KR101421987B1 - 측정신호 처리방법 및 그 방법을 채용한 주파수 분석기 - Google Patents

측정신호 처리방법 및 그 방법을 채용한 주파수 분석기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 주파수 분석 시스템(Spectrum Analyzer)에 관한 것으로, 특히 측정 신호 결합시의 불연속성을 제거하는 측정신호 처리방법과 그 방법을 채용한 주파수 분석기에 관한 것으로, 측정하고자 하는 신호의 주파수 대역 내에서 중심 주파수(
Figure 112013029756074-pat00095
)를 반복 이동하여 신호 측정하는 단계와; 상기 중심 주파수(
Figure 112013029756074-pat00096
)를 반복 이동하여 측정되는 각각의 신호에서 그 이동된 중심 주파수 좌, 우측에 위치하는 신호에서 DC를 포함하지 않는 구간의 신호를 각각 획득하는 단계와; 불연속점 제거를 위해 상기 획득된 각 신호 구간의 신호에 펄스 정형함수를 승산하는 단계와; 측정하고자 하는 원 신호를 얻기 위해 상기 승산 단계에서 펄스 정형함수가 승산된 각각의 획득신호를 결합(overlap add)하여 불연속성 제거된 원 신호 복원 단계;를 포함함을 특징으로 한다.

Description

측정신호 처리방법 및 그 방법을 채용한 주파수 분석기{SPECTRUM ANALYZER AND METHOD FOR PROCESSING A MEASURED SIGNAL}
본 발명은 주파수 분석 시스템(Spectrum Analyzer)에 관한 것으로, 특히 측정 신호 결합시의 불연속성을 제거하는 측정신호 처리방법과 그 방법을 채용한 주파수 분석기에 관한 것이다.
일반적인 무선 통신 시스템에서 신호의 송수신 방법은 저주파 기저대역의 신호를 생성한 후 고주파 반송파를 이용하여 송수신한다. 이러한 신호를 측정하여 검증 및 분석하는 것이 주파수 분석기(Spectrum analyzer)이다.
주파수 분석기의 구조 및 구성 칩, RF 모듈에 따라 DC 오프셋(offset)이 발생한다. 만약 DC 오프셋이 발생하게 되면 저주파 기저대역 신호의 올바른 분석에 문제가 발생한다. 따라서 발생한 DC 오프셋을 올바르게 제거하거나 사전에 그 발생을 억제해야 한다.
DC 오프셋을 제거 및 방지하는 방법으로는 임계치(threshold)를 정하여 DC 오프셋을 낮추거나 제거하는 방법이 있으며, 중심 주파수를 옮겨서 다단으로 측정하는 방법(측정하는 중심주파수에서 좌 또는 우측의 스펙트럼만 이용)이 있다.
임계치를 정하여 DC 오프셋(이하 DC라 함)을 낮추거나 제거하는 방법은 신호의 왜곡을 야기할 수 있다. DC 성분으로 올바르게 판단을 하더라도 제거하는 크기를 잘못 설정하거나, DC와 원래 신호의 구분을 잘못하여 원래 신호를 제거 또는 DC를 제거하지 않는 것이 그러한 왜곡의 일 예이다.
예시한 또 다른 방법인 중심 주파수를 옮겨서 다단으로 측정하는 방법은 주파수 분석기의 측정 가능 최대 폭(Span)내에서 중심 주파수를 3번 옮겨 측정해야 한다. 이 방법은 DC가 존재하는 주파수를 회피할 수 있므로 DC의 영향을 받지 않지만, 중심 주파수를 3번 옮겨서 측정해야 하기 때문에 측정 시간의 지연과 번거로움이 수반되며, 더 나아가 여러 번 측정된 신호를 결합하는 경우에 도 1의 (d)에 도시한 바와 같이 결합 신호간 불연속성(20)이 존재하게 된다.
참고적으로 도 1은 중심 주파수를 옮겨 가면서 신호를 측정하여 얻어진 측정 신호들을 결합하는 경우에 나타나는 불연속성을 보이기 위한 것으로, (a)는 주파수 분석기의 일 구성요소인 LPF를 통과하여 그 필터의 대역폭 내에 존재하는 측정신호를 예시한 것으로, 중심 주파수에 DC(10)가 존재하는 것을 도시한 것이다. (b)는 최초 중심 주파수에서 a만큼 높은 주파수를 중심 주파수로 조정하여 측정된 신호를 도시한 것이며, (c)는 최초 중심 주파수에서 a만큼 낮은 주파수를 중심 주파수로 조정하여 측정된 신호를 도시한 것이다. 이와 같이 중심 주파수를 옮겨 가면서 신호를 측정하게 되면 DC(10)를 회피할 수 있다. 한편, 도 1의 (b)와 (c)에 각각 도시한 측정 신호 구간에서 얻고자 하는 신호 구간 2와 4, 그리고 1과 3을 발췌하여 이들을 결합하게 되면 (d)와 같이 DC가 발생하지는 않으나 결합신호(1,2,3,4) 간에 불연속성(20)이 발생하게 되어 신호 왜곡 현상이 일어나게 된다.
이에 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로서, DC를 회피하기 위해 중심 주파수를 옮겨 가면서 신호를 측정하되, 각 측정단계에서 측정된 신호들의 결합시에 발생할 수 있는 불연속성을 제거할 수 있는 측정신호 처리방법을 제공함을 목적으로 한다.
더 나아가 본 발명의 또 다른 목적은 주파수 분석기의 측정 가능 최대 폭(Span) 내에서 중심 주파수를 옮겨 가면서 신호를 측정하되, 신호 측정 시간을 줄이면서 DC를 피함과 동시에 측정된 신호들의 결합시에 발생할 수 있는 불연속성을 제거함으로써 신호의 왜곡을 줄일 수 있는 측정신호 처리방법 및 그 처리방법을 채용한 주파수 분석기를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 측정신호 처리방법은 필터를 통해 측정하고자 하는 신호에 대하여 원하는 주파수 대역폭(BW)의 신호를 얻어 처리하는 장치에서 실행 가능한 방법으로,
측정하고자 하는 신호의 주파수 대역의 중심 주파수(
Figure 112013029756074-pat00001
)를 반복 이동하여 신호 측정하는 a) 단계와;
상기 중심 주파수(
Figure 112013029756074-pat00002
)를 반복 이동하여 측정되는 각각의 신호에서 그 이동된 중심 주파수 좌, 우측에 위치하는 신호에서 DC를 포함하지 않는 구간의 신호를 각각 획득하는 b) 단계와;
불연속점 제거를 위해 상기 획득된 각 신호 구간의 신호에 펄스 정형함수를 승산하는 c) 단계와;
측정하고자 하는 원 신호를 얻기 위해 상기 승산 단계에서 펄스 정형함수가 승산된 각각의 획득신호를 결합하여 원 신호 복원하는 d) 단계;를 포함함을 특징으로 한다.
더 나아가 상기 측정신호 처리방법에서 상기 중심 주파수(
Figure 112013029756074-pat00003
)의 이동범위는 상기 필터의 대역폭(BW)에 따라 결정되되, DC의 영향을 회피하기 위해 이동 가능한 중심 주파수(
Figure 112013029756074-pat00004
)의 범위는 최대 BW/4 이고, 상기 중심 주파수의 반복 이동 횟수는 2회임을 특징으로 한다.
더 나아가 상기 측정신호 처리방법에서 상기 중심 주파수(
Figure 112013029756074-pat00005
)가
Figure 112013029756074-pat00006
와
Figure 112013029756074-pat00007
로 이동한 경우, 그 각각의 중심 주파수(
Figure 112013029756074-pat00008
,
Figure 112013029756074-pat00009
)의 좌측과 우측에 각각 위치하는 신호구간 중 대역폭이 BW/4인 신호를 획득하는 방식으로 총 4구간의 신호를 획득하여 펄스 정형함수를 승산함을 특징으로 하며,
상기 획득된 신호를 균등하게 결합하기 위해 상기
Figure 112013029756074-pat00010
는 BW/8의 값을 가짐을 특징으로 한다.
아울러 상기 펄스 정형함수는 올림 코사인(raised cosine) 함수로서, 결합되는 부분에 따라 승산 되어지는 함수는
Figure 112013029756074-pat00011
와
Figure 112013029756074-pat00012
값을 가짐을 특징으로 한다.
한편 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 주파수 분석기는,
측정하고자 하는 수신 신호에 대하여 원하는 주파수 대역폭(BW)의 신호를 얻기 위한 로우 패스 필터와;
상기 필터를 통해 출력되는 측정 신호를 샘플링 레이트에 따라 샘플링 출력하기 위한 샘플러와;
상기 샘플러 출력을 디지털 변환하기 위한 ADC와;
디지털 변환된 측정 신호를 푸리에 변환하기 위한 FFT와;
푸리에 변환된 측정 신호의 중심 주파수(
Figure 112013029756074-pat00013
)를 상기 주파수 대역폭 내에서 반복 이동하되, 그 반복 이동된 각각의 중심 주파수 좌, 우측에 위치하는 신호에서 DC를 포함하지 않는 좌, 우측 구간의 신호를 각각 획득하고, 이동된 중심 주파수 각각에 대해 획득된 좌, 우측 구간의 신호에 펄스 정형함수를 승산한 후 결합하여 원 신호 복원하는 신호처리부;를 포함함을 특징으로 한다.
상술한 바와 같은 본 발명의 과제 해결 수단에 따르면, DC를 회피하기 위해 중심 주파수를 옮겨 가면서 신호를 측정하되, 2번의 측정단계에서 측정된 신호들의 결합시에 발생할 수 있는 불연속성을 펄스 정형함수를 이용하여 유용하게 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명은 주파수 분석기의 측정 가능 최대 폭(Span) 내에서 중심 주파수를 이동해 가면서 신호를 측정하되, 종전과 같이 중심 주파수를 3회 이동하는 것이 아니라 2회 이동만으로도 DC를 피함과 동시에 원 신호 복원이 가능하기 때문에, 신호 측정 시간을 줄이는 효과가 있으며, 더 나아가 측정 신호들의 결합시에 발생할 수 있는 불연속성을 제거함으로써 신호의 왜곡을 줄일 수 있는 이점이 있다.
도 1은 중심 주파수를 옮겨 가면서 신호를 측정하여 얻어진 신호들을 결합하는 경우에 나타나는 불연속성을 보이기 위한 스펙트럼 예시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 분석기의 블럭 구성 예시도.
도 3은 도 2에 도시한 주파수 분석기에서 실행 가능한 측정신호 처리방법을 설명하기 위한 도면.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정신호 처리방법에 의해 처리되는 신호들과 이들을 결합하는 경우에 신호의 불연속성이 제거되는 것을 보여 주기 위한 스펙트럼 예시도.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 혹은 구성이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 하기에서는 필터를 통해 측정하고자 하는 신호에 대하여 원하는 주파수 대역폭의 신호를 얻어 처리하는 장치의 일예로서 FFT(Fast Fourier Transform)방식의 주파수 분석기(spectrum analyzer)를 예시하여 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 주파수 분석기의 블럭 구성도를 예시한 것이다.
도 2를 참조하면, 우선 본 발명의 실시예에 따른 주파수 분석기는 원하는 신호를 수신하기 위한 RF 단 후단에 측정하고자 하는 신호에 대하여 원하는 주파수 대역폭(BandWidth:BW)을 얻기 위한 필터로서 LPF(Low Pass Filter)(50)를 포함한다. 참고적으로 하기에서 설명될 중심 주파수(
Figure 112013029756074-pat00014
)의 이동범위는 LPF(50)의 대역폭에 따라 정해지며, 측정 가능한 신호의 대역폭은 하기 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다. 이에 DC의 영향을 피하기 위해 이동 가능한 중심 주파수(
Figure 112013029756074-pat00015
)의 범위는 최대 BW/4가 된다. 그리고 중심 주파수
Figure 112013029756074-pat00016
는 측정하고자 하는 주파수 대역의 중심 주파수인 것으로 가정한다.
Figure 112013029756074-pat00017
한편 샘플러(60)는 상기 LPF(50)를 통해 출력되는 측정 신호를 샘플링 레이트(
Figure 112013029756074-pat00018
)에 따라 샘플링 출력한다. 참고적으로 FFT 방식의 주파수 분석기에서는 FFT후 각 포인트들의 간격은 샘플링 레이트(
Figure 112013029756074-pat00019
)와 FFT의 수에 따라 정해지며 하기 수학식 2와 같은
Figure 112013029756074-pat00020
의 값을 갖는다.
Figure 112013029756074-pat00021
Figure 112013029756074-pat00022
는 샘플러(60)의 샘플링 레이트,
Figure 112013029756074-pat00023
는 FFT 포인트 수
ADC(Analog-to-Digital Converter)(70)는 샘플러(60) 출력을 디지털 변환하여 출력하며, FFT(80)는 상기 ADC(70)에서 디지털 변환되어 출력되는 측정 신호를 푸리에 변환하여 준다.
신호처리부(90)는 푸리에 변환된 측정 신호의 중심 주파수(
Figure 112013029756074-pat00024
)를 LPF(50)의 주파수 대역폭 내에서 반복 이동(본 발명의 실시예에서는 2회 이동)하되, 그 반복 이동된 각각의 중심 주파수 좌, 우측에 위치하는 신호에서 DC를 포함하지 않는 좌, 우측 구간의 신호를 각각 획득하고, 이동된 중심 주파수 각각에 대해 획득된 좌, 우측 구간의 신호에 펄스 정형함수, 예를 들면 올림 코사인(raised cosine) 함수를 승산한 후 이들을 결합하여 원 신호 복원하여 후단의 표시부(100)로 출력한다. 이러한 신호처리부(90)의 상세 동작 설명은 도 3에서 설명될 측정신호 처리방법에서 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
도 3은 도 2에 도시한 FFT 방식의 주파수 분석기에서 실행 가능한 측정신호 처리방법을 설명하기 위한 도면을 도시한 것이며, 도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 측정신호 처리방법에 의해 처리되는 신호들과 이들을 결합하는 경우에 신호의 불연속성이 제거되는 것을 보여 주기 위한 스펙트럼을 예시한 것이다.
이하 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 측정신호 처리방법과 상기 신호처리부(90)의 동작을 설명하면,
우선 FFT 방식의 주파수 분석기에서는 앞서 설명한 바와 같이 FFT후 각 포인트들의 간격은 샘플링 레이트와 FFT의 수에 따라 정해지며 상기 수학식 2와 같이 정의되는 △f 의 값을 갖는다.
만약 측정하고자 하는 주파수 대역의 중심 주파수를
Figure 112013029756074-pat00025
라 가정하면 본 발명의 실시예에서는 중심 주파수를 2번 이동하여 측정하기 때문에, 이동하는 중심 주파수는
Figure 112013029756074-pat00026
와
Figure 112013029756074-pat00027
가 된다. 이 두 신호에서 원 신호를 복원하기 위해 특정 부분(각 신호에서 DC를 포함하지 않는 부분)을 가지고 결합하되, 불연속점을 제거하기 위해 펄스 정형함수의 하나인 올림 코산인(raised cosine) 함수를 승산하여 결합(overlap add)하면, 불연속성이 제거된 원 신호를 복원할 수 있다.
한편 중심 주파수(
Figure 112013029756074-pat00028
)를 이동하는 범위는 언급한 바와 같이 LPF(50)에 따라 정해지며 측정 가능한 신호의 대역폭은 상기 수학식 1과 같다. DC의 영향을 피하기 위해 이동 가능한 중심 주파수의 범위는 최대 BW/4 가 된다. 즉,
Figure 112013029756074-pat00029
가 된다. 이에 중심 주파수
Figure 112013029756074-pat00030
보다 a*△f 만큼 높고 낮은 신호의 중심 주파수는 각각
Figure 112013029756074-pat00031
와
Figure 112013029756074-pat00032
가 되며, 이 두 신호의 시작과 끝 주파수 즉, LPF(50)를 통과한 두 신호의 영역은 하기와 같다.
Figure 112013029756074-pat00033
Figure 112013029756074-pat00034
Figure 112013029756074-pat00035
를 중심 주파수로 갖는 신호의 측정 가능 최대 주파수
Figure 112013029756074-pat00036
는
Figure 112013029756074-pat00037
보다 커야 하고,
Figure 112013029756074-pat00038
를 중심 주파수로 갖는 신호의 측정 가능 최소 주파수
Figure 112013029756074-pat00039
는
Figure 112013029756074-pat00040
보다 작아야 한다. 이는 다음과 같이 나타낼 수 있다.
Figure 112013029756074-pat00041
즉, DC의 영향을 피하기 위해 이동 가능한 중심 주파수의 범위는 최대 BW/4 가 된다.
한편 올림 코사인 함수를 곱한 오버랩 애드(overlap add)를 사용할 때 두 번 측정된 두 신호의 DC의 영향을 받지 않으려면 주파수의 이동은 BW/4 보다 더 작아야 한다. 그리고 오버랩 애드를 균등하게 적용하기 위해서는 BW/8 만큼 주파수를 이동하여 측정하면 되므로,
Figure 112013029756074-pat00042
는 BW/8 가 된다.
참고적으로 도 1의 (d)는 (a)에 도시한 중심 주파수(
Figure 112013029756074-pat00043
)를 우측으로 a*△f 만큼 이동하여 측정한 신호(b)와 좌측으로 -a*△f 만큼 이동하여 측정한 신호 (c)를 결합한 것을 도시한 것이다. 중심 주파수를 두 번 이동하여 각각 측정된 신호에서 각 중심 주파수의 좌측과 우측에 위치하는 2개의 음영처리구간(2와 4, 1과 3)을 획득하여 결합하면 도 1의 (d)와 같은 신호가 얻어진다. 이는 LPF(50)의 대역인 BW를 4등분한 것이므로, 4개의 각 구간의 대역폭은 BW/4 가 된다.
도 1에 도시된 음영처리구간(2와 4, 1과 3)을 획득하는 기준은 우선 도 1의 (b)에서 (c)의 1번 구간에 해당하는 구간은 LPF(50)의 컷오프 주파수 구간이므로 사용할 수 없고, (b)에서 (c)의 3번 구간에 해당하는 구간에서는
Figure 112013029756074-pat00044
주파수에서 DC(10)가 포함되어 있으므로 사용할 수 없다. 이와 같은 기준으로 도 1의 (c)에서도 (b)의 4번 구간과 2번 구간은 사용할 수 없으므로 나머지 구간인 1과 3 구간의 신호만을 획득하여 결합시 이용한다. 이때 각 구간의 대역폭은 앞서 설명한 바와 같이 BW/4 가 된다. 그리고 각 측정 신호에서 컷오프 주파수와 DC가 존재하는 구간을 제외한 구간을 주파수와 FFT 포인트로 나타내면 하기와 같다.
- 1번 구간
Figure 112013029756074-pat00045
- 2번 구간
Figure 112013029756074-pat00046
- 3번 구간
Figure 112013029756074-pat00047
- 4번 구간
Figure 112013029756074-pat00048
한편 도 1의 (b)와 (c)에서 측정된 신호에서 획득한 신호를 결합하면 결합 부분에서 (d)와 같은 불연속성(20)이 나타날 수 있다. 이러한 불연속성(20)은 올림 코사인 함수를 곱하여 오버랩 애드를 이용하면 도 5의 (a)와 같은 불연속점이 (b)에 도시한 바와 같이 제거될 수 있다.
다만 오버랩 애드를 사용하려면 도 1의 (b)와 (c)에서 획득되는 신호들(1 내지 4 구간)의 대역폭(BW/4)은 더 넓어져야 한다. 이에 획득되는 각 구간은 BW/2 의 대역폭을 가져야 하며, 획득된 각 구간의 신호는 올림 코사인 함수를 곱한 후 결합되어야 한다. 결합되는 부분에 따라 곱해지는 올림 코사인 함수는
Figure 112013029756074-pat00049
와
Figure 112013029756074-pat00050
의 값을 가진다.
Figure 112013029756074-pat00051
이므로 결과적으로 중심 주파수를 달리하여 획득된 신호에 올림 코산인 함수를 곱하여 오버랩 애드를 하면 신호의 변화가 없게 된다. 즉, 원 신호 복원이 가능하게 되는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같은 내용에 기초하여 도 2에 도시한 신호처리부(90)에서 실행 가능한 측정신호 처리방법을 이하 도 3과 도 4를 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 하기 설명에서 도 4에 도시된 BW는 LPF(50)의 주파수 대역폭을 나타낸 것이며, 10은 DC가 존재하는 중심 주파수(
Figure 112013029756074-pat00052
)를 나타낸 것으로 가정한다. 그리고 도 4에 도시된 참조번호 1,2,3,4는 중심 주파수를 이동하여 측정한 신호에서 획득해야 하는 구간의 신호를 나타낸 것이다.
우선 도 3의 신호처리부(90)는 S10단계에서 측정하고자 하는 신호의 주파수 대역(도 4의 (a))내에서 중심주파수
Figure 112013029756074-pat00053
를 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이 기설정된 제1중심 주파수
Figure 112013029756074-pat00054
로 이동하고, 그 이동된 중심 주파수에서 신호를 측정(S12단계)한다.
신호 측정 단계에서 신호처리부(90)는 도 4의 (b)와 같이 측정되는 신호에서 그 이동된 중심 주파수
Figure 112013029756074-pat00055
의 좌, 우측에 위치하는 신호에서 DC를 포함하지 않는 구간, 즉 2와 4구간의 신호를 획득(S14단계)한다. 도 4의 (b)에서 2 구간과 4구간의 주파수와 FFT 포인트는 앞서 설명한 바와 같다. 획득된 구간의 신호는 내부 메모리에 일시 저장한다.
중심 주파수를 1회 이동하여 신호 측정하여 원하는 구간의 신호를 획득한 신호처리부(90)는 다시 중심 주파수를 기설정된 제2중심 주파수
Figure 112013029756074-pat00056
로 이동(S16단계)하고, 그 이동된 중심 주파수에서 신호를 재 측정(S18단계)한다.
신호 측정 단계에서 신호처리부(90)는 도 4의 (c)와 같이 측정되는 신호에서 그 이동된 중심 주파수
Figure 112013029756074-pat00057
의 좌, 우측에 위치하는 신호에서 DC를 포함하지 않는 구간, 즉 1번과 3번 구간의 신호를 획득(S20단계)한다. 이와 같이 2번의 중심 주파수 이동으로 소망하는 구간의 신호들을 획득한 신호처리부(90)는 불연속점 제거를 위해 획득된 각 신호 구간의 신호에 올림 코사인 함수를 하기 수학식 3과 같이 승산(S22단계)하고, 원 신호 복원을 위해 올림 코사인 함수가 곱해진 획득 신호들을 결합(가산)(S24단계)한다.
Figure 112013029756074-pat00058
참고적으로 도 4에서 2번 구간과 3번 구간의 결합을 보면, 2번 구간의 최대 주파수 영역(우측 부분)과 3번의 최소 주파수 영역(좌측 부분)의 BW/4 영역은 서로 겹쳐진다.
Figure 112013029756074-pat00059
는 약 BW/8의 값을 가짐으로 BW/4를 나타내기 위해서는 2a 개수 만큼의 포인트가 필요하게 된다. 따라서 2번 구간의 신호와 3번 구간의 신호 결합은 상기 수학식 3과 같이 나타낼 수 있는 것이다.
상기 수학식 3에서 좌측 항은 2번 구간의 신호이며, 우측 항은 3번 구간의 신호이다. 나머지 1번 구간의 신호영역과 2번 구간의 신호 영역의 결합(오버랩 애드), 3번 구간의 신호 영역과 4번 구간의 신호 영역의 결합 역시 상기 수학식 3과 같은 방식으로 결합 가능하다.
상기 수학식 3의 방식으로 도 4의 (b)와 (c)에 도시된 측정 신호에서 획득된 신호들의 결합이 이루어지면 도 4의 (d)와 같은 원 신호가 복원됨으로써, 신호처리부(90)는 이러한 복원 신호를 이후 표시부(100)로 출력하여 표시(S26단계)되도록 한다. 도 4의 (d)를 도 1의 (d)와 비교해 보면 결합되는 구간에 존재하였던 불연속점이 제거되었다는 것을 알 수 있다.
따라서 본 발명은 DC를 회피하기 위해 중심 주파수를 옮겨 가면서 신호를 측정하되, 각 측정단계에서 측정된 신호들의 결합시에 발생할 수 있는 불연속성을 펄스 정형함수를 이용하여 유용하게 제거할 수 있다.
또한 본 발명은 주파수 분석기의 측정 가능 최대 폭(Span) 내에서 중심 주파수를 이동해 가면서 신호를 측정하되, 종전과 같이 중심 주파수를 3회 이동하는 것이 아니라 2회 이동만으로도 DC를 피함과 동시에 원 신호 복원이 가능하기 때문에, 신호 측정 시간을 줄이는 효과가 있으며, 더 나아가 측정 신호들의 결합시에 발생할 수 있는 불연속성을 제거함으로써 신호의 왜곡을 줄일 수 있는 유용한 발명인 것이다.
이상 본 발명은 도면에 도시된 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 예를 들면, 본 발명의 실시예인 도 3에서는 중심 주파수를 이동하여 신호 측정 및 신호 획득 단계가 반복해서 이루어지는 것으로 설명하였으나, 한 번의 중심 주파수 이동 후에 신호 측정 및 신호 획득이 이루어지도록 한 후 올림 코사인 함수를 곱하여 저장하고, 이후 재차 중심 주파수를 이동하여 신호 측정 및 신호 획득한 후 올림 코사인 함수를 곱한 후에, 이전 단계에서 저장된 올림 코사인 함수 곱해진 획득신호와 직전에 얻어진 올림 코사인 함수 곱해진 획득신호들을 결합하는 방식으로 측정신호를 처리할 수도 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 삭제
  2. 필터를 통해 측정하고자 하는 신호에 대하여 원하는 주파수 대역폭의 신호를 얻어 처리하는 장치에서 실행 가능한 측정신호 처리방법에 있어서,
    측정하고자 하는 신호의 주파수 대역 내에서 중심 주파수(
    Figure 112014057358210-pat00102
    )를 반복 이동하여 신호 측정하는 a) 단계와;
    상기 중심 주파수(
    Figure 112014057358210-pat00103
    )를 반복 이동하여 측정되는 각각의 신호에서 그 이동된 중심 주파수 좌, 우측에 위치하는 신호에서 DC를 포함하지 않는 구간의 신호를 각각 획득하는 b) 단계와;
    불연속점 제거를 위해 상기 획득된 각 신호 구간의 신호에 펄스 정형함수를 승산하는 c) 단계와;
    측정하고자 하는 원 신호를 얻기 위해 상기 승산 단계에서 펄스 정형함수가 승산된 각각의 획득신호를 결합하여 원 신호 복원하는 d) 단계;를 포함하되,
    상기 중심 주파수(
    Figure 112014057358210-pat00062
    )의 이동범위는 상기 필터의 대역폭(BW)에 따라 결정되되, DC의 영향을 회피하기 위해 이동 가능한 중심 주파수(
    Figure 112014057358210-pat00063
    )의 범위는 최대 BW/4 이고, 상기 중심 주파수의 반복 이동 횟수는 2회 이상임을 특징으로 하는 측정신호 처리방법.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 신호 측정을 위해 이동한 중심 주파수(
    Figure 112014057358210-pat00064
    )는
    Figure 112014057358210-pat00065
    와
    Figure 112014057358210-pat00066
    임을 특징으로 하는 측정신호 처리방법.
    Figure 112014057358210-pat00067
    ,
    Figure 112014057358210-pat00068
    는 샘플러의 샘플링 레이트,
    Figure 112014057358210-pat00069
    는 FFT후 각 포인트의 간격 주파수
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 중심 주파수(
    Figure 112013029756074-pat00070
    )가
    Figure 112013029756074-pat00071
    와
    Figure 112013029756074-pat00072
    로 이동한 경우, 그 각각의 중심 주파수(
    Figure 112013029756074-pat00073
    ,
    Figure 112013029756074-pat00074
    )의 좌측과 우측에 각각 위치하는 신호구간 중 대역폭이 BW/4인 신호를 획득하는 방식으로 총 4구간의 신호를 획득하여 펄스 정형함수를 승산함을 특징으로 하는 측정신호 처리방법.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 획득된 신호를 균등하게 결합하기 위해 상기
    Figure 112013029756074-pat00075
    는 BW/8의 값을 가짐을 특징으로 하는 측정신호 처리방법.
  6. 청구항 2 또는 청구항 4에 있어서, 상기 펄스 정형함수는 올림 코사인 함수로서, 결합되는 부분에 따라 승산 되어지는 함수는
    Figure 112014057358210-pat00076
    와
    Figure 112014057358210-pat00077
    값을 가짐을 특징으로 하는 측정신호 처리방법.
  7. 삭제
  8. 측정하고자 하는 수신 신호에 대하여 원하는 주파수 대역폭(BW)의 신호를 얻기 위한 로우 패스 필터와;
    상기 필터를 통해 출력되는 측정 신호를 샘플링 레이트에 따라 샘플링 출력하기 위한 샘플러와;
    상기 샘플러 출력을 디지털 변환하기 위한 ADC와;
    디지털 변환된 측정 신호를 푸리에 변환하기 위한 FFT와;
    푸리에 변환된 측정 신호의 중심 주파수(
    Figure 112014057358210-pat00104
    )를 상기 주파수 대역폭 내에서 반복 이동하되, 그 반복 이동된 각각의 중심 주파수 좌, 우측에 위치하는 신호에서 DC를 포함하지 않는 좌, 우측 구간의 신호를 각각 획득하고, 이동된 중심 주파수 각각에 대해 획득된 좌, 우측 구간의 신호에 펄스 정형함수를 승산한 후 결합하여 원 신호 복원하는 신호처리부;를 포함하되,
    상기 중심 주파수(
    Figure 112014057358210-pat00079
    )의 이동범위는 상기 필터의 대역폭(BW)에 따라 결정되되, DC의 영향을 회피하기 위해 이동 가능한 중심 주파수(
    Figure 112014057358210-pat00080
    )의 범위는 최대 BW/4 이고, 상기 중심 주파수의 반복 이동 횟수는 2회 이상임을 특징으로 하는 주파수 분석기.
  9. 청구항 8에 있어서, 신호 측정을 위해 이동한 상기 중심 주파수(
    Figure 112014057358210-pat00081
    )는
    Figure 112014057358210-pat00082
    와
    Figure 112014057358210-pat00083
    임을 특징으로 하는 주파수 분석기.
    Figure 112014057358210-pat00084
    ,
    Figure 112014057358210-pat00085
    는 샘플러의 샘플링 레이트,
    Figure 112014057358210-pat00086
    는 FFT후 각 포인트의 간격 주파수
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 중심 주파수(
    Figure 112013029756074-pat00087
    )가
    Figure 112013029756074-pat00088
    와
    Figure 112013029756074-pat00089
    로 이동한 경우, 그 각각의 중심 주파수(
    Figure 112013029756074-pat00090
    ,
    Figure 112013029756074-pat00091
    )의 좌측과 우측에 각각 위치하는 신호구간 중 대역폭이 BW/4인 신호를 획득하는 방식으로 총 4구간의 신호를 획득하여 펄스 정형함수를 승산함을 특징으로 하는 주파수 분석기.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 획득된 신호를 균등하게 결합하기 위해 상기
    Figure 112013029756074-pat00092
    는 BW/8의 값을 가짐을 특징으로 하는 주파수 분석기.
  12. 청구항 8 또는 청구항 10에 있어서, 상기 펄스 정형함수는 올림 코사인 함수로서, 결합되는 부분에 따라 승산 되어지는 함수는
    Figure 112014057358210-pat00093
    와
    Figure 112014057358210-pat00094
    값을 가짐을 특징으로 하는 주파수 분석기.
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