KR20000066112A - 혼 변조 왜곡 신호 궤환형 선형화기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 혼 변조 왜곡 신호 궤환형 선형화기에 관한 것이다. 낮은 전력 및 높은 전력 송신변조 신호를 전력을 두 개로 분기하는 동일 위상 비균형 전력 분배기(69); 낮은 전력 송신변조 신호 및 역위상된 혼 변조 왜곡(IMD) 신호를 입력받아 전력을 합성하는 전력 합성기(70); 혼 변조 왜곡된 낮은 전력 송신변조 신호를 입력받아 혼 변조 왜곡이 개선된 송신변조 출력 신호를 제공하는 고출력 증폭기(HPA)인 주 증폭기(71); 주 전송 선로로부터 전력의 일부를 추출하는 제 1 방향성 결합기(72); 송신 변조된 출력 신호로부터 추출 신호를 입력받아 전력의 크기를 감쇄하는 제 1 감쇄기(73); 높은 전력 송신변조 신호 및 제 1 조정 신호를 입력받아 혼 변조 왜곡이 없는 위상이 지연된 입력 신호를 제공하는 위상 지연기(74); 혼 변조 왜곡이 없는 위상이 지연된 입력 신호 및 자체 출력이 최소가 되도록 출력 감시 신호 및 혼 변조 왜곡 성분 신호를 제공하는 감산기(75); RF 신호의 전력 크기를 검출하여 검출된 값이 최소가 되도록 위상 지연기(74)와 제 1 감쇄기(73)의 값들을 조정하는 전력 검출기(76); 혼 변조 왜곡 성분 신호 및 제 2 조정 신호를 입력받아 전력을 감쇄하고 위상을 지연시켜 역위상된 혼 변조 왜곡 신호를 전력 합성기(70)로 제공하는 감쇄기 및 위상 변위기(77); 제 2 방향성 결합기(78); 및 송신 출력을 측정하여 혼 변조 왜곡 측정을 위한 제 2 조정 신호를 제공하는 혼 변조 왜곡(IMD) 측정기(79)로 구성된다. 따라서, 적은 설치 면적과 전력 소모를 줄이고 설치비용을 감소시키며 비선형 증폭기에서 발생하는 혼 변조 왜곡 신호를 제거할 수 있다

Description

혼 변조 왜곡 신호 궤환형 선형화기{Inter-Modulation Distortion signal feedback type Linearizer}
본 발명은 혼 변조 왜곡 신호 궤환형 선형화기(IMD-feedback type Linearizer)에 관한 것으로서, 특히 고출력 증폭기(High Power Amplifier:HPA)는 증폭기의 비선형성으로 인해 2개 이상의 신호가 증폭기에 입력되면 혼 변조(Inter-modulation) 현상이 발생하여 디지털 무선 통신의 경우 디지탈 신호의 품질을 떨어뜨려 신호의 오류 확률을 증가시키므로, 디지탈 무선 통신에서 비선형 증폭기에서 발생하는 혼 변조 신호를 경제적이고 효율적으로 제거할 수 있는 혼 변조 왜곡 신호 궤환형 선형화기에 관한 것이다.
현재, 사용하고 있는 선형화방식은 다음과 같이 크게 4가지로 구분할 수 있다. 도 1은 종래의 신호제어부가 있는 전치 보상기 구성도를 나타낸다.
입력으로 2개의 반송파가 인가된다고 가정할 때 전력분배기(1)에 의해서 둘로 나뉘어 하나는 주 경로를 따라 지연 회로(9)를 거쳐 출력으로 나가며, 다른 하나는 부 경로를 따라 제 1 감쇄기(2) 및 선형 증폭기(3)를 통해 고조파 발생기(4)로 들어간다. 여기서, 입력 신호에 대한 상호 변조 곱이 만들어지고 다시 위상이 반전되어 출력에서 주 신호와 합쳐지면서 원하는 값으로 상호 변조 곱의 크기와 위상을 가변한 후, 이 신호를 선형화 시키고자 하는 주 전력 증폭기에 입사시켜 원하는 특성을 얻게된다.
이러한 선형화 방식은 자체적으로는 증폭기능이 없으므로 비선형 전력 증폭기의 앞단에 연결하여 사용한다. 이 방식에서는 진폭과 위상 및 군 지연 특성 등을 얼마나 주 전력 증폭기에 발생하는 상호 변조 곱에 일치시키느냐 하는 것이 관건이며 입력 신호 레벨 변화에 대한 철저한 제어 기능이 요구된다.
이 방식은 TWTA(Travelling Wave Tube Amplifier)와 같은 대 용량 전력 증폭기에 많이 사용되며, 현재 시판되는 디지털 텔레비젼(DTV)용 송신기에도 많이 적용되고 있으나 일반적으로 신호를 중간 주파수(IF) 단에서 처리하고 있어 주파수 상하향(UP/DOWN) 변환기가 추가로 요구되는 문제점이 있다.
도 2는 종래의 피드-포워드(Feed-Forward) 방식의 선형증폭기 구성도를 나타낸다. 이 방식은 선형화 하고자 하는 전력 증폭기인 고출력 증폭기(HPA)인 주 증폭기(21)의 출력으로부터 방향성 결합기(23, 29)를 통하여 증폭된 반송파와 상호 변조곱 추출한 후, 이를 입력 단에서 전력 분배기(20)에 의해 분배되어 온 부 경로의 신호와 빼기회로(26)를 이용해서 상호 변조 곱 성분만을 추출한 후 위상을 반전 시켜 원하는 크기로 A급 증폭하여 다시 주 증폭기(21)의 출력에 결합시키므로 해서 상기 주 증폭기(21)의 상호 변조 성분의 제거가 가능해진다.
피드-포워드(Feed-Forward) 방식의 선형증폭기 구성은 위성 통신, 이동 통신 기지국용으로 가장 많이 사용되는 방식으로 입력 신호의 크기 변화에 관계없이 혼 변조 왜곡(IMD) 개선 효과가 좋다. 다만, 구성회로가 다소 복잡하고 부피가 크며 A급 전력 증폭기가 추가로 필요하고 대전력 합성기가 필요한 단점이 있다.
도 3은 종래의 피드백(Feedback) 방식의 선형 증폭기 구성도를 나타낸다.
입력으로 인가된 반송파들은 전력 증폭기(HPA)(30)를 통과하면서 상호 변조 신호 성분들을 발생시키는데 상기 변조 신호 성분들은 하이브리드 결합기를 통해 귀로로 흐르게 된다. 이 신호들은 가변 감쇄기와 가변 이상기(33)를 통과하면서 순 방향에 역으로 합쳐져 출력에 나오는 신호는 상호 변조 성분이 줄어들게 된다.
상기 피드백(Feedback) 방식의 선형 증폭기 구성 방식은 출력의 일부를 방향성 결합기(32)에 의해 부 궤환시킴으로 해서 이득이 감소하고, 부 궤환 회로의 180도 위상 변화값 유지가 협대역에서만 가능하며 발전 가능성이 항상 존재하는 단점이 있다. 따라서, 피드백 방식의 선형 증폭기 구성 방식은 1W급 이하의 MMIC로 적용 가능한 소형, 경량의 협대역 증폭기로 적합하다.
도 4는 종래의 선-등화(Pre-equalization) 방식의 선형 증폭기 구성도를 나타낸다.
상기 선-등화(Pre-equalization) 방식의 비선형 보상 방식은 도 4에 도시한 바와 같이 디지털 입력 신호를 D/A변환기(45)를 거쳐 변조기(46)를 통해 중간주파수(IF)에서 변조시키고 다시 RF로 주파수를 상향하여 비 선형 고출력 증폭기(52)로 입력한 후 그 출력의 일부를 방향성 결합기(54)에 의해 결합 추출하여 다시 증폭기에서의 위상 변위를 조정한 후 복조기(56)에서 복조하게 된다. 복조된 신호는 A/D변환기(57)에 의해 아날로그를 다시 디지털 신호로 변환되어 지연 조정회로(43)에 의해 적절히 조정된 상기 지연 조정회로(43)로부터 나온 입력 신호와 비교되어 차이 성분이 오차 성분이 된다. 상기 오차 성분이 제로(Zero)가 되도록 램(RAM)(41)에서 적절히 왜곡 신호를 만들어서 입력 신호에 더하여 왜곡된 입력 신호를 만들어 주어 최종 상기 비선형 증폭기(52)의 증폭된 출력에 혼 변조 곱 성분이 없도록 하는 방식이다.
상기 선-등화(Pre-equalization) 방식의 선형 증폭기 방식은 전력 효율을 최대로 할 수 있고 왜곡 제거율이 크며 넓은 대역폭에 적용할 수 있는 등의 장점이 많으나 회로가 복잡하고 부피가 크며 가격이 비싸다는 문제점이 있다. 최근에는 디지털 기술이 발달하고 적응 신호처리용 고속 프로세서 등이 많이 나와 활발한 연구가 진행중이다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 고출력 증폭기(HPA)는 증폭기의 비선형성으로 인해 2개 이상의 신호가 증폭기에 입력되면 혼 변조 왜곡(IMD) 현상이 발생하여 디지탈 신호의 품질을 떨어뜨려 신호의 오류 확률을 증가시키므로, 디지털 무선 통신의 경우 상기 혼 변조 왜곡(IMD)을 강력히 규제하고 있어 비선형 증폭기에서 발생하는 혼 변조 신호를 경제적이고 효율적으로 제거할 수 있는 시스템을 구성하고, 피드백(feedback) 방식의 혼 변조 제거 방식을 사용하는 혼 변조 왜곡 신호 궤환형 선형화기를 제공한다.
도 1은 종래의 신호제어부가 있는 전치 보상기 구성도.
도 2는 종래의 피드-포워드(Feed-Forward) 방식의 선형증폭기 구성도.
도 3은 종래의 피드백(Feedback) 방식의 선형 증폭기 구성도.
도 4는 종래의 선-등화(Pre-equalization) 방식의 선형 증폭기 구성도.
도 5는 본 발명에 의한 혼 변조 왜곡 신호 궤환형 선형화기의 구성도를 나타내며, 하단에는 각 지점의 투-톤(two tone)특성을 나타낸 파형도.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호 설명＞
69 : 비균형 전력 분배기 70 : 전력 합성기
71 : 전력 증폭기(HPA) 72 : 제1 방향성 결합기
73 : 제 1 감쇄기(Attenuator) 74 : 위상 지연기(Phase Delay)
75 : 감산기 76 : 전력 검출기(Power Detector)
77 : 감쇄기 및 위상 변위기 78 : 제 2 방향성 결합기
79 : 혼 변조 왜곡(IMD) 측정기
IMD : 혼 변조 왜곡(Inter-Modulation Distortion)
HPA : 고출력 증폭기(High Power Amplifier)
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 송신 변조 신호를 입력받아 전력을 두 개로 분기하여 낮은 전력 송신 변조 신호 및 상기 낮은 전력 송신 변조 신호에 비해 상대적으로 높은 전력 송신 변조 신호를 제공하기 위한 동일 위상 비균형 전력 분배기(69); 상기 낮은 전력 송신 변조 신호 및 역위상된 혼 변조 왜곡(IMD) 신호를 입력받아 전력을 합성하여 혼 변조 왜곡된 낮은 전력 송신 변조신호를 제공하기 위한 전력 합성기(70); 혼 변조 왜곡(IMD) 성능의 개선이 필요한 고출력 증폭기(HPA)로써, 상기 혼 변조 왜곡된 낮은 전력 송신 변조신호를 입력받아 혼 변조 왜곡(IMD) 성능을 개선하여 혼 변조 왜곡이 개선된 송신 변조된 출력 신호를 제공하기 위한 주 증폭기(71); 주 전송 선로로부터 전력의 일부를 추출하는 기능을 수행하여 상기 송신 변조된 출력 신호로부터 추출 신호를 제공하기 위한 제 1 방향성 결합기(72); 상기 송신 변조된 출력 신호로부터 추출 신호를 입력받아 전력의 크기를 감쇄하여 감산기의 출력이 최소가 되도록 제 1 감쇄된 출력 신호를 제공하기 위한 제 1 감쇄기(73); 상기 높은 전력 송신 변조 신호 및 제 1 조정 신호를 입력받아 위상을 가변하여 0~360도 사이에서 위상을 지연시켜 혼 변조 왜곡(IMD)이 없는 위상이 지연된 입력 신호를 제공하기 위한 위상 지연기(74); 상기 혼 변조 왜곡이 없는 위상이 지연된 입력 신호 및 자체 출력이 최소가 되도록 제 1 감쇄된 출력 신호를 입력받아 감산하여 출력 감시 신호 및 혼 변조 왜곡(IMD) 성분 신호를 제공하기 위한 감산기(75); 상기 출력 감시 신호 및 상기 제 1 감쇄된 출력 신호를 입력받아 RF 신호의 전력 크기를 검출하여 검출된 값이 최소가 되도록 상기 위상 지연기(74)와 상기 제 1 감쇄기(73)의 값들을 조정하기 위한 상기 제 1 조정 신호를 제공하기 위한 전력 검출기(76); 상기 혼 변조 왜곡(IMD) 성분 신호 및 제 2 조정 신호를 입력받아 전력을 감쇄하고 위상을 지연시켜 상기 역 위상된 혼 변조 왜곡(IMD) 신호를 피드백하여 상기 전력 합성기(70)로 제공하기 위한 감쇄기 및 위상 변위기(77); 주 전송 선로로부터 전력의 일부를 추출하는 기능을 수행하여 송신 출력으로부터 혼 변조 왜곡(IMD) 측정을 위해 추출된 신호를 제공하기 위한 제 2 방향성 결합기(78); 그리고 상기 송신 출력을 측정하여 혼 변조 왜곡량을 조사하는 기능을 가진 계측기로서, 상기 혼 변조 왜곡 측정을 위해 추출된 신호를 입력받아 상기 제 2 조정 신호를 상기 감쇄기 및 위상 변위기(77)로 제공하기 위한 혼 변조 왜곡(IMD) 측정기(79)로 구성되는 것을 특징으로 하는 혼 변조 왜곡 신호 궤환형 선형화기를 제공한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 5는 본 발명에 의한 혼 변조 왜곡 신호 궤환형 선형화기의 구성도를 나타내며, 하단에는 각 지점의 투-톤(two tone)특성을 나타낸 파형도를 나타낸다.
상기 혼 변조 왜곡 신호 궤환형 선형화기는 비균형 전력 분배기(69), 전력 합성기(70), 주 증폭기(71), 제 1 방향성 결합기(72), 제 1 감쇄기(Attenuator)(73), 위상 지연기(Phase Delay)(74), 감산기(75), 전력 검출기(Power Detector)(76), 감쇄기 및 위상변위기(77), 제 2 방향성 결합기(78) 및 혼 변조 왜곡(IMD) 측정기(79)로 구성된다.
상기 동일 위상 비균형 전력 분배기(69)는 송신 변조 신호를 입력받아 전력을 두 개로 분기하여 낮은 전력 송신 변조 신호를 상기 전력합성기(70)로 제공하고, 상기 낮은 전력 송신 변조 신호에 비해 상대적으로 높은 전력 송신 변조 신호를 상기 위상 지연기(74)로 제공한다.
상기 전력 합성기(70)는 상기 낮은 전력 송신 변조 신호 및 상기 감쇄기 및 위상 변위기(77)로부터 역위상된 혼 변조 왜곡(IMD) 신호를 입력받아 전력을 합성하여 혼 변조 왜곡된 낮은 전력 송신 변조신호를 상기 주 증폭기(71)로 제공한다.
상기 주 증폭기(71)는 혼 변조 왜곡(IMD) 성능의 개선이 필요한 고출력 증폭기(HPA)로써, 상기 혼 변조 왜곡된 낮은 전력 송신 변조신호를 입력받아 혼 변조 왜곡(IMD) 성능을 개선하여 혼 변조 왜곡(IMD)이 개선된 송신 변조된 출력 신호를 제공한다.
상기 제 1 방향성 결합기(72)는 주 전송 선로로부터 전력의 일부를 추출하는 기능을 수행하여 상기 송신 변조된 출력 신호로부터 추출 신호를 상기 제 1 감쇄기(73)로 제공한다.
상기 제 1 감쇄기(Attenuator)(73)는 상기 송신 변조된 출력 신호로부터 추출 신호를 입력받아 전력을 감쇄하여 감산기의 출력이 최소가 되도록 제 1 감쇄된 출력 신호를 상기 감산기(75) 및 상기 전력 검출기(76)로 제공한다.
상기 위상 지연기(74)는 상기 비균형 분배기(69)로부터 제공된 상기 높은 전력 송신 변조 신호 및 상기 전력 검출기(76)로부터 제공된 제 1 조정 신호를 입력받아 위상을 가변하여 0~360도 사이에서 위상을 지연시켜 혼 변조 왜곡(IMD)이 없는 위상이 지연된 입력 신호를 제공한다.
상기 감산기(75)는 상기 혼 변조 왜곡(IMD)이 없는 위상이 지연된 입력 신호 및 상기 감산기의 출력이 최소가 되도록 제 1 감쇄된 출력 신호를 입력받아 감산하여 출력 감시 신호를 상기 전력 검출기(76)로 제공하고, 혼 변조 왜곡(IMD) 성분 신호를 상기 감쇄기 및 위상 변위기(77)로 제공한다.
상기 전력 검출기(76)는 상기 감산기(75)로부터의 상기 출력 감시 신호 및 상기 제1 감쇄기(73)로부터의 상기 제 1 감쇄된 출력 신호를 입력받아 RF 신호의 전력 크기를 검출하여 검출된 값이 최소가 되도록 상기 위상 지연기(74)와 상기 제 1 감쇄기(73)의 값들을 조정하기 위한 상기 제 1 조정 신호를 상기 위상 지연기(74)로 제공한다.
상기 제 2 방향성 결합기(78)는 주 전송 선로로부터 전력의 일부를 추출하는 기능을 수행하여 송신 출력으로부터 혼 변조 왜곡(IMD) 측정을 위해 추출된 신호를 상기 혼 변조 왜곡(IMD) 측정기(79)로 제공한다.
상기 혼 변조 왜곡(IMD) 측정기(79)는 상기 송신 출력을 측정하여 혼 변조 왜곡량을 조사하는 기능을 가진 계측기로서, 상기 혼 변조 왜곡(IMD) 측정을 위해 추출된 신호를 입력받아 상기 제 2 조정 신호를 상기 감쇄기 및 위상 변위기(77)로 제공한다.
상기 감쇄기 및 위상 변위기(77)는 상기 감산기(75)로부터 상기 혼 변조 왜곡(IMD) 성분 신호 및 상기 혼 변조 왜곡(IMD) 측정기(79)로부터의 제 2 조정 신호를 입력받아 전력을 감쇄하고 위상을 지연시켜 상기 역위상된 혼 변조 왜곡(IMD) 신호를 피드백하여 상기 전력 합성기(70)로 제공한다.
포트(①)에 입력된 송신 변조 신호는 상기 동일 위상 비균형 전력 분배기(69)에 의해 두 개로 나뉘어 상기 낮은 전력 송신 변조 신호를 고출력 증폭기(HPA)인 상기 주 증폭기(71)로 제공하며, 상기 높은 전력 송신 변조 신호는 혼 변조 왜곡(IMD) 신호 추출을 위한 회로로 들어간다. 상기 비균형 전력 분배기(69)의 전력 분배비는 전력 손실과 감쇄기의 감쇄 능력을 고려하여 결정한다.
상기 혼 변조 왜곡(IMD) 추출회로로 들어온 신호는 상기 위상 지연기(74)에 의해 위상이 조정되어 고출력 증폭기(HPA)인 상기 주 증폭기(71)의 출력단(④)에서 상기 제 1 방향성 결합기(72)에 의해 추출되어 크기 감쇄기(Attenuator)인 상기 제1 감쇄기(73)를 통해 크기가 감쇄된 신호와 상기 감산기(75)에서 입력된 원래의 신호 성분이 최소가 되도록 한다. 이는 별도의 상기 전력 검출기(76)를 통해 검출된 값이 최소가 되도록 상기 위상 지연기(74)와 상기 제1 감쇄기(73)의 값들을 조정함으로써 이룬다.
원 신호 성분이 충분히 제거된 신호는 혼 변조 왜곡(IMD) 신호가 되며 이는 다시 상기 주 증폭기(71)의 증폭율에 반비례되게 전체 감쇄량이 되도록 상기 제 1감쇄기(73)를 조정하고 위상이 상기 주 증폭기(71)를 통과한 후, 역 위상이 되도록 변위기 값을 조정하여 상기 고출력 증폭기(HPA)인 상기 주 증폭기(71)의 입력단에서 새로운 입력 신호와 상기 전력 합성기(70)를 통해 더해져 상기 고출력 증폭기(HPA)인 상기 주 증폭기(71)로 들어간다. 이와 같이, 입력된 신호는 새로 입력된 신호 VO에서 발생한 혼 변조 왜곡(IMD) 성분과 역 위상으로 크기가 같게 증폭되므로 혼 변조 왜곡(IMD)을 제거할 수 있게 된다.
상기 주 증폭기(71)인 비 선형 증폭기의 출력 전압 VO는 입력 전압 Vi의 멱 급수로 다음 수학식(1)과 같이 나타낼 수 있다.
VO= K1Vi+ K2Vi 2+ K3Vi 3+ …
새로운 전압 Vi가 다음과 같이 동일한 크기의 두 개의 반송파라 할 경우 다음 수학식(2)와 같이 나타낼 수 있다.
Vi= A(cos ω1t + cos ω2t)
상기 주 증폭기(71)인 비 선형 증폭기의 출력 전압 VO은 다음 수학식(3)과 같이 된다.
VO= K1A(cos ω1t + cos ω2t)+ K2A2(cos ω1t + cos ω2t)2+ K3A3(cos ω1t + cos ω2t)3+ …
+ K2A2+ K2A2cos(ω1- ω2)t
+ (K1A +K3A3)cos ω1t + (K1A +K3A3)cos ω2t
+K3A3cos(2ω1- ω2)t +K3A3cos(2ω2- ω1)t + …
상기 수학식(3)에서 2ω2-ω1, 2ω1-ω2, 3ω2-2ω1, 3ω1-2ω2,…등의 성분이 대역내의 혼 변조 성분들이 된다. 상기 혼 변조 성분들의 크기를 각각 M1,M2,M3... 등으로 나타낼 때, 혼 변조 신호와 위상이 증폭 후 반대가 되며 크기가 M1/K1, M2/K1, M3/K1... 인 감쇄된 신호를 입력단에 피드백되어 상기 주 증폭기(71)를 통과해 주면 이들 신호는 -M1,-M2,-M3...의 신호를 만들어 주가 되는 혼 변조 성분들은 대부분 사라지게 된다.
본 발명에서 제안하는 상기 고출력 증폭기(HPA)인 상기 주 증폭기(71)는 피드-포워드(Feed Forward) 방식에 의해 혼 변조 왜곡(IMD) 신호를 추출하지만 추출된 혼 변조 왜곡(IMD) 신호를 선형으로 증폭하여 출력에 더해주는 것이 아니고, 오히려 감쇄시켜 피드백(Feedback) 방식처럼 상기 고출력 증폭기(HPA)의 입력에 더해주는 방식이다. 도 5의 회로는 추출된 혼 변조 왜곡(IMD) 신호를 입력에 더해주게 함으로써 상기 혼 변조 왜곡(IMD) 신호 궤환형 선형화기 회로를 별도의 보드로써 구성하기 쉽고 출력단의 결합기에 의한 전력 손실을 방지할 수 있게 한다.
또한, 혼 변조 왜곡(IMD) 신호 궤환형 선형화기 방식은 피드-포워드(Feed-Forward) 방식이 갖는 단점인 고 이득 선형 증폭기 및 고출력 전력 합성기가 필요 없어 부피와 전력, 가격 면에서 월등히 유리한 특성을 가질 수 있다. 하지만 성능에 있어서는 피드-포워드와 비슷할 수 있어 매우 경제적이고 효율적인 시스템이라 할 수 있다.
상기 혼 변조 왜곡(IMD) 신호 궤환형 선형화기 방식은 선-왜곡(pre-distortion) 방식과 같이 미리 신호를 왜곡시키지만 왜곡 신호가 별도의 혼 변조 왜곡(IMD) 발생 장치를 이용하지 않고, 실제 사용하는 상기 주 증폭기(71)에서 발생한 혼 변조 왜곡(IMD)를 활용함으로써 서로 다른 다중 증폭기가 동 위상으로 합성되는 복잡한 구조에서 피드-포워드(feed-forward) 선형화기와 같이 좋은 성능을 낼 수 있다.
상기 고출력 증폭기(HPA)의 이득 대역이 넓을 경우 위상 변위기가 전체 이득 대역 내에서 위상이 역 위상이 되지 못하면 해당 성분이 성장하여 피드백(Feedback) 방식처럼 발진할 요소가 있다.
따라서, 상기 혼 변조 왜곡(IMD) 신호 궤환형 선형화기 방식의 타당성은 선-왜곡(pre-distortion) 방식이나 피드백 방식과 같은 것으로 비교적 대역이 좁은(10% 이내) 증폭기에서 사용 가능한 방식인데, 디지털 TV용 고출력 증폭기(HPA)나 이동통신용 고출력 증폭기(HPA)와 같은 여러 단의 증폭기가 케스케이드(cascade) 형태로 연결된 경우, 증폭기 대역 이외에는 이득이 증폭 대역에 비해 -30dB 이상 크게 떨어지며 실제로 입력되는 신호는 대역폭이 1%에 불과하므로 이 방식을 사용하기에 충분하다. 상기 혼 변조 왜곡(IMD) 신호 궤환형 선형화기 방식은 피드 백 방식에서 신호 성분을 제거하고 입력에 역 위상으로 넣어주는 것이므로 신호 성분 제거가 잘 안된 경우 신호의 세기가 감소할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의한 혼 변조 왜곡(IMD) 신호 궤환형 선형화기는 피드-포워드(feed-forward) 방식의 고 이득 선형 증폭기가 불필요하고, 출력단에 고 출력의 전력 합성기가 불필요하며, 선-왜곡(pre-distortion) 방식의 장비에서 요구되는 혼 변조 왜곡(IMD) 의사 신호 발생 장치가 필요없으며, 능동 소자를 사용하지 않아 특성 유지가 잘되고 적은 설치 면적과 전력 소모를 줄이고 무선주파수(RF)단에서 직접 처리함으로써 상하향(UP/DOWN) 변환기가 불필요하므로 경제적으로 설치비용을 감소하는 효과가 있다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (1)

  1. 송신 변조 신호를 입력받아 전력을 두 개로 분기하여 낮은 전력 송신 변조 신호 및 상기 낮은 전력 송신 변조 신호에 비해 상대적으로 높은 전력 송신 변조 신호를 제공하기 위한 동일 위상 비균형 전력 분배기(69);
    상기 낮은 전력 송신 변조 신호 및 역 위상된 혼 변조 왜곡(IMD) 신호를 입력받아 전력을 합성하여 혼 변조 왜곡된 낮은 전력 송신 변조신호를 제공하기 위한 전력 합성기(70);
    혼 변조 왜곡(IMD) 성능의 개선이 필요한 고출력 증폭기(HPA)로써, 상기 혼 변조 왜곡된 낮은 전력 송신 변조신호를 입력받아 혼 변조 왜곡(IMD) 성능을 개선하여 혼 변조 왜곡이 개선된 송신 변조된 출력 신호를 제공하기 위한 주 증폭기(71);
    주 전송 선로로부터 전력의 일부를 추출하는 기능을 수행하여 상기 송신 변조된 출력 신호로부터 추출 신호를 제공하기 위한 제 1 방향성 결합기(72);
    상기 송신 변조된 출력 신호로부터 추출 신호를 입력받아 전력의 크기를 감쇄하여 감산기의 출력이 최소가 되도록 제 1 감쇄된 출력 신호를 제공하기 위한 제 1 감쇄기(73);
    상기 높은 전력 송신 변조 신호 및 제 1 조정 신호를 입력받아 위상을 가변하여 0~360도 사이에서 위상을 지연시켜 혼 변조 왜곡(IMD)이 없는 위상이 지연된 입력 신호를 제공하기 위한 위상 지연기(74);
    상기 혼 변조 왜곡(IMD)이 없는 위상이 지연된 입력 신호 및 자체 출력이 최소가 되도록 제 1 감쇄된 출력 신호를 입력받아 감산하여 출력 감시 신호 및 혼 변조 왜곡(IMD) 성분 신호를 제공하기 위한 감산기(75);
    상기 출력 감시 신호 및 상기 제 1 감쇄된 출력 신호를 입력받아 RF 신호의 전력 크기를 검출하여 검출된 값이 최소가 되도록 상기 위상 지연기(74)와 상기 제 1 감쇄기(73)의 값들을 조정하기 위한 상기 제 1 조정 신호를 제공하기 위한 전력 검출기(76);
    상기 혼 변조 왜곡(IMD) 성분 신호 및 제 2 조정 신호를 입력받아 전력을 감쇄하고 위상을 지연시켜 상기 역위상된 혼 변조 왜곡(IMD) 신호를 피드백하여 상기 전력 합성기(70)로 제공하기 위한 감쇄기 및 위상 변위기(77);
    주 전송 선로로부터 전력의 일부를 추출하는 기능을 수행하여 송신 출력으로부터 혼 변조 왜곡(IMD) 측정을 위해 추출된 신호를 제공하기 위한 제 2 방향성 결합기(78); 그리고
    상기 송신 출력을 측정하여 혼 변조 왜곡량을 조사하는 기능을 가진 계측기로서, 상기 혼 변조 왜곡(IMD) 측정을 위해 추출된 신호를 입력받아 상기 제 2 조정 신호를 상기 감쇄기 및 위상 변위기(77)로 제공하기 위한 혼 변조 왜곡(IMD) 측정기(79)로 구성되는 것을 특징으로 하는 혼 변조 왜곡 신호 궤환형 선형화기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100511296B1 (ko) * 2002-11-08 2005-08-31 엘지전자 주식회사 고조파를 제거한 저잡음 증폭기 선형화 장치

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