The direct conversion architecture is very promising in today's wireless communications. The main advantages of the direct conversion transceiver are that its transmission contains much less spurious products, which are generated mainly by a mixer, thus a heterodyne architecture and it has no IF and image, thus an expensive IF filter and image reject filter can be eliminated. A novel, alternative form of direct conversion transceiver involves the use of a six-port network. This type of network was first proposed for use in vector network analyzers and has been suggested for use in direct digital conversion receiver architecture, since it can reduce RF signal processing considerably by including not conventional mixer but passive circuit. In this paper, a compact six-port transceiver for time-division duplex (TDD) systems is proposed. The proposed transceiver only uses a single six-port junction for the Tx and Rx mode. Also, we propose the new RF and baseband interface component, which consists of switch, reflection coefficient generator and the power detector. The prototype circuits are fabricated to validate the new transceiver with 15Mbps QPSK digital modulator and 10Mbps QPSK demodulator at the carrier frequency of 2.4GHz. The proposed six-port transceiver can provide a simple, low-cost, low-power and reconfigurable RF design platform.
직접변환방식의 구조는 현대의 무선 통신에서 매우 효율적인 방식이다. 직접변환방식의 주요 장점은 헤테로다인 방식에 비해 믹서에 의해 발생되는 많은 불요파가 적고, 값비싼 IF필터, 이미지 제거용 필터를 제거할 수 있다. 새로운 6포트 네트웍에 의해 대안적인 방법으로 직접변환방식을 갖는 구조가 연구되고있다. 6포트 시스템은 기존의 믹서를 이용한 주파수 변환을 하지 않고 수동소자와 쇼트키다이오드를 이용하여 주파수 변환을 하므로 가격이 저렴하고, 광대역이며 저전력을 실현할 수 있다. 본 논문에서는 소형화된 시분할모드를 지원하는 6포트 송수신기를 제안한다. 본 논문에서는 하나의 six-port 정션을 송신과 수신시에 공유함으로써 해결하였다. 송신과 수신시에 하나의 컴포넌트를 공유하게 되므로 시분할 듀플렉스방식(TDD)을 적용해야 하고 반사계수와 전력검출기에서 송수신 스위칭이 이루어진다. 이러한 송수신 스위칭을 위한 SRG&PD회로를 하나의 컴포넌트로 직접 하여 전체 시스템이 더욱 소형화되었으며 이로 인해 저가격, 저전력 송수신시스템을 구현할 수 있었다. 또한 제안한 구조의 검증을 위한 테스트결과 송신모드에서 QPSK 변조를 지원하며 최대 전송속도는 15Mbps (EVM: 4.78% peak value)를 보였고 수신은 10Mbps 정도의 전송속도를 복원할 수 있었다. 송신전송속도는 반사계수발생회로의 패키징된 pHEMT에 의해 제한되고 수신모드에서의 복원능력은 전력검출기와 아날로그 디코딩 회로에 의해 제한됨을 예측할 수 있었다. 제안한 6포트 송수신기는 설계가 간단하면서 저가격, 저전력이 가능하며 궁극적으로 재구성 가능한 RF 플랫폼으로 발전하리라 예상한다.
