KR100833832B1 - 디지털 위상 제어기술을 이용한 병렬 증폭기 아키텍처 - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 고주파 무선 신호의 증폭에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 다중 증폭기 출력이 효율적으로 합성될 수 있도록 신호 위상과 진폭을 제어하는 방법에 관한 것이다.
종종, 무선 송신기 분야에서, 다중 증폭기는 병렬로 접속되어 단일 신호를 증폭하는데 이용된다. 다중 증폭기를 병렬로 접속하여 이용하는 송신기는 병렬 증폭기 송신기라 불리며, 병렬 증폭기의 아키텍처 또는 설계를 구현한다. 송신기에서 병렬 증폭기들의 출력들은 송신 중에 1 개 이상의 안테나에 의하여 합성된다.
이 병렬 증폭기 아키텍처는 보다 작고, 저렴한 증폭기를 이용할 수 있게 한다. 다중 증폭기 중에 1 개의 증폭기의 고장시, 병렬 증폭기 송신기는 완전한 서비스 중단을 겪지 않지만, 그 대신에 출력 전력의 감소만을 나타내게 될 것이다. 단일 증폭기 설계에서, 단일 증폭기의 고장은 전체 송신기에 대한 서비스 중단을 야기할 것이다. 이러한 이유로 인해서, 송신기에서 단일 증폭기는 하나의 고장 지점으로 간주할 수 있다.
그러나, 여러 병렬 증폭기 출력의 효율적인 합성은 사소한 일이 아니다. 일반적으로, 증폭기들은 크기와 위상 특성이 다르므로, 여러 증폭기에 입력되는 동일 신호가 각 증폭기에 미소하게 서로 다른 출력 신호로 된다. 병렬 증폭기들의 출력이 거의 동위상이지 않으면, 그들은 가장 강한 합성 출력 신호로 효율적으로 합성될 수 없을 것이다. 최악의 경우, 180 도의 위상차이가 발생하는 증폭기 출력들이 서로에 대해 파괴적으로 간섭하게 되어, 합성 출력 전력이 최소로 된다.
다중 증폭된 신호들을 합성하는 여러 장치들이 당업자에 알려져 있으며, 윌킨슨 합성기 (Wilkinson combiner) 등의 동위상 합성기들과 랑에 합성기 (Lange coupler) 등의 직교위상 합성기들을 포함한다. 윌킨슨 합성기는 2 개의 입력과 1 개의 출력을 갖고, 주로 출력은 입력 신호들의 합을 의미한다. 또한, 랑에 합성기는 2 개의 입력을 갖고, 이 중 하나는 합성 전에 90 도 회전된다. 또한, 랑에 합성기는 2 개의 입력 신호들 간의 위상차를 결정하는데 이용할 수 있는 위상차신호를 출력한다.
통상, 다중 병렬 증폭기를 이용하는 송신기에서는, 증폭기의 위상 특성이 서로 일부 아주 적은 범위내에 있을 것을 보증하기 위해서, 각 증폭기를 공장에서 튜닝하여야 한다. 이러한 공장 튜닝을 가능하게 하기 위해서, 증폭기는 당업계에 알려진 전위차계, 버랙터 (varactor) 와 같은 위상 트리밍 회로로 설계한다. 이러한 공장 튜닝 단계들은 적격의 공장 기술자들에 의하여 행해지므로, 시간 소모적이고 비싸다. 따라서, 이러한 공장 튜닝 단계들을 제거할 수 있게 하는 것이 바람직하다.
증폭기를 공장에서 튜닝한 후에도, 병렬 증폭기로부터의 신호를 합성하기 위해서는, 부가적 측정이 필요하다. 위상 특성은 각 증폭기가 노화되는 시간경과에 대해서 뿐만 아니라 각 개별 증폭기의 온도에 따라 변화한다. 이러한 증폭기의 위상 변화를 완화시키기 위해, 병렬 증폭기들의 실시간 위상 튜닝을 행하는 방법들이 개발되었다.
병렬 증폭기들의 실시간 위상 튜닝을 가능하게 하기 위해서는, 증폭기들의 일부 서브세트에 출력 위상을 변경하기 위한 수단이 포함되어야 한다. 통상, 이는 신호원과 증폭기 입력 사이에 전압 제어 위상 시프터 (phase shifter) 를 삽입함으로써 행한다. 이 위상 시프터를 제어하는데 이용되는 아날로그 제어 전압은 합성기에 제공되는 신호들을 측정함으로써 얻어진다. 랑에 합성기를 이용하는 설계에서, 제어 루프에서 위상 시프터의 제어 전압을 조절하는데 랑에 합성기의 위상차신호를 이용할 수 있다.
이러한 위상 증폭기들을 정렬시키는 방법은 여전히 문제가 된다. 버랙터를 이용하는 유형 등의 위상 시프터는 비선형 응답을 갖고 있어 위상 시프트된 출력에 신호 왜곡을 야기한다. 이러한 왜곡은 고주파 신호를 송신하는데 부적절할 수 있다. 만약 전송 신호가 고주파이면, 파괴적 간섭을 회피하기 위해 초정밀 위상 조절이 필요하다. 위상 시프터의 해상도는 고주파 병렬 증폭기에서 이용하기에 충분히 정밀하지 않을 수 있다. 더욱이, 위상 시프터에서 제어 전압을 생성하는데 이용되는 회로는 시간과 온도에 대하여 쉽게 변동한다. 시간과 온도 변동을 고려하면, 위상 시프터의 제어 전압을 제공하는 제어 루프 회로의 설계가 더 복잡하게 된다.
더욱이, 위상 시프터 제어 루프의 적합한 기능을 할 수 있기에 충분한 위상 출력을 얻기 위해서라도, 여전히 공장에서 증폭기 튜닝을 행할 필요가 있다. 증폭기의 아키텍처에서 정밀 구성 요소를 사용함으로써 공장 튜닝의 필요성을 제거할 수 있으나, 이러한 구성 요소의 사용은 증폭기에 재료비를 가중시킨다.
동위상 합성기를 이용하는 기존의 설계에서는, 합성기 입력들 간의 위상차를 측정하기 위해, 위상 검출기 회로를 추가한다. 위상 검출기 회로는 전압 제어 위상 시프터에 아날로그 제어 전압을 제공하는 제어 루프 회로에 제공되는 위상차 신호 전압을 생성한다. 이 위상 검출기 회로의 임의의 보정 결여 또는 위상 검출기 이외에서 발생하는 위상 왜곡은 병렬 증폭기들의 합성 출력을 손상시킨다. 위상 검출기, 위상 시프터 및 제어 루프 회로는 아날로그이므로, 온도와 시간경과에 따라 특성이 변동하기 쉽다.
2 개 이상의 증폭기를 이용하는 병렬 증폭기 아키텍처에서는, 다중 합성기를 캐스케이드 (cascade) 시켜 최종 합성 출력 신호를 형성한다. 그러나, 이러한 합성기 캐스케이드의 각 층에서, 부가적 위상 변동을 초래되어 개별 증폭기 출력의 위상 측정 효율성을 손상시킨다.
병렬 증폭기 아키텍처에서는 다중 병렬 증폭기들의 출력을 효율적으로 합성하는 아키텍처가 바람직하다. 또한, 이러한 설계는 고가의 고정밀한 구성 요소를 요구하지 않으며 공장 튜닝이 불필요한 것이 바람직하다. 또한, 이러한 설계는 온도와 시간경과에 따른 회로 동작의 변동이 없는 것이 바람직하다.
발명의 개요
본 발명은 상술한 문제점들을 신호가 발생함에 따라서 그 신호원의 위상을 조절하는 디지털 기술을 이용하여 해결한다. 예시적인 실시예에서는, 직접형 디지털 신디사이저 (direct digital synthesizer) 를 이용하여 초정밀 위상 해상도를 갖는 위상 제어 상향변환기 (upconverter) 혼합 신호를 생성한다. 다른 실시예에서는 디지털 신호 처리 기술을 이용하여 디지털 영역에서 신호의 선형 필터링을 행하고, 그룹 지연 (group delay) 을 신중하게 제어하여 증폭기입력 신호들의 정확한 위상 시프트을 생성한다. 각 증폭기에 제공되는 입력 신호의 위상을 제어 모듈에 의해서 실시간으로 조절하되, 합성기 또는 합성기 네트워크의 출력에서 측정되는 전력이 최대가 되도록 증폭기 입력 신호를 조절한다.
각 증폭기의 입력 신호 위상을 최적화하는데 전력 측정을 이용하기 때문에, 본 발명은 윌킨슨 합성기 등의 동위상 합성기 또는 랑에 합성기 등의 직교위상 합성기, 또는 적당한 다른 유형의 합성기를 사용할 수도 있다.
또한, 각 병렬 증폭기의 출력 진폭을 실시간으로 측정하여 밸런싱한다 (balance). 증폭기의 평균 MTBF 를 연장함과 아울러, 유사한 성능 사양을 갖는 병렬 증폭기의 출력을 밸런싱함으로써, 이들 중 어느 하나라도 과도구동시킬 가능성을 감소시킨다.
본 발명은 병렬 증폭기의 입력으로 이용되는 전송 신호를 디지털 조작할 수 있는 임의의 시스템에서도 이용할 수 있다.
도면의 간단한 설명
이하, 본 발명의 특징들, 목적들, 이점들을, 도면을 참조하여 상세하게 설명하며, 도면중 유사 부분을 유사 도면 부호로 나타낸다.
도 1a 는 본 발명의 일실시예에 따른 신호의 디지털 대 아날로그 변환 이전에 위상 제어를 적용하는 위상 증폭기 아키텍처의 블록도이다.
도 1b 는 본 발명의 일실시예에 따른 신호의 디지털 대 아날로그 변환 이후에 위상 제어를 적용하는 위상 증폭기 아키텍처의 블록도이다.
도 2 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 2 단계 상향변환기의 블록도이다.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 병렬증폭 송신시에 모든 증폭기들의 입력을 최적화하는 방법의 상위 레벨 흐름도이다.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따라서 단일 증폭기 입력을 최적화하는 방법을 자세히 나타내는 흐름도이다.
바람직한 실시예들의 상세한 설명
도 1a 와 도 1b 는 본 발명의 개별 실시예들에 따라 구성된 병렬 송신기 아키텍처를 나타낸다. 양 아키텍처 간의 차이는 디지털 신호 또는 아날로그 신호 (디지털 대 아날로그 변환 이전 또는 이후) 에 대해 위상 제어를 수행하는 지의 여부이다. 이 송신기 아키텍처는 다중 병렬 고전력 증폭기들 (HPA; 112) 로 도시되어 있다. 비록 3 개의 병렬 HPA 신호경로를 나타내었지만, 이 아키텍처는 1 개 이상의 어떠한 개수의 병렬 증폭기를 갖는 송신기에서도 동일하게 유용하다.
도 1a 에 나타낸 실시예에서, 각 신호는, 직접형 디지털 신디사이저 (DDS) 로 구현된 위상 제어 디지털 발진기 (104) 에 의하여 발생되는 혼합 신호를 이용하여, 디지털 혼합기 (102) 에서 중간 주파수 (IF) 로 상향변환된다. 그 후, 그 결과로 생성된 IF 신호는 디지털 이득 블록 (106) 으로 송신되며, IF 신호의 이득이 제어되어 디지털 대 아날로그 변환기 (DAC; 108) 에 제공된다. DAC (108) 는 아날로그 출력을 출력한 후 아날로그 상향변환기 (110) 에 제공한다. 아날로그 상향변환기 (110) 는 그 아날로그 IF 신호를 상향변환시키고, 그 라디오 주파수 (RF) 신호를 발생하여 고전력 증폭기 (HPA; 112) 에 제공한다.
HPA (112) 의 출력은 합성기 모듈 (120) 에 제공되어, 모든 증폭된 신호가 합성되어 안테나 (122) 에 제공되는 최종 신호가 형성된다. 당업자는, 합성기 모듈 (120) 로서 윌킨슨 합성기 등의 동위상 합성기, 랑에 합성기 등의 직교위상 합성기, 또는 본 발명으로부터 일탈하지 않는 다른 신호합성 기술들을 이용할 수 있음을 알 수 있다. 또한, 본 발명으로부터 일탈함이 없이, 합성기 모듈 (120) 과 안테나 (122) 사이에 부가적 처리 모듈을 추가할 수도 있다.
제어 모듈 (116) 은 각각의 고전력 증폭기 (HPA; 112) 의 출력에 접속되는 전력미터 (power meter; 114) 와 합성기 모듈 (120) 의 출력에 접속되는 전력미터 (118) 로부터 신호 전력 측정 정보를 수신한다. 제어 모듈 (116) 은 전력미터들의 합성으로부터의 전력 측정 정보를 이용하여 DDS (104) 용의 디지털 위상 제어 신호와 디지털 이득 블록 (106) 용의 디지털 이득 제어 신호들을 발생한다. 제어 모듈 (116) 은, 전력미터 (114) 에서 측정되는 전력치들의 합에 대하여 전력미터 (118) 에서 측정되는 전력의 비율을 최대가 되도록 DDS (104) 에 송신되는 제어 신호들을 변경한다. 또한, 제어 모듈 (116) 은, 전력미터 (114) 에서 측정한 전력치들이 서로 거의 동일하게 디지털 이득 블록 (106) 으로 송신되는 제어 신호들을 변경한다. 랑에 합성기를 이용한 실시예에서는, 위상 제어 신호들을 생성하는데 이용하기 위해서 랑에 합성기의 위상차출력들을 제어 모듈 (116) 에 제공한다.
도 1a 에 나타낸 실시예에서, 디지털 혼합기 (102a), 디지털 발진기 (104a), 디지털 이득 블록 (106a), DAC (108a), 아날로그 상향변환기 (110a), HPA (112a), 및 전력미터 (114a) 를 포함하는 구성요소들의 세트는 신호 송신 서브시스템 (126; signal transmission subsystem) 을 형성한다. 본 발명을 벗어나지 않으면서, 병렬 증폭기 송신기에 어떠한 개수의 신호 송신 시스템을 이용할 수 있다.
다른 실시예에서, 디지털 이득 블록 (106) 은, 각 HPA (112) 의 주파수특성의 기지의 불규칙성을 보상하기 위해, 스펙트럼 성형 (spectrum shaping), 이퀄라이제이션 (equalization), 또는 신호의 선강조 (preemphasis) 를 행하는, 디지털 신호 처리를 이용한다. 이러한 처리는, 그들의 다양한 입력 신호 주파수 성분들에 서로 다른 이득량을 적용함으로써, 각 HPA (112) 의 출력에서 전력 스펙트럼 밀도를 보다 효율적으로 한다.
또다른 실시예에서, 디지털 이득 블록 (106) 은 주파수/위상 응답의 선형 기울기를 변경시켜 균일한 그룹 지연 또는 위상 시프트을 생성하는 선형 디지털 필터들을 포함한다. 이러한 디지털 신호 처리 기술을 이용함으로써, 디지털 이득 블록 (106) 은, DDS (104) 에서 위상 제어를 제거하면서, HPA (112) 입력 신호의 위상 제어와 이득 제어 양자를 모두 행할 수도 있다.
디지털 이득 블록 (106) 은 필드 프로그램가능한 게이트 어레이 (FPGA), 프로그램가능한 로직 장치 (PLD), 디지털 신호 처리기 (DSP), 주문형 집적 회로 (ASIC), 또는 제어 모듈 (116) 등의 제어기로부터의 신호에 응답하여 요구되는 신호처리를 행할 수 있는 다른 장치를 이용하여 구현할 수도 있다. 당업자는, 이것이, 디지털 이득 블록들 (106) 중의 한 블록 내에 제어 모듈 (116) 을 구현하는 것을 배제하지는 않음을 알 수 있다. 또한, 본 발명으로부터 일탈함이 없이, 당업자는 디지털 이득 블록 (106) 을 혼합기 (102) 앞에, 또는 위상 제어 발진기 (104) 와 혼합기 (102) 사이에 배치하거나, 위상 제어 발진기 (104) 내에 내장할 수 있음을 알 수 있다.
도 1b 는 본 발명의 선택적인 실시예에 따라 구성된 송신기 아키텍처를 나타낸다. 이 선택적인 실시예에서는, 병렬 증폭기의 입력 신호를 아날로그 혼합기 (152) 의 상향변환 이전에 디지털 대 아날로그 변환기 (150) 에 의하여 디지털로부터 아날로그로 변환한다. 직접형 디지털 신디사이저들 (DDS) 로서 구현한 것으로 나타낸 위상 제어 디지털 발진기 (104) 에 의하여 아날로그 혼합기들 (152) 용의 혼합 신호들이 발생되어, 혼합전에 디지털 대 아날로그 변환기들 (DAC; 156) 에 의해 아날로그 신호들로 변환된다. 또한, DAC 에 접속되는 DDS 의 조합은 "아날로그 DDS" 라고 할 수 있다. 각 아날로그 혼합기 (152) 의 출력은 선택적인 아날로그 이득 블록들 (158) 에 각각 제공되어, HPA (112) 에서 신호가 증폭되기 전에, 상향변환된 신호의 이득이 변경된다. 이 위상 제어 디지털 발진기들 (104) 과 아날로그 이득 블록들 (158) 양자는 모두 제어 모듈 (116) 에 접속되어, 그 제어 모듈 (116) 로부터 이득 및 위상 제어 신호를 수신한다.
DDS (104) 에 의해 각각 제공되는 위상 시프트의 정도와 아날로그 이득 블록 (158) 에 각각 도입되는 이득 변화의 정도는 제어 모듈에 의해 제어된다. 이 실시예에서, 제어 모듈 (116) 은, 전력미터 (114) 에서 측정되는 전력치들의 합에 대한 전력미터 (118) 에서 측정되는 전력의 비율이 최대가 되도록, DDS (152) 에 송신되는 디지털 위상 제어 신호를 변경한다. 또한, 제어 모듈 (116) 은, 전력미터 (114) 에서 측정된 전력치들이 서로 대략 동일하게 되도록 아날로그 이득 블록들 (158) 에 송신되는 제어 신호를 변경한다. 제어 모듈 (116) 에 의하여 아날로그 이득 블록들 (158) 로 송신되는 제어 신호들은 아날로그 이득 블록 구현에 따라 필요한 디지털 신호 또는 아날로그 신호 일 수 있으며, 그들 다수는 당업계에 널리 알려져 있다.
도 1b 에 나타낸 다른 실시예에서, 아날로그 혼합기 (152a), 디지털 발진기 (104a), DAC (158a), 아날로그 이득 블록 (158a), HPA (112a), 및 전력미터 (114a) 를 포함하는 구성요소들의 세트는 신호 송신 서브시스템 (126) 을 형성한다. 도 1a 에 나타낸 실시예와 같이, 본 발명으로부터 일탈함이 없이, 병렬 증폭기 송신기에서 임의의 개수의 유사한 신호 송신 서브시스템들이 이용될 수 있다.
설명된 모든 실시예들에서, 본 발명으로부터 일탈함이 없이, 전력미터 (114, 118) 는, 다이오드 검출기와 로그 함수적 증폭기 등의 다양한 기지의 전력 측정 장치들 중의 어느 하나일 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에서, 제어 모듈 (116) 은 동적, 비휘발성, 또는 배터리가 지원되는 랜덤 액세스 메모리와 같은 메모리 장치에 액세스한다. 이 실시예에서, 제조시 이 메모리 장치에 초기 위상과 이득치를 저장하고, 현장에서 동작시 갱신할 수 있다. 이 초기 위상과 이득치들은 적합한 시점에서 최적화를 촉진시키기 위해 구성하고 검색한다. 예를 들면, 병렬 증폭기 송신기의 전력이 상승할 때, 메모리로부터 검색한 값들로 위상 제어 발진기와 이득 블록들을 초기화하고, 이 초기화 값들로부터 최적화를 진행한다. 차후의 메모리에서 이 매개변수들이 안정화될 경우, 그 변수에 대한 새로운 값을 갱신할 수 있다.
다른 실시예에서, 증폭기 (112) 와 선택적인 합성기 (120) 는 써미스터 열전쌍 (thermistors thermocouple), 또는 디지털 온도계와 같은 온도 측정 장치를 내장하여 설계한다. 이러한 일실시예에서는, 증폭기와 합성기의 특정 온도값에 대응하는 초기 매개변수 테이블을 메모리에 저장하고, 후에 메모리로부터 검색한다. 각 증폭기 (112) 온도가 변함에 따라, 이 매개변수들을 이용하여 각각의 디지털 이득 블록 (106) 의 스펙트럼 성형 특성을 변경한다. 온도에 대한 위상과 이득의 설정표는 메모리 장치에 갱신하여 시간에 대한 증폭기 특성 변화를 보상한다.
위상차 출력 신호를 제공하는, 랑에 합성기와 같은 직교위상 합성기들을 포함하는 합성기 (120) 의 일실시예에서는, 각 증폭기 (112) 의 입력 신호 위상을 최적화하는데 이용하기 위해서, 위상차 출력 신호들을 신호 경로 (124) 를 통하여 제어 모듈 (116) 로 제공할 수 있다. 합성기 (120) 는 듀얼 입력 랑에 합성기의 캐스케이드로서, 각각의 랑에 합성기에 서로 90 도 차이인 2 개의 입력 신호가 제공되도록 병렬 증폭기 (112) 로부터의 신호 위상을 조절한다.
도 2 는 본 발명의 다른 실시예에 따른 상향변환기의 아키텍처를 나타낸다. 송신기 시스템에서 상향변환기 장치를 설계할 때, 종종, 이러한 설계에 대한 주파수 계획에 의해서 다중 스테이지 상향변환이 필요하다.
상향변환기 (110) 내에 DDS 를 이용하여 위상 제어 혼합 신호들을 발생시키는 실시예에서는, 제어 모듈 (116) 로부터의 위상 제어 신호를 DDS (104) 대신 상향변환기 (110) 로 송신한다. 또다른 실시예에서는, DDS (104) 와 혼합기 (102) 를 전부 생략하고, 상향변환기 (110) 에 의해 기저 대역 신호의 상향변환을 전적으로 행한다.
도 2 에 나타낸 다단계 상향변환기를 이용하는 병렬 증폭기 송신기에서는, 국부 발진기 (LO; 204) 에 의해 아날로그 혼합기 (202) 에 중간 주파수 (IF) 혼합 신호를 제공한다. 라디오 주파수 (RF) 혼합 신호는 국부 발진기 (210) 에 의해 아날로그 혼합기 (208) 에 제공한다. 대역외 주파수 성분들은 중심 주파수가 국부 발진기 (204) 의 주파수와 동일한 대역 통과 필터 (206) 에 의하여 제거된다. 국부 발진기 (204, 210) 중 하나 또는 양자 모두는 제어 모듈 (116) 에 의하여 제어되는 위상 제어 아날로그 DDS 로서 구현할 수 있다. 상향변환기 (110) 에서 위상 제어를 할 수 있으므로, 디지털 발진기 (104) 의 위상을 제어하는 것이 불필요하다.
주파수, 위상 변동 해상도, DDS의 복잡성 간의 절충 (tradeoff) 이 송신기 설계시 시스템에 의해 요청되는 주파수 계획과 위상 해상도에 따라, 적절하게 고려될 수 있다. 중간 주파수 DDS (104) 에서 위상 제어를 구현하는 경우, 혼합기 (102) 에서 도입되는 임의의 위상 조절이 상향변환기 (110) 에 의하여 확대된다. 따라서, 위상 제어 DDS (104) 는, 초정밀 위상 해상도를 가져야 하므로, DDS (104) 는 대량의 메모리를 요구하게 된다. 비록 RF 국부 발진기 (208) 와 같은 고주파에서는 낮은 위상 해상도가 필요하더라도, 일반적으로, 병렬 증폭기 신호 경로들에서의 차이를 보상하는데 광범위한 위상 오프셋이 필요하다.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따라서 병렬 증폭기 입력을 최적화하는 방법을 나타내는 상위레벨 흐름도이다. 방법의 개시 (301) 는 송신기의 전력상승시 또는 그 후, 적합한 임의 시점에서 발생할 수 있다. 단계 302 에서, 병렬 증폭기 송신기의 증폭기 1 내지 n 에 대하여 입력 신호의 위상, 이득, 또는 양자 모두를 조절한다.
우선, 단계 302A 에서, 합성의 효율이 최대가 되도록 제 1 번의 증폭기에 대한 입력 신호는 조절된다. 그 후, 단계 302B 에서 조절되어 합성 효율이 최대가 되도록 제 2 번의 증폭기에 대한 입력 신호를 조절한다. 이 방법을 n 개의 병렬 증폭기들의 각각에 대하여 계속한다. 단계 302N 에서, 제 n 번 증폭기에 대한 입력 신호를 최적화한 후, 단계 302A 에서 제 1 증폭기의 최적화를 다시 개시하여 이 방법은 필요한 만큼 반복한다.
입력을 조절할 1 개의 증폭기를 임시 선택하면, n-1 개의 증폭기는 입력위상과 이득이 일정하게 유지된다. 이 n-1 개의 증폭기 출력은, 합성시 단일 진폭과 위상을 갖는 합신호를 형성한다. 이러한 1 개의 증폭기를 최적화하는 단계는 1 개 증폭기의 위상을 n-1 개의 다른 증폭기들의 합신호의 위상과 정렬시키는 것이다. 모든 n 개의 증폭기에 대한 단계 302A 내지 단계 302N 를 행할 때, 이용되는 전력미터의 해상도에 의해 제한될 때까지, 합성기의 증폭기 출력의 정렬이 향상된다. 단계 302A 내지 단계 302N 는 시간 경과와 온도에 대한 송신기의 변동을 보상하기에 필요한 만큼 연속적으로 수행된다.
당업자는, 본 발명으로부터 일탈함이 없이, 이 방법에 대한 다수의 변형예를 구현할 수 있다. 예를 들면, 단계 302A 내지 단계 302N 의 순서는 루프 통과시 무작위로 조절되거나, 이전 통과시에 행한 조절 크기에 기초할 수 있다.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 단일 증폭기 (302) 의 입력을 최적화하는 방법을 보다 상세하게 나타낸 흐름도이다. 단일 증폭기의 입력 신호를 최적화하는 방법은 단계 401 에서 개시하며, 신호가 모든 다른 증폭기신호들의 합과 정렬한 후에, 다음 증폭기 (420) 로 진행된다.
단일 증폭기에 대한 입력 신호를 최적화하는 제 1 단계는 합성기 (402) 에 의한 전력 출력뿐만 아니라 각각의 병렬 증폭기에 의한 전력출력을 측정하여 개시된다.
이 전력레벨들을 베이스라인으로서 기록한 후, 선택된 증폭기의 입력 신호 위상을 소정의 양의 위상값 (404) 에 의해 오프셋한다.
측정 단계 406A 는, 단계 402 에서의 전력 측정의 모든 또는 선택된 서브세트를 반복할 수 있다. 다른 실시예에서는, 개별 증폭기 출력의 이전 전력레벨은 상당히 안정적인 것으로 간주하고, 단계 406A 에서 행한 전력 측정의 서브세트는 합성기에 의한 전력 출력을 측정하는 것을 포함한다. 또 다른 실시예에서는, 이 서브세트는 입력을 조절할 증폭기의 출력과 합성기 전력 출력을 측정하는 것을 포함한다.
위상조절 (404) 을 완료한 후, 결과적인 전력 레벨을 조절 또는 측정하고, 단계 408A 에서 합성 효율을 평가한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 합성 효율은 식 (1) 에 따라 평가된다. 본 발명으로부터 일탈함이 없이, 합성 효율의 평가시 (408A), 다른 식들을 이용할 수도 있다. 전력미터 (114) 에서 측정한 전력치들을 함께 가산하여 입력 전력의 합을 형성한다. 그 후, 그 입력 전력 합으로, 전력미터 (118) 에 의해 합성기 (120) 의 출력에서 측정한 전력을 나누어 합성 효율을 산출한다. 합성기의 입력 전력에 의해 출력 전력을 나눔으로써, 합성 효율 측정치를 증폭할 신호 파형의 변화에 덜 민감하게 한다.
결정 단계 408A 에서, 위상 조절 단계 404 에서 발생하는 합성 효율의 변화를 평가한다. 합성 효율이 상승하면, 단계 404, 406A, 408A 를 반복하고, 신호의 위상 증가가 합성 효율에서 더 이상 측정 불가능할 때까지 반복한다. 위상 조절 단계 404 중의 하나에서 합성 효율의 감소가 발생하면, 단계 410 에서 가장 최근의 위상 조절을 취소 (반전) 한다. 단계 410 은 가장 최근의 그 위상조절 이전의 상태로 입력 신호위상을 복구한다.
단계 414 에서, 신호위상의 감소가 필요한 지를 확인하기 위해 신호위상의 증가효과를 평가한다. 만약 단계 404 내지 단계 410 에서 지속적인 위상증가로 이루어지면, 위상감소 (단계 412 내지 단계 418) 의 시도단계를 생략한다. 즉, 1 개 이상의 위상 증가가 이루어졌거나, 단계 404, 406, 408에서 단계 410 에 의해 행해지지 않는 위상증가로 되면, 입력 신호의 위상감소가 합성효율을 감소시킬 것인 지의 여부를 평가하는 것이 불필요하다. 이 경우, 본 발명의 방법은 단계 414 에서 단계 420 으로 진행한다.
그러나, 여전히 위상감소가 합성효율을 감소시키는 지의 여부가 의심스러우면, 단계 404에서 선택된 증폭기의 입력 신호위상을 소정 음의 위상값만큼 오프셋시킨다.
측정단계 406A 와 동일한 이유로 인하여, 측정단계 406B 는 단계 402 의 전력 측정의 모든 또는 선택된 서브세트의 반복일 수 있다. 단계 408B 에서, 전단계 406A 에 의해 구한 전력 측정을 합성 효율의 변화를 평가하는데 베이스라인으로서 이용한다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 단계 408B 에서 합성효율의 평가를 식 (1) 에 따라 허용될 수 있다. 단계 408A 와 마찬가지로, 단계 408B 에서 본 발명으로부터 일탈함이 없이, 합성효율 (408B) 의 평가시 다른 식을 이용할 수도 있다.
결정단계 408B 에서, 위상조절단계 412 로부터 생기는 합성효율의 변화를 평가한다. 만약 이 합성효율이 증가하면, 단계 412, 406B, 408B 를 반복하고, 신호의 위상증가가 합성효율의 증가를 더 이상 측정할 수 없을 때까지 반복한다. 위상 평가단계 412 중의 하나가 합성효율을 감소시키는 경우, 단계 410 에서 가장 최근의 위상조절을 미실시 (반전) 한다. 단계 410 은 가장 최근의 그 위상조절이전에 상태로 입력 신호위상을 복구한다.
통상, 단계 418 이후, 단계 420 에서 선택된 증폭기의 입력 신호의 최적화 단계 302 를 완결하고, 최적화 단계는 다음 증폭기의 입력 신호에 대하여 진행한다.
또한, 본 발명의 실시예들에 의해 상술한 방법의 여러 변형예를 예상할 수 있다. 종종, 증폭기 입력의 최적화 동안 합성기 출력에서 측정한 일정한 출력 전력 레벨을 유지하는 것이 바람직하다. 본 발명의 바람직한 실시예에서는, 방법 302 는 각 위상 조절 단계 404, 412 후, 증폭기 출력을 밸런스시키는 것을 포함한다. 병렬 증폭기들 또는 그들 각각의 입력 신호는, 각각의 위상조절 후에, 합성기 출력에서 측정한 전력이 증폭기 입력 신호의 위상조절에 의해 거의 동일하게 유지되도록, 조절한다. 또한, 각각의 증폭기출력에서 측정한 전력레벨이 서로 거의 동일하도록 이득을 조절한다. 이러한 조절은 전력 측정단계 406 의 일부분으로서 행할 수 있다.
또다른 실시예에서는, 단계 404, 412 에서 이용되는 위상 증가를 최적화 이전에 확신 정도에 따라 변경한다. 예를 들면, 송신기가 최근 전력상승 하였거나, 병렬 증폭기의 온도가 안정하지 않으면, 나머지 증폭기들의 합신호의 어림 범위로 그 선택된 증폭기 위상을 대량의 증분을 시도하여 신속하게 이동시킬 수 있다. 단계 410 에 도달하도록 이러한 수개의 어림 조절을 이용하였으면, 보다 작은 위상증분을 이용하여 단계 404 까지 처리가 계속할 수 있다. 이와 유사하게, 만약 수개의 어림 조절을 단계 418 에 도달하기 직전에 행하였으면, 보다 작은 위상증분을 이용하여 단계 412 가 처리를 계속할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 제어 모듈 (116) 은 초기 매개변수들을 포함하는 메모리로 액세스한다. 이 실시예에서, 개시단계 410 는 초기위상과 이득 변수들의 복구를 포함하며, 단계 402 에서 전력레벨을 측정하기 전에 이 값들을 이용하여 송신기를 구성한다. 온도센서를 더 포함하고, 또한 초기 매개변수들을 온도에 따라 테이블에 저장하는 송신기에서, 단계 401 에서 이용하는 초기화 값들을 초기 온도측정에 따라 선택한다. 계속 단계 420 에서의 처리는 초기매개변수들을 필요에 따라 갱신하는 것을 포함한다.
이상, 바람직한 실시예의 설명은 당업자가 본 발명을 실시 또는 이용할 수 있도록 제공한 것이다. 당업자는 이 실시예들의 여러 변형예들을 쉽게 인식할 수 있으며, 여기서 정의한 고유원리는 창의력을 이용하지 않고 다른 실시예들에 적용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타낸 실시예들에 한정하려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들과 신규한 특징과 일치하는 최광위 범위를 응하려는 것이다.
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Claims (49)
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- a) 제 1 디지털 위상 제어 신호에 기초하여 제 1 위상을 갖는 제 1 위상 제어 증폭 신호를 생성하는 제 1 신호 송신 서브시스템;b) 각각이 부가적 위상 제어 증폭 신호를 생성하는 1 개 이상의 부가적 신호 송신 서브시스템;c) 상기 제 1 위상 제어 증폭 신호 및 상기 부가적 위상 제어 증폭 신호를 합성하여 합성된 증폭 신호를 생성하는 합성기 수단;d) 상기 합성기 수단에 동작가능하게 접속되어, 상기 합성된 증폭 신호의 전력을 측정하여 합성기 전력 측정치를 생성하는 합성기 전력 측정 수단; 및e) 상기 합성기 전력 측정 수단과 상기 신호 송신 서브시스템들 각각에 동작가능하게 접속되어, 상기 합성기 전력 측정 수단으로부터 상기 합성기 전력 측정치를 수신하고, 상기 신호 송신 서브시스템들 각각에 의해 생성된 상기 각각의 위상 제어 증폭 신호에 기초하는 서브시스템 전력 측정치를 수신하며, 상기 합성기 전력 측정치와 상기 서브시스템 전력 측정치에 기초하여 상기 제 1 디지털 위상 제어 신호를 조절하는 제어 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 병렬 증폭기 송신기.
- 신호를 상향변환 (upconverting) 및 증폭하는 장치로서,a) 복수 개의 증폭 신호를 합성하여 합성된 증폭 신호를 생성하는 합성기 수단;b) 상기 합성기 수단에 동작가능하게 접속되어, 상기 합성된 증폭 신호의 전력을 측정하여 합성기 전력 측정치를 생성하는 합성기 전력 측정 수단; 및c) 상기 합성기 수단에 동작가능하게 접속된 2 개 이상의 신호 송신 서브시스템을 포함하되,상기 각각의 신호 송신 서브시스템은,1) 신호와 위상 제어 디지털 혼합 신호를 디지털적으로 혼합하여 상향변환된 신호를 생성하는 디지털 혼합기;2) 상기 디지털 혼합기와 상기 합성기 수단에 동작가능하게 접속되어, 상기 상향변환된 신호를 증폭하고 상기 복수 개의 증폭 신호들 중 1 개의 증폭 신호를 생성하는 증폭기;3) 상기 증폭기에 동작가능하게 접속되어, 상기 1 개의 증폭 신호의 전력을 측정하여 서브시스템 전력 측정치를 생성하는 서브시스템 전력 측정 수단; 및4) 상기 디지털 혼합기에 동작가능하게 접속되어, 디지털 위상 제어 신호에 기초하는 위상을 갖는 상기 위상 제어 디지털 혼합 신호를 생성하는 생성 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 생성 수단은 직접형 디지털 신디사이저 (direct digital synthesizer) 인 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 합성기 수단은 윌킨슨 합성기 (Wilkinson combiner) 인 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 제 4 항에 있어서,상기 합성기 전력 측정 수단, 상기 각각의 서브시스템 전력 측정 수단 및 상기 각각의 생성 수단에 동작가능하게 접속되어, 상기 디지털 위상 제어 신호의 조절과 관련하여 측정된 상기 서브시스템 전력 측정치와 상기 합성기 전력 측정치에 기초하여 상기 각각의 디지털 위상 제어 신호를 생성하는 제어 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 합성의 효율은 상기 각각의 신호 송신 서브시스템의 상기 서브시스템 전력 측정치를 가산하여 생성된 합을 상기 합성기 전력 측정치로 제산 (dividing) 함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 제어 모듈에 동작가능하게 접속되어, 상기 각각의 신호 송신 서브시스템에 대하여 상기 디지털 위상 제어 신호의 위상 초기화 값들을 제공하는 메모리를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 합성기 수단은 랑에 합성기 (Lange coupler) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 제 10 항에 있어서,상기 랑에 합성기는 상기 제어 모듈에 동작가능하게 접속되어, 상기 제어 모듈에 신호 위상 정보를 제공하며,상기 각각의 신호 송신 서브시스템에 대한 상기 디지털 위상 제어 신호는 상기 신호 위상 정보에 기초하는 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 제 7 항에 있어서,상기 2 개 이상의 신호 송신 서브시스템 각각은, 상기 디지털 혼합기와 상기 증폭기 사이에 배치되고 상기 제어 모듈에 동작가능하게 접속되어, 상기 제어 모듈에 의하여 제공되는 이득 제어 신호에 기초하여 상기 상향변환된 신호에 이득을 인가하는 디지털 이득 모듈을 더 포함하고,상기 제어 모듈은 상기 2 개 이상의 신호 송신 서브시스템의 서브시스템 전력 측정치들이 서로 동일하도록 상기 이득 제어 신호를 제어하는 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 제 12 항에 있어서,상기 제어 모듈은 상기 서브시스템 전력 측정치가 상기 2 개 이상의 신호 송신 서브시스템들 서로에 의해 생성된 서브시스템 전력 측정치와 동일하도록 상기 이득 제어 신호를 조절하는 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 제 12 항에 있어서,상기 디지털 이득 모듈은 상기 제어 모듈에 의해 제공되는 스펙트럼 성형 제어 신호 (spectrum shaping control signal) 에 기초하여 상기 상향변환된 신호의 스펙트럼 성형을 수행하는 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 제 14 항에 있어서,상기 2 개 이상의 신호 송신 서브시스템은, 상기 증폭기와 상기 제어 모듈에 동작가능하게 접속되어 상기 증폭기의 온도를 측정하여 상기 제어 모듈에 증폭기 온도 측정치를 제공하는 온도 측정 수단을 더 포함하고,상기 스펙트럼 성형 제어 신호는 상기 증폭기 온도 측정치에 기초하는 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 신호를 상향변환하고 증폭하는 장치로서,a) 복수 개의 증폭 신호를 합성하여 합성된 증폭 신호를 생성하는 합성기 수단;b) 상기 합성기 수단에 동작가능하게 접속되어, 상기 합성된 증폭 신호의 전력을 측정하여 합성기 전력 측정치를 생성하는 합성기 전력 측정 수단; 및c) 상기 합성기 수단에 동작가능하게 접속되는 2 개 이상의 신호 송신 서브시스템을 포함하되,상기 각각의 신호 송신 서브시스템은,1) 정보 신호와 위상 제어 아날로그 혼합 신호를 혼합하여 상향변환된 신호를 생성하는 아날로그 혼합기;2) 상기 아날로그 혼합기와 상기 합성기 수단에 동작가능하게 접속되어, 상기 상향변환된 신호를 증폭하고 상기 복수 개의 증폭 신호 중 1 개의 증폭 신호를 생성하는 증폭기;3) 상기 1 개의 증폭 신호의 전력을 측정하여 서브시스템 전력 측정치를 생성하는 서브시스템 전력 측정 수단;4) 상기 아날로그 혼합기에 동작가능하게 접속되어, 위상 제어 디지털 신호를 수신하고 상기 위상 제어 아날로그 혼합 신호를 생성하는 디지털 대 아날로그 변환기; 및5) 상기 디지털 대 아날로그 변환기에 동작가능하게 접속되어, 디지털 위상 제어 신호에 기초하는 위상을 갖는 상기 위상 제어 디지털 신호를 생성하는 생성 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 제 16 항에 있어서,상기 생성 수단은 직접형 디지털 신디사이저인 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 제 16 항에 있어서,상기 합성기 수단은 윌킨슨 합성기를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 제 16 항에 있어서,상기 합성기 전력 측정 수단, 상기 각각의 서브시스템 전력 측정 수단 및 상기 각각의 생성 수단에 동작가능하게 접속되어, 상기 디지털 위상 제어 신호의 조절과 관련하여 측정되는 상기 서브시스템 전력 측정치와 상기 합성기 전력 측정치에 기초하여 상기 각각의 디지털 위상 제어 신호를 생성하는 제어 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 제 19 항에 있어서,상기 합성기 수단은 랑에 합성기인 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 제 20 항에 있어서,상기 랑에 합성기는 상기 제어 모듈에 동작가능하게 접속되어, 신호 위상 정보를 상기 제어 모듈에 제공하며,상기 디지털 위상 제어 신호는 상기 신호 위상 정보에 기초하는 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 제 19 항에 있어서,상기 2 개 이상의 신호 송신 서브시스템 각각은, 상기 아날로그 혼합기와 상기 증폭기 사이에 배치되고 상기 제어 모듈에 동작가능하게 접속되어, 상기 제어 모듈에 의해 제공된 이득 제어 신호에 기초하여 상기 상향변환된 신호에 이득을 인가하는 아날로그 이득 모듈을 더 포함하고,상기 제어 모듈은 상기 2 개 이상의 신호 송신 서브시스템의 서브시스템 전력 측정치가 서로 동일하도록 상기 이득 제어 신호를 조절하는 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 신호를 상향변환하고 증폭하는 장치로서,a) 복수 개의 증폭 신호를 합성하여 합성된 증폭 신호를 생성하는 합성기 수단;b) 상기 합성기 수단에 동작가능하게 접속되어, 상기 합성된 증폭 신호의 전력을 측정하여 합성기 전력 측정치를 생성하는 합성기 전력 측정 수단; 및c) 상기 합성기 수단에 동작가능하게 접속된 2 개 이상의 신호 송신 서브시스템을 포함하되,상기 각각의 신호 송신 서브시스템은,1) 위상 제어 신호를 증폭하고 상기 복수 개의 증폭 신호들 중 1 개의 증폭 신호를 생성하는 증폭기;2) 상기 1 개의 증폭 신호의 전력을 측정하여 서브시스템 전력 측정치를 생성하는 서브시스템 전력 측정 수단; 및3) 상기 증폭기에 동작가능하게 접속되어, 디지털 위상 제어 신호에 기초하는 제어형 그룹 지연 (controlled group delay) 을 신호에 대해 수행하여 상기 위상 제어 신호를 생성하는 선형 디지털 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 제 23 항에 있어서,상기 합성기 수단은 윌킨슨 합성기를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 제 23 항에 있어서,상기 합성기 전력 측정 수단, 상기 각각의 서브시스템 전력 측정 수단 및 상기 각각의 선형 디지털 필터에 동작가능하게 접속되어, 상기 디지털 위상 제어 신호의 조절과 관련하여 측정된 상기 서브시스템 전력 측정치와 상기 합성기 전력 측정치에 기초하여 상기 각각의 디지털 위상 제어 신호를 생성하는 제어 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 제 25 항에 있어서,상기 합성기 수단은 랑에 합성기를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 제 26 항에 있어서,상기 랑에 합성기는 상기 제어 모듈에 동작가능하게 접속되어, 상기 제어 모듈에 신호 위상 정보를 제공하며,상기 디지털 위상 제어 신호는 상기 신호 위상 정보에 기초하는 것을 특징으로 하는 신호 상향변환 및 증폭 장치.
- 신호를 증폭하는 방법으로서,a) 2 개 이상의 증폭 신호를 생성하는 단계b) 상기 2 개 이상의 증폭 신호를 합성하여 합성된 증폭 신호를 생성하는 단계; 및c) 상기 합성된 증폭 신호의 전력을 측정하여 합성기 전력 측정치를 생성하는 단계를 포함하되,상기 증폭 신호들을 생성하는 단계 a)는,1) 신호와 디지털적으로 위상 제어된 혼합 신호를 혼합하여 상향변환된 신호를 생성하는 단계;2) 상기 상향변환된 신호를 증폭하여 상기 2 개 이상의 증폭 신호 중 1 개의 증폭 신호를 생성하는 단계;3) 상기 1 개의 증폭 신호의 전력을 측정하여 서브시스템 전력 측정치를 생성하는 단계;4) 디지털 위상 제어 신호에 따라서 상기 디지털적으로 위상 제어된 혼합 신호를 생성하는 단계;5) 합성의 효율 측정치에 기초하여 상기 디지털 위상 제어 신호를 조절하는 단계; 및6) 상기 2 개 이상의 증폭 신호 각각으로부터 생성된 상기 서브시스템 전력 측정치와 상기 합성기 전력 측정치에 기초하여 상기 합성의 효율 측정치를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
- 제 28 항에서,상기 합성의 효율 측정치를 생성하는 단계 6)는 상기 합성기 전력 측정치를 상기 서브시스템 전력 측정치의 합으로 제산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
- 제 28 항에 있어서,상기 혼합 단계 1) 는 아날로그 혼합 단계이며,상기 디지털적으로 위상 제어된 혼합 신호를 생성하는 단계 4)는,4.1) 직접형 디지털 신디사이저를 이용하여 상기 디지털 위상 제어 신호에 기초하는 위상을 갖는 디지털 혼합 신호를 생성하는 단계; 및4.2) 상기 디지털 혼합 신호의 디지털 대 아날로그 변환을 수행하여 상기 디지털적으로 위상 제어된 혼합 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
- 제 28 항에 있어서,상기 혼합 단계 1) 는 디지털 혼합 단계이고,상기 디지털적으로 위상 제어된 혼합 신호를 생성하는 단계 4)는 직접형 디지털 신디사이저를 이용하여 상기 디지털 위상 제어 신호에 기초하는 위상을 갖는 디지털 혼합 신호를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
- 제 28 항에 있어서,신호와 디지털적으로 위상 제어된 혼합 신호를 혼합하는 단계 1)는 상기 2 개 이상의 증폭 신호 각각으로부터 측정된 상기 서브시스템 전력 측정치에 기초하여 상기 신호에 이득을 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
- 신호를 증폭하는 방법으로서,a) 2 개 이상의 증폭 신호를 합성하여 합성된 증폭 신호를 생성하는 단계;b) 상기 합성된 증폭 신호의 전력을 측정하여 합성기 전력 측정치를 생성하는 단계; 및c) 상기 2 개 이상의 증폭 신호 각각을 생성하는 단계를 포함하고,상기 증폭 신호 각각을 생성하는 단계는,1) 신호를 선형 디지털 필터링하여 상기 신호의 위상 시프트와 동등한 그룹 지연을 생성함으로 위상 제어 신호를 생성하는 단계로서, 상기 필터링은 상기 위상 시프트의 크기가 디지털 위상 제어 신호에 기초하도록 조절되는 단계;2) 합성의 효율 측정치에 기초하여 상기 디지털 위상 제어 신호를 조절하는 단계; 및3) 상기 2 개 이상의 증폭 신호 각각으로부터 생성된 서브시스템 전력 측정치 및 상기 합성기 전력 측정치에 기초하여 상기 합성의 효율 측정치를 생성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
- 신호를 증폭하는 방법으로서,a) 제 1 디지털 위상 제어 신호를 생성하는 단계;b) 제 1 위상 제어 발진기를 이용하여 상기 제 1 디지털 위상 제어 신호에 기초하는 제 1 위상 제어 혼합 신호를 생성하는 단계;c) 상기 제 1 위상 제어 혼합 신호와 제 1 입력 신호를 혼합하여 제 1 상향 변환 신호를 생성하는 단계;d) 상기 제 1 상향변환 신호를 증폭하여 제 1 증폭 신호를 생성하는 단계;e) 상기 제 1 증폭 신호의 전력을 측정하여 제 1 전력 측정 신호를 생성하는 단계;f) 제 2 상향변환 신호를 생성하는 단계;g) 상기 제 2 상향변환 신호를 증폭하여 제 2 증폭 신호를 생성하는 단계;h) 상기 제 2 증폭 신호의 전력을 측정하여 제 2 전력 측정 신호를 생성하는 단계;i) 상기 제 1 증폭 신호와 상기 제 2 증폭 신호를 합성하여 합성 증폭 신호를 생성하는 단계;j) 상기 합성 증폭 신호의 전력을 측정하여 합성 전력 측정 신호를 생성하는 단계;k) 상기 제 1 전력 측정 신호, 상기 제 2 전력 측정 신호 및 상기 합성 전력 측정 신호에 기초하여 제 1 전력 합성 효율 신호를 생성하는 단계;l) 상기 제 1 디지털 위상 제어 신호에 오프셋을 부가하여 상기 제 1 위상 제어 혼합 신호의 수정을 수행하는 단계;m) 제 2 전력 합성 효율 신호를 생성하는 단계; 및n) 상기 제 1 전력 합성 효율 신호보다 상기 제 2 전력 합성 효율 신호가 작을 경우, 상기 제 1 디지털 위상 제어 신호로부터 상기 오프셋을 감산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
- 제 34 항에 있어서,상기 제 1 전력 합성 효율 신호는 상기 제 1 전력 측정 신호와 상기 제 2 전력 측정 신호의 합으로 상기 합성 전력 측정 신호를 제산함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
- 제 34 항에 있어서,상기 m) 단계는,m.1) 수정 측정 신호 세트를 생성하는 하위단계; 및m.2) 상기 수정 측정 신호 세트에 기초하여 상기 제 2 전력 합성 효율 신호를 생성하는 하위단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
- 제 36 항에 있어서,상기 수정 신호 세트는 상기 합성 증폭 신호의 전력을 측정하여 생성된 수정 합성 전력 측정 신호 (a modified combined power measurement signal) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
- 제 37 항에 있어서,상기 제 2 전력 합성 효율 신호는 상기 수정 합성 전력 측정 신호를 상기 제 1 전력 측정 신호와 상기 제 2 전력 측정 신호의 합으로 제산함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
- 제 37 항에 있어서,상기 수정 신호 세트는 상기 제 1 증폭 신호의 전력을 측정하여 생성되는 제 1 수정 전력 측정 신호를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
- 제 39 항에 있어서,상기 수정 신호 세트는 상기 제 2 증폭 신호의 전력을 측정하여 생성되는 제 2 수정 전력 측정 신호를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
- 제 40 항에 있어서,상기 제 2 전력 합성 효율 신호는,상기 수정 합성 전력 측정 신호를 상기 제 1 수정 전력 측정 신호와 상기 제 2 수정 전력 측정 신호의 합으로 제산함으로써 생성되는 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
- 제 34 항에 있어서,상기 제 1 입력 신호와 상기 제 1 위상 제어 혼합 신호는 디지털 신호이고,상기 제 1 위상 제어 신호를 혼합하는 단계 c)는,c.1) 상기 제 1 입력 신호를 상기 제 1 위상 제어 혼합 신호로 승산함으로써 제 1 디지털 혼합을 수행하여 제 1 디지털 상향변환 신호를 생성하는 단계; 및c.2) 상기 생성된 제 1 디지털 상향변환 신호에 대해 제 1 디지털 대 아날로그 변환을 수행하여 상기 제 1 상향변환 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
- 제 42 항에 있어서,상기 제 2 상향변환 신호를 생성하는 단계 f)는f.1) 직접형 디지털 신디사이저를 이용하여 제 2 디지털 혼합 신호를 생성하는 단계;f.2) 제 2 디지털 입력 신호를 상기 제 2 디지털 혼합 신호로 승산함으로써 제 2 디지털 혼합을 수행하여 제 2 디지털 상향변환 신호를 생성하는 단계; 및f.3) 상기 제 2 디지털 상향변환 신호에 대해 제 2 디지털 대 아날로그 변환을 수행하여 상기 제 2 상향변환 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
- 제 43 항에 있어서,상기 제 1 디지털 대 아날로그 변환을 수행하기 이전에, 상기 제 1 디지털 상향변환 신호에 제 1 디지털 이득을 인가하는 단계; 및상기 제 2 디지털 대 아날로그 변환을 수행하기 이전에, 상기 제 2 디지털 상향변환 신호에 제 2 디지털 이득을 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
- 제 44 항에 있어서,상기 제 1 전력 측정 신호, 상기 제 2 전력 측정 신호 및 상기 합성 전력 측정 신호에 기초하여 상기 제 1 디지털 이득과 상기 제 2 디지털 이득을 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
- 제 34 항에 있어서,상기 제 1 입력 신호와 상기 제 1 위상 제어 혼합 신호는 아날로그 신호이고,상기 제 1 위상 제어 신호를 혼합하는 단계는 아날로그 혼합 단계인 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
- 제 46 항에 있어서,상기 제 2 상향 변환 신호를 생성하는 단계 f)는,f.1) 직접형 디지털 신디사이저를 이용하여 제 2 아날로그 혼합 신호를 생성하는 단계; 및f.2) 제 2 아날로그 입력 신호를 상기 제 2 아날로그 혼합 신호로 승산함으로써 제 2 아날로그 혼합을 수행하여 제 2 아날로그 상향변환 신호를 생성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
- 제 47 항에 있어서,상기 제 1 상향변환 신호를 증폭하는 단계 이전에, 상기 제 1 상향변환 신호에 제 1 아날로그 이득을 인가하는 단계 ; 및상기 제 2 상향변환 신호를 증폭하는 단계 이전에, 상기 제 2 상향변환 신호에 제 2 아날로그 이득을 인가하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
- 제 48 항에 있어서,상기 제 1 전력 측정 신호가 상기 제 2 전력 측정 신호와 동일하게 되도록 상기 제 1 아날로그 이득을 조절하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 신호 증폭 방법.
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