Wireless Receiver, RF Receiver   무선 수신기, RF 수신기, 직접변환 수신기

1. 무선 수신기

  ㅇ 변조된 반송파 신호를 안테나로 수신하고,
     - 이 수신 반송파를 믹서에 의해 하향 주파수변환하여,
     - 원 신호를 복원(복조)하는 장치


2. 무선 수신기의 주요 성능지수

  ㅇ 감도 (Sensitivity)
     -  - 100 ~ - 120 dBm 정도의 낮은 신호 레벨도 검파 가능하여야 함
  ㅇ 이득 (Gain)
     -  작은 수신 전력 하에서도 동작이 가능토록, 전체적으로 높은 이득을 제공 (약 100 ~ 120 dB)
  ㅇ 선택도 (Selectivity)
     -  인접 채널 구분 능력
  ㅇ 잡음지수 (Noise Figure) 등


3. 무선 수신기의 주요 구조

  ㅇ 동조 라디오 주파수 수신기 (TRF, Tuned Radio Frequency)

       

     - 특징 
        . RF 신호 대역 자체를 이용하는 방식
           .. 즉, RF 대역에서 직접 동조(필터링),증폭이 함께 이루어지는 방식
        . 따라서, 고주파수에서 선택도 높은 대역통과필터를 구현하기 어려움

  ㅇ 슈퍼헤테로다인 수신기 (Superheterodyne)

       

     - 특징 : IF(중간주파수) 사용 방식
        . RF 신호를 IF 단을 거쳐 기저대역으로 변환하여 이를 이용하는 방식 (3 단계 동작 방식)
           .. 역사적으로 가장 널리 쓰인 방식

  ㅇ `RF 직접변환 수신기 (Direct Conversion)` 또는 `호모다인 수신기` 또는 `Zero IF 수신기`

       

     - 특징 : IF(중간주파수) 미사용 방식
        . 기존에 많이 쓰이던 슈퍼헤테로다인 수신기 방식과는 달리, 
        . RF 신호를 IF 단을 거치지 않고 직접 기저대역으로 하향변환하는 방식 (2 단계 동작 방식)
           .. 저 전력, 저 비용, 소형화, 다중 모드 동작이 가능한 방식
        . 수신 반송파와 LO 신호가 사실상 위상고정되므로 호모다인(Homodyne)이라고도 함


4. 주요 무선 수신기 비교

  ※ [범례  :  ① TRF (Tuned Radio Frequency),  ② Super Heterodyne,  ③ Direct Conversion]

  - 기본 원리  :  ① RF 대역에서 직접 동조 및 증폭,  ② RF → IF → Baseband (2단계 변환),
                  ③ RF → Baseband (직접 변환)
  - 변환 단계 수  :  ① 1단계 (RF만),  ② 2단계 (RF → IF → Baseband),  ③ 1단계 (RF→Baseband)
  - 주요 부품  :  ① RF 증폭기, 다단 BPF,  ② Mixer, LO, IF Filter, Detector,  
                  ③ Mixer, LO, Baseband Filter
  - IF(중간주파수)  :  ① 없음,  ② 있음,  ③ 없음
  - 특징  :  ① 단순 구조, 저비용, 초기 라디오용,  ② 높은 선택도와 감도, 안정적 성능,
             ③ 회로 단순, 저전력, 소형화 용이
  - 장점  :  ① 회로 단순, 초기 기술로 구현 쉬움,  ② 주파수 선택성 및 감도 매우 우수,
             ③ 저전력, SoC 집적화 용이, 디지털 처리 유리
  - 단점  :  ① 고주파에서 높은 선택도 구현 어려움,  ② 구조 복잡, 전력 소모 크고 집적화 어려움
             ③ DC 오프셋, I/Q 불균형 문제 존재
  - 대표 응용  :  ① 초창기 라디오 (AM 초기 수신기),  ② AM/FM 수신기, 아날로그 통신, 레이더
                  ③ 스마트폰, 무선 LAN, 블루투스 등 현대 무선기기
  - LO 사용  :  ① 없음,  ② 복수 LO (보통 2개),  ③ 1개 LO (RF와 동기)