A Design and Implementation of a Transceiver for LMDS Using the Monolithic Duplexer

모노리딕 듀플렉서형의 LMDS(Local Multi-point Distribution Service)용 송수신기 모듈의 설계 및 구현

본 논문에서는 밀리미터파를 이용하여 사용자에게 양방향 무선 멀티미디어의 구현을 가능케 하는 LMDS 송수신 모듈을 설계, 구현하였다. 제작된 LMDS 송수신 모듈은 신서사이져, 혼합기, 저잡음 증폭기, 고출력 증폭기, 듀플렉서 등으로 구성하였으며, 전체적으로는 전원부와 제어부를 통하여 이상여부를 감시하며, 송수신 모듈에 이상이 발생했을 때 이를 보호할 수 있도록 구현하였다. 여기서 DAVIC 표준에 맞도록 IF부 대역은 0.95∼1.45GHz의 500MHz 대역폭에서 동작하도록 제작하였고, 상하향 혼합기는 격리도 특성을 최대화하였으며, 이를 위해 하이브리드 링형을 이용한 다이오드 평형 구조를 적용하여 설계하였다. 혼합기로 주입되는 Local 주파수는 안정도가 높아야 함으로 유전체 공진형 발진기로 구현하였다. 또한 저잡음 증폭기와 고출력 증폭기는 정보통신부에서 공고한 3사 주파수 대역을 모두 수용할 수 있도록 24GHz∼26.5GHz의 대역에서 정상적인 동작을 할 수 있도록 설계하였으며, 특히 저잡음 증폭기는 잡음 환경에서 작은 신호를 손실 없이 얻을 수 있도록 잡음지수를 최소화하고, 30dB 이상의 충분한 이득이 구현되도록 하였다. 고출력 증폭기는 15dBm 이상의 출력을 송신하면서도 선형성에 문제가 없도록 혼변조왜곡(IMD) 특성을 고려하여 설계하였다. 그리고 듀플렉서는 우수한 주파수 선택도와 낮은 삽입손실 특성을 갖도록 송수신 필터 모두 5개의 공진기를 포함한 Chebyshev형 구조를 갖으며 생산성이 뛰어난 모노리딕형으로 구현하여, LMDS 송수신 성능을 구현하였다.