KR101117152B1 - Navigation receivers - Google Patents
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Abstract
본 발명은 수신기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 위성으로부터 항법 신호를 수신하는 항법 수신기에 관한 것이다.The present invention relates to a receiver, and more particularly to a navigation receiver for receiving a navigation signal from a satellite.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 수신기는, 간섭 신호와 주 신호가 혼재된 RF 신호를 수신하여 중간 주파수 신호로 변환하기 위한 항법 수신기로서, RF 신호를 중간 주파수 신호로 변환하기 위한 신호 경로 상의 증폭기 앞단에 위치하여 RF 신호를 통과시키거나 차단시키는 스위치와, RF 신호의 전력이 미리 결정된 전력보다 큰 경우 스위치의 차단 신호를 생성하는 제어 검출부를 포함한다.A receiver according to an exemplary embodiment of the present invention is a navigation receiver for receiving and converting an RF signal containing an interference signal and a main signal into an intermediate frequency signal. An receiver in front of an amplifier in a signal path for converting an RF signal into an intermediate frequency signal. The switch includes a switch for passing or blocking the RF signal, and a control detector for generating a cutoff signal of the switch when the power of the RF signal is greater than the predetermined power.
항법 수신기, 스위치, 간섭 신호, 재밍 신호 Navigation receiver, switch, interference signal, jamming signal
Description
본 발명은 수신기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 위성으로부터 항법 신호를 수신하는 항법 수신기에 관한 것이다.The present invention relates to a receiver, and more particularly to a navigation receiver for receiving a navigation signal from a satellite.
본 발명은 지식경제부의 전파방송산업진흥개발사업의 일환으로 수행한 연구로부터 도출된 것이다[2006-S-021-03, 위성항법지상국시스템 및 탐색구조 단말기 기술개발].The present invention is derived from a study conducted as part of the Ministry of Knowledge Economy's radio broadcasting industry promotion development project [2006-S-021-03, Satellite navigation land station system and search structure terminal technology development].
도 1은 일반적인 항법 수신기 내의 RF단과 IF단의 블록 구성도이다.1 is a block diagram of an RF stage and an IF stage in a general navigation receiver.
도 1을 참조하여 일반적인 항법 수신기의 동작을 설명한다. 일반적인 항법 수신기로 입력된 RF 신호는 일반적인 항법 수신기의 신호 품질을 결정하게 되는 저잡음 증폭기(101)에 의해 증폭된 후, 이미지 필터(102)를 통과한다. 이미지 필터(102)를 통과한 RF 신호는 제 1 RF 증폭기(103)와 제 2 RF 증폭기(104)에 의해서 증폭된 후, 믹서(105)로 입력된다. 그러면, RF 신호는 PLL(106)과 믹서(105)에 의하여 IF 신호로 하향 변환된다. 그러면, 변환된 IF 신호는 저역통과필터(107)를 통과한 후 IF 증폭기(108)에 의해 증폭된다. 증폭된 IF 신호는 자동 이득 조절 기(109)에 의해서 미리 결정된 신호의 크기로 조절된 후, SAW 필터(110)와 IF 증폭기(111)를 통과하여 디지털 신호로 변환된다.Referring to Figure 1 will be described the operation of the general navigation receiver. The RF signal input to the general navigation receiver is amplified by the
도 1에 도시된 항법 수신기가 GPS(Global Positioning System)나 GNSS(Global Navigation Satellite System)와 같은 항법 위성으로부터 전달받는 최소 신호의 크기는 약 -130dBm이다. 따라서 도 1에 도시된 일반적인 항법 수신기는 미약한 주 신호를 증폭시키기 위해 다수의 큰 이득을 갖는 증폭기들을 구비하고 있다.The minimum signal received by the navigation receiver shown in FIG. 1 from a navigation satellite such as a global positioning system (GPS) or a global navigation satellite system (GNSS) is about -130 dBm. Thus, the general navigation receiver shown in FIG. 1 is equipped with a number of large gain amplifiers to amplify the weak main signal.
한편, 도 1에 도시된 일반적인 항법 수신기가 약 -130dBm의 크기를 갖는 주 신호를 수신하는 조건에서, 일반적인 항법 수신기는 간섭(Interference) 신호나 재밍(Jamming) 신호도 함께 수신한다. 이러한 조건에서도 일반적인 항법 수신기는 간섭 신호와 재밍 신호를 제거할 수 있어야 한다. 하지만, 도 1에 도시된 일반적인 항법 수신기로 수신되는 간섭 신호나 재밍 신호가 주 신호보다 큰 전력 크기를 갖는 경우에는 일반적인 항법 수신기 내의 구성 장치들이 포화 영역에서 동작할 수 있다. 따라서 일반적인 항법 수신기 내의 구성 장치들의 손상 및 주 신호의 복원이 어렵다. 이를 구체적으로 설명하면, 도 1에 도시된 항법 수신기 내의 자동 이득 조절기(109)는 일반적으로 약 40dB정도의 이득 조절 특성을 갖고 있다. 그리고 항법 수신기는 수신되는 최소 신호의 크기인 약 -130dBm의 신호를 검출하기 위하여 큰 이득 특성을 가지게 된다. 여기서, 만약 간섭 신호 신호가 약 -90dBm의 크기로 입력되는 경우, 자동 이득 조절기(109)에 의해서 그 신호의 크기가 자동 제어 되지만 간섭 신호가 -60dBm 혹은 큰 신호가 입력되는 경우에는 항법 수신기의 큰 이득 특 성으로 인하여 IF 증폭기(108)와 자동 이득 조절기(109)가 포화영역에서 동작하게 되어 부품의 손상을 초래한다.Meanwhile, in the condition that the general navigation receiver shown in FIG. 1 receives a main signal having a magnitude of about -130 dBm, the general navigation receiver also receives an interference signal or a jamming signal. Even under these conditions, typical navigation receivers must be able to eliminate interfering and jamming signals. However, when the interference signal or the jamming signal received by the general navigation receiver shown in FIG. 1 has a larger power magnitude than the main signal, components of the general navigation receiver may operate in a saturation region. Therefore, the damage of the components in the general navigation receiver and the restoration of the main signal are difficult. Specifically, the automatic gain adjuster 109 in the navigation receiver shown in FIG. 1 generally has a gain adjusting characteristic of about 40 dB. And the navigation receiver has a large gain characteristic to detect a signal of about -130dBm, which is the size of the minimum received signal. Here, if the interference signal signal is input with a magnitude of about -90dBm, the magnitude of the signal is automatically controlled by the
이러한 문제를 해결하기 위한 일반적인 방법들을 이하에서 살펴보기로 한다.General methods for solving this problem will be described below.
먼저, 일반적인 항법 수신기로 수신되는 간섭 신호를 최소화하기 위한 피드포워드 회로가 있다. 이러한 피드포워드 회로는 미국공개특허 제 2006-0055594 호에 개시되어 있다. 다음으로, 재밍 신호에 대해서 일반적인 항법 수신기를 보호하기 위한 방법으로 콤라인 필터와 PIN 다이오드 리미터를 결합한 콤라인 리미팅 필터가 있다. 하지만 피드포워드 회로는 추가 회로가 복잡하고, 콤라인 리미팅 필터는 그 크기가 크다는 문제가 있다.First, there is a feedforward circuit for minimizing an interference signal received by a general navigation receiver. Such a feedforward circuit is disclosed in US 2006-0055594. Next, as a method for protecting a general navigation receiver against jamming signals, there is a comline limiting filter combining a comb line filter and a PIN diode limiter. However, the feedforward circuit has a problem that the additional circuit is complicated, and the comline limiting filter is large in size.
따라서 본 발명에서는 수신되는 주 신호보다 큰 전력을 갖는 간섭 신호 또는 재밍 신호를 제거할 수 있는 항법 수신기를 제공한다.Accordingly, the present invention provides a navigation receiver capable of canceling an interference signal or a jamming signal having a larger power than the received main signal.
또한, 본 발명에서는 수신되는 주 신호보다 큰 전력을 갖는 간섭 신호 또는 재밍 신호로부터 내부 부품의 손상을 막을 수 있는 항법 수신기를 제공한다.In addition, the present invention provides a navigation receiver capable of preventing damage to internal components from interference signals or jamming signals having a larger power than the main signal received.
본 발명에 따른 수신기는, 간섭 신호와 주 신호가 혼재된 RF 신호를 수신하여 중간 주파수 신호로 변환하기 위한 항법 수신기로서, RF 신호를 중간 주파수 신 호로 변환하기 위한 신호 경로 상의 증폭기 앞단에 위치하여 RF 신호를 통과시키거나 차단시키는 스위치와, RF 신호의 전력이 미리 결정된 전력보다 큰 경우 스위치의 차단 신호를 생성하는 제어 검출부를 포함한다.The receiver according to the present invention is a navigation receiver for receiving and converting an RF signal containing an interference signal and a main signal into an intermediate frequency signal, and is located in front of an amplifier on a signal path for converting the RF signal into an intermediate frequency signal. And a switch for passing or cutting a signal, and a control detector for generating a cutoff signal of the switch when the power of the RF signal is greater than the predetermined power.
또한, 증폭기는 저잡음 증폭기 이후에 최초 위치하는 증폭기인 것이 바람직하다.It is also preferable that the amplifier is an amplifier initially positioned after the low noise amplifier.
또한, 제어 검출부는 RF 신호의 전력이 미리 결정된 전력보다 작은 경우 상기 스위치를 턴온시키기 위한 통과 신호를 생성하는 것이 바람직하다.In addition, the control detector preferably generates a pass signal for turning on the switch when the power of the RF signal is smaller than the predetermined power.
또한, 신호 경로는 RF 신호의 잡음을 제거하기 위한 저잡음 증폭기와, 잡음이 제거된 RF 신호의 스퓨리어스를 제거하는 이미지 필터와, 스퓨리어스가 제거된 RF 신호를 증폭하는 증폭기와, 증폭된 RF 신호를 중간 주파수 신호로 변환하는 믹서를 포함하는 것이 바람직하다.The signal path also includes a low-noise amplifier for removing noise from the RF signal, an image filter for removing the spurious of the noise-free RF signal, an amplifier for amplifying the spurious-free RF signal, and an amplified RF signal. It is preferable to include a mixer for converting into a frequency signal.
또한, 제어 검출부는 RF 신호의 전력을 커플링하는 커플러와, 커플링된 전력의 크기를 검출하는 저전력 검출부와, 커플링된 전력의 크기가 미리 결정된 전력보다 큰 경우에 상기 차단 신호를 생성하는 스위치 제어기를 포함하는 것이 바람직하다.The control detector may further include a coupler coupling the power of the RF signal, a low power detector detecting the magnitude of the coupled power, and a switch to generate the cutoff signal when the magnitude of the coupled power is greater than a predetermined power. It is preferable to include a controller.
또한, 스위치 제어기는, 커플링된 전력의 크기가 미리 결정된 전력보다 작은 경우에 상기 스위치를 턴온시키기 위한 통과 신호를 생성하는 것이 바람직하다.In addition, the switch controller preferably generates a pass signal for turning on the switch when the magnitude of the coupled power is smaller than the predetermined power.
본 발명에 따른 항법 수신기를 사용하면, 주 신호보다 큰 전력을 갖는 간섭 신호 또는 재밍 신호를 제거할 수 있는 이점이 있다. 또한, 상기 간섭 신호 또는 재밍 신호로부터 내부 부품의 손상을 막을 수 있는 이점이 있다.Using the navigation receiver according to the present invention has the advantage of eliminating an interference signal or jamming signal having a larger power than the main signal. In addition, there is an advantage that can prevent damage to the internal components from the interference signal or jamming signal.
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.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 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 only 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.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 항법 수신기의 블록 구성도이다.2 is a block diagram of a navigation receiver according to a preferred embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 항법 수신기는, 수신되는 RF 신호를 증폭하여 IF 신호로 하향 변환하는 RF부(200)와, IF 신호를 처리하는 IF부(300)를 포함한다. 여기서, IF부(300)는 도 1에 도시된 일반적인 항법 수신기의 구성 장치들 중 저역통과필터(107), 제 1 IF 증폭기(108), 자동 이득 조절기(109), SAW 필터(110), 제 2 IF 증폭기(111)와 동일한 구성을 가지므로, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 그러면, 본 발명의 특징인 RF부(200)를 중심으로, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 항법 수신기를 살펴보기로 한다.Referring to FIG. 2, the navigation receiver according to an exemplary embodiment of the present invention includes an
RF부(200)는 도 1에 도시된 일반적인 항법 수신기와 마찬가지로 수신된 RF 신호의 잡음을 최소로 하면서 RF 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(201), 증폭된 RF 신호의 스퓨리어스를 제거하기 위한 이미지 필터(202), RF 신호를 증폭하는 제 1 RF 증폭기(103)와 제 2 RF 증폭기(104), PLL(206)로부터 제공된 신호와 증폭된 RF 신호를 혼합하여 IF 신호를 출력하는 믹서(205)를 포함한다. 여기에 더하여 RF부(200)는 수신된 RF 신호의 전력의 크기를 검출하고, 스위치(230)의 온/오프를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하는 제어 검출부(210)와, 제어 검출부(210)에서 생성된 제어 신호에 따라서 온/오프 동작을 하는 스위치(230)를 더 포함한다.The
제어 검출부(210)는 커플러(coupler)(211), 저전력 검출기(low power detector)(213), 스위치 제어기(switch controller)(215)를 포함한다.The
커플러(211)는 저잡음 증폭기(201)에 의하여 증폭된 RF 신호의 전력을 커플링한다. 즉, 커플러(211)는 증폭된 RF 신호가 갖는 전력의 일부를 추출한다. 추출되는 전력량은 미리 결정된 커플러 계수에 의하여 다양하게 결정될 수 있다.
저전력 검출기(213)는 커플러(211)에 의해 추출된 RF 신호의 일부 전력의 크기를 검출한다.The
스위치 제어기(215)는 저전력 검출기(213)에서 검출된 전력의 크기에 따라 스위치(230)의 온/오프를 제어하기 위한 제어 신호를 생성한다. 저전력 검출기(213)에서 검출된 전력의 크기가 미리 결정된 전력보다 크면 스위치(230)를 오프시키기 위한 차단 신호를 생성하고, 미리 결정된 전력보다 작으면 스위치(230)를 온시키기 위한 통과 신호를 생성한다.The
스위치(230)는 스위치 제어기(215)로부터 제공되는 제어 신호에 따라 온/오프 동작을 수행한다. 도 2에서 쓰인 스위치는 SPST(Single Pole Single Through) 스위치이다.The
이러한 구성을 갖는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 항법 수신기는, 수신되는 RF 신호가 -130dBm ~ -90dBm과 같은 낮은 신호인 경우에는 스위치(230)가 온이 되도록 전력 검출부(210)에서 제어한다. 반면에, -130dBm ~ -90dBm 보다 큰 RF 신호가 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 항법 수신기로 수신되는 경우에는 전력 검출부(210)가 스위치(230)를 오프시키도록 제어한다. 따라서, 스위치(230)의 뒷 단에 연결된 RF 및 IF 부품이 포화 상태로 동작하는 것을 방지하며, RF 및 IF 부품의 손상을 막을 수 있다.The navigation receiver according to the preferred embodiment of the present invention having such a configuration controls the
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 항법 수신기의 동작을 좀 더 구체적인 예를 들어 설명하겠다. The operation of the navigation receiver according to the preferred embodiment of the present invention will be described with a more specific example.
-70dBm의 전력을 갖는 RF 신호가 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 항법 수신기로 입력되는 경우를 예정하여 설명하겠다. RF 신호가 -70dBm의 전력을 가지므로, 이 RF 신호는 주 신호가 아닌 간섭 신호이다. 왜냐하면, 위성을 통해 수신되는 항법 신호, 즉 주 신호의 전력 크기는 대략 -130dBm이기 때문이다.A case in which an RF signal having a power of -70 dBm is input to a navigation receiver according to a preferred embodiment of the present invention will be described. Since the RF signal has a power of -70dBm, this RF signal is not an main signal but an interference signal. This is because the power magnitude of the navigation signal, that is, the main signal, received through the satellite is approximately -130 dBm.
이러한 간섭 신호가 도 1에 도시된 일반적인 항법 수신기로 수신되는 경우에는 항법 신호의 최소 전력인 -130dBm을 기준으로 40dBm의 이득 조절 특성을 갖는 자동 이득 조절기(303)에 의해서 -90dBm까지만 제어가 가능하다. 따라서 약 20dBm 정도의 오버드라이브가 발생하게 된다. 이는 항법 수신기 내의 부품이 포화 상태로 동작할 수 있게 하고, 항법 수신기 내의 부품의 포화 동작은 부품 자체의 손상으로 이어진다.When such an interference signal is received by the general navigation receiver shown in FIG. 1, the control signal can be controlled up to -90 dBm only by the
하지만, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 항법 수신기 내의 저잡음 증폭 기(201)의 이득이 40dB인 경우에 커플러(211)로 입력되는 전력의 크기는 -30dB가 된다. 여기서, 커플러(211)가 -5dB 커플러인 경우에 커플러(211)를 통과한 간섭 신호는 -35dB의 전력을 가진다. 이 경우, 커플러(211)가 간섭 신호의 일부 전력을 추출하여 저전력 검출기(213)로 제공하면, 저전력 검출기(213)는 커플러(211)에 의하여 추출된 간섭 신호의 일부 전력의 크기를 검출한다. 그러면, 검출된 전력을 스위치 제어기(215)로 제공하고, 스위치 제어기(215)는 간섭 신호의 전력의 크기를 계산한다. 계산된 간섭 신호의 전력 크기가 미리 설정된 전력치 이상이면 SPST 스위치(230)를 차단 신호를 인가하여 SPST 스위치(230)를 오프시킨다. However, when the gain of the
따라서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 항법 수신기는, 스위치(230)의 뒷 단에 연결된 RF 및 IF 부품이 포화 상태로 동작하는 것을 방지하며, RF 및 IF 부품의 손상을 막을 수 있다.Therefore, the navigation receiver according to the preferred embodiment of the present invention prevents the RF and IF components connected to the rear end of the
도 3은 입력 전력에 의한 SPST 스위치(230)의 제어 전압 그래프이다. SPST 스위치(230)의 제어 신호인 0V/-2V의 전압이 전달되게 된다. 검출기의 입력전력이 -35dBm에서 SPST 스위치 제어 전압이 -2V에서 0V로 스위칭 되어 SPST 스위치가 오프-상태로 동작하게 된다.3 is a control voltage graph of the
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes are possible in the technical field of the present invention without departing from the technical spirit of the present invention. It will be clear to those of ordinary knowledge.
도 1은 일반적인 항법 수신기의 블록 구성도,1 is a block diagram of a general navigation receiver;
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 항법 수신기의 블록 구성도,2 is a block diagram of a navigation receiver according to an embodiment of the present invention;
도 3은 입력전력에 따른 SPST 스위치 제어 전압 그래프.3 is a graph of the SPST switch control voltage according to the input power.
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- 2008-12-22 KR KR1020080131047A patent/KR101117152B1/en not_active IP Right Cessation
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Date | Code | Title | Description |
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A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |