식에 대한 기술이 개발되고 송수신기 역시 진보하면서 주파수 변환기 역시 시스템의 향상에 힘입어 같이 발전되고 있다[3]. 그러나 무선통신시스템들이 요구하는 대역의 고주파수로 변환하더라도 각각의 시스템이 원하는 전력레벨이 상이하여 원하는 레벨에 맞게 증폭기와 필터를 다시 설계해야하는 어려움이 있다. 본 논문에서는 기저대역 주파수 145MHz 를 1,200MHz 로 단일 변환하고 디지털 계단형 감쇠기를 설계하여 각각의 무선 시스템이 요구하는 전력레벨을 만족하기 위하여 전력레벨의 조절이 가능한 단일 주파수 상향 변환기를 설계 및 제작하고자 한다.
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참고문헌 (10)

  1. Min-Ho Go, Seung-chul Pyo, Hyo-dal Park, "Study on the Broadband RF Front-End Architecture", Korea Electronics and Tele- communications Engineers, Vol.4 No.3, 2009. 

  2. Hoon Nam, "(A) Design and Fabrication of Bandpass Filter using Miniaturized Square SIR", Chonnam National University, Graduate School of Electronic Engineering, Feb. 2002. 

  3. Gyu-Bok Lee, "RF modules and RF-IC technology trends", Wireless communication components Research Center, Korea Electronics Technology Institute. 

  4. Byung-Man Min, "Design and Implementation of the UP/Down Converter with Improved LO- to-RF Isolation", Kwangwoon University, 2004. 

  5. Chris Bowick, "RF Circuit Design", Butterworth Heinemann, pp.78-89, pp.296-319, 2007. 

  6. Sung-Ho Kim, "Study on 2.4GHz RF receiver front-end design", Graduate School of Electronic Engineering, Inha University, 2003. 

  7. Hyun-Goo Kim, "Down Converter Block with Improved IMD for Ku-Band LNB Application", Department of Electronic engineering Graduate School Kwangwon University, 2002. 

  8. Sang-Hyun Yoon, Kyung-Tee Kim, Jun-Hyung Jeun, Han-Soo Kim, "PADS for PCB designers 2007 Load publisher", 2009. 

  9. Jung-Gyu Kim, Kyung-Hee, "Bang, Anyone PCB design, easy-to-follow PADS 9.0 Edition", North Star Publishing Company, 2010. 

  10. Jung-Chul Lee, "OR CAD PCB DESIGNER VER 16.0", Global Publishing Company, Feb. 2009. 

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