KR20050032804A - 피드포워드 방식을 이용한 고조파 제거 장치 및 그 방법 - Google Patents
피드포워드 방식을 이용한 고조파 제거 장치 및 그 방법 Download PDFInfo
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Abstract
1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야
본 발명은 피드포워드 방식을 이용한 고조파 제거 장치 및 그 방법에 관한 것임.
2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제
본 발명은 선형 증폭기로부터 출력되는 기본주파수 신호의 감쇠는 작게 하면서 고조파 성분은 충분히 감쇠되도록 하는, 피드포워드 방식을 이용한 고조파 제거 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있음.
3. 발명의 해결방법의 요지
본 발명은, 피드포워드 방식을 이용한 고조파 제거 장치에 있어서, 외부의 전력 증폭수단으로부터의 무선주파수 신호를 커플링하기 위한 커플링수단; 상기 커플링수단에서 커플링한 제 1 무선주파수 신호에서 고조파 신호를 필터링 하기 위한 고대역 통과 필터링수단; 상기 고대역 통과 필터링 수단으로부터의 고조파 신호를 감쇠시키기 위한 감쇠수단; 상기 감쇠수단으로부터의 고조파 신호의 위상을 180도 변환하기 위한 위상 변환수단; 상기 커플링수단과 상기 감쇠수단에서 감쇠된 정도를 보상하여 상기 무선주파수 신호의 고조파 신호와 같도록, 상기 위상 변환수단으로부터의 고조파 신호를 증폭하기 위한 에러 증폭수단; 및 상기 에러 증폭수단에서 증폭한 고조파 신호와 상기 커플링수단으로부터의 제 2 무선주파수 신호를 더하여 고조파 성분을 상쇄시키기 위한 덧셈수단을 포함함.
4. 발명의 중요한 용도
본 발명은 무선통신 단말기 등에 이용됨.
Description
본 발명은 피드포워드 방식을 이용한 고조파 제거 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 선형 증폭기로부터 출력되는 기본주파수 신호의 감쇠는 작게 하면서 고조파 성분은 충분히 감쇠되도록 하는, 피드포워드 방식을 이용한 고조파 제거 장치 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 물리적으로 위치가 다른 다수의 국이 통신 전송 용량을 분할하여 사용하는 방법을 다중 접속이라고 한다. 다중 접속 방식의 종류에는 시분할 다중 접속(Time Division Multiple Access) 방식, 주파수 분할 다중 접속(Frequency Division Multiple Access) 방식, 부호 분할 다중 접속(Code Division Multiple Access) 방식 등이 있다. 한편, 범유럽 이동통신(GSM : Global System for Mobile Communications) 시스템은 무선 기지국과 이동국 간의 다중 접속 방식으로 TDMA 방식을 채택하고 있다.
이러한 시분할 다중 접속(TDMA) 방식은 정해진 주파수 대역을 주기적으로 일정한 시간 간격으로 나누어 각 사용자가 차례대로 자기에게 할당된 시간동안 자기신호를 전송하는 방식이다. TDMA 방식은 기지국간 송수신기의 상호변조가 없고, 스펙트럼 효율이 매우 좋다는 장점이 있다. 그로 인해, 송수신기의 전력 증폭기에서는 상호 변조(Intermodulation) 성분에 대하여는 고려하지 않는다. 그러나, 전력 증폭기 자체의 비선형성에 의하여 발생되는 고조파(Harmonic) 성분을 제거하기 위한 기술이 요구되고 있다.
도 1 은 종래의 고조파 제거 장치의 일실시예 구성도이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 종래의 고조파 제거 장치는 저대역 통과 필터(102)를 포함한다.
그 동작을 살펴보면, 전력 증폭기(101)는 입력된 무선주파수(RF) 신호를 증폭하여 출력한다. 이 때, 상기 전력 증폭기(101)를 통과하여 출력된 무선주파수(RF) 신호는 증폭하고자 하는 주파수의 2배, 3배가 되는 고조파(Harmonic) 성분을 포함하게 된다. 따라서, 저대역 통과 필터(102)를 이용하여 고조파 성분을 제거한다.
그러나, 상기와 같은 종래의 고조파 제거 장치는 상기 저대역 통과 필터(102)가 고조파 성분을 제거하는 정도에 비하여 원래의 무선주파수 신호를 감쇠시키는 정도가 크다. 예를 들면, 고조파 성분을 20dB 감쇠시킬 경우에 무선주파수 신호를 1dB 정도 감쇠시킨다. 따라서, 저대역 통과 필터에서 감쇠되는 무선주파수 신호를 고려할 때, 전력 증폭기의 출력 전력을 증가시켜야 하며 그에 따른 전류 소모가 증가된다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 선형 증폭기로부터 출력되는 기본주파수 신호의 감쇠는 작게 하면서 고조파 성분은 충분히 감쇠되도록 하는, 피드포워드 방식을 이용한 고조파 제거 장치 및 그 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 장치는, 피드포워드 방식을 이용한 고조파 제거 장치에 있어서, 외부의 전력 증폭수단으로부터의 무선주파수 신호를 커플링하기 위한 커플링수단; 상기 커플링수단에서 커플링한 제 1 무선주파수 신호에서 고조파 신호를 필터링 하기 위한 고대역 통과 필터링수단; 상기 고대역 통과 필터링 수단으로부터의 고조파 신호를 감쇠시키기 위한 감쇠수단; 상기 감쇠수단으로부터의 고조파 신호의 위상을 180도 변환하기 위한 위상 변환수단; 상기 커플링수단과 상기 감쇠수단에서 감쇠된 정도를 보상하여 상기 무선주파수 신호의 고조파 신호와 같도록, 상기 위상 변환수단으로부터의 고조파 신호를 증폭하기 위한 에러 증폭수단; 및 상기 에러 증폭수단에서 증폭한 고조파 신호와 상기 커플링수단으로부터의 제 2 무선주파수 신호를 더하여 고조파 성분을 상쇄시키기 위한 덧셈수단을 포함한다.
또한, 본 발명의 방법은, 피드포워드 방식을 이용한 고조파 제거 방법에 있어서, 커플러가 전력 증폭기로부터의 무선주파수 신호를 커플링하는 제 1 단계; 고대역 통과 필터가 상기 커플러에서 커플링한 제 1 무선주파수 신호 중에서 고조파 신호를 필터링하는 제 2 단계; 감쇠기가 상기 고대역 통과 필터에서 필터링한 고조파 신호를 감쇠시키는 제 3 단계; 위상 변환기가 상기 감쇠기로부터의 고조파 신호의 위상을 180도 변환하는 제 4 단계; 상기 커플러와 상기 감쇠기를 통과하면서 감쇠된 정도를 보상하여 무선주파수 신호의 고조파 신호와 같도록, 에러 증폭기가 상기 위상 변환기로부터의 고조파 신호를 증폭하는 제 5 단계; 및 덧셈기가 상기 에러 증폭기에서 증폭한 고조파 신호와 상기 커플러를 통과한 제 2 무선주파수 신호를 더하여 고조파 성분을 상쇄시키는 제 6 단계를 포함한다.
상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.
도 2 는 본 발명에 따른 피드포워드 방식을 이용한 고조파 제거 장치의 일실시예 구성도이다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 피드포워드 방식을 이용한 고조파 제거 장치는, 전력 증폭기(201)로부터 출력된 무선주파수 신호를 커플링하기 위한 커플러(202), 상기 커플러(202)에서 커플링된 일측의 무선주파수 신호에서 고조파 성분의 신호(고조파 신호)를 필터링하기 위한 고대역 통과 필터(203), 상기 고대역 통과 필터(203)로부터 출력된 고조파 성분의 신호를 감쇠시키기 위한 감쇠기(204), 상기 감쇠기(204)로부터 출력된 고조파 성분 신호의 위상을 180도 변환하기 위한 위상 변환기(205), 상기 위상 변환기(205)에서 위상 변환된 고조파 성분의 신호를, 상기 커플러(202)와 상기 감쇠기(204)에서 감쇠된 정도를 보상하여 원래의 무선주파수 신호의 고조파 성분 신호와 같도록 증폭하기 위한 에러 증폭기(206) 및 상기 에러 증폭기(206)에서 증폭된 고조파 성분의 신호와 상기 커플러(202)에서 출력된 타측의 무선주파수 신호를 더하여 고조파 성분을 상쇄시키기 위한 덧셈기(207)를 포함한다.
그 동작을 살펴보면, 전력 증폭기(201)는 도 3a 에 도시된 바와 같이 기본주파수(f)를 입력받으면, 도 3b 에 도시된 바와 같이 기본주파수의 2배(2f), 기본주파수의 3배(3f) 등의 고조파 성분을 포함하는 무선주파수 신호를 출력한다. 그러면, 커플러(202)는 전력 증폭기(201)로부터 출력된 무선주파수 신호를 커플링하여 일측의 무선주파수 신호를 고대역 통과 필터(203)로 전달한다. 그러면, 고대역 통과 필터(203)는 상기 커플러(202)에서 커플링된 무선주파수 신호에서 고조파 성분의 신호만을 필터링한다. 그에 따라, 도 3c 에 도시된 바와 같이 기본주파수의 신호가 제거된다.
그 후, 감쇠기(204)는 상기 고대역 통과 필터(203)로부터 출력된 고조파 성분의 신호를 감쇠시키고, 위상 변환기(205)는 상기 감쇠기(204)로부터 출력된 고조파 성분 신호의 위상을 180도 변환한다. 그리고, 에러 증폭기(206)는, 상기 커플러(202)와 상기 감쇠기(204)에서 고조파 성분이 감쇠된 정도를 보상하여 상기 전력 증폭기(201)로부터 출력된 무선주파수 신호의 고조파 성분과 같도록, 상기 위상 변환기(205)에서 위상 변환된 고조파 성분의 신호를 증폭한다. 그러면, 도 3d 에 도시된 바와 같이 고조파 성분이 마이너스 값을 가지게 된다.
그 후, 덧셈기(207)가 상기 에러 증폭기(206)에서 증폭된 고조파 성분의 신호와 상기 커플러(202)로부터 출력된 타측의 무선주파수 신호를 더하여 고조파 성분을 상쇄시킨다. 그러면, 도 3e 에 도시된 바와 같이 고조파 성분이 제거되어 기본주파수 신호만이 남게 된다.
TDMA 방식에서는 송수신되는 신호가 시간에 대하여 주기성을 가지기 때문에, 전력 증폭기에서 출력되는 고조파 성분도 주기성을 갖는다. 따라서, 고조파 성분을 제거하기 위하여 시간 동기를 맞추지 않더라도, 상쇄시킬 수 있다.
즉, 커플러(202)에서 커플링된 일측의 무선주파수 신호와 커플러(202)로부터 출력된 타측의 무선주파수 신호의 동기를 맞추기 위한 지연장치(Delay Device)가 필요하지 않다.
도 4 는 본 발명에 따른 피드포워드 방식을 이용한 고조파 제거 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.
먼저, 커플러(202)가 전력 증폭기(201)로부터 출력된 무선주파수 신호를 커플링하여(401), 고대역 통과 필터(203)로 출력한다. 그러면, 상기 고대역 통과 필터(203)가 상기 커플러(202)에서 커플링된 일측의 무선주파수 신호 중에서 고조파 성분의 신호를 필터링한다(402). 이 후, 감쇠기(204)가 상기 고대역 통과 필터(204)에서 필터링된 고조파 성분의 신호를 감쇠시키고(403), 위상 변환기(205)가 상기 감쇠기(204)로부터 출력된 고조파 성분 신호의 위상을 180도 변환한다(404).
이 후, 에러 증폭기(206)가 상기 커플러(202)와 상기 감쇠기(204)를 통과하면서 감쇠된 고조파 성분의 신호를 상기 전력 증폭기(201)에서 출력된 무선주파수 신호의 고조파 성분 신호와 같아지도록 증폭한다(405). 그 후, 덧셈기(207)가 상기 에러 증폭기(206)에서 증폭된 고조파 성분의 신호와 상기 커플러(202)로부터 출력된 타측의 무선주파수 신호를 더하여 고조파 성분을 상쇄시킨다(406).
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
상기와 같은 본 발명은, 종래의 저대역 통과 필터를 이용한 고조파 제거 장치보다 전력 증폭기로부터 출력되는 기본주파수 신호의 감쇠는 작게 하면서, 고조파 성분은 충분히 감쇠시킴으로써, 선형 증폭 기능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은, 전력 증폭기의 출력 전력을 증가시키지 않아도 되므로, 그에 따른 전류 소모를 줄일 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 종래의 고조파 제거 장치의 일실시예 구성도.
도 2 는 본 발명에 따른 피드포워드 방식을 이용한 고조파 제거 장치의 일실시예 구성도.
도 3a 내지 도 3e 는 본 발명에 따른 피드포워드 방식을 이용한 고조파 제거 장치에서 입출력되는 무선주파수 신호에 대한 일실시예 설명도.
도 4 는 본 발명에 따른 피드포워드 방식을 이용한 고조파 제거 방법에 대한 일실시예 흐름도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
201 : 전력 증폭기 202 : 커플러
203 : 고대역 통과 필터 204 : 감쇠기
205 : 위상 변환기 206 : 에러 증폭기
207 : 덧셈기
Claims (3)
- 피드포워드 방식을 이용한 고조파 제거 장치에 있어서,외부의 전력 증폭수단으로부터의 무선주파수 신호를 커플링하기 위한 커플링수단;상기 커플링수단에서 커플링한 제 1 무선주파수 신호에서 고조파 신호를 필터링 하기 위한 고대역 통과 필터링수단;상기 고대역 통과 필터링 수단으로부터의 고조파 신호를 감쇠시키기 위한 감쇠수단;상기 감쇠수단으로부터의 고조파 신호의 위상을 180도 변환하기 위한 위상 변환수단;상기 커플링수단과 상기 감쇠수단에서 감쇠된 정도를 보상하여 상기 무선주파수 신호의 고조파 신호와 같도록, 상기 위상 변환수단으로부터의 고조파 신호를 증폭하기 위한 에러 증폭수단; 및상기 에러 증폭수단에서 증폭한 고조파 신호와 상기 커플링수단으로부터의 제 2 무선주파수 신호를 더하여 고조파 성분을 상쇄시키기 위한 덧셈수단을 포함하는 피드포워드 방식을 이용한 고조파 제거 장치.
- 제 1 항에 있어서,상기 무선주파수 신호는, 시분할 다중 접속(TDMA) 무선통신 시스템으로부터의 무선주파수 신호인 것을 특징으로 하는 피드포워드 방식을 이용한 고조파 제거 장치.
- 피드포워드 방식을 이용한 고조파 제거 방법에 있어서,커플러가 전력 증폭기로부터의 무선주파수 신호를 커플링하는 제 1 단계;고대역 통과 필터가 상기 커플러에서 커플링한 제 1 무선주파수 신호 중에서 고조파 신호를 필터링하는 제 2 단계;감쇠기가 상기 고대역 통과 필터에서 필터링한 고조파 신호를 감쇠시키는 제 3 단계;위상 변환기가 상기 감쇠기로부터의 고조파 신호의 위상을 180도 변환하는 제 4 단계;상기 커플러와 상기 감쇠기를 통과하면서 감쇠된 정도를 보상하여 무선주파수 신호의 고조파 신호와 같도록, 에러 증폭기가 상기 위상 변환기로부터의 고조파 신호를 증폭하는 제 5 단계; 및덧셈기가 상기 에러 증폭기에서 증폭한 고조파 신호와 상기 커플러를 통과한 제 2 무선주파수 신호를 더하여 고조파 성분을 상쇄시키는 제 6 단계를 포함하는 피드포워드 방식을 이용한 고조파 제거 방법.
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|---|---|---|---|---|
| KR20160136883A (ko) * | 2015-05-21 | 2016-11-30 | 한국산업기술대학교산학협력단 | 교차 상쇄 방식을 이용한 다중대역 고효율 전력 증폭기 |
| KR101702283B1 (ko) * | 2015-08-28 | 2017-02-06 | 주식회사 인스파워 | 다중대역 고효율 전력 증폭기 |
| CN113311201A (zh) * | 2021-04-08 | 2021-08-27 | 深圳市鼎阳科技股份有限公司 | 一种用于信号发生器的校准方法及存储介质 |
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2003
- 2003-10-02 KR KR1020030068772A patent/KR20050032804A/ko not_active Application Discontinuation
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