KR19990053846A - 고전력 증폭기의 이중화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소정 갯수의 내부 증폭단을 이용하여 HPA 기능을 구현하고 이중화함으로써 전체 시스템의 출력 레벨을 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라 전체 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 HPA의 이중화 장치에 관한 것으로, 일정 레벨을 증폭하는 소정 갯수의 내부 증폭단이 독립적이면서 병렬적으로 구성되는 α,β,γ 섹터용 고전력 증폭부를 구현하여, 시스템의 출력 레벨에 맞게 내부 증폭단을 사용하여 RF신호의 전력을 적정 레벨로 증폭하고, 이때 내부 증폭단에 이상이 발생하는 경우에는 정상적인 내부 증폭단을 통해 시스템에 지장을 주지 않을 만큼의 레벨로 RF신호를 증폭하여 줌으로써, 시스템이 중단되는 것을 방지할 수 있게 되는 효과가 있으며, 종래의 스위치 블록이 제거되고 복잡한 인터페이스 처리가 불필요해짐에 따라 시스템 구성이 간단해지게 되는 효과가 있다.

Description

고전력 증폭기의 이중화 장치

본 발명은 무선통신 시스템의 기지국에서 사용되는 고전력 증폭기(High Power Amplifier ; 이하, 'HPA'라 칭함)의 이중화 장치에 관한 것으로, 특히 소정 갯수의 내부 증폭단을 이용하여 HPA 기능을 구현하고 이중화함으로써 전체 시스템의 출력 레벨을 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라 전체 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 HPA의 이중화 장치에 관한 것이다.

일반적으로 디지털 셀룰라 시스템(Digital Cellular System), 개인 휴대통신 시스템(Personal Communication System), 무선가입자망(Wireless Local Loop) 시스템 등의 무선통신 시스템의 기지국에서 사용되는 HPA는 안테나를 통해 최종적으로 출력되는 송신신호의 전력 레벨을 원하는 레벨로 증폭하는 역할을 수행한다.

이러한 HPA는 왜곡과 효율을 고려하여 설계되어야 하며 HPA의 전기적 특성은 시스템 전체의 성능을 좌우하는 중요한 요소이다.

이에 따라, 종래에는 α,β,γ 섹터에 대한 3개의 섹터용 HPA 이외에 리던던시(Redundancy)용 HPA를 추가로 두어 한 개의 HPA에 이상이 있는 경우 리던던시용 HPA를 이용하여 HPA의 이중화를 구현하였다.

즉, 도 1에 도시된 바와 같이 HPA(21)와 제어부(22)로 이루어진 α,β,γ 섹터용 고전력 증폭부(20)가 UPCA(10)에서 출력되는 각각의 RF신호에 대해 증폭기능을 수행하여 TXFU(30)로 출력하게 되는데, 이 중 한 개의 섹터별 HPA에 이상이 발생할 경우 이를 모니터링하는 상위 블록의 절체명령에 따른 스위칭부(25)의 스위칭 제어동작에 의해 리던던시용 고전력 증폭부의 HPA로 RF신호를 절체하여 증폭기능을 수행할 수 있도록 한다.

그러나, 상기와 같은 종래의 HPA의 이중화 구성은 하나의 리던던시용 HPA를 구비함에 따라 1개 이상의 HPA에 이상이 발생할 경우에는 시스템의 동작이 중단되고 마는 문제점이 있었다.

또한, 리던던시용 HPA를 포함한 각 섹터별 HPA와 스위치 블록 및 상위 블록간에 상태보고신호 및 제어신호 등이 존재해야 하므로 인터페이스 처리 및 분배 작업을 수행해야 하는 번거로운 문제가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 그 목적은 소정 갯수의 내부 증폭단을 독립적이면서 병렬적으로 구성하여 HPA의 기능을 구현하고 이중화함으로써 전체 시스템의 출력 레벨을 만족시킬 수 있을 뿐만 아니라 전체 시스템의 안정성을 향상시킬 수 있도록 한 HPA의 이중화 장치를 제공하는 데에 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 HPA의 이중화 장치는 일정 레벨을 증폭하는 소정 갯수의 내부 증폭단이 독립적이면서 병렬적으로 구성되는 α,β,γ 섹터용 고전력 증폭부를 구현하여, 시스템의 출력 레벨에 맞게 내부 증폭단을 사용하여 RF신호의 전력을 적정 레벨로 증폭하고, 이때 내부 증폭단에 이상이 발생하는 경우에는 정상적인 내부 증폭단을 통해 시스템에 지장을 주지 않을 만큼의 레벨로 RF신호를 증폭하여 줌으로써 전체 시스템이 중단되는 것을 방지하도록 하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래 고전력 증폭기의 이중화 구성을 보인 도면,

도 2는 본 발명에 의한 고전력 증폭기의 이중화 장치의 블록 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

40 : 고전력 증폭부 41,42,43 : 앰프

44 : 제어부

이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 HPA의 이중화 장치의 구성과 동작을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 HPA의 이중화 장치의 블록 구성도로서, 70MHz의 IF신호를 변환하는 UPCA(10)에서 출력되는 RF신호를 고전력 증폭하여 TXFU(30)로 출력하는 α,β,γ 섹터용 고전력 증폭부(40)는 RF신호를 일정 레벨로 증폭하는 소정 갯수의 내부 증폭단, 앰프(41,42,43)와 이 앰프(41,42,43)의 동작을 제어하는 제어부(44)로 구성된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 의한 HPA의 이중화 장치의 동작을 설명하면 다음과 같다.

무선가입자망 시스템에서의 HPA의 이중화 방법을 예로 들어 설명하면, 20W의 최대출력을 요구하는 무선가입자망 시스템의 HPA의 경우에는 안테나까지의 손실을 고려하여 35W급 HPA를 사용하는 것이 보통이다.

이러한 시스템의 요구에 대해 본 발명의 이중화 방법을 구현하기 위해서는 하나의 섹터형 고전력 증폭부(40)를 3개의 20W급 앰프(41,42,43)로 구성하여 최대 60W를 출력할 수 있도록 설계한다.

이후, 앰프(41,42,43) 각 단을 35W 출력에 맞추도록 함으로써 실제 시스템 운영시 UPCA(10)에서 출력되는 RF신호를 35W 전력증폭하여 출력한다.

이때, 1개의 앰프에 이상이 발생하게 되면, 나머지 두 개의 앰프를 통해 35W의 출력을 만족시킬 수 있게 되며, 2개의 앰프에 이상이 발생하는 경우에도 나머지 한 개의 20W 앰프만이 동작하게 된다.

상기와 같이 하나의 20W 앰프가 동작함에 따라 최대 35W의 출력은 만족시키지 못하지만 시스템 운영에는 지장을 주는 레벨이 아니므로 무엇보다 시스템이 중단되는 사태를 피할 수 있게 된다.

한편, 섹터별 고전력 증폭부(40)내의 각 앰프(41,42,43)는 자체 진단기능을 수행하고 서로 독립적으로 운용되어야 하며, 제어부(44)에 의해 그 증폭 동작이 제어된다.

이상, 상기 설명에서와 같이 본 발명은 다수의 앰프를 통해 기지국내 HPA의 기능을 구현함으로써 앰프 이상 발생시에도 시스템이 중단되는 것을 방지할 수 있게 되는 효과가 있으며, 종래의 스위치 블록이 제거되고 복잡한 인터페이스 처리가 불필요해짐에 따라 시스템 구성이 간단해지게 되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 무선통신 시스템의 기지국에서 사용되는 섹터별 고전력 증폭부(40)가 UPCA(10)에서 출력되는 RF신호를 일정 레벨로 증폭하여 시스템 요구 출력에 맞는 레벨로 TXFU(30)에 출력하는 소정 개수의 앰프(41,42,43)와 이 앰프(41,42,43)의 동작을 제어하는 제어부(44)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 고전력 증폭기의 이중화 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 앰프(41,42,43)가 독립적이면서 병렬 구성되는 것을 특징으로 하는 고전력 증폭기의 이중화 장치.