KR20030009348A - 고효율 전력 변조기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 일반적으로 말하면, 극성(polar) 변조 기술을 이용한 변조기의 기본 구성요소로서 전력 증폭기를 개시한다. 이전에 가능하지 않았던 조합에서 고에너지 효율을 가지는 정밀 신호 발생(인벨로프 변경들을 구비하는)의 조합을 달성하는 것이 가능하다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 변조 무선 (패스밴드) 신호 발생기는 일반적인 형태의 고품질 신호들을 생성하는데, 이들 고품질 신호들은 변경 인벨로프를 갖는 신호들을 특별하게 구비한다. 인가된 DC 전력이 출력 RF 신호 전력으로 변환됨으로써 고에너지 효율을 가지는 신호들이 발생된다. 그 결과는 이동전화 핸드셋과 같은 제품들의 더 긴 배터리 수명으로 된다. 또한, 극적으로 개선된 효율은 무선 송신기에 필요한 소정의 히트싱크의 크기를 극적으로 줄일 수 있게 하는데(10분의 1 또는 더 크게), 그것은 가격과 크기를 상당히 내린다. 더욱이, 상기와 같은 무선 송신기들의 연속 동작은 작은 히트싱크를 사용하여 또는 어떤 히트싱크 구성품이 없이도 적은 온도 상승을 가능하게 한다. 이것은 허용된 더 긴 동작 시간에 기인한 더 큰 처리량 뿐만 아니라 높은 동작 신뢰성을 제공한다. 본 발명의 다른 태양은 동작기간 동안 연속적인 피드백의 필요성 없이 광대역폭을 갖는 고품질 신호들의 발생을 허용한다. 이것은 디자인, 제조, 및 송신기 회로의 복잡함을 크게 단순화시킴으로써 비용을 추가로 낮춘다.

Description

고효율 전력 변조기{High-efficiency power modulators}
RF 통신 영역에 있어서, 더 큰 전송 효율을 위한 욕망과 필요가 증대함에 따라, 바람직한 신호들이 높은 데이터 효율을 나타내야만 한다. 일반적으로, 높은 데이터 효율 신호들은 변경 인벨로프(envelope)의 속성을 보인다. 이와 같은 인벨로프 변경 신호들은 일반적으로 선형 회로 동작을 요구한다.
종래 무선 송신기에 있어서, 변조기 및 전력 증폭기(PA; power amplifier)는 도 1에 도시한 바와 같이 별개 기능이다. 변조기(101)는 상기 송신기에서의 정보 입력 신호(103)를 일반적으로 무선 신호의 패스밴드 신호(105)로 전환시키는데, 그것은 상수 인벨로프(평균 신호 전력은 피크 신호 전력과 같다) 또는 변경 인벨로프(평균 신호 전력은 피크 신호 전력보다 작다) 중의 어느 하나를 가질 수 있다. 패스밴드 신호(105)는 전력 증폭기(PA)(107)에 인가되는데, 그것은 요구되는 거리에 걸쳐 방사되도록 충분한 전력의 출력 신호(109)를 생성한다. 상기 인벨로프 변경 신호가 선형 회로 수행을 요구하므로, 상수 인벨로프 신호들만을 지원하는 회로는 본래적으로 인벨로프 변경 신호들을 지원하는 회로보다 더 에너지 효율적일 수 있다는 것이 무선 기술에서 일반적으로 이해되고 있다. 상기 인벨로프 변경 신호가 더 일반적이므로, 본 개시는 이들 신호들의 발생(생성)에 초점이 맞춰진다.
선형 동작과 고에너지 효율의 원하는 공동의 목적은 상호간에 배타적이라는 것, 즉 고에너지 효율을 갖는 증폭기는 선형적인 방식으로 동작하지 못하고, 유사하게 선형적인 방식으로 동작하는 증폭기는 고에너지 효율을 나타내지 못한다는 것이 폭넓게 인식되었다.
선형 증폭기의 에너지 효율을 개선시키는 것(50% 까지 또는 더 높게)은 본질적으로 불가능하다고 역사적으로 증명되었기 때문에, 대부분의 노력은 더 효율적인 비선형 증폭기를 취하는 것과 선형성을 개선시키는 것에 초점을 맞춘다. 이들 방법들은 피드포워드(feedforward) 선형화, 전치왜곡(predistortion), 피드백 전치왜곡, 및 변조기 피드백을 포함한다. 이들 방법들은 이하에 간략하게 요약된다.
도 2에 도시된 피드포워드 선형화 방법에 있어서, PA(207)는 그것이 발생할 신호에 대한 왜곡들에 대해 첫번째로 특징화된다. 이들 왜곡들의 역은 피드포워드 블록(211)에 의해 외부적으로 발생되어, 선형화된 출력 신호(215)를 형성하기 위해 상기 PA로부터의 출력(209)과 합해진다. 이것은 상기 PA 자체로부터의 왜곡들을 삭제시키기 때문에 결국 개선된 선형 동작이 된다.
도 3에 도시된 전치왜곡 방법에 있어서, 다시 PA(307)는 그것이 발생할 신호에 대한 왜곡들에 대해 첫번째로 특징화된다. 이들 왜곡들의 역은 변경된 패스밴드 신호(305')를 생성하기 위해 전치왜곡 블록(310)에 의해 발생되는데, 상기 변경된 패스밴드 신호는 상기 PA의 입력에 인가된다. 상기 PA는 전치왜곡기로부터 상기 왜곡들을 삭제시키기 때문에 결국 개선된 선형 동작이 된다.
도 4에 도시된 피드백 전치왜곡 방법에 있어서, 다시 상기 PA는 그것이 발생할 신호에 대한 왜곡들에 대해 첫번째로 특징화된다. 이들 왜곡들의 역은 외부적으로 발생되어, 상기 PA의 입력에 인가된다. 상기 PA는 상기 전치왜곡기로부터의 상기 왜곡들을 삭제시키기 때문에 결국 개선된 선형 동작이 된다. 상기 전치왜곡에서의 어떤 에러는 상기 PA의 출력에서 감지되어, 신호(412)의 형태로 피드백되고, 상기 전치왜곡기를 보정하기 위해 사용된다. 이 기술에서 사용된 전치왜곡 블록(410')은 소위 적응성 있는 전치왜곡기로 종종 불리운다.
어떤 노력들이 상기 PA 후방 주위의 연속 피드백을 상기 변조기로 넣는 것이 최근에 시작되었고, 그리하여 PA 에러들은 연속적으로 보정될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 이것은 상기 적응성 있는 전치왜곡기 방법의 확장인데, 여기서 상기 전치왜곡기 기능은 변조기(501')내에 구비된다. 이것은 피드백 기술이기 때문에, 피드백 루프의 안정성(이것은 피드백 신호(512')를 포함한다)은 특별한 관심의 대상이다. 루프 안정성을 유지하는 것은 상기 루프내의 공지된 비선형 구성품(상기 PA)의 포함에 의해 더 악화된다. 부가적으로, 신호 변조의 허용가능한 대역폭은 상기 피드백 루프의 다이내믹스(dynamics)에 의해 제한된다. 이 기술의 일례는 결합된 아날로그 잠금-루프 범용 변조기(CALLUM; combined analog locked-loop universal modulator)인데, 이것은 D. J. Jennings, J. P. McGeehan, "VCO 유도 합성을 이용한 고효율 RF 송신기: CALLUM," Proceedings of the 1998 IEEE Radio and Wireless Conference(RAWCON), August 1998, pp. 137-140에 개시되어 있다.
LINC 기술(D. C. Cox, "비선형 구성품들을 갖는 선형 증폭," IEEETransactions on Communications, vol. COM-23, Dec. 1974, pp. 1942-5)은 도 6에 도시된 바와 같이 인벨로프-변경 신호를 증폭하기 위한 조합에서 다수의 비선형 증폭기들로 구성된 LINC 증폭기(607')를 사용하는 증폭기 방법이다. 키는 2개의 상수 인벨로프 위상-변조 신호들의 벡터 합으로서 임의의 밴드패스 (무선) 신호를 나타내는 것이다. 상기 2개의 상수 인벨로프 신호들은 피크 요청 출력 전력의 절반을 제공하도록 각각 크기조정된 고효율 비선형 증폭기들에서 개별적으로 증폭되어, 마지막 출력 신호를 위해 결합된다(보통 수동적인 네트워크에서). 이 결합기는 출력 신호의 크기가 낮을 때 비선형 PA들의 양쪽 모두로부터 출력 전력을 내부적으로 분산시켜야만 한다. 따라서, 상기 LINC 기술은 개별적인 비선형 증폭기들의 고유 효율의 많은 부분을 상실한다.
동시 고에너지 효율을 가지는 증폭 인벨로프-변경 신호들에의 또 다른 기존의 접근 방법은 인벨로프-제거 및 복귀인데(EER; envelope-elimination and restoration), 이것은 D. K. Su, W. J. McFarland, "인벨로프 제거 및 복귀를 사용하는 RF 전력 증폭기를 선형화하기 위한 IC," IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 33, Dec. 1998, pp. 2252-2258에 개시되어 있다. 상기 EER 기술은, 상기 LINC 기술처럼, 도 7에 도시된 바와 같이 변조기를 뒤따르는 별개 증폭기에 대한 것이다. EER 증폭기(709'')는 인가된 입력 신호로부터 진폭 변경을 첫째로 복조한 다음, 비선형(바람직하게는 스위치-모드) 증폭기에서의 증폭을 위해 입력 신호를 제한한다. 인벨로프 복귀는 마지막 출력 단계에서 성취된다. 피드백 루프는 출력 신호 인벨로프를 입력 신호로부터 측정된 인벨로프를 더 근접하게 매칭시키기위해 인벨로프 복귀 프로세스 주변에서 종종 사용된다. 어떤 피드백 제어 루프에서 처럼, 루프 다이내믹스는 성취가능한 변조 대역폭을 제한한다.
높은 DC-RF 변환 효율을 동시에 나타내면서 전송을 위해 적절한 전력에서 무선 통신 신호들을 발생시킬 필요성이 잔존한다. 더욱이, 그렇게 발생된 신호의 품질은 GSM-EDGE 규격사양과 같이 엄격한 성능 사양규격을 종종 만족시켜야만 한다.
본 발명은 무선 주파수(RF) 전력 증폭기에 관한 것이다.
도 1은 무선 송신기의 표준 구조를 보이는 블록도이다.
도 2는 공지된 전력 증폭기(Power Amplifier; PA)에 대한 피드-포워드 선형화기를 보이는 블록도이다.
도 3은 전력 증폭기를 선형화하기 위한 종래의 입력 전치-왜곡기를 보이는 블록도이다.
도 4는 전력 증폭기를 선형화하기 위한 공지된 피드백 전치-왜곡기를 보이는 블록도이다.
도 5는 변조기 피드백을 사용하는 공지된 전력 증폭기의 블록도이다.
도 6은 공지된 LINC 기술을 사용하는 증폭기의 블록도이다.
도 7은 공지된 EER 증폭기 기술을 사용하는 증폭기의 블록도이다.
도 8은 전력 증폭기의 3-포트(port) 모델을 보이는 블록도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 PA 캘리브레이션 측정을 가지는 전력 변조기의 블록도이다.
도 10은 전력 변조기의 일실시예의 더 상세한 것을 보이는 블록도이다.
도 11은 구적(求積; quadrature)(직교; rectangular) 변조 맵화기(mapper)를 사용하는 전력 변조기의 블록도이다.
도 12는 구적(직교) 변조 맵화기를 사용하는 전력 변조기의 다른 블록도이다.
본 발명은, 일반적으로 말하면, 극성(polar) 변조 기술을 이용한 변조기의 기본 구성요소로서 전력 증폭기를 개시한다. 이전에 가능하지 않았던 조합에서 고에너지 효율을 가지는 정밀 신호 발생(인벨로프 변경들을 구비하는)의 조합을 달성하는 것이 가능하다. 본 발명의 일실시예에 따르면, 변조 무선 (패스밴드) 신호 발생기는 일반적인 형태의 고품질 신호들을 생성하는데, 이들 고품질 신호들은 변경 인벨로프를 갖는 신호들을 특별하게 구비한다. 인가된 DC 전력이 출력 RF 신호 전력으로 변환됨으로써 고에너지 효율을 가지는 신호들이 발생된다. 그 결과는 이동전화 핸드셋과 같은 제품들의 더 긴 배터리 수명으로 된다. 또한, 극적으로 개선된 효율은 무선 송신기에 필요한 소정의 히트싱크의 크기를 극적으로 줄일 수 있게 하는데(10분의 1 또는 더 크게), 그것은 가격과 크기를 상당히 내린다. 더욱이, 상기와 같은 무선 송신기들의 연속 동작은 작은 히트싱크를 사용하여 또는 어떤 히트싱크 구성품이 없이도 적은 온도 상승을 가능하게 한다. 이것은 허용된 더 긴 동작 시간에 기인한 더 큰 처리량 뿐만 아니라 높은 동작 신뢰성을 제공한다. 본 발명의 다른 태양은 동작기간 동안 연속적인 피드백의 필요성 없이 광대역폭을 갖는 고품질 신호들의 발생을 허용한다. 이것은 디자인, 제조, 및 송신기 회로의 복잡함을 크게 단순화시킴으로써 비용을 추가로 낮춘다.
본 발명은 첨부 도면을 참조하면서 설명하는 이하의 설명을 통해 훨씬 잘 이해될 것이다.
본 발명은 도 1의 개시된 대상물, 표준 구조를 충족시키는 것이 불충분한 것을 실현하는데 기초를 둔다. 어느정도까지는, 상기 변조기의 기본적인 부분으로서 상기 PA를 구비하는 것이 필요하다. 이것은 변조된 신호가, 전체 원하는 전송 전력에서, 상기 PA의 출력에 존재하는 첫번째 위치가 존재할 뿐만 아니라, 상기 PA가 실제적으로 변조의 일부분을 수행해야만 하는 것을 의미한다.
이를 달성하기 위해서, 어떤 PA라도 2개의 입력 포트와 1개의 출력 포트를 가지는 실제적으로 3-포트 디바이스라는 것을 인식하는 것이 필수적이다. 이 같은 새로운 PA 동작 모델은 증폭기(800)를 나타내는 도 8에 도시되어 있다. 각각의 입력 포트는 출력 포트(305)에 대한 그 자신의 전송 기능을 가진다. 더욱이, 2개의 전송 기능은, 전력 증폭기의 디자인 클래스(class)에 따라, 상관관계에 있을 수 있거나 또는 독립적일 수 있다.
예를 들어, 선형 클래스-A PA를 사용하면, 전력 공급 포트와 출력 신호 포트 사이에는 매우 미약한 관계가 있고, 반면에 상기 입력 신호 포트 크기 및 위상과 상기 출력 신호 포트 크기 및 위상(설계된 증폭기 특성) 사이에는 강한 관계가 있다. 다른 극단적인 것에서, 클래스-E와 같은 스위치-모드 PA에 대해서, 상기 입력 신호 포트 크기와 상기 출력 신호 포트 크기 사이에는 매우 미약한 관계가 있다.상기 입력 신호 포트 위상과 상기 출력 신호 포트 위상 사이에는 강한 관계가 있고, 상기 전력 공급 포트와 상기 출력 신호 포트 크기 사이에는 다른 강한 관계가 있다.
또한, 근처 또는 포화(saturation)에 있는 클래스-A와 같은 과구동(overdriven) 선형 증폭기는 스위치-모드 증폭기들과 매우 유사한 이송 관계를 나타낸다. 본 발명은 상기 전력 공급 포트와 상기 출력 신호 포트 크기 사이의 강한 관계를 이용하는데, 그것은 비선형 PA들(스위치-모드 또는 포화된 바람직한, 어느 정도까지 클래스-C)과 바람직하게 작용한다. 이것은 상기 비선형 증폭기들이 최대 한도로 에너지 효율적이라는 점에서 전체 시스템의 에너지 효율을 자연스럽게 향상시킨다.
상기 전력 공급 포트와 상기 출력 신호 포트 크기 사이의 강한 관계는 상기 출력 신호의 크기를 제어하는데 사용된다. 상기 출력 신호 크기를 직접적으로 및 독립적으로 제어하는 이 능력 때문에, 극좌표에서의 전체 변조 동작을 고려하는 것이 자연스럽다. 이것은 구적(求積; quadrature) 변조기들의 사용을 통한 데카르트 좌표의 폭넓게 채용되는 종래의 사용과 중요하게 다르다.
본 발명의 바람직한 실시예가 도 9에 도시되어 있다. 정보 입력(903)은 변조기 드라이버(901)에 인가되는데, 이 변조기 드라이버는 원하는 출력 신호를 생성하기 위해 전력 증폭기(907)의 2개 입력 포트(902, 904)를 구동한다. 선택적으로, 상기 출력 신호는 캘리브레이션 팩터 테이블(911)로부터 적절한 캘리브레이션 팩터를 찾아오기 위해 측정될 수 있다. 상기 캘리브레이션 팩터는 상기 신호 출력을 보정하기 위해 상기 변조기 드라이버에 인가된다. 1회 캘리브레이션 절차가 상기 전력 증폭기의 수행이 관찰되고 적절한 보정 팩터들이 계산되어 저장되도록 수행되어진 후에, 같은 보정 팩터들이 매회 적절한 제어 값을 생성하는데 사용될 수 있고 제어값은 상기 전력 증폭기를 제어하는데 사용된다.
많은 응용에 있어서, 크기 압축(AM-AM)과 크로스-변조(AM-PM)의 동요들이 적기 때문에, 상기 전력 극성 변조 시스템은 피드포워드 모드에서 직접적으로 동작할 수 있다. 더 큰 정밀성을 요구하는 응용들에 있어서, 이들 작은 동요들은 캘리브레이션 팩터들로서 자동적으로 그리고 독립적으로 측정되고 저장될 수 있다. 그 다음, 상기 캘리브레이션 팩터들은 적절한 직접 변조 경로들에 인가되고, 극성 전력 변조기는 피드포워드 방식에서 동작을 계속한다.
상기와 같은 보정 방법에 공헌하는 특별한 것 2개가 있다. 첫번째, 그것은 폐-루프 피드백 시스템이 아니고, 그러므로 상기 전력 변조기에 의해 성취가능한 변조 대역폭들은 상기 피드백 시스템의 루프 다이내믹스에 의해 제한되지 않는다. 두번째, 상기 시스템의 복잡성은 CALLUM과 같은 기존 시스템들에서 사용된 것으로부터 크게 감소된다. 이것은 본 발명에 있어서 보정들의 독립적인 성질 때문이다: 위상 보정은 출력 신호 크기에 영향을 미치지 않고, 그리고 크기 보정도 출력 신호 위상에 아무런 영향을 미치지 않는다. 상기 보정은 2개의 1차원 프로세스 세트이다. 신호 크기 또는 위상 에러가 I 및 Q 변조 신호들 모두에 영향을 미칠 때, 상기 포화는 데카르트 시스템과 상이한데, 상기 데카르트 시스템은 2차원 프로세스이다. 2개의 독립적인 1차원 프로세스는 1개의 2차원 상관관계된 프로세스 보다 수행하는데 있어 훨씬 더 단순하다는 것이 잘 이해될 것이다.
도 10은 전력 변조기의 바람직한 실시예를 나타낸다. 그것은 정보 입력을 신호 크기 및 위상들로 변환시키기 위해 극성 신호 맵(PSM; polar signal map)(1021)을 채용한다. 스퀘어(square) 16QAM 신호에 대한 PSM의 일례를 테이블 1에 나타내 보였다. 이들 크기 및 위상은 상기 전력 증폭기(PA)에서 위상 변조 신호와 크기 제어 신호의 정렬이 정확하도록 하기 위해(2개 경로 사이의 지연 차이를 고려하기 위해) 시간 정렬(TA; time alignment) 블록(1023)을 통해 통과된다. 이들 신호들은 상기 출력 신호의 점유 대역폭을 제어하기 위해 밴드-제한 필터(BLF; band-limiting fiter)(1025a)(1025b)를 통해 통과된다. 크기 BLF(1025a)의 출력은 상기 출력 신호의 크기를 세팅하기 위해 크기 제어기(1027)를 통해 통과된다. 이 방법은 참조로써 본 명세서에 포함된 WO 00/48307에 개시된 방법과 유사하다. 만일 필요하면, AM-AM 왜곡에 대한 보정이 여기에 또한 포함될 수 있다. 각도 BLF(1025b)의 출력은 위상 변조 신호 발생기(1029)(참조로써 본 명세서에 포함된 미국특허 5,952,895에 교시된 것과 같은)를 제어하는데 사용된다. 상기 PM 신호 발생기의 출력은 상기 출력 신호의 위상을 세팅하기 위해 상기 PA의 RF 입력(1002)에 인가된다. 만일 필요하면, AM-PM 왜곡에 대한 보정이 여기에 또한 포함될 수 있다.
정밀 신호 발생에 대해서, 상기 PA에서의 크로스-변조(AM-PM 왜곡) 및 크기 압축(AM-AM 왜곡)이 보정될 필요가 있을 수 있다. 이들 효과들 모두가 실제 출력 신호 크기에 대해 종속적이므로, 추천할 만한 캘리브레이션 절차는: 1) 고정 (상수) 위상 변조와 함께 상기 PA의 입력에 인가되는 신호를 발생하고, 2) 상기 신호를 상기 PA에 적용하고, 3) 상기 출력 크기를 그것의 최대값에 세팅하고, 4) 각도 측정 블록(1031), 바람직하게는 참조로써 본 명세서에 포함된 WO 99/18691에 개시된 바와 같은 간단한 수단을 사용하여 상기 PA 출력 신호의 실제 위상을 측정하고, 5) 검출기 다이오드 또는 검출 로그 증폭기들과 같은 크기 측정 블록(1033)을 사용하여 상기 PA 출력 신호의 실제 크기를 측정하고, 6) 측정된 각도 및 크기 값들을 메모리(1011)에 저장하고, 7) 상기 크기 제어를 낮추고, 그리고 8) 상기 측정 및 저장 프로세스를 반복하는 것일 수 있다.
테이블 1: 스퀘어 16QAM에 대한 극성 신호 맵
심벌 크기위상(각도)심벌 크기위상(각도)
0 0.33345.0 8 0.333135
1 0.74571.6 9 0.745108.4
2 0.333-45.0 A 0.333-135.0
3 0.745-71.6 B 0.745-108.4
4 0.74518.4 C 0.745161.6
5 1.00045.0 D 1.000135.0
6 0.745-18.4 E 0.745-161.6
7 1.000-45.0 F 1.000-135.0
극성 기술의 사용이 바람직한 실시예이지만, 본 발명은 종래 신호 맵들과 양립한다. 이것은 도 11에 도시되어 있고, 구적 좌표를 사용한 테이블 1에 등가인 신호 맵이 테이블 2에 제공된다. 극성 신호 맵 대신, 직교 신호 맵(1122)이 사용된다. 직교-극성 변환기(1126)는 결과 I,Q 신호들을 극성 형태로 변환하는데 사용된다.
테이블 2: 스퀘어 16QAM에 대한 데카르트 신호 맵
심벌 x y심벌 x y
0 0.2360.236 8 -0.2360.236
1 0.2360.707 9 -0.2360.707
2 0.236-0.236 A -0.236-0.236
3 0.236-0.707 B -0.236-0.707
4 0.7070.236 C -0.7070.236
5 0.7070.707 D -0.7070.707
6 0.707-0.236 E -0.707-0.236
7 0.707-0.707 F -0.707-0.707
더욱이, 구적 변조기는 위상 변조 신호의 발생에 사용될 수 있다. 이것은 도 12에 나타내 보였다. 직교-극성 변환기 대신에, 직교-크기 변환기(1227)가 크기 제어기(1227)를 위한 크기 신호를 생성하는데 사용된다. 구적 위상 변조 신호 발생기(1229)는 I,Q 신호들을 직접적으로 사용한다. 구적 위상 변조 신호 발생기(1229)의 사용과 더불어서, 비록 크기 보정이 크기 측정 블록(1233)과 캘리브레이션 테이블(1211')을 사용하여 수행될 수 있지만, 도 11의 직접 위상 보정 특성은 더 이상 가능하지 않다. 해당 출력 신호의 위상을 독립적으로 조정하기 위한 상기 구적 변조기의 보통의 불능과 더불어서, 구적 변조기에서의 정확한 위상 제어의 어려움에 기인하여, 이 같은 옵션은 AM-PM 보정이 요청될 때 대개는 사용되지 않는다.
본 발명은 본 발명의 정신 또는 필수적인 특징에서 벗어남이 없이 다른 특정한 형태로 실시될 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다. 따라서, 본 명세서에서 개시된 실시예들은 모든 점에서 예시적이고 제한적이 아닌 것으로 고려된다. 본 발명의 범위는 전술한 내용 보다는 첨부된 청구범위들에 의해 나타나고, 청구범위들의 등가물의 의미 및 범주내에 있는 모든 변형들은 청구범위들 내에 포함되는 것으로 간주된다.

Claims (17)

  1. 무선주파수(RF) 전력 변조기에 있어서,
    신호 입력, 신호 출력, 및 제어되는 방식으로 변경되는 전력 공급 입력을 가지는 3-포트 전력 증폭기;
    상기 3-포트 전력 증폭기의 상기 신호 입력에 인가되는 입력 신호 및 상기 전력 공급 입력에 인가되는 제어가능 전력 공급원을 생성하기 위한 정보 입력에 응답하는 변조기 드라이버를 포함하고,
    상기 3-포트 전력 증폭기는, 상당한 시간 퍼센트의 선형 동작 영역에서 상기 전력 증폭기를 동작하지 않고, 2가지 상태들, 하드-온(hard-on) 상태와 하드-오프(hard-off) 상태 사이에서 반복적으로 구동되는 것을 특징으로 하는 RF 전력 변조기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 3-포트 전력 증폭기의 출력 신호의 적어도 한개의 특성을 측정하기 위한 수단, 및 상기 측정 수단의 측정에 응답하여 캘리브레이션 팩터를 생성하기 위한 수단을 구비하는 캘리브레이션 루프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 변조기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 캘리브레이션 팩터는 상기 입력 신호의 적어도 한개 및 상기 제어가능 전력 공급원이 변경되도록 하기 위해 상기 변조기 드라이버에 인가되는 것을 특징으로 하는 RF 전력 변조기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 변조기 드라이버와 상기 캘리브레이션 루프는 오픈-루프 방식으로 동작하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 변조기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 변조기 드라이버는 적어도 제1 및 제2 정량들을 생성하기 위한 정보 신호에 응답하는 신호 맵과, 상기 3-포트 전력 증폭기의 상기 입력 신호를 생성하기 위한 상기 정량들의 적어도 한개에 응답하는 위상 변조 신호 발생기, 및 상기 제어가능 전력 공급원을 생성하기 위해 상기 정량들의 적어도 한개에 응답하는 크기 제어기를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 변조기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 신호 맵은 극성 신호 맵이고, 상기 정량들은 크기 양 및 각도 양을 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 변조기.
  7. 제5항에 있어서, 상기 신호 맵은 직교 신호 맵이고, 직교를 극성 변환하여 크기 양 및 각도 양을 생성하기 위한 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 변조기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제1 및 제2 정량들은 I 및 Q 신호들이고, 상기 위상 변조 신호 발생기는 상기 입력 신호를 생성하기 위해 상기 I 및 Q 신호들에 응답하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 변조기.
  9. 제5항에 있어서, 상기 크기 양과 각도 양이 상호간에 관련하여 특정된 시간 정렬에서 생기도록 하기 위한 시간 정렬 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 변조기.
  10. 제5항에 있어서, 상기 크기 양의 신호 경로에서의 제1 밴드 제한 필터 및 상기 각도 양의 신호 경로에서의 제2 밴드 제한 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 변조기.
  11. 제5항에 있어서, 상기 3-포트 전력 증폭기의 출력 신호의 적어도 한개의 특성을 측정하기 위한 수단, 및 상기 측정 수단의 측정에 응답하여 적어도 한개의 캘리브레이션 팩터를 생성하기 위한 수단을 구비하는 캘리브레이션 루프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 변조기.
  12. 제11항에 있어서, 상기 캘리브레이션 팩터는 상기 입력 신호의 적어도 한개 및 상기 제어가능 전력 공급원이 변경되도록 하기 위해 상기 변조기 드라이버에 인가되는 것을 특징으로 하는 RF 전력 변조기.
  13. 제12항에 있어서, 상기 변조기 드라이버와 상기 캘리브레이션 루프는 오픈-루프 방식으로 동작하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 변조기.
  14. 제11항에 있어서, 상기 3-포트 전력 증폭기의 출력 신호의 적어도 한개의 특성을 측정하기 위한 수단, 및 상기 측정 수단의 측정에 응답하여 적어도 한개의 캘리브레이션 팩터를 생성하기 위한 수단을 각각 구비하는 제1 및 제2 캘리브레이션 루프를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 변조기.
  15. 제14항에 있어서, 상기 한개 캘리브레이션 루프는 각도 캘리브레이션을 수행하고, 다른 한개 캘리브레이션 루프는 크기 캘리브레이션을 수행하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 변조기.
  16. 제15항에 있어서, 각도 캘리브레이션을 수행하는 상기 캘리브레이션 루프는 직접 디지털 위상 양자화기를 구비하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 변조기.
  17. 무선주파수(RF) 전력 변조기에 있어서,
    하나 또는 그 이상의 단계들을 가지는 전력 증폭기; 및
    정보 신호를 수신하고 변조된 RF 출력 신호를 생성하기 위해 상기 전력 증폭기를 적절하게 구동하기 위한 변조기 드라이버를 포함하고,
    상기 변조된 RF 출력 신호는 상기 전력 증폭기의 한 스테이지의 출력에 첫번째로 존재하는 것을 특징으로 하는 RF 전력 변조기.
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