JP2002542704A - 最適化するために入力駆動リミタを使用する線形進行波管増幅器 - Google Patents
最適化するために入力駆動リミタを使用する線形進行波管増幅器Info
- Publication number
- JP2002542704A JP2002542704A JP2000613072A JP2000613072A JP2002542704A JP 2002542704 A JP2002542704 A JP 2002542704A JP 2000613072 A JP2000613072 A JP 2000613072A JP 2000613072 A JP2000613072 A JP 2000613072A JP 2002542704 A JP2002542704 A JP 2002542704A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- input signal
- signal
- amplifier
- detector
- power
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 6
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 4
- 230000005669 field effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 14
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 12
- 238000013461 design Methods 0.000 description 8
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 241001125929 Trisopterus luscus Species 0.000 description 1
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000005094 computer simulation Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G7/00—Volume compression or expansion in amplifiers
- H03G7/002—Volume compression or expansion in amplifiers in untuned or low-frequency amplifiers, e.g. audio amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F1/00—Details of amplifiers with only discharge tubes, only semiconductor devices or only unspecified devices as amplifying elements
- H03F1/02—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation
- H03F1/0205—Modifications of amplifiers to raise the efficiency, e.g. gliding Class A stages, use of an auxiliary oscillation in transistor amplifiers
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03F—AMPLIFIERS
- H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
- H03F3/54—Amplifiers using transit-time effect in tubes or semiconductor devices
- H03F3/58—Amplifiers using transit-time effect in tubes or semiconductor devices using travelling-wave tubes
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Amplifiers (AREA)
- Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)
- Microwave Amplifiers (AREA)
Abstract
Description
力を制限せずに進行波管増幅器の平均パワー出力を制限するシステムおよび方法
に関する。
は線形特性を維持しながら、さらに効率よく動作することが可能になる。この利
点を完全に利用するために、動作点における最良の効率のためにTWTを最適化
することが望ましい。大部分のTWTの設計に対して、バックオフされた動作点
で効率を最適化すると、動作点より上に駆動レベルが上昇することによってコレ
クタバックストリームおよびビームデフォーカス問題のせいでTWTが損傷を受
ける可能性が高い状況が生じる。高い駆動レベルを処理するようにTWTを設計
することもまた、コスト高および設計の複雑さを招く。
蔵することである。残念ながら、駆動レベルの制限は、システムの線形特性と適
合しない。多搬送波の動作下において線形特性を提供するために、増幅器は、動
作点より上およびそれより下の駆動レベルの範囲に対して線形である振幅変調−
振幅変調(AM−AM)伝達特性を有していなければならない。これは、多数の
搬送波が合計して高いピークパワーが生じるために要求される。たとえば、2つ
の等しい搬送波に対して、ピークパワーは平均的な個々の搬送波より6dB上で
ある。多数の搬送波に対して、ピーク値ははるかに高く、すなわち、ランダムな
位相にされた8つの搬送波に対してほぼ8.4dBである。任意のリミタが動作
点より6dB以上高いレベルに設定されなければならないが、これにより、TW
Tをバックオフで最適化した利点はほとんど全てなくなる。
ミタを使用することである。これらは、簡単な飽和増幅器を使用して構成される
。このようなリミタはある保護をTWTに提供するが、それらは線形特性を保つ
ために、要求される動作点よりはるか上に動作点を設定されなければならない。
この適用において、これはそれらの値を大きく制限する。このタイプのリミタは
一般にTWTの飽和点以上に設定され、偶発的な過励振状態からの保護しか行な
わない。
技術に存在するが、これらの回路のいずれもピークパワーを制限することなく平
均パワーを制限するリミタを含んでいない。たとえば、Copeland氏他による米国
特許第 5,304,944号明細書には、PINダイオードから形成された受動型リミタ
が開示されているが、このタイプのリミタはピークパワーおよび平均パワーを制
限し、したがって所望の動作点付近に設定された場合に線形特性を劣化させ、こ
れでは本発明の求めているような結果は得られない。Abbiari 氏他による米国特
許第 5,598,127号明細書には、マイクロ波増幅器における利得歪みの補償を調節
するための方法および回路が開示されている。この方法は、平均パワーに対する
ピークの比を監視し、信号をフィードバックして増幅器の前に補償回路を調節し
、出力のピーク対平均パワー比が一定のままであるように制御回路が調節される
回路に基づいている。制御回路は、寿命または環境的変化による増幅器の線形性
の変化が生じた時に線形特性を維持する手段を提供する。しかし、平均パワーは
制御されておらず、増幅器の能力を越えて増加する可能性が高いため、この制御
回路には高パワー増幅器に対する保護手段がない。また、この回路は増幅器の出
力パワーの監視に依存しているが、それが高パワーシステムを複雑にし、その損
失を増加させている。
がら、線形化された進行波管増幅器を動作点での線形特性および効率の両方に対
して最適化できるシステムおよび方法が必要とされている。本発明はこの要求を
満たす。
を偶発的な駆動レベルのエクスカーションから保護しなければならない。これら
の明らかに両立しない設計目標の問題の解決方法は、TWTの故障モードおよび
TWTの線形特性が明瞭に異なった信号およびパワー力学の影響を受けることの
発見に基づいている。本発明は、TWT線形特性および過励振レベルからの損傷
に対する耐性の両者を提供するためにこれらの信号力学の利点の尺度を有効に使
用する。
与えるものではない。ピークパワーと平均パワーとの間の差は、搬送波の数が増
加するにつれてさらに顕著になる(予測可能な方法で)。多搬送波状態の下でT
WTを動作するとき、平均パワーが最適化された動作点を越えて増加されなけれ
ば、損傷は生じない。
性が高い。これらの過度のレベルは一般に、テスト時または動作時の偶発的な状
態下でアップリンク信号の大気中における減衰の変化のような減衰変化のために
発生する。
を開示しており、要求された場合に、線形特性をさらに改善するために予備歪み
線形化装置が追加されることができる。ピークパワーが最小の減衰で送られるが
、平均パワーは大きい減衰を受けるように遅い周波数応答特性を有している減衰
器がTWTAの無線周波数(RF)入力の前に配置される。その結果、平均パワ
ーに依存するAM−AM伝達特性を有するシステムが得られる。低い平均パワー
に対して、要求される動作点をはるかに越える駆動レベルまで伝達曲線は線形で
ある。平均パワーが要求される動作点より上のレベルに増加された場合、入力減
衰が変化し、伝達曲線がもっと低い出力パワーにシフトするが、その形状は保持
される。このようにして、TWTAを所望の動作点およびそれ以下で駆動する平
均出力パワーが維持される。
C)電圧を生成する検出回路によって駆動される電圧制御減衰回路によって構成
されることができる。
平均パワー出力を制限する方法および装置を開示している。
ピークパワーから実質的に独立している値をダイナミックに決定し、この値にし
たがって増幅器の入力信号をダイナミックに減衰し、ダイナミックに減衰された
増幅器の入力信号を増幅器に供給して、増幅器の出力信号を生成するステップを
含んでいる。
実質的に独立している検出器信号をダイナミックに生成する検出器と、検出器信
号にしたがって入力信号をダイナミックに減衰する、検出器および増幅器と連絡
している減衰器とを具備している。
のような電流整流器を含んでおり、これは簡単な抵抗・容量型(RC)回路によ
って構成されることができる。別の実施形態において、減衰器は、検出器に結合
されたゲートを備えたエンハンスメント電界効果トランジスタ(FET)のよう
なシャントリミタを含んでいる。
とを阻止する平均パワーリミタを構成している。このリミタを使用することによ
って、TWTは要求される動作点の性能に対して最適化されることが可能になり
、その結果効率が高くなり、要求される動作点より高いパワーレベルの増幅器を
形成する必要がなくなるため、システムの費用が減少し、その複雑さが軽減され
る。パワーリミタは、短期間のピークパワーが低損失で通過することを可能にし
ながら平均パワーを制限することによって、TWTの線形特性を劣化させずにT
WTを保護する。これによって、動作点における線形性および効率の両方に対し
て最適化され、その一方でTWTを入力駆動レベルの偶発的なエクスカーション
から保護する最適化された進行波管増幅器が提供される。本発明は、とくに多搬
送波信号で動作するシステムを含む高パワーマイクロ波増幅システムに対して適
用可能である。
が例示によって示されている添付図面を参照する。本発明の技術的範囲を逸脱す
ることなく、その他の実施形態を使用してもよく、また構造上の変更を行なって
もよいことが理解される。
れらの最大飽和出力パワー能力よりかなり下で動作される。この結果、性能は部
分最適化され、TWTは故障状態下で発生する可能性のある高い動作パワーで残
存することができるように設計されることが要求される。本発明の利点を完全に
理解するために、多数の搬送波が存在する時の増幅器性能を説明する。
要求された動作点よりかなり上のレベルまで線形のパワー伝達曲線を有していな
ければならない。パワー伝達が線形でない場合、複合信号のピークは劣化し、そ
の結果、相互変調積が生じる。
多搬送波入力信号の時間ドメインおよび周波数ドメインを表している。この信号
がパワーまたは位相シフトに関して非線形の伝達関数によりTWTを通って送ら
れた場合、出力信号は(2f1 −f2 )および(2f2 −f1 )の周波数におい
て相互変調積を含む。これらの望ましくない相互変調積の振幅の比は、相互変調
に対する搬送波の比、すなわちC/IMとして記載される。
たびに出力パワーが1dB増加する。実際には、TWT増幅器は、線形化された
場合でも、入力パワーによる出力パワーの増加がdB当り1dB小さいか、ある
いは負の場合もあるパワーレベルで飽和を示す。上述した相互変調歪みのために
、線形システムに対して、この飽和点付近またはそれより上での動作は有効では
ない。
レベルに制限することが有効である。線形動作領域におけるこの高いTWT効率
によって、軽減されたパワー処理要求のために複雑性が軽減できる設計が可能と
なる。これは、設定パワーレベルにおけるリミタを設けることによって実施可能
である。これは、最高の可能な点まで線形性を保つためにTWTの飽和点に設定
されたリミタを使用することにより達成されることができる。
幅を有している。
れる2つの搬送波を有する入力信号の場合を考える。これは、次の式によって表
されることができる: Asin(ω1t+φ1)、および Asin(ω2τ+φ2) 各信号はピーク振幅Aを有し、(1/2)A2 に比例するポインティング定理
を使用して計算されたパワーを搬送する。三角法の角度の和および差の関係を使
用して表される結合された信号は:
を搬送する。線形性を保つために、増幅器は2Aのピーク値まで線形の伝達曲線
を有していなければならない。振幅2Aを有する単一の搬送波は、2A2 に比例
したパワー、またはそれぞれ個々の搬送波より6dB高いパワーを搬送する。し
たがって、リミタは、それぞれ個々の搬送波より少くとも6dB高いレベルに設
定されなければならない。
る3次の相互変調積レベル(C/3IM)までの搬送波を決定するための解析を
示している。
線を示すグラフである。TWT伝達曲線(“単一搬送波Pout (dB)”のラベルを
付けられた)は、ヒューズエレクトロニクス社の電子ダイナミックス部門により
生成された増幅器の典型的な曲線であり、限定された曲線(“制限された単一搬
送波Pout (dB)”のラベルを付けられた)は増幅器の単一搬送波飽和点より10
dB低いレベルに設定された仮想上の完全なリミタである。“ダイナミックに制
限されたPout ”のラベルを付けられた曲線は、ダイナミックリミタによって曲
線をさらに高い入力駆動レベルにシフトすることによって生成される。
/3IMを示すグラフである。制限された場合において、単一搬送波飽和点に関
する搬送波当り−16dBの入力駆動レベルに対してC/3IMの劣化が観察さ
れる。これはリミタ設定点より6dB低く、それによって予測される6dB要求
が確認される。ダイナミックに制限された曲線を使用した場合、C/3IMは制
限されたパワーレベルで一定のままである。
れた正弦波の特性形状を有する2つの搬送波複合信号を示す。これは、図4に示
されている解析において使用されたものに類似した信号のグラフ表示である。図
5に示されている波形は、信号のピークがその平均値より著しく高いことを示し
ている。
するピークの比較を示すグラフである。2つの搬送波に対するピーク対RMS比
は2であり、パワー比は20・Log(Epeak/ERMS )または6dBである。
この比は、搬送波の数が増えるにつれて大きくなる。プロット602 はコヒーレン
トにフェーズされた(最悪の)場合に対するピーク対RMS電界を示し、この場
合ピーク対RMS電界比は(2N)1/2 である。プロット604 はランダムにフェ
ーズされた場合に対するピーク対RMS電界を示す。この結果は、1.74ln
(ln(11.6・N))によって表されるラインに適合された曲線であること
ができる。プロット606 はゼロにされたフェーズ(最良)の場合を示す。
較的低い平均レベルがそうであるように、短期間にわたる高いピークは容易に観
察される。 [入力駆動リミタ動作] 平均パワーはTWT設計を駆動するものである。一般に、高い平均パワーによ
るTWTに対する損傷に対する熱時定数は、ミリ秒の程度である。一般に、TW
T熱時定数のために、ミリ秒程度の期間にわたる過度の平均パワーは永続的なT
WT損傷を与えるのに十分である。同時に、信号ピーク(およびしたがってピー
クパワー)は、歪みを生じることなく通過しなければならない。このような信号
ピークは一般に増幅されるマイクロ波信号に基づいた回数に対して存在し、一般
にナノ秒以下の程度である。時定数におけるこの大きい分離のために、短い時間
尺度で波形を劣化させずに、遅い応答特性を有するTWTを保護することのでき
る回路の可能性が生まれる。
ている。入力駆動リミタ100 は、無線周波数(RF)入力信号102 と連絡してい
る検出器106 および減衰器108 を含んでいる。入力信号102 は、不飽和領域にお
いて増幅器110 から得られた出力信号112 の線形性を増加させるために予め歪み
を与えられた線形化装置104 と連絡しているチャンネル前置増幅器103 を含む信
号予備調整装置105 によって随意に調整されてもよい。検出器106 は入力信号10
2 から検出器信号107 をダイナミックに生成し、これは入力信号102 の平均パワ
ーに比例し、実質的に入力信号102 のピークパワーとは無関係である。検出器は
、検出器信号107 を減衰器108 に供給する。検出器信号107 は、ここに記載した
目的のために信号調整装置109 を介して減衰器108 に随意に供給される。
ー調整装置116 を含んでいる。パワー調整装置116 は、進行波管114 に高電圧入
力を供給し、別の素子に電源電圧を供給する。
関係である。すなわち、検出器信号107 は入力信号102 に線形に比例する。しか
しながら、入力信号102 の平均パワーと検出器信号との間の比例は理想的には線
形であるが、入力信号102 と検出器信号107 との間の線形比例は本発明を実施す
るのに必要ないことに注意すべきである。たとえば、設計選択の問題として後述
する減衰器108 の説明によると、入力信号102 と検出器信号107 との間の非線形
比例は、任意のこのような非線形性を説明するように減衰器108 を適切に設計す
ることによって明らかにされることができる。
されているように、検出器106 は電流整流器202 およびローパスフィルタ204 を
含んでいる。示されている実施形態では、電流整流器202 は、入力信号源203 に
よって供給される入力信号102 と連絡している陽極207 と、ローパスフィルタ20
4 に結合された陰極209 とを備えているダイオード206 を含んでいる。電流整流
器202 は、交流(AC)入力信号102 を半波整流された(時間の全ての値に対し
て正の)信号に変換する。この信号がローパスフィルタ204 によってローパスフ
ィルタされた場合、入力信号102 の平均パワーに比例した検出器信号107 が生成
される。電流整流器202 は、類似の機能を有する別の回路素子によって置換可能
であることに注意すべきである。たとえば、所望ならば、全波整流信号を生成す
るために4個のダイオードを使用した2方向または4方向ブリッジを構成するこ
とができる。
抵抗素子208 およびローパスフィルタキャパシタのような容量素子210 を含んで
いる。そのように結合されているため、ローパスフィルタ204 は、検出器信号20
7 が1/RCの1次の時定数関係にしたがってダイオード206 からの整流された
信号を遅延する回路を構成する。
のネットワークが好ましい。この選択は、入力信号102 の平均パワー変化とピ
ークパワーパルスとの間の持続期間関係に依存する。したがって、設計選択の問
題であるローパスフィルタは、入力信号の急峻な濾波を示すように設計されるこ
とができる。
検出器信号にしたがって入力信号をダイナミックに減衰する。別の実施形態では
、検出器信号107 は信号調整装置212 を通過し、信号調整装置212 は検出器信号
107 と減衰器108 との間の利得関係を構成する。例えば検出器106 が減衰器回路
を適切に駆動するのに必要な信号電圧を提供できないならば、信号調整装置は信
号の利得を調節するか、減衰器回路の入力インピーダンスを整合するようにイン
ピーダンスの変化を与えることができる。所望ならば、信号調整装置212 はまた
付加的なローまたはハイパス濾波を実行でき、それによって減衰器に入る信号の
ダイナミック特性は増幅器110 の平均パワーを予め選択されたまたはダイナミッ
クに決定された値に限定し、それによって信号ピークの適切な通過を許容しなが
らダメージを防止する。
シャントリミタ装置を構成している。シャントリミタ装置は電界効果トランジス
タ(FET)214 を具備できる。図示の実施形態では、FET 214は検出器信号
107 が供給される(前述したように信号調整装置212 により選択的に処理されて
もよい)ゲート216 を具備している。FET 214はまた入力信号102 を供給され
るソース218 と、接地226 と接続されているドレインを具備している。1実施形
態では、FET 214は強化されたFETであり、したがってゲート216 上のゼロ
電圧は入力信号102 の接地電位への分路がないことを確実にするのに適している
。強化されたFETは平均パワー検出器回路により与えられたゲート電圧を有す
る電圧制御シャントリミタとして使用される。結果として回路の減衰は平均パワ
ー入力に依存する。代わりに、他のタイプのFET 214は、入力信号102 が適切
な時間に適切な量をシャントされ説明した平均パワー限定機能を行うことを確実
にするため、(例えば信号調整装置を使用して)これらが適切にバイアスされる
限り使用されることができる。
通過するように低速度の応答時間を有するリミタが実現され、所望の動作点を超
えないように平均パワーが限定される。この方法で、ダイナミック利得および位
相応答はリミタにより影響を受けず、それ故、相互変調歪は増加されないが、静
止利得および位相応答はTWT 114の保護手段を与えるリミタにより変更される
。使用されるこのリミタにより、上方レベルがTWT 114への平均入力駆動に設
定される。
示したフローチャートである。第1に、ブロック302 で示されているように、入
力信号102 の平均パワーに比例した値は入力信号102 のピークパワーと実質的に
無関係に決定される。この決定は時間変化する入力信号102 の測定に基づいてお
り、本質的にダイナミックである。重要なことは、入力信号と前述の値との関係
はこの明細書の最初に説明したように線形に比例する必要はない。さらに、値は
実質上入力信号102 のピークパワーと無関係であるが、入力信号102 とピークパ
ワーの幾つかの残留関係が許容される。例えば、前述の説明で示されている実施
形態では、前述の動作は電流整流装置202 と1次ローパスフィルタ204 を使用し
て行われ、これは入力信号102 のピークを実質上減衰するが、これらを完全には
除去しない。したがって、本発明は検出器信号107 に含まれる短期間のピークの
幾らかの残された徴候(manifestation )で実施されてもよい。先に決定された
値はここで説明した本発明の目的、すなわち通常入力信号ピークの線形の通過を
許容しながら平均パワー出力を限定するのに必要であるので、入力信号102 のピ
ークパワーと無関係であることだけを必要とする。
値にしたがってダイナミックに減衰される。ダイナミックに減衰された入力信号
102 はその後増幅器110 へ与えられる。
を示したフローチャートである。ブロック402 および404 に示されているように
、入力信号は整流され、検出器信号107 を発生するようにローパスフィルタで濾
波される。その後検出器信号107 は整流され、ローパスフィルタで濾波された入
力信号にしたがってシャントされる。
使用した初期解析結果を示している。 入力 Vdet Vgate Vs Vload 減衰 1Asin(at)cos(bt) 1.2 -2 0.2V 0.2V 0 2Asin(ωt 1.5 -1 0.2V <75mV 8.5dB 検出器と減衰器回路は別々にモデル化された。モデル化された2つのケースは
(1)低損失で通過しなければならない2搬送波複素数信号と、(2)少なくと
も3dBだけ減衰されなければならない同一のピーク振幅を有する1つの搬送波
信号であった。表1で示されているように、検出器信号107 の電圧は、さらに高
い平均パワー信号が存在するとき約0.3ボルトまたは約25%の増加を示して
いる。この電圧は単独ではFET 214を所望の伝導レベルまで駆動するのに十分
ではなく、増幅器のような信号調整装置212 がFET 214のゲート216 を駆動す
るため3ボルトレベルの増加を行うために使用された。さらに高い平均パワー信
号が存在するとき、FET 214は導電状態になるように駆動され、8.5dBの
減衰が与えられる。信号調整装置212 の調節により、任意の所望の減衰特性が与
えられる。 [結論] 本発明の好ましい実施形態の説明を完結する。要約すると、本発明は増幅器の
ピークパワー出力を制限せずに増幅器の平均パワー出力を制限する方法および装
置を開示している。
のピークパワーと実質的に無関係にダイナミックに決定し、その値にしたがって
増幅器入力信号をダイナミックに減衰し、ダイナミックに減衰された増幅器入力
信号を増幅器へ提供して増幅器出力信号を発生するステップを有する。
ークパワーと実質的に無関係にダイナミックに発生する検出器と、その検出器信
号にしたがって入力信号をダイナミックに減衰するために検出器および増幅器に
接続された減衰器とを具備している。
のシステムは、増幅器が線形性を得るために出力バックオフで動作することを必
要とし、典型的な出力バックオフの要求は3dB以上である。残念ながら、誤っ
た状況のために、増幅器が十分に飽和された出力パワーへ駆動される時間が存在
し、それ故増幅器はこのパワーを処理することができなければならない。本発明
はこの要求を除去し、それによって増幅器はさらに高い誤状況ではなく必要な動
作パワーだけを処理しさえすればよい。これにより結果的に増幅器の複雑性を減
少し(さらに廉価で進行波管システムの製造を可能にする)、動作点で増幅器を
さらに最適にする能力(性能を増加する)を生じる。
た。これは本発明を説明した形態に完全に正確に限定することを意図するもので
はない。多数の変形および変更が前述の説明を考慮して可能である。例えば平均
パワーとピークパワーとの関係はデータ信号で使用される複数の搬送波の少なく
とも部分的な関数であるので、前述の本発明は信号で使用される複数のキャリア
を決定し、時定数または信号調整装置または検出器/信号調整装置の組合わせの
他のダイナミック特性を設定するためにこの決定を使用することによって実施さ
れてもよい。これは(キャパシタ210 または抵抗208 のような)可変特性を有す
るコンポーネントを使用し、適切な特性を有する幾つかのコンポーネントのうち
の1つを切換えることによって実行されることができる。また、本発明により行
われる信号調整はコンピュータまたはその他のプロセッサにより実行されること
ができ、デジタル濾波を行う命令を実行することも考えられる。
明によっては限定されない。前述の明細書の実施形態およびデータは、本発明の
構成および製造の完全な説明と使用を与えている。本発明の多数の実施形態は、
本発明の技術的範囲を逸脱することなく行われることができるので、本発明は特
許請求の範囲によって定められる。
ラフ。
送曲線のグラフ。
(C/3IM)のグラフ。
電界強度とを比較したグラフ。
たブロック図。
チャート。
使用されるプロセスステップを示したフローチャート。
Claims (9)
- 【請求項1】 入力信号(102) の平均パワーに比例し、入力信号のピークパ
ワーから実質的に独立している検出器信号(107) をダイナミックに生成する検出
器(106) と、 検出器信号(107) にしたがって入力信号(102) をダイナミックに減衰する、検
出器(106) および増幅器(110) と連絡している減衰器(108) とを具備している増
幅器システム。 - 【請求項2】 検出器(106) は、ローパスフィルタ(204) に直列に結合され
た電流整流器(202) を含んでいる請求項1記載の装置。 - 【請求項3】 ローパスフィルタ(204) は、少くとも1つの容量素子(210)
に並列に結合された少くとも1つの抵抗素子(208) を含んでいる請求項1または
2記載の装置。 - 【請求項4】 抵抗素子(208) の抵抗と容量素子(210) のキャパシタンスは
、検出器の応答時間を実質的に10マイクロ秒より長い期間に制限するように選
択される請求項3記載の装置。 - 【請求項5】 減衰器(108) は、検出器信号(107) にしたがって入力信号を
接地に電気的に結合するシャントリミタを含んでいる請求項1または2または3
または4記載の装置。 - 【請求項6】 シャントリミタは、検出器信号(107) が結合されるゲート(2
16) および接地電位(226) に接続されているソース(220) を備えた電界効果トラ
ンジスタ(FET)(214) を含んでいる請求項5記載の装置。 - 【請求項7】 入力信号(102) の平均パワーに比例し、入力信号(102) のピ
ークパワーから実質的に独立している値をダイナミックに決定し、 この値にしたがって入力信号(102) をダイナミックに減衰し、 ダイナミックに減衰された入力信号を増幅器(110) に供給して、出力信号を生
成するステップを含んでいる入力信号(102) の処理方法。 - 【請求項8】 増幅器(110) は、進行波管増幅器である請求項7記載の方法
。 - 【請求項9】 入力信号(102) の平均パワーに比例し、入力信号(102) のピ
ークパワーから実質的に独立している値を決定するステップは、 入力信号(102) を整流し、 整流された入力信号(102) をローパスフィルタで濾波するステップを含んでい
る請求項7記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US09/295,720 | 1999-04-21 | ||
US09/295,720 US6369648B1 (en) | 1999-04-21 | 1999-04-21 | Linear traveling wave tube amplifier utilizing input drive limiter for optimization |
PCT/US2000/010507 WO2000064047A1 (en) | 1999-04-21 | 2000-04-19 | Linear traveling wave tube amplifier utilizing input drive limiter for optimization |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005161547A Division JP2005295597A (ja) | 1999-04-21 | 2005-06-01 | 最適化するために入力駆動リミタを使用する線形進行波管増幅器 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002542704A true JP2002542704A (ja) | 2002-12-10 |
JP4001719B2 JP4001719B2 (ja) | 2007-10-31 |
Family
ID=23138955
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000613072A Expired - Lifetime JP4001719B2 (ja) | 1999-04-21 | 2000-04-19 | 最適化するために入力駆動リミタを使用する線形進行波管増幅器 |
JP2005161547A Withdrawn JP2005295597A (ja) | 1999-04-21 | 2005-06-01 | 最適化するために入力駆動リミタを使用する線形進行波管増幅器 |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005161547A Withdrawn JP2005295597A (ja) | 1999-04-21 | 2005-06-01 | 最適化するために入力駆動リミタを使用する線形進行波管増幅器 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6369648B1 (ja) |
EP (1) | EP1090457B9 (ja) |
JP (2) | JP4001719B2 (ja) |
CA (1) | CA2342155C (ja) |
DE (1) | DE60025479T2 (ja) |
WO (1) | WO2000064047A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006524474A (ja) * | 2003-04-22 | 2006-10-26 | レイセオン・カンパニー | 無線周波リミッタ回路 |
Families Citing this family (32)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6754287B2 (en) * | 2001-03-21 | 2004-06-22 | Skyworks Solutions, Inc. | Method and apparatus for producing a modulated signal |
US7483505B2 (en) * | 2001-04-27 | 2009-01-27 | The Directv Group, Inc. | Unblind equalizer architecture for digital communication systems |
US8005035B2 (en) * | 2001-04-27 | 2011-08-23 | The Directv Group, Inc. | Online output multiplexer filter measurement |
US7502430B2 (en) * | 2001-04-27 | 2009-03-10 | The Directv Group, Inc. | Coherent averaging for measuring traveling wave tube amplifier nonlinearity |
US7173981B1 (en) * | 2001-04-27 | 2007-02-06 | The Directv Group, Inc. | Dual layer signal processing in a layered modulation digital signal system |
US7423987B2 (en) * | 2001-04-27 | 2008-09-09 | The Directv Group, Inc. | Feeder link configurations to support layered modulation for digital signals |
WO2004040406A2 (en) * | 2001-04-27 | 2004-05-13 | The Directv Group, Inc. | Estimating the operating point on a nonlinear traveling wave tube amplifier |
US7209524B2 (en) * | 2001-04-27 | 2007-04-24 | The Directv Group, Inc. | Layered modulation for digital signals |
US7471735B2 (en) * | 2001-04-27 | 2008-12-30 | The Directv Group, Inc. | Maximizing power and spectral efficiencies for layered and conventional modulations |
US7245671B1 (en) * | 2001-04-27 | 2007-07-17 | The Directv Group, Inc. | Preprocessing signal layers in a layered modulation digital signal system to use legacy receivers |
US7639759B2 (en) * | 2001-04-27 | 2009-12-29 | The Directv Group, Inc. | Carrier to noise ratio estimations from a received signal |
US7184489B2 (en) * | 2001-04-27 | 2007-02-27 | The Directv Group, Inc. | Optimization technique for layered modulation |
US7778365B2 (en) * | 2001-04-27 | 2010-08-17 | The Directv Group, Inc. | Satellite TWTA on-line non-linearity measurement |
US7583728B2 (en) * | 2002-10-25 | 2009-09-01 | The Directv Group, Inc. | Equalizers for layered modulated and other signals |
US7822154B2 (en) * | 2001-04-27 | 2010-10-26 | The Directv Group, Inc. | Signal, interference and noise power measurement |
IL145110A0 (en) * | 2001-08-24 | 2002-06-30 | Phone Or Ltd | Optical microphone noise suppression system |
AR040366A1 (es) * | 2002-07-01 | 2005-03-30 | Hughes Electronics Corp | Mejora del rendimiento de la modulacion jerarquica por desplazamiento de ocho fases (8psk) |
WO2004006455A1 (en) * | 2002-07-03 | 2004-01-15 | The Directv Group, Inc. | Method and apparatus for layered modulation |
US7529312B2 (en) * | 2002-10-25 | 2009-05-05 | The Directv Group, Inc. | Layered modulation for terrestrial ATSC applications |
AU2003301717A1 (en) * | 2002-10-25 | 2004-05-25 | The Directv Group, Inc. | Lower complexity layered modulation signal processor |
EP1563601B1 (en) * | 2002-10-25 | 2010-03-17 | The Directv Group, Inc. | Estimating the operating point on a nonlinear traveling wave tube amplifier |
US7474710B2 (en) * | 2002-10-25 | 2009-01-06 | The Directv Group, Inc. | Amplitude and phase matching for layered modulation reception |
FR2846812B1 (fr) * | 2002-11-05 | 2005-01-28 | Eads Defence & Security Ntwk | Perfectionnement aux procedes et dispositifs d'apprentissage d'un dispositif de linearisation d'un amplificateur rf |
FR2846813B1 (fr) * | 2002-11-05 | 2005-01-28 | Eads Defence & Security Ntwk | Procede et dispositif d'apprentissage d'un dispositif de linearisation d'un amplificateur rf, et terminal mobile incorporant un tel dispositif |
FI115935B (fi) * | 2003-02-25 | 2005-08-15 | Nokia Corp | Menetelmä ja laite tehovahvistimen ominaisuuksien säätämiseksi |
US7502429B2 (en) * | 2003-10-10 | 2009-03-10 | The Directv Group, Inc. | Equalization for traveling wave tube amplifier nonlinearity measurements |
US20060039498A1 (en) * | 2004-08-19 | 2006-02-23 | De Figueiredo Rui J P | Pre-distorter for orthogonal frequency division multiplexing systems and method of operating the same |
US7400200B2 (en) * | 2006-03-17 | 2008-07-15 | Avago Technologies Wireless Ip Pte Ltd | Linear variable gain traveling wave amplifier |
CN101969298B (zh) * | 2010-09-30 | 2012-09-26 | 中国船舶重工集团公司第七二三研究所 | 宽带大功率行波管放大器 |
US8958184B2 (en) * | 2010-12-28 | 2015-02-17 | Infineon Technologies Ag | ESD protection devices and methods |
FR3013536B1 (fr) * | 2013-11-18 | 2016-01-01 | Thales Sa | Limiteur de puissance radiofrequence ameliore; chaine d'emission et/ou de reception radiofrequence et etage d'amplification faible bruit associes |
GB201518859D0 (en) * | 2015-10-23 | 2015-12-09 | Airbus Defence & Space Ltd | High-efficiency amplifier |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4066965A (en) | 1976-09-28 | 1978-01-03 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | RF GTWT Saturating circuit |
US4220929A (en) * | 1978-12-26 | 1980-09-02 | Dbx, Inc. | Signal expander |
US4398157A (en) | 1981-01-29 | 1983-08-09 | Rca Corporation | Signal expander/compressor with adaptive control circuit |
US4691173A (en) | 1985-05-31 | 1987-09-01 | Hughes Aircraft Company | RF input drive saturation control loop |
US5622939A (en) | 1992-08-21 | 1997-04-22 | Alpha-Beta Technology, Inc. | Glucan preparation |
US5177453A (en) * | 1991-07-01 | 1993-01-05 | Raytheon Company | Gain control amplifier |
US5633939A (en) * | 1993-12-20 | 1997-05-27 | Fujitsu Limited | Compander circuit |
US5631968A (en) | 1995-06-06 | 1997-05-20 | Analog Devices, Inc. | Signal conditioning circuit for compressing audio signals |
US5999047A (en) * | 1996-11-25 | 1999-12-07 | Space Systems/Loral, Inc. | Linearizer for use with RF power amplifiers |
US5789978A (en) * | 1996-11-25 | 1998-08-04 | Space Systems/Loral, Inc. | Ku-band linearizer bridge |
-
1999
- 1999-04-21 US US09/295,720 patent/US6369648B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-04-19 JP JP2000613072A patent/JP4001719B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-19 WO PCT/US2000/010507 patent/WO2000064047A1/en active IP Right Grant
- 2000-04-19 EP EP00926121A patent/EP1090457B9/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-19 DE DE60025479T patent/DE60025479T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2000-04-19 CA CA002342155A patent/CA2342155C/en not_active Expired - Lifetime
-
2005
- 2005-06-01 JP JP2005161547A patent/JP2005295597A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006524474A (ja) * | 2003-04-22 | 2006-10-26 | レイセオン・カンパニー | 無線周波リミッタ回路 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE60025479D1 (de) | 2006-04-06 |
JP2005295597A (ja) | 2005-10-20 |
JP4001719B2 (ja) | 2007-10-31 |
CA2342155C (en) | 2005-03-22 |
US6369648B1 (en) | 2002-04-09 |
EP1090457B1 (en) | 2006-01-11 |
EP1090457B9 (en) | 2006-06-28 |
EP1090457A1 (en) | 2001-04-11 |
WO2000064047A1 (en) | 2000-10-26 |
DE60025479T2 (de) | 2006-09-28 |
CA2342155A1 (en) | 2000-10-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4001719B2 (ja) | 最適化するために入力駆動リミタを使用する線形進行波管増幅器 | |
US6639466B2 (en) | Amplifier bias adjustment circuit to maintain high-output third-order intermodulation distortion performance | |
US6043707A (en) | Method and apparatus for operating a radio-frequency power amplifier as a variable-class linear amplifier | |
US6809587B2 (en) | Active predistorting linearizer with agile bypass circuit for safe mode operation | |
US6512417B2 (en) | Linear amplifier arrangement | |
EP1042864B1 (en) | Method and apparatus for wideband predistortion linearization | |
CA2411450C (en) | Composite amplifier | |
US7092683B2 (en) | Transmission circuit | |
US20050242875A1 (en) | High efficiency linear amplifier employing dynamically controlled back off | |
EP1166435A1 (en) | Non-linear distortion generator | |
US7064613B2 (en) | Amplifier bias system and method | |
JP4319681B2 (ja) | リニアライザ | |
WO2004006428A1 (en) | Inline presistortion for both cso and ctb correction | |
JPH0637551A (ja) | 歪み補償回路 | |
GB2356756A (en) | An efficient low distortion amplifier using phase and amplitude detection at input and output to produce correction commands | |
GB2403086A (en) | A Cartesian loop amplifier in which the input signal level is reduced when distortion is detected | |
US6529072B2 (en) | Predistortion-based amplifier, transmitter and envelope detector | |
GB2060297A (en) | Modulating amplifiers | |
Woo et al. | A predistortion linearization system for high power amplifiers with low frequency envelope memory effects | |
JPH09232901A (ja) | 歪補償回路 | |
US8963608B1 (en) | Peak-to-peak average power ratio reduction and intermodulation distortion pre-suppression using open-loop signal processing | |
GB2396498A (en) | An amplifier arrangement linearised by predistortion and feedforward; adaptive bias for improved efficiency; thermal overload protection | |
JPH07336147A (ja) | 高周波出力増幅器 | |
JP4181828B2 (ja) | Pinダイオード減衰器駆動回路 | |
JP2001230635A (ja) | 電力モニタ機能付前置歪補償回路および適応制御型高周波増幅器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040224 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20040524 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20040607 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040820 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050201 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050601 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20050712 |
|
A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20060310 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20070815 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100824 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4001719 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110824 Year of fee payment: 4 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110824 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120824 Year of fee payment: 5 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120824 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130824 Year of fee payment: 6 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |