KR20010010951A - 고주파 증폭기에서 발생한 혼변조 신호 검출 회로 - Google Patents

Abstract

본 발명은 초고주파 대역에서 두개 이상의 서로 다른 주파수를 가진 입력신호를 증폭할 때 증폭기의 비선형성에 의해 발생되어지는 혼변조 신호를 검출하는 회로이다. 본 회로에 의해 검출된 혼변조 신호는 증폭기에 입력하는 주파수가 아니므로 증폭기에 입력하는 주파수 신호에 대해 잡음으로 동작하게 된다. 본 회로를 통해 검출된 혼변조 신호는 증폭기의 출력부에서 반대 위상으로 재결합되어 증폭기를 통한 출력부에서 혼변조 신호는 상쇄되고, 증폭기에 입력된 신호만 증폭되어 출력하게 된다. 혼변조 신호 검출 시 증폭기에 입력하는 주파수에 대한 검출은 될 수 있는 한 작아야 한다. 혼변조 신호와 함께 검출된 증폭기에 입력하는 주파수 신호는 증폭기 출력부에서 반대 위상으로 재결합될 때 증폭기에 입력된 신호의 출력을 감소시키게 된다.

본 발명 회로는 증폭기에서 발생한 혼변조 신호 검출 시 증폭기에 입력하는 주파수 신호에 대한 검출은 작게 하는 회로에 관한 것이다.

이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 소정의 고주파 입력신호를 수신하여 증폭 신호선로(제1경로)와 기준 신호 선로(제2경로)로 분배하는 제1 방향성분배기와, 상기 제 1 방향성분배기 출력 중 증폭 신호 선로(제 1경로)의 고주파 신호를 전력 증폭하여 전력 증폭된 고주파 신호를 출력하는 전력 증폭기와, 상기 전력 증폭된 고주파 신호로부터 일정량의 세기만을 추출하는 제 2 방향성분배기와, 상기 제 2 방향성분배기의 출력과 상기 분배기 출력중 기준 신호 선로(제2경로)의 신호를 입력으로 하여 감산하여 처리하는 전력결합기와, 상기 제 1 방향성분배기의 출력 중 증폭 신호 선로(제1경로)와 상기 전력증폭기의 사이에 접속되어 소정 제어하에 상기 전력증폭기로 인가되는 고주파 입력신호의 세기를 변화 시키는 가변 감쇄기와, 상기 제 1 방향성분배기의 출력 중 증폭 신호 선로(제1경로)와 상기 전력증폭기의 사이에 접속되어 소정 제어하에 상기 전력증폭기로 인가되는 고주파 입력신호의 위상을 변환시키는 가변 위상 변환기와, 상기 제1 방향성분배기의 출력 중 기준 신호 선로(제2선로)와 상기 감산기의 사이에 위치하여 제 1방향성 분배기의 순수 입력 신호의 세기와 주파수를 검출하는 제 3전력분배기와, 상기 제 2 방향성 분배기와 상기 감산기의 사이에 위치하여 상기 전력증폭기의 신호를 검출하는 제 1 전력 분배기와, 상기 제 1 전력 분배기와 상기 제3전력 분배기의 신호의 세기를 비교하여 상기 가변 감쇄기의 세기를 제어하는 세기 제어부와, 상기 제 1 전력 분배기와 상기 제 3 전력 분배기의 위상차를 검출하는 위상 검출부와, 상기 위상 검출부의 검출된 위상을 비교하여 상기 가변 위상 변환기의 위상을 조절하는 위상 제어부를 제공한다.

Description

고주파 증폭기에서 발생한 혼변조 신호 검출 회로{Intermodulation signal detecting circuit in microwave amplifier}

본 발명은 초고주파 증폭기에서 두개 이상의 서로 다른 주파수를 가진 신호가 입력할 시 증폭기 출력에서 입력된 주파수이외에 입력된 서로 다른 주파수들의 상호 작용에 의해 증폭기에서 발생한 주파수들을 검출하는 회로를 구현하는 것이다. 본 회로에 의해 검출된 주파수는 증폭기의 뒷부분에서 180도의 위상차를 가지고 재입력되어 증폭기에서 입력 신호들의 상호 작용에 의해 발생된 새로운 주파수들을 제거하고, 증폭기에 입력된 주파수만을 증폭시켜 출력하게 한다.

본 발명은 초고주파 증폭기 회로에 관련된 것으로, 두개 이상의 서로 다른 주파수를 가진 신호 입력 시 증폭기의 비선형성에 의해 증폭기에 입력되는 주파수들의 상호 관계에 의한 새로운 주파수를 가지는 혼변조 신호가 증폭기에서 발생하게 되는 데 이러한 혼변조 신호만을 추출하는 회로에 관한 것이다. 일반적으로 무선통신시스템에서 신호의 전력을 증폭시키기 위하여 증폭기를 사용하게 된다. 그런데 이러한 증폭기는 전형적으로 비선형 특성을 가지기 때문에 증폭기에 입력된 주파수 신호 이외의 증폭기 내에서 새로운 주파수 신호가 발생하게 된다. 증폭기의 비선형성에 의해 만들어지는 새로운 주파수 신호는 혼변조 신호라 불리는 데 증폭기의 입력 신호에 대한 잡음으로서 작용하게 된다. 증폭기 내에서 발생된 혼변조 신호를 제거하는 것을 증폭기의 선형화라 한다.

증폭기의 선형화 방법 중 선형화 정도가 우수하고 환경 변화에 민감하지 않은 방법으로 휘드훠어드 방식이 있다. 본 발명은 휘드훠어드 선형화 증폭기에서 증폭기의 내부에서 발생한 혼변조 신호만을 추출하는 회로에 관한 것이다. 추출된 혼변조신호는 증폭기의 뒷부분에서 180도의 위상차를 가지고 결합되어 증폭기 내에서 발생한 새로운 주파수인 혼변조 신호들을 제거하게 된다. 여기서 중요한 것은 증폭기내에서 발생한 혼변조 신호를 추출할 때에 증폭기에 입력하는 주파수에 대한 추출정도를 얼마나 작게 할 수 있느냐는 것이다. 증폭기 내에서 발생한 혼변조 신호를 추출할 때 같이 추출된 증폭기 입력 신호의 세기는 증폭기 내에서 발생한 혼변조신호를 상쇄하기 위하여 회로의 뒷부분에서 180도의 위상차를 가지고 결합할 때 같이 결합하여 증폭기에 의해 증폭된 입력 신호를 감쇄 시키게 된다. 즉, 증폭기내에서 발생한 혼변조 신호를 추출할 시 증폭기에 입력되는 입력신호의 추출은 작아야 증폭기의 증폭을 감쇄 시키지 않는다. 증폭기에 입력되는 신호의 추출은 없이 증폭기의 비선형성에 의해 발생된 혼변조 신호만을 추출하는 것은 증폭기의 증폭 값의 변화 없이 혼변조 신호만을 제거할 수 있으므로 증폭기를 선형화 시키는 데 중요한 부분이라 하겠다.

도 1 은 증폭기에서 발생된 혼변조 신호 추출을 이용하여 증폭기의 비선형성을 감쇄 시킬 수 있는 휘드훠어드 방식의 선형화 초고주파 증폭기의 일반적인 구성을 보여주는 도면이다.

상기 도 1 가 같은 구성으로 적용된 휘드훠어드 방식이란 전력증폭기 104에서 발생된 혼변조 신호와 동일한 스펙트럼 형태를 가지며 180도 위상이 차이가 나는 신호를 만들어 최종 출력단에 결합시킴으로써 주신호 이외의 신호인 혼변조 신호를 제거 시키는 방식을 말한다. 도1에서 루프 LP1은 증폭기에서 발생한 혼변조 신호를 추출하는 루프이고, 루프 LP2는 상기 LP1에서 추출된 혼변조 신호를 180도 위상 차이가 나게 하여 최종 출력단에 결합시켜, 최종 출력단에 주신호만이 출력되도록 조정하는 루프이다. 상기 휘드훠어드 선형화 증폭기는 전력분배기 101, 가변 감쇄기 102와 108, 가변 위상변환기 103과 109, 전력증폭기 104, 에러증폭기 110, 방향성 결합기 105와 112, 지연기 106과 111 및 감산기 107로 이루어진다.

도2는 상기 도 1 과 같이 구성되는 휘드훠어드 증폭기의 입력단에 두개의 서로 다른 주파수의 입력 신호가 인가되었을 시 각 부분에서의 스펙트럼을 보여주는 도면으로, 일반적인 휘드훠어드 증폭기의 동작을 명확하게 보여준다.

도 2 의 (A)에 도시 된 바와 같은 형태의 고주파 입력신호 RFin이 도 1 의 전력분배기 101로 인가되는 경우, 전력증폭기 104의 출력단에는 도 2 의 (B)에 도시 된 바와 같은 형태의 증폭기의 입력신호에 의해 발생된 혼변조 신호가 포함된 PA가 나타난다. 이 PA 신호는 방향성 결합기 105를 거쳐 지연기 111을 지나 방향성 결합기 112로 인가되고, 또한 방향성 결합기 105를 거쳐 감산기 107로 인가된다. 이때 감산기 107의 다른 한 입력으로는 전력분배기 101에 의해 분배된 후 지연기 106을 거친 고주파 입력신호 RFin이 또한 인가된다. 그러므로 감산기 107은 도 2 의 (C)에 도시 된 바와 같은 형태의 신호 PB를 출력한다. 상기 PB신호는 PA 신호로부터 고주파 입력신호 RFin을 감산한 신호임을 알 수 있다. 상기 PB 신호는 가변감쇄기 108과 가변 위상변환기 109를 거친 후 에러증폭기 110로 인가된다. 에러증폭기 110은 상기 PB신호를 증폭하여 도 2 의 (D)와 같은 형태의 PC신호를 출력한다. 상기PC신호는 전력증폭기 104의 출력신호에 포함된 혼변조 신호와는 크기가 동일하고 위상이 180도 차이 나는 신호로 방향성 결합기 112로 인가된다. 이에 따라 방향성 결합기 112는 PA신호와 PC신호를 결합하여 혼변조 성분이 제거된 도 2 의 (E)에 도시 된 바와 같은 형태의 고주파 출력신호 RFout를 출력한다.

도 3 은 기존의 마이크로 프로세서를 이용한 혼변조 신호 검출기 회로도 이다.감산기 215의 출력 신호를 방향성 전력분배기 217을 이용하여 주파수 혼합기 245에 입력시킨다. 방향성 전력분배기 217의 다른 경로 하나는 혼변조 신호의 검출부이다. 주파수 혼합기 245에 또 다른 입력신호는 마이크로 프로세서를 이용한 제어부 240에 의해 발생되는 전압제어 주파수 발생기(VCO) 242에 의해 입력된다. 주파수 혼합기 245의 출력은 수신기 250의 입력으로 사용되는 데, 수신기 250의 값이 일정 정도 이상이 되어 증폭기의 주신호 주파수라고 인정되면 마이크로 프로세서를 이용한 제어부 240은 전압제어 주파수 발생기 242의 전압을 고정시킨다. 방향성 전력 분배기 217에서 주파수 혼합기 245로 인가되는 주파수와 전압제어 주파수 발생기 242에서 주파수 혼합기 245로 인가되는 주파수가 동일하게 되면 주파수 혼합기 245에서 수신기 250으로 인가되는 주파수 혼합기 245의 출력은 직류 전압이 된다. 이 값이 수신기 250을 통하여 마이크로 프로세서를 이용한 제어부 240에 일정 값 이하가 될 때 까지 마이크로 프로세서를 이용한 제어부 240은 가변 감쇄기 205와 가변 위상변환기 206을 제어하게 된다.

그러나 도3과 같이 마이크로 프로세서를 이용한 증폭기 내부에서 발생한 혼변조 신호 검출은 다음과 같은 단점이 있다. 첫째, 마이크로 프로세서는 전압제어 주파수 발생기를 변화 시키면서 수신기를 통하여 검출된 신호가 증폭기의 입력 신호인지, 증폭기에서 발생한 혼변조 신호 인지를 판단하여야 한다. 증폭기 내에서 발생한 혼변조 신호를 증폭기의 입력신호로 오인하면 가변 감쇄기와 가변 위상변환기를 제어 하여도 증폭기의 주 입력신호는 감쇄 없이 혼변조 신호와 같이 검출되게 된다. 둘째, 마이크로 프로세서로 전압제어 주파수 발생기를 변화 시키는 데 많은 시간이 걸린다. 검출기의 값을 확인하고 난 뒤 다시 전압제어 주파수 발생기를 동작시켜야 하기 때문이다. 셋째. 전압제어 주파수 발생기를 비연속적인 전압에 의해 제어하게 되면 검출부에서 증폭기의 입력신호를 검출하지 못하고 경우가 발생 가능하다.

다시 말하면 종래의 증폭기에서 발생되는 혼변조 신호 검출은 소프트웨어적인 처리에 의해 이루어진다. 그러나 이러한 검출은 시간이 오래 걸리고 혼변조 신호검출 시 증폭기에 입력되는 주신호도 많은 양이 검출될 수도 있다.

본 발명의 목적은 아날로그 회로로서 실시간으로 증폭기에서 발생되는 혼변조신호를 검출함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 항시 안정적으로 증폭기에서 발생한 혼변조 신호만을 추출하며, 또한 환경의 변화(온도, 습도 둥)에도 증폭기의 입력되는 주 입력신호검출을 최소화 하는 데 있다.

이러한 목적들을 달성하기 위한 본 발명은 소정의 고주파 입력신호를 수신하여 증폭 신호 선로(제 1 경로)와 기준 신호 선로(제 2 경로)로 분배하는 제 1 방향성분배기와, 상기 제 1 방향성분배기 출력 중 증폭 신호 선로(제 1 경로)의 고주파 신호를 전력 증폭하여 전력 증폭된 고주파 신호를 출력하는 전력 증폭기와, 상기 전력 증폭된 고주파 신호로부터 일정량의 세기만을 추출하는 제 2 방향성분배기와, 상기 제 2 방향성분배기의 출력과 상기 분배기 출력 중 기준 신호 선로(제 2 경로)의 신호를 입력으로 하여 감산하여 처리하는 전력결합기와, 상기 제 1 방향성분배기의 출력 중 증폭 신호 선로(제1경로)와 상기 전력증폭기의 사이에 접속되어 소정 제어하에 상기 전력증폭기로 인가되는 고주파 입력신호의 세기를 변화 시키는 가변 감쇄기와, 상기 제 1 방향성분배기의 출력 중 증폭 신호 선로(제 1 경로)와 상기 전력증폭기의 사이에 접속되어 소정 제어하에 상기 전력증폭기로 인가되는 고주파 입력신호의 위상을 변환시키는 가변 위상 변환기와, 상기 제 1 방향성분배기의 출력 중 기준 신호선로(제 2 선로)와 상기 감산기의 사이에 위치하여 제 1방향성 분배기의 순수 입력신호의 세기와 주파수를 검출하는 제 3 전력분배기와, 상기 제 2 방향성 분배기와 상기 감산기의 사이에 위치하여 상기 전력증폭기의 신호를 검출하는 제 1 전력 분배기와, 상기 제 1 전력 분배기와 상기 제3전력 분배기의 신호의 세기를 비교하여 상기가변 감쇄기의 세기를 제어하는 세기 제어부와, 상기 제 1 전력 분배기와 상기 제 3 전력 분배기의 위상차를 검출하는 위상 검출부와, 상기 위상 검출부의 검출된 위상을 비교하여 상기 가변 위상 변환기의 위상을 조절하는 위상 제어부를 제공한다

제1도는 일반적인 휘드훠어드 선형화 증폭기의 구성을 보여주는 도면

제2도는 도1에 도시 된 휘드훠어드 선형화 증폭기의 입력단에 두개의 신호가 입력되었을 시 각 부분에서의 스펙트럼을 보여주는 도면

제 3도는 마이크로 프로세서를 이용한 혼변조 신호 검출 회로

제4도는 본 발명에 따른 고주파 증폭기에서 발생한 혼변조 신호 검출 회로

제5도는 위상 검출부의 위상 지연에 따른 출력 전력

이하 본 발명의 바람직한 실시 예의 상세한 설명이 첨부된 도면들을 참조하여 설명될 것이다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다. 그리고 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의 내려진 용어들로서 이는 사용자 또는 초고주파 회로 설계자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로, 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도4는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 증폭기내부에서 발생된 혼변조 신호 검출기의 회로 구성을 보여주는 도면이다. 이러한 혼변조 신호 검출 회로는 도4에 도시 된 바와 같이 하드웨어의 구성 요소들로만 이루어져 있음을 알 수 있다. 그러므로 본 발명은 실시간의 데이터 처리를 가능하게 한다. 그리고 본 혼변조 신호검출 회로는 도3에 도시 된 바와 같이 마이크로 프로세서를 사용하지 있지 않음을 알 수 있다.

도 4 를 참조하면, 초고주파 입력선로 350와, 초고주파 출력선로 354, 혼변조신호 출력선로 372와, 초고주파 신호 전달 선로 351, 352, 353, 355, 356, 357, 358, 359, 360, 361, 362, 363, 364, 365, 366, 367, 368, 369, 370, 371과, 직류 전압 전달 선로 380, 381, 382, 383, 384, 385, 386, 387, 388, 389로 신호 정보를 전달한다. 그리고 상기 초고주파 입력선로 350의 입력신호를 증폭 신호 선로(제 1 경로)인 상기 초고주파 선로 351과 기준 신호 선로(제 2 경로)인 상기 초고주파 선로 355로 분리하여 출력하는 제 1 방향성 분배기 301, 상기 제 1 방향성 분배기 301의 증폭 신호 선로(제 1 경로)의 신호를 입력하여 증폭하는 전력증폭기 323, 상기 전력증폭기 323의 출력을 상기 초고주파 선로 353으로 입력하여 상기 출력 초고주파선로 354와 혼변조 신호 검출을 위한 비교 신호로 사용되는 상기 초고주파 선로 357로 나누는 제2방향성 분배기 302, 상기 제2방향성 분배기 302의 출력 신호를 상기 초고주파 선로 357를 통해 입력하여 혼변조 신호 검출을 위한 신호의 경로인 상기 초고주파 선로 370과 상기 제 1 방향성 분배기 301로부터 출력되는 기준 신호 경로(제 2 경로)인 상기 초고주파 선로 355의 신호와의 위상과 세기를 비교하는 신호로 분리하는 제 1 전력분배기 303과, 상기 제 1 전력분배기 303의 신호를 상기 초고주파 선로 358을 경유하여 세기 비교 신호와 위상 비교 신호로 구분하여 출력하는 제2전력분배기 305와, 상기 제1방향성 분배기 301을 출력 중 증폭 신호 선로(제 1 경로)에 해당하는 상기 초고주파 선로 351과 상기 전력증폭기 323 의 입력 선로에 해당하는 상기 초고주파 선로 352의 사이에 위치하여 상기 전력증폭기 323에 인가되는 초고주파 신호의 세기를 변화 시키는 가변 감쇄기 321과, 상기 제 1 방향성 분배기 301을 출력 중 증폭 신호 선로(제 1 경로)에 해당하는 상기 초고주파 선로 351과 상기 전력증폭기 323의 입력 선로에 해당하는 상기 초고주파 선로 352의 사이에 위치하여 상기 전력증폭기 323에 인가되는 초고주파 신호의 위상을 변화 시키는 가변 위상변환기 322와, 상기 제 1 방향성 분배기 301의 출력 중 기준 신호 경로(제 2 경로) 인 초고주파 선로 355로 입력하여 상기 제 1 방향성 분배기 301 -초고주파 선로 351- 가변 감쇄기 321- 가변 위상 변환기 322 - 초고주파 선로 352 - 전력 증폭기 323 - 초고주파 선로 353 - 제 2 방향성 분배기 302 - 초고주파 선로 357를 거친 신호와 동일한 시간 지연을 가지게 하여 출력 초고주파 선로 356으로 출력 시키는 시간 지연 선로 337, 상기 지연선로 337을 거쳐 출력된 상기 초고주파 선로 356을 거쳐 입력된 신호를 혼변조 신호 검출을 위한 신호 경로인 초고주파 선로 371과 세기와 위상 비교의 기준으로 삼을 신호를 분배하는 경로인 359로 출력하는 제 3 전력분배기 304와, 상기 전력분배기 304의 신호를 상기 초고주파 선로 359의 경로를 통하여 입력하여 세기 비교의 기준으로 삼을 신호를 초고주파 선로 361를 통하여 출력하는 경로와 위상 비교의 기준으로 삼을 신호를 초고주파 선로 363을 통하여 출력하는 경로로 분배하는 제4전력분배기 306과, 상기 제 2 전력분배기 305의 출력 중 초고주파 선로 360을 경유한 세기 비교 신호와 상기 제 4 전력분배기 306의 출력 중 초고주파 선로 361을 경유한 세기 기준 신호를 입력으로 하는 제 1 초고주파 스위치 325와, 상기 제 1 초고주파 스위치 325를 동작시키는 클럭 발생기 324와, 상기 클럭 발생기 324에 의해 상기 제 2 전력분배기 305의 세기 비교 신호와 상기 제 4 전력분배기 306의 세기 기본 신호를 상기 제 1 초고주파 스위치 325로부터 교대로 신호를 입력하는 직류 전압 값으로 변환시키는 제 1 검출기 328과, 상기 제 1 검출기 328의 신호를 상기 클럭 발생기 324의 주기를 통하여 각각의 직류 전압 전달 경로인 380과 381로 전달하는 제 1 저주파 스위치 329와, 상기 제 1 저주파 스위치 329를 통해 상기 제 4 전력분배기 306에서 분배된 세기 기본 신호를 상기 제 1 초고주파스위치 325를 경유하여 상기 제 1 검출기 328를 통한 직류 전압 값으로 변환된 신호를 상기 제 1 저주파스위치 329와 직류 전압 전달 경로 380을 통한 직류 전압 값을 래치 시켜 일정값으로 유지시키는 제 1 래치 331과, 상기 제 1 저주파 스위치 329와 직류 전압 전달경로 381을 통해 상기 제 2 전력분배기 305에서 분배되어 초고주파 선로 360과 제 1 초고주파 스위치 325를 경유하여 제 1 검출기 328를 통해 직류 전압 값을 전달 받아 래치 시켜 일정 값을 유지시키는 제 2 래치 332와, 상기 제 1 래치 331의 값과 상기 제 2 래치 332의 값을 비교하여 상기 제 2 래치 332의 값을 상기 제 1 래치 331과 같게 하기 위하여 직류 전압 전달 경로 388을 통하여 상기 가변 감쇄기 321의 감쇄 값을 조절하는 제 1 비교기 335로 구성된다. 또한 본 발명은 위상 비교를 위하여 상기 제 2 전력분배기 305의 신호를 초고주파 선로 362를 경유하여 입력 받아 두개의 초고주파 선로 364,367의 경로로 나누는 제 5 전력분배기 307과, 상기 제 4 전력분배기 306의 신호를 초고주파 선로 363을 경유하여 입력 받아 두개의 초고주파선로 365,368의 경로로 나누는 제 6 전력분배기 308과, 상기 제 5 전력분배기 307의 신호 중 초고주파 선로 364를 경유한 신호와 상기 제 6 전력분배기 308의 신호 중 초고주파 선로 365를 경유한 신호를 입력 받는 제 2 전력결합기 309와, 상기 제 5 전력분배기 307의 신호 중 초고주파 선로 367를 경유한 신호와 상기 제 6 전력분배기 308의 신호 중 초고주파 선로 368를 경유한 신호를 입력 받는 제 3 전력결합기 310과, 상기 제 2 전력결합기 309의 신호와 상기 제 3 전력결합기 310의 신호를 입력하여 상기 클럭 발생기 324의 주기로 출력하는 제 2 초고주파 스위치 326과, 상기 제 2 초고주파 스위치 326의 신호를 입력하여 초고주파 신호의 세기를 검출하는 제 2 검출기 327과, 상기 제 2 검출기 327의 신호를 입력하여 상기 클럭 발생기 324의 주기로 직류 전압 전달 경로 382와 383으로 번갈아 출력하는 제 2 저주파 스위치 330과, 상기 제 2 전력결합기 309의 신호를 상기 클럭 발생기 324의 주기에 의해 상기 제 2 초고주파 스위치 326과 상기 제 2 검출기 327을 경우하여 발생된 직류전압을 상기 제 2 저주파 스위치 330의 주기로 입력 받아 직류전압으로 변환시키는 제 3 래치 333과, 상기 제 3 전력결합기 310의 신호를 상기 클럭 발생기 324의 주기에 의해 상기 제 2 초고주파 스위치 326과 상기 제 2 검출기 327을 경우하여 발생된 직류전압을 상기 제 2 저주파 스위치 330의 주기로 입력 받아 직류전압으로 변환시키는 제4래치 334와, 상기 제 3 래치 333과 상기 제 4 래치 334의 전압을 비교하여 서로의 전압을 같아지게 직류 전압 전달 선로 389를 통하여 상기 가변 위상변환기 322를 동작시키는 제 2 비교기 336로 구성된다.

본 발명회로의 동작을 자세히 살펴보면 입력경로 350 -제1방향성 결합기 301- 초고주파 선로 351 -가변 감쇄기 321 -가변 위상변환기 322 -초고주파 선로 352 -전력증폭기 323 -초고주파 선로 353 -제2방향성 결합기 302 -출력경로 354의 신호는 입력신호의 증폭과 전력증폭기 323의 내부에서 발생한 혼변조 신호가 동시에 출력하게 된다. 제 1 방향성 결합기 301에서는 입력신호만 존재하므로 제 1 방향성결합기 301-초고주파 선로 351-가변 감쇄기 321-가변 위상변환기 322-초고주파 선로 352-전력증폭기 323-초고주파 선로 353-제 2 방향성 결합기 302- 초고주파선로 357 - 제 1 전력분배기 357 -초고주파 선로 370을 통한 신호와 제 1 방향성 분배기 301 -초고주파 선로 355 -지연선로 337 -초고주파 선로 356 -제 3 전력분배기 304 -초고주파 선로 371을 거친 신호가 제 1 전력결합기 311에서 같은 세기와 180도의 위상차를 가지고 결합하면 혼변조 신호 출력경로 372에서는 입력경로 350에 입력하는 전력증폭기 순수 입력 신호는 상쇄되고 전력증폭기 323에서 발생한 혼변조 신호만 출력하게 된다.

가변 감쇄기 321은 초고주파 선로 356의 신호를 기준으로 하여 전력증폭기 323의 경로를 통한 신호가 초고주파 선로 357을 경유할 때 세기를 동일하게 하기 위한 것이고, 가변 위상 변환기 322는 초고주파 선로 356의 신호를 기준으로 하여 전력증폭기 323의 경로를 통한 신호가 초고주파 선로 357을 경우할 때 위상을 180도 차이 나게 하기 위한 것이다. 지연선로 337은 전력증폭기 323의 경유한 신호가 제 1 전력결합기 311까지 오는 시간과 기준 신호 선로(제2경로)인 초고주파 신호 전달경로 355를 경유한 신호가 제1전력결합기 311까지 오는 시간을 맞추기 위한 것이다. 전력증폭기 323은 입력세기의 변화와 외부 환경의 변화(온도, 습도 등)에 의해 전달 시간이 변화게 되는 데, 이에 따른 위상 보정이 필요하다.

세기 제어를 살펴보면 제1전력결합기 311에서 동일한 초고주파 신호 전송선로 길이에 제 1 전력분배기 303과 제 3 전력분배기 304를 위치시킨다. 즉, 초고주파 선로 370과 371은 같은 길이이다. 제 3 전력분배기 304의 출력 중 초고주파 선로 359를 경유한 신호는 제4전력분배기 306에서 세기 비교 신호와 위상 비교 신호를 위해 두개의 경로로 나눈다. 세기 비교를 위해서는 제 4 전력분배기 306에서 분배된 신호는 초고주파 선로 361을 거쳐 클럭 발생기 324에 의해 제 1 초고주파 스위치 325를 통하여 제 1 검출기 328에 의해 직류 전압으로 변환된다. 변환된 직류 전압은 클럭 발생기 324의 제어에 따른 제 1 저주파 스위치 329를 거쳐 제 1 래치 331에 저장된다. 제 1 래치 331에 전압은 클럭 발생기 324의 주기에 따른 전압 값 만을 가지는 데 래치 회로는 주기화 되어있는 직류 전압 값을 래치 시켜 일정 직류 전압 값으로 일정하게 유지시킨다. 제 1 전력분배기 303의 출력 중 초고주파 선로 358를 경유한 신호는 제 2 전력분배기 305에서 세기 비교 신호와 위상 비교 신호를 위해 두개의 경로로 나눈다. 세기 비교를 위해서는 제 2 전력분배기 305에서 분배된 신호는 초고주파 선로 360을 거쳐 클럭 발생기 324에 의해 제 1 초고주파 스위치 325를 통하여 제 1 검출기 328에 의해 직류 전압으로 변환된다. 변환된 직류 전압은 클럭 발생기 324의 제어에 따른 제 1 저주파 스위치 329를 거쳐 제 2 래치 332에 저장된다. 제 1 래치 331과 동일하게 제 2 래치 332의 전압은 클럭 발생기 324의 주기에 따른전압 값 만을 가지는 데 래치 회로는 주기화 되어있는 직류 전압 값을 래치 시켜 일정 직류 전압 값으로 일정하게 유지시킨다. 기준신호 선로에 의한 제 1 래치 331의 값을 기준으로 하여 제 2 래치 332의 값이 같아지게 비교기 335는 가변 감쇄기 321의 감쇄 값을 조절하게 된다.

위상 제어 회로를 살펴보면 초고주파 선로 370과 371, 358과 359, 362와 363의 길이가 같다고 하면 제 5 전력분배기 307에 입력된 신호와 제 6 전력분배기 308에서 입력된 신호의 위상차가 180도가 발생하면 제 1 전력결합기 311에서도 입력선로 350에 입력하는 순수 입력 신호는 180도의 위상차를 가지고 결합되게 된다. 제 5 전력분배기 307에서 분배된 초고주파 선로 364와 제 6 전력분배기 308에서 분배된 초고주파 선로 368의 길이가 같고, 제 5 전력분배기 307에서 분배된 초고주파 선로 367와 제 6 전력분배기 308에서 분배된 초고주파 선로 365의 길이가 같다면 제 2 전력결합기 309와 제 3 전력결합기 310의 출력은 도5의 a1과 a2가 될 것이다. 제 2 전력결합기 309의 신호는 클럭 발생기 324의 주기에 의해 제 2 초고주파 스위치326을 경유하여 제2검출기 327에서 직류 전압으로 변환되어 제 2 저주파 스위치 330을 경유하여 제 3 래치 333에서 일정 전압으로 기록되게 된다. 제 3 전력결합기 310의 신호는 클럭 발생기 324의 주기에 의해 제 2 초고주파 스위치 326을 경유하여 제 2 검출기 327에서 직류 전압으로 변환되어 제 2 저주파 스위치 330을 경유하여 제 4 래치 334에서 일정 전압으로 기록되게 된다. 제 3 래치 333과 제 4 래치 334의 값이 동일하게 되도록 가변 위상 변환기 322를 제어하게 되면 제 1 전력분배기 303과 제 3 전력분배기 304에서의 신호의 위상차는 180도가 된다. 앞서 초고주파신호 전송선로 370과 371이 동일하다 하였으므로 제 1 전력결합기 311에서는 180도의 위상차를 가진 신호가 결합되게 된다.

본 발명회로는 입력선로 350에 입력된 주신호를 상쇄하기 위하여 기준선로를 기준으로 하여 전력증폭기 323에서 변화된 양을 가변 감쇄기 321과 가변 위상변환기 322로 아날로그적으로 보상하는 회로이다. 기준선로의 신호에 대한 전력증폭기 323의 신호의 제어이므로 전력증폭기 323의 변화와 외부 환경의 변화에도 안정적인 혼변조 신호 검출이 용이하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 순수한 하드웨어로서만 구성되며, 본 발명은 혼변조 신호를 검출하기 위해 결합되는 두개의 선로 중 하나의 선로를 기준 선로하여 기준선로의 세기와 위상을 바탕으로 다른 하나의 선로의 세기를 같이 하고 위상을 180도 차이 나게 하는 것이므로 외부 환경 및 증폭기의 특성 변화에도 안정적인 혼변조 신호를 추출한 수 있다. 또한 마이크로 프로세서를 이용하지 않으므로 실시간 데이터 처리를 가능하게 한다.

Claims (2)

1. 증폭기 내에서 발생한 혼변조 신호 추출 회로에 있어서,

   소정의 고주파 입력신호를 방향성 분배기를 통하여 혼변조 신호 추출 회로의 기준선로의 신호와 혼변조 신호를 발생시키는 증폭기 소자의 입력으로 사용하는 회로에서,

   혼변조 신호 추출부의 전력결합기에서 동일거리에 위치한 곳에 상기 방향성 분배기의 입력신호 만을 가지는 기준 선로와 증폭기를 거친 순수 입력의 증폭과 증폭기내에서 발생한 혼변조 신호가 같이 있는 비교 선로에 제 1 전력분배기와 제 3 전력분배기를 위치하여,

   상기 제 1 전력분배기와 제 3 전력분배기에서 세기와 위상비교를 위한 출력을 가지는 회로에서,

   상기 혼변조 신호를 발생시킨 증폭기 소자의 출력성분을 지닌 제 1 전력분배기의 신호와 상기 방향성 분배기에서 입력신호 만을 가지는 기준 선로의 제 3 전력분배기의 위상 비교시 전력분배기와 전력결합기 만을 사용하는 것을 특징으로 하는 회로.
2. 제 1 항에 있어서, 제 1 전력분배기의 세기 및 위상 비교 신호 입력인 제 2 전력분배기를 거친 위상 비교 신호 분배기인 제 5 전력분배기의 출력신호와 제 3 전력분배기의 세기 및 위상 비교 신호 입력인 제 4 전력분배기를 거친 위상 비교 신호 분배기인 제 6 전력분배기의 출력신호의 결합에 사용되는 제 2 결합기와 제 3 결합기에서,

   제 5 전력분배기에서 제 2 결합기까지의 초고주파 신호 경로의 길이와 제 6 전력분배기에서 제 3 결합기까지의 초고주파 신호 경로의 길이가 같고, 제 5 전력분배기에서 또 다른 경로인 제 3 결합기까지의 초고주파 신호 경로의 길이와 제 6 전력분배기에서 또 다른 경로인 제 2 결합기까지의 초고주파 신호 경로의 길이가 같은 형태의 회로.