KR20020093327A - Feedforward linearizer in a IMT-2000 system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 이동통신 시스템(PCS, IMT-2000시스템, WLL시스템 등)에서 피드포워드(Feedforward) 선형화기(Linearizer)에 관한 것으로서, 특히 신호 루프(Signal Loop) 및 에러 루프(Error Loop)의 지연 경로가 필요 없고, 주신호 성분과 혼변조 성분의 위상이 자동 제어 되도록 한 IMT-2000 시스템에서 피드포워드 선형화기에 관한 것이다.The present invention relates to a feedforward linearizer in a mobile communication system (PCS, IMT-2000 system, WLL system, etc.), and in particular, a delay path of a signal loop and an error loop. The present invention relates to a feedforward linearizer in an IMT-2000 system in which the phases of main signal components and intermodulation components are automatically controlled.
일반적으로, 현재 사용중인 개인 휴대 통신 시스템(PCS), 차세대 이동통신 시스템(IMT-2000시스템), 무선가입자망 시스템(WLL시스템) 등의 통신 시스템에서, 고주파수(RF) 및 마이크로파 회로는 사용되는 능동소자의 비선형성때문에 비선형 회로의 특성을 갖는다. 특히 전력 증폭기는 최대 전력을 얻기 위해 주 능동소자인 트랜지스터를 비선형 특성이 강한 포화영역에서 동작시킴으로써, 이득과 위상이 왜곡되고 혼변조(IMD)신호가 발생되어 전송품질을 저하시키는 요인이 된다.In general, in communication systems such as personal mobile communication systems (PCS), next generation mobile communication systems (IMT-2000 systems), and wireless subscriber network systems (WLL systems) currently in use, high frequency (RF) and microwave circuits are used. Because of the nonlinearity of the device, it has the characteristics of a nonlinear circuit. In particular, the power amplifier operates a transistor, which is a main active element, in a saturation region with strong nonlinear characteristics to obtain maximum power, thereby causing gain and phase distortion, and generating an intermodulation (IMD) signal, thereby degrading transmission quality.
일반적으로 전력 증폭기에 단일 주파수의 입력신호를 인가하면 출력이득의 저하와 위상의 지연이 일어나며, 여러 주파수의 신호를 입력하면 입력신호와 동일한 주파수를 갖는 출력 신호 외에 각각 다른 비선형 전달 특성을 갖는 혼변조 왜곡 성분들이 발생한다.In general, when a single frequency input signal is applied to a power amplifier, the output gain decreases and a phase delay occurs. When multiple frequency signals are input, intermodulation having different nonlinear propagation characteristics in addition to the output signal having the same frequency as the input signal is obtained. Distortion components occur.
첨부한 도면 도 1은 일반적인 IMT-2000 시스템의 RF 처리부분에서 두 개의 반송파를 인가한 전력 증폭기의 출력 파형도이다.1 is an output waveform diagram of a power amplifier to which two carriers are applied in an RF processing part of a general IMT-2000 system.
발생한 혼변조 성분들은 전력 증폭기가 낼 수 있는 에너지를 소모하므로 기본 주파수의 출력을 저하시키며, 특히 대역내에 위치하는 3차 혼변조 신호 성분들(2f1-f2, 2f2-f1)은 전송 품질을 저하시키는 데 영향이 가장 크다.Cross modulation components are generated because the consumption of energy in the power amplifier can degrade the output of the fundamental frequency, in particular the tertiary cross-modulation signal components which is located in the band (2f 1 -f 2, 2f 2 -f 1) is transmitted The biggest impact is on quality deterioration.
따라서 상기와 같은 비선형 특성을 보상하기 위해 선형화기(Linearizer)를 전력증폭기와 함께 사용하는 데, 현재까지 개발된 종래 기술을 살펴보면 다음과 같다.Therefore, in order to compensate for such nonlinear characteristics, a linearizer is used in conjunction with a power amplifier, and the conventional technologies developed to date are as follows.
1) 백-오프(Back-off) 방식 : 이 방식은 증폭기의 입력 레벨을 낮추어 비교적 선형적인 영역에서 동작되도록 하는 방식이나, 전체 전력 증폭기의 부피 증가, 전력 효율 감소, 방열, 대용량 전원 공급 등의 단점이 있다.1) Back-off method: This method reduces the input level of the amplifier to operate in a relatively linear region, but increases the volume of the entire power amplifier, reduces power efficiency, heat dissipation, and supplies large capacity power. There are disadvantages.
2) 프리디스토션(Predistortion) 방식 : 전력 증폭기가 만들 왜곡 성분을 고려하여 역의 왜곡 특성을 갖는 프리디스토션 회로를 미리 전력 증폭기의 입력측에 부가하여 왜곡 성분을 감쇄시키는 방식이다. 이 방식은 제작후 장시간 동작점 조정이 요구되고 비선형성 특성의 개선량도 비교적 작은 단점이 있다.2) Predistortion method: A predistortion circuit having a reverse distortion characteristic in consideration of the distortion component to be produced by the power amplifier is added to the input side of the power amplifier in advance to attenuate the distortion component. This method requires a long operating point adjustment after fabrication and has a relatively small amount of improvement in nonlinearity.
3) 피드포워드(Feedforward) 방식 : 이 방식은 전력 증폭기의 입력 신호와 출력신호를 비교하여 혼변조 잡음 성분만의 차(error) 신호를 추출한 후 전력 증폭기의 출력단에 합성하여 최종적으로 선형 출력 신호를 얻는 방식이다.3) Feedforward method: This method compares the input signal and output signal of the power amplifier, extracts the error signal of only the intermodulation noise component, synthesizes the output signal of the power amplifier, and finally generates a linear output signal. This is how you get it.
첨부한 도면 도 2는 상기 피드포워드 방식을 적용한 종래 IMT-2000 시스템의 선형화기 구성을 보인 도면이다.2 is a diagram illustrating a linearizer configuration of a conventional IMT-2000 system to which the feedforward scheme is applied.
여기서 참조부호 11은 입력되는 고주파수(RF)신호를 두 개의 반송파로 전력분배하는 전력 분배기를 나타내고, 참조부호 12는 상기 전력 분배기(11)에서 분배된 반송파중 주 경로의 반송파를 전력 증폭하는 전력 증폭기를 나타내고, 참조부호 13은 상기 주 경로상의 반송파를 지연시키는 지연 라인을 나타내고, 참조부호 14는 상기 전력 분배기(11)에서 분배된 반송파중 보조 경로의 반송파를 지연시키는 지연 라인을 나타낸다.Here, reference numeral 11 denotes a power divider for power distribution of an input high frequency (RF) signal to two carriers, and reference numeral 12 denotes a power amplifier for power amplifying a carrier of a main path among carriers distributed by the power divider 11. 13 denotes a delay line for delaying a carrier on the main path, and reference numeral 14 denotes a delay line for delaying a carrier of an auxiliary path among carriers distributed by the power divider 11.
또한, 참조부호 15는 상기 지연 라인(15)을 통한 보조 경로상의 반송파를 가변 감쇄시키는 제1 가변 감쇄기를 나타내고, 참조부호 16은 상기 제1가변 감쇄기(15)의 출력 신호를 위상 천이시키는 제1위상 천이기를 나타내고, 참조부호 17은 상기 전력 증폭기(12)에서 출력되는 반송파를 결합하는 제1결합기(17)를 나타내고, 참조부호 18은 상기 결합기(17)에서 결합된 신호를 가변 감쇄시키는 제2가변 감쇄기를 나타낸다.Further, reference numeral 15 denotes a first variable attenuator for variably attenuating a carrier wave on the auxiliary path through the delay line 15, and reference numeral 16 denotes a first phase shifting output signal of the first variable attenuator 15. A phase shifter, reference numeral 17 denotes a first combiner 17 for coupling a carrier wave output from the power amplifier 12, and reference numeral 18 denotes a second attenuating the combined signal from the combiner 17. Variable attenuator is shown.
또한, 참조부호 19는 상기 제1위상 천이기(16)의 출력신호와 상기 제2가변 감쇄기(18)의 출력신호를 결합하는 전력 결합기를 나타내고, 참조부호 20은 상기 전력 결합기(19)에서 출력되는 신호를 소정 레벨로 증폭하는 증폭기를 나타내고, 참조부호 21은 상기 증폭기(20)의 출력 신호를 가변 감쇄시키는 제3가변 감쇄기를 나타내고, 참조부호 22는 상기 제3가변 감쇄기(21)의 출력 신호를 위상 천이시키는 제2위상 천이기를 나타내고, 참조부호 23은 상기 제2위상 천이기(22)의 출력신호와 상기 주 경로상의 반송파를 결합하여 그 결과신호를 최종 고주파수(RF out)로 출력하는 제2결합기를 나타낸다.Further, reference numeral 19 denotes a power combiner for coupling the output signal of the first phase shifter 16 and the output signal of the second variable attenuator 18, and reference numeral 20 denotes an output from the power combiner 19. An amplifier for amplifying the signal to be a predetermined level, reference numeral 21 denotes a third variable attenuator for variably attenuating the output signal of the amplifier 20, reference numeral 22 denotes an output signal of the third variable attenuator 21; Denotes a second phase shifter for phase shifting, and reference numeral 23 denotes a second phase shifter combining the output signal of the second phase shifter 22 with the carrier on the main path and outputting the resulting signal at a final RF out. A two bond group is shown.
이와 같이 구성된 종래 IMT-2000 시스템에 적용된 선형화기는, 먼저 전력 분배기(11)에서 입력되는 고주파 신호를 전력 분배하여 두 개의 반송파로 주 경로와 보조 경로로 각각 출력시키게 된다.The linearizer applied to the conventional IMT-2000 system configured as described above, first divides the high frequency signal input from the power divider 11 and outputs two main carriers and two secondary carriers.
전력 증폭기(12)는 상기 전력 분배기(11)에서 출력되는 주 경로의 반송파를 전력 증폭하여 출력하게 되며, 지연 라인(13)은 상기 주 경로상의 반송파를 지연시켜 출력하게 된다.The power amplifier 12 outputs power by amplifying the carrier of the main path output from the power divider 11, and the delay line 13 delays and outputs the carrier on the main path.
다음으로, 지연 라인(14)은 보조 경로상의 반송파를 지연시키게 되고, 제1가변 감쇄기(15)는 상기 지연 라인(14)에 의해 지연된 반송파를 가변 감쇄시키게 되고, 제1위상 천이기(16)는 상기 제1가변 감쇄기(15)에서 출력되는 반송파를 90도 위상 천이시켜 출력한다.Next, the delay line 14 delays the carrier on the auxiliary path, and the first variable attenuator 15 variably attenuates the carrier delayed by the delay line 14, and the first phase shifter 16. Is a 90 degree phase shift and outputs the carrier wave output from the first variable attenuator 15.
아울러 제1결합기(17)는 상기 전력 증폭기(12)에서 출력된 후 주 경로 상으로 흐르는 반송파를 결합하게 되고, 제2가변 감쇄기(18)는 상기 제1결합기(17)에 의해 결합된 신호를 가변 감쇄시킨다.In addition, the first combiner 17 couples the carrier wave flowing on the main path after being output from the power amplifier 12, and the second variable attenuator 18 receives the signal coupled by the first combiner 17. Variable attenuation.
다음으로 전력 결합기(19)는 상기 제2가변 감쇄기(18)에서 출력되는 신호와 상기 제1위상 천이기(16)에서 출력되는 신호를 결합하여 출력하게 되며, 증폭기(20)는 상기 전력 결합기(19)에서 출력되는 신호를 소정 레벨로 증폭하게 된다.Next, the power combiner 19 combines and outputs the signal output from the second variable attenuator 18 and the signal output from the first phase shifter 16, and the amplifier 20 outputs the power combiner ( The signal output from 19 is amplified to a predetermined level.
그리고 제3가변 감쇄기(21)는 상기 증폭기(20)에서 출력되는 신호를 소정 레벨로 가변 감쇄시키게 되고, 제2위상 천이기(22)는 상기 제3가변 감쇄기(21)에서 출력되는 신호의 위상을 180도 천이시켜 출력하게 되며, 제2결합기(23)는 상기 제3가변 감쇄기(22)에서 출력된 신호와 상기 지연 라인(13)을 통과한 주 경로상의 반송파를 결합하여 그 결과신호를 최종 신호로 출력하게 된다.In addition, the third variable attenuator 21 variably attenuates the signal output from the amplifier 20 to a predetermined level, and the second phase shifter 22 is a phase of the signal output from the third variable attenuator 21. The second combiner 23 combines the signal output from the third variable attenuator 22 and the carrier on the main path passing through the delay line 13 to finalize the resultant signal. It will output as a signal.
즉, 상기와 같은 종래 IMT-2000 시스템에서 선형화기는, 전력 증폭기의 출력에서 얻어지는 반송파와 혼변조 성분만을 추출하여 다시 전력 증폭기의 출력에 역위상으로 결합하여 혼변조 신호를 상쇄시키는 방법으로, 반송파 대 혼 변조비(Carrier to Intermodulation Ratio : C/I)를 개선시킨다.That is, in the conventional IMT-2000 system as described above, the linearizer extracts only the carrier and intermodulation components obtained from the output of the power amplifier, and combines them in the reverse phase to the output of the power amplifier to cancel the intermodulation signal. Improve the Carrier to Intermodulation Ratio (C / I).
이러한 피드포워드 선형화기의 IMD 특성 개선효과는 타 방식에 비해 월등하지만 신호 루프에서 주 경로의 전력 증폭기 동작 시간을 보상하기 위하여 보조 경로에 지연선로가 구성되는 데, 이러한 지연 선로는 선형화기 전체 회로에서 차지하는 부피가 상당히 크고, 신호의 손실, 위상과 크기 조절이 용이하지 않는 단점을 발생하였다.Although the improvement of IMD characteristics of the feedforward linearizer is superior to other methods, a delay line is configured in the auxiliary path to compensate the power amplifier operation time of the main path in the signal loop. The volume occupied was quite large, resulting in loss of signal, difficulty in adjusting phase and magnitude.
즉, 종래 피드포워드 선형화기는, 주지한 바와 같이 주 경로의 전력 증폭기의 동작 시간을 보상하기 위하여 보조 경로에 지연 선로를 동축케이블이나 마이크로 스트립 라인을 사용하므로, 회로에서 차지하는 지연 선로의 부피가 상당히 크고, 위상과 크기 조절에도 많은 어려움이 있으며, 또한 신호의 손실 등의 여러 단점을 발생하였다.In other words, the conventional feedforward linearizer uses a coaxial cable or a micro strip line as a delay line in the auxiliary path to compensate for the operation time of the power amplifier in the main path. In addition, there are many difficulties in controlling the phase and the magnitude, and also various disadvantages such as loss of signal.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래 IMT-2000 시스템에 적용된 선형화기에서 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해서 제안된 것으로서,Accordingly, the present invention has been proposed to solve various problems occurring in the linearizer applied to the conventional IMT-2000 system as described above.
본 발명의 목적은, 신호 루프(Signal Loop) 및 에러 루프(Error Loop)의 지연 경로가 필요 없고, 주신호 성분과 혼변조 성분의 위상이 자동 제어 되도록 한 IMT-2000 시스템에서 피드포워드 선형화기를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a feedforward linearizer in an IMT-2000 system in which a delay path of a signal loop and an error loop is unnecessary, and the phases of main signal components and intermodulation components are controlled automatically. There is.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 "IMT-2000 시스템에서 피드포워드 선형화기"는,"Feedforward linearizer in the IMT-2000 system" according to the present invention for achieving the above object,
IMT-2000 시스템에서 피드포워드 루프 방식의 선형화기에 있어서,In the feed forward loop type linearizer in the IMT-2000 system,
입력되는 고주파수(RF)를 전력 분배하여 두 개의 반송파를 주 경로와 보조 경로로 각각 출력시키는 전력 분배기와;A power divider configured to distribute the input high frequency RF to output two carrier waves to the primary path and the secondary path, respectively;
상기 주 경로로 출력되는 반송파를 가변적으로 감쇄시키는 제1가변감쇄기와;A first variable attenuator configured to variably attenuate the carrier wave output through the main path;
상기 제1가변감쇄기의 출력신호를 소정 레벨로 증폭하는 보조 증폭기와;An auxiliary amplifier for amplifying the output signal of the first variable attenuator to a predetermined level;
상기 보조 증폭기에서 출력되는 반송파를 결합하여 일부는 감쇄시킨 후 주경로로 출력하고, 일부는 감쇄와 위상차를 갖도록 하여 출력하는 제1하이브리드 결합기와;A first hybrid combiner which combines a carrier wave output from the auxiliary amplifier, attenuates a part of the carrier wave, and outputs a part of the main path, and a part of the subcarrier has a phase difference with attenuation;
상기 제1하이브리드 결합기에서 출력되는 주경로의 반송파를 전력 증폭하여 출력하는 주 전력 증폭기와;A main power amplifier for amplifying and outputting a carrier of a main path output from the first hybrid coupler;
상기 제1하이브리드 결합기에서 출력되는 신호를 결합하여 감쇄와 위상차를 갖도록 하여 출력하는 제2하이브리드 결합기와;A second hybrid combiner configured to combine the signal output from the first hybrid combiner to have attenuation and a phase difference and output the combined signal;
상기 보조 경로로 출력되는 반송파를 증폭하여 상기 보조 증폭기에서 발생된 지연 시간을 보상하는 혼변조 증폭기와;A cross modulation amplifier for amplifying a carrier wave output through the auxiliary path to compensate for a delay time generated by the auxiliary amplifier;
상기 혼변조 증폭기에서 출력되는 신호를 가변적으로 감쇄시키는 제2가변감쇄기와;A second variable attenuator configured to variably attenuate the signal output from the intermodulation amplifier;
상기 제2가변감쇄기의 출력신호와 상기 제2하이브리드 결합기의 출력신호를 결합하여 반송파 신호는 제거하고 혼변조 신호만을 출력하는 전력 결합기와;A power combiner for combining the output signal of the second variable attenuator and the output signal of the second hybrid combiner to remove a carrier signal and output only a mixed modulated signal;
상기 전력 결합기에서 출력된 신호를 증폭시키는 에러 증폭기와;An error amplifier for amplifying the signal output from the power combiner;
상기 에러 증폭기의 출력 신호를 가변적으로 감쇄시키는 제3가변감쇄기와;A third variable attenuator configured to variably attenuate the output signal of the error amplifier;
상기 제3가변감쇄기에서 출력되는 신호의 위상을 천이시키는 위상 천이기와;A phase shifter for shifting the phase of the signal output from the third variable attenuator;
상기 위상 천이기의 출력신호와 상기 주 전력 증폭기의 출력신호를 결합하여 혼변조 신호는 제거하고 반송파만을 출력시키는 방향성 결합기로 구성됨을 특징으로 한다.The directional coupler combines the output signal of the phase shifter and the output signal of the main power amplifier to remove the intermodulation signal and output only a carrier wave.
도 1은 일반적인 IMT-2000 시스템의 RF 처리부분에서 두 개의 반송파를 인가한 전력 증폭기의 출력 파형도이고,1 is an output waveform diagram of a power amplifier to which two carriers are applied in an RF processing part of a general IMT-2000 system.
도 2는 종래 IMT-2000시스템에 적용된 피드포워드 선형화기의 구성도이고,2 is a configuration diagram of a feedforward linearizer applied to a conventional IMT-2000 system,
도 3은 본 발명에 의한 IMT-2000 시스템에서 피드포워드 선형화기의 구성을 보인 회로도이다.3 is a circuit diagram showing the configuration of a feedforward linearizer in the IMT-2000 system according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
104, 110, 113 ..... 제1, 제2, 제3가변감쇄기104, 110, 113 ..... 1st, 2nd, 3rd variable damper
105 ..... 보조 증폭기105 ..... Auxiliary Amplifier
106, 108 ..... 제1 및 제2 하이브리드 결합기106, 108 ..... First and second hybrid couplers
107 ..... 주 전력 증폭기107 ..... Main Power Amplifier
109 ..... 혼변조 증폭기109 ..... intermodulation amplifier
112 ..... 에러 증폭기112 ..... error amplifier
114 ..... 위상 천이기114 ..... Phase Shifter
115 ..... 방향성 결합기115 ..... Directional Coupler
이하 상기와 같은 기술적 사상에 따른 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, described in detail with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention according to the technical spirit as described above.
도 3은 본 발명에 의한 IMT-2000 시스템에서 피드포워드 선형화기의 구성을 보인 회로도이다.3 is a circuit diagram showing the configuration of a feedforward linearizer in the IMT-2000 system according to the present invention.
여기서 참조부호 101은 입력되는 고주파수(RF)를 전력 분배하여 두 개의 반송파를 주 경로(102)와 보조 경로(103)로 각각 출력시키는 전력 분배기를 나타내고, 참조부호 104는 상기 주 경로(102)로 출력되는 반송파를 가변적으로 감쇄시키는 제1가변감쇄기를 나타내고, 참조부호 105는 상기 제1가변감쇄기(104)의 출력신호를 소정 레벨로 증폭하는 보조 증폭기를 나타내며, 참조부호 106은 상기 보조 증폭기(105)에서 출력되는 반송파를 결합하여 일부는 감쇄시킨 후 주경로로출력하고, 일부는 감쇄와 위상차를 갖도록 하여 출력하는 제1하이브리드 결합기를 나타내고, 참조부호 107은 상기 제1하이브리드 결합기(106)에서 출력되는 주경로의 반송파를 전력 증폭하여 출력하는 주 전력 증폭기를 나타내고, 참조부호 108은 상기 제1하이브리드 결합기(106)에서 출력되는 신호를 결합하여 감쇄와 위상차를 갖도록 하여 출력하는 제2하이브리드 결합기를 나타낸다.Here, reference numeral 101 denotes a power divider for outputting two carriers to the primary path 102 and the secondary path 103 by power distribution of the input high frequency RF, and reference numeral 104 denotes the main path 102. A first variable attenuator for variably attenuating an output carrier wave, a reference numeral 105 denotes an auxiliary amplifier for amplifying the output signal of the first variable attenuator 104 to a predetermined level, and reference numeral 106 denotes the auxiliary amplifier 105 The first hybrid coupler combines a carrier wave output from the attenuator and a part of the attenuator outputs the main path, and a part outputs the main path with attenuation and a phase difference. Reference numeral 107 denotes an output from the first hybrid coupler 106. Represents a main power amplifier for power amplifying and outputting the carrier of the main path, and reference numeral 108 denotes a scene output from the first hybrid coupler 106; A second hybrid coupler is outputted by combining arcs to have attenuation and phase difference.
또한 참조부호 109는 상기 보조 경로(103)로 출력되는 반송파를 증폭하여 상기 보조 증폭기(105)에서 발생된 지연 시간을 보상하는 혼변조 증폭기를 나타내고, 참조부호 110은 상기 혼변조 증폭기(109)에서 출력되는 신호를 가변적으로 감쇄시키는 제2가변감쇄기를 나타내며, 참조부호 111은 상기 제2가변감쇄기(110)의 출력신호와 상기 제2하이브리드 결합기(108)의 출력신호를 결합하여 반송파 신호는 제거하고 혼변조 신호만을 출력하는 전력 결합기를 나타내고, 참조부호 112는 상기 전력 결합기(111)에서 출력된 신호를 증폭시키는 에러 증폭기를 나타내고, 참조부호 113은 상기 에러 증폭기(112)의 출력 신호를 가변적으로 감쇄시키는 제3가변감쇄기를 나타내고, 참조부호 114는 상기 제3가변감쇄기(113)에서 출력되는 신호의 위상을 천이시키는 위상 천이기를 나타내고, 참조부호 115는 상기 위상 천이기(114)의 출력신호와 상기 주 전력 증폭기(107)의 출력신호를 결합하여 혼변조 신호는 제거하고 반송파만을 출력시키는 방향성 결합기를 나타낸다.Also, reference numeral 109 denotes a intermodulation amplifier that amplifies a carrier wave output to the auxiliary path 103 to compensate for the delay time generated by the auxiliary amplifier 105, and reference numeral 110 denotes the intermodulation amplifier 109. A second variable attenuator for variably attenuating the output signal. Reference numeral 111 denotes a combination of the output signal of the second variable attenuator 110 and the output signal of the second hybrid combiner 108 to remove the carrier signal. The power combiner outputs only the intermodulation signal, reference numeral 112 denotes an error amplifier for amplifying the signal output from the power combiner 111, and reference numeral 113 variably attenuates the output signal of the error amplifier 112. The third variable attenuator 113 denotes a phase shifter for shifting the phase of the signal output from the third variable attenuator 113. Out, and reference numeral 115 denotes a directional coupler which combines the output signal of the output signal to the main power amplifier 107 of the phase shifter 114, the cross-modulation signal is removed, and outputs only the carrier wave.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 IMT-2000 시스템에서 피드포워드 선형화기는, 먼저 전력 분배기(101)에서 입력되는 신호(RF)를 전력 분배하여 동일한 크기의 두 개의 반송파로 분배하고, 그 분배된 반송파중 하나는 주 경로(102)로 출력하고,다른 하나는 보조 경로(103)로 출력한다.In the IMT-2000 system according to the present invention configured as described above, the feedforward linearizer first distributes power (RF) input from the power divider 101 to two carriers of the same size, and one of the distributed carriers. Output to the primary path 102 and the other to the secondary path 103.
주 경로(102)로 출력되는 반송파는 제1가변감쇄기(104)에 전달되고, 상기 제1가변감쇄기(104)는 전달되는 반송파를 가변적으로 감쇄시켜 후단의 보조 증폭기(105)가 선형적으로 동작하도록 한다.The carrier output to the main path 102 is transmitted to the first variable attenuator 104, the first variable attenuator 104 variably attenuates the carrier to be transmitted to operate the auxiliary amplifier 105 of the rear stage linearly. Do it.
다음으로 상기 보조 증폭기(105)는 선형영역에서 동작하여 제1가변감쇄기(104)를 통과한 반송파를 증폭하여 출력한다. 여기서 보조 증폭기(105)는 선형 영역에서 동작하므로 혼변조 성분은 발생하지 않고 반송파 성분만 증폭하여 출력하게 된다.Next, the auxiliary amplifier 105 operates in the linear region to amplify and output the carrier wave passing through the first variable attenuator 104. Since the auxiliary amplifier 105 operates in the linear region, no intermodulation component is generated and only the carrier component is amplified and output.
아울러 제1하이브리드 결합기(106)는 상기 보조 증폭기(105)에서 출력되는 반송파를 결합하여 일부는 3dB 감쇄를 가지고 후단의 주 전력 증폭기(107)로 전달하고, 일부는 3dB감쇄와 90°위상차를 발생하여 제2하이브리드 결합기(108)에 전달한다.In addition, the first hybrid coupler 106 combines a carrier wave output from the auxiliary amplifier 105, and a part of the first hybrid coupler 106 transfers the result to the main power amplifier 107 having a 3 dB attenuation, and a part produces a 3 dB attenuation and a 90 ° phase difference. To the second hybrid coupler 108.
상기 제2하이브리드 결합기(108)는 전달되는 90°위상차를 갖는 반송파를 다시 결합하여 3dB 감쇄와 다시 90°위상차를 갖도록 하여 전력 결합기(111)에 전달한다. 따라서 상기 전력 결합기(111)에 전달되는 반송파는 원래의 반송파에 비해 180°위상차가 난다.The second hybrid coupler 108 combines the carrier wave having the 90 ° phase difference to be delivered to the power combiner 111 to have a 3dB attenuation and 90 ° phase difference again. Therefore, the carrier transmitted to the power combiner 111 is 180 ° out of phase with respect to the original carrier.
아울러 상기 제1하이브리드 결합기(106)에서 출력되는 반송파는 전력 증폭기(107)에서 전력 증폭되어 방향성 결합기(115)에 전달된다. 여기서 전력 증폭기(107)를 통과한 신호는 증폭된 반송파와 혼변조 성분이 혼합된 신호이다.In addition, the carrier wave output from the first hybrid coupler 106 is power amplified by the power amplifier 107 and transferred to the directional coupler 115. The signal passing through the power amplifier 107 is a signal in which the amplified carrier and the intermodulation component are mixed.
한편, 보조 경로(103)의 혼변조 증폭기(109)는 상기 보조 경로(103)로 출력되는 반송파를 소정 레벨로 증폭하여 상기 보조 증폭기(105)에서 발생된 시간 지연을 보상한다. 여기서 혼변조 증폭기(109)는 비선형 영역에서 동작하므로 출력신호는 증폭된 반송파 성분과 혼변조 성분을 함께 갖는다.On the other hand, the intermodulation amplifier 109 of the auxiliary path 103 amplifies a carrier wave output to the auxiliary path 103 to a predetermined level to compensate for the time delay generated in the auxiliary amplifier 105. Since the intermodulation amplifier 109 operates in the nonlinear region, the output signal has both the amplified carrier component and the intermodulation component.
상기 혼변조 증폭기(109)를 통과한 신호는 제2가변감쇄기(110)에서 소정 레벨로 감쇄가 이루어진 후 전력 결합기(111)에 전달되며, 상기 전력 결합기(111)는 상기 전달되는 보조 경로(103)의 신호와 상기 제2하이브리드 결합기(108)에서 출력되는 180°위상차를 갖는 반송파를 결합하여 반송파는 제거하고 혼변조 신호만을 출력하게 된다.The signal passing through the intermodulation amplifier 109 is attenuated to a predetermined level in the second variable attenuator 110 and then transmitted to the power combiner 111, and the power combiner 111 transmits the auxiliary path 103. ) And a carrier having a 180 ° phase difference output from the second hybrid coupler 108 to remove the carrier and output only the intermodulation signal.
이와 같이 출력되는 혼변조 신호는 에러 증폭기(112)에 전달되고, 에러 증폭기(112)는 이를 소정 레벨로 증폭하여 출력한다. 여기서 에러 증폭기(112)는 상기 주 경로(102)의 주 전력 증폭기(107)의 동작 시간을 보상하는 역할을 수행한다.The intermodulated signal output as described above is transmitted to the error amplifier 112, and the error amplifier 112 amplifies it to a predetermined level and outputs it. The error amplifier 112 serves to compensate for the operation time of the main power amplifier 107 of the main path 102.
다음으로 제3가변감쇄기(113)는 상기 에러 증폭기(112)에서 출력되는 혼변조 신호를 소정 레벨로 감쇄시키게 되고, 위상 천이기(114)는 상기 제3가변감쇄기(113)를 통과한 혼변조 신호의 위상을 180°천이시켜 방향성 결합기(115)에 전달한다. 여기서 위상 천이기(114)에서 출력되는 혼변조 신호는 상기 주 전력 증폭기(107)에서 출력되는 혼변조 성분에 비해 크기는 같고 위상은 180°차이가 나는 신호이다.Next, the third variable attenuator 113 attenuates the intermodulated signal output from the error amplifier 112 to a predetermined level, and the phase shifter 114 passes the intermodulated modulator 113 through the third variable attenuator 113. The phase of the signal is shifted 180 ° and transferred to the directional coupler 115. Here, the intermodulation signal output from the phase shifter 114 is the same in magnitude and 180 degrees out of phase with respect to the intermodulation component output from the main power amplifier 107.
마지막으로 방향성 결합기(115)는 상기 위상 천이기(114)의 출력신호와 상기 주 전력 증폭기(107)의 출력 신호를 결합하여, 혼변조 성분은 제거하고 순수한 반송파만을 최종 출력신호(RF out)로 출력하게 된다.Finally, the directional coupler 115 combines the output signal of the phase shifter 114 and the output signal of the main power amplifier 107, eliminating intermodulation components and only pure carrier as the final output signal (RF out). Will print.
이상에서 상술한 본 발명 "IMT-2000 시스템에서 피드포워드 선형화기"에 따르면, 종래 선형화기 회로에서 부피를 크게 차지하는 신호루프와 지연루프의 지연 선로를 제거할 수 있으므로, 전체적인 선형화기 회로의 부피를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.According to the present invention "feed forward linearizer in the IMT-2000 system" described above, since the delay lines of the signal loop and the delay loop, which occupy a large volume in the conventional linearizer circuit, can be eliminated, the volume of the overall linearizer circuit is reduced. There is an advantage that can be reduced.
또한 90°하이브리드 결합기로 종래의 지연시간이 맞지 않아 신호의 제어가 어려운 문제점도 해소시킬 수 있는 이점이 있다.In addition, the 90 ° hybrid coupler has an advantage that it is possible to solve the problem that it is difficult to control the signal because the conventional delay time does not match.
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