KR900007924B1 - Rf 입력 구동 포화 제어 루우프 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

RF 입력 구동 포화 제어 루우프

이하 첨부도면을 참조하여 본 발명의 특징 및 장점에 대하여 상세하게 설명하겠다.

제1도는 전형적인 TWT 출력 전력 포화 곡선을 도시한 그래프도.

제2도는 본 발명의 양호한 실시예를 구성하는 간단한 블럭 계통도.

제3도는 주파수의 범위에 걸쳐 RF 검정 동작을 도시한 플로우 챠트.

제4도는 각각의 주파수에서의 검정 동작의 플로우 챠트.

제5도는 특정한 주파수에서의 동적 검정 처리공정을 도시한, 양호한 실시예내에 사용된 디지탈 감쇠기가 특정한 셋팅값으로 점차적으로 프로그램되는 시간의 함수로서의 TWT 출력 전력의 도면.

제6도는 제5도에 도시된 동적 검정 동안 계수된 각각의 감쇠기 셋팅값에 대한 샘플수를 도시한 막대그래프.

제7도는 양호한 실시예의 조합 블럭도.

육군성에 의해 제정된 계약 번호 DAAK 20-81-C-0390에 따라 본 발명에 관한 권리는 정부가 소유한다.

발명의 배경

본 발명은 진행파관(TWT) 증폭기의 입력 구동 레벨을 제어하기 위한 기술에 관한것으로, 더욱 상세히 말하자면 동작 주파수의 범위에 걸쳐서 TWT 효율을 최적하게 하기 위한 개량된 기술에 관한 것이다.

TWT 증폭기는, RF 에너지(energy)의 증폭이 필요하게 되는 다양한 응용에 폭넓게 사용된다. TWT 특성과 제조 기술에 의해 부과된 제한 조건은 주파수-종속 입력 RF 구동 특성으로서 발생한다. 이 제한 조건들은 동일한 제조자와 동일한 제조 순차내의 관들사이에서 까지도 상당한 변화로서 발생한다. 소정의 주파수에 대한 최적한 구동 레벨은 최대 RF 출력 전력을 발생시킨다. 이 최적한 구동 레벨 이외에서는, 촛점이 이탈되고 비임 전류 전송 및 TWT 효율을 현저하게 감소시키게 된다. 이것은 TWT RF 구조내에서의 전력 소모를 증가시키고, RF 출력 전력을 감소시킨다.

과거에는, 본 출원인들이 아는 바로는, 각각의 TWT 증폭기에 대해 동조된 고정 주파수 종속 RF 감쇠기 또는 이득 이퀄라이저(equalizer)들이 최적한 입력 RF 구동 레벨을 TWT에 제공하는데 사용되었다. 주파수에 대한 TWT 증폭기 이득 및 RF 입력 구동기 특성을 평활하게 하기 위한 수단을 제공하기 위한 대안이 사용되었다. 이 2개의 대안들은 비교적 비싸고 이것의 동작 수명동안 증폭기의 성능 저하로 인해 악영향을 끼친다.

그러므로, TWT 증폭기에 대한 RF 구동 레벨을 최적하게 하기 위한 자동 시스템을 제공하여, 각각의 관련된 주파수에 대해 최적한 RF 구동을 제공하고, 바람직한 경우에 최적한 RF 구동의 재검정(recalibration)을 할 수 있게 하여 TWT 증폭기 또는 마이크로파 체인(microwave chain) 구성 부품의 노화를 보상하게 해야 한다.

발명의 요약

본 명세서에서는 TWT RF 증폭기의 입력 RF 구동을 최적하게 하기 위한 시스템에 대해 기술되어 있다. 이 시스템은 TWT의 입력 구동 레벨을 선택적으로 제어하기 위한 프로그램 가능한 감쇠기, TWT의 출력 전력 레벨을 모니터링(monitoring) 하기 위한 RF 검출기, 및 제어기로 구성된다. 제어기는 RF 검출기 출력을 나타내는 검출기 신호와 증폭기의 RF 여자기(exiter) 주파수를 나타내는 주파수 신호를 수신하고, 프로그램 가능한 감쇠기에 감쇠기 제어신호를 제공한다. 이 시스템은 검정 모우드에서 동작할 수 있는데, 이 모우드에서는 각각의 해당 여자기 주파수에 대해, 최대 TWT 출력 전력을 발생시키는 감쇠기 셋팅값이 결정된다. 그 다음, 이 감쇠기 셋팅값은 메모리내에 저장되고, 정상 동작 모우드 동안 재 호출하기에 유효하게 된다. 정상 모우드에서, 이 시스템은 현재의 여자기 주파수에 대응하는 선정된 셋팅값에 프로그램 가능한 감쇠기를 셋팅시킴으로써 최적한 레벨에서 RF 입력 구동을 자동적으로 셋트시킨다. 검정 모우드는 TWT 증폭기의 요소들이 다른 요인들로 인해 노화 또는 변화될 때 변화 특성을 제공하도록 TWT 증폭기의 수명에 걸쳐서 신속하게 반복될 수 있다.

양호한 실시예의 상세한 설명

본 발명은 TWT 증폭기의 RF 입력 구동을 최적하게 하기 위한 시스템을 구성한다. 다음 설명은 본 분야에 숙련된 기술자가 본 발명을 제작 및 사용할 수 있게 되어 있고, 특정한 응용 및 이것의 필요조건에 관련하여 제공된다. 그러나, 본 분야에 숙련된 기술자에 의해 양호한 실시예의 다양한 변화가 명백해질 수 있고, 본 발명은 도시한 실시예에 제한되지 않고 본 명세서에 기술한 원리 및 새로운 특징에 일치하는 폭넓은 범위내에서 제한된다.

제1도에는 TWT 증폭기에 대한 전형적인 포화 곡선이 도시되어 있다. TWT의 출력 전력은 RF 입력구동 전력의 함수로서 도시되어 있다. 이 도면에는 최대 출력 전력을 발생시킬 수 있는 한개의 최적한 입력구동 전력 레벨이 있는 것을 알 수 있다. TWT가 과구동될 때, 출력 전력은 감소되지 않고 TWT는 저효율 모우드에서 동작한다.

양호한 실시예는 입력 RF 구동 주파수의 함수로서 TWT 증폭기의 입력 구동 레벨을 자동적으로 조정하기 위한 시스템을 구성한다. 제2도에는 간략한 블럭도가 도시되어 있다. RF 여자기 신호는, 출력이 입력RF 구동 레벨을 TWT(30)에 설정하는 RF 고상(so1id state) 증폭기(10)에 라인(5)를 통해 인가된다. RF 여자기 신호의 전력 레벨은 전형적으로 TWT를 효율적으로 구동시키기에 불충분한 mW 범위내에 있게 된다. 그러므로, 증폭기(10)과 같은 고상 RF 증폭기는 통상적으로 제1증폭단을 제공하는데 사용되므로, W범위내의 TWT의 RF 입력 전력 레벨을 발생시킨다.

고상 증폭기(10)의 출력은 가변 감쇠기(20)을 통해 TWT 증폭기(30)의 입력에 결합된다. TWT(30)의 출력은 결합기 장치(40)을 통과하게 된다. 이 결합 출력(40)은 라인(41)을 통해 RF 검출기(42)에 제공된다. 검출기 출력은, 레벨이 결합기(40)으로부터 검출된 전력 레벨을 나타내는 비디오(video) 신호이다. 즉, 이 비디오 신호는 제어기(50)에 제공된다. 제어기(50)은 제어신호를 가변 감쇠기(20)에 순차적으로 제공하여, RF 입력 신호의 주파수에 따라 감쇠 셋팅값을 제어한다. RF 여자기 신호의 주파수는 라인(45)를 통해 제어기(50)에 디지탈 주파수 코드 워드(code word)로써 제공된다.

디지탈 감쇠기(20)은 TWT 입력 구동 레벨을 셋트시킨다. 감쇠기(20)의 셋팅값은 6-비트(six-bits) 제어 워드에 의해 제어되고, 양호한 실시예에서는 15dB의 제어 범위에서 단계당 0.25dB의 감쇠 분해능을 갖는다.

시스템은 2개의 동작 모우드, 즉 검정 모우드와 정상 모우드를 갖고 있다. 검정모우드에 있어서, 시스템은 최대 TWT 전력 출력을 발생시키는 최적한 RF 입력 레벨을 얻기 위해 감쇠기 셋팅값을 결정한다. 각각의 주파수에 대한 최척한 TWT 출력 전력을 발생시키는 감쇠기 셋팅값은 비휘발성 메모리내에 저장된다. 정상 모우드에 있어서, 제어기(50)은 현재 여자기 주파수에 대한 검정된 셋팅값에 감쇠기(20)을 자동적으로 셋트시킨다.

외부 RF 여자기 시스템에 의해 개시된 주파수의 변화는 라인(45)상의 디지탈 주파수 코드 워드를 통해 제어기(50)에 전달된다. 선택적으로, 이 시스템은 여자기 주파수를 결정하기 위한 다른 수단을 포함할 수 있다.

구동 제어 시스템은 검정 모우드에서 이것의 입력에 인가된 소정의 주파수에 대한 TWT RF 입력 구동을 최적하게 하기 위한 "폐쇄 루우프(closed-loop)" 제어기로서 동작한다. 이것은 감쇠기(20)을 변화시킴으로써 각각의 여자기 주파수에 대한 최적한 TWT 출력 전력 레벨을 발생시키는 최적한 셋팅값까지 최소(미구동)로부터 TWT의 RF 입력 구동을 증가시키기 위한 검정 알고리즘(algorithm)을 사용함으로써 달성된다. 제어기(50)은 TWT 출력 전력의 샘플의 선정된 수가 취해질때까지 이 최적한 값에 대하여 구동을 계속 변화시키고, 최적한 출력 전력을 발생시키는 대응하는 감쇠기 셋팅값은 정상 모우드 중에 사용하기 위해 결정 및 저장된다.

최종 검정값은 제어기(50)을 포함하는 전기적으르 소거가능한 프로그램가능 해독 전용 메모리(EEPROM)와 같은 비 휘발성 메모리내에 저장된다. 정상 모우드에 있어서, 감쇠기(20)은 현재 주파수에 대응하는 저장된 EEPROM 값에 따라 셋트되므로, 모든 해당 주파수 대역 양단에서 최적한 RF 구동을 유지하게 된다.

일반적인 검정 알고리즘이 제3도의 플로우챠트내에 도시되어 있다. 단계(103)에서 TWT 캐소드 전류제어기가 바람직한 캐소드 전류 레벨로 안정화시킬 수 있도록 안정화 지연된 후에, TWT 시스템은, 이 시스템이 검정하기 위한 상태에 있는지의 여부롤 결정하기 위해 점검된다. 예를 들어, 고압 및 캐소드 전류가 TWT에 인가되어야 하고 시스템 TWT "방사(radilate)" 명령이 선택되어야 한다. 검정 필요조건이 부합되지 못하면, 알고리즘은 복귀단계(140)으로 분기되어, 검정 처리 공정을 종단시키게 된다.

검정 필요조건이 단계(103)에서 부합되면, 단계(105)에서, TWT 캐소드 전류 펄스의 타이밍뿐만 아니라 TWT의 RF 입력 구동 펄스의 타이밍에 대한 예비 조정이 행해진다. 양호한 실시예의 응용에 있어서, TWT 증폭기는 펄스된 동작시에 사용된다. 그러므로, TWT 출력 전력을 얻기 위하여, RF 구동 펄스와 캐소드 전류 펄스는 일치해야 한다. 단계(105)에서 수행된 예비 타이밍 조정은 검정 모우드중에 TWT 출력 전력이 있게 되도록 2개의 펄스의 타이밍을 층분히 정렬시킨다.

단계(110) 및 단계(115)에서는, 시스템 "방사"명령 및 제어기(50)에 제공된 주파수 코드 워드가 검사된다. 만일, 단계(110)에서, 방사 명령이 더이상 선택되지 않으면, 검정 모우드가 종단되고, 그렇지 않으면, RF 구동 검정이 각각의 여자기 주파수에서 실행된다. 그러므로, 단계(115)에서, 주파수 코드 워드는 주파수가 이미 검정되었을때를 결정하도록 검사된다. 이 주파수 코드가 이전의 검정이 실행되게한 주파수로부터변화되지 않으면, 이 알고리즘은 여자기 주파수가 아직 검정되지 않은 새로운 주파수로 변화될 때까지 지연루우프내의 단계(110)으로 다시 분기된다.

단계(120)에서는, 선택된 주파수에 대한 최적한 구동 레벨의 검정이 실행된다. 지금부터, 이 단계는 제4도의 플로우챠트에 관련하여 더욱 상세하게 기술하겠다. 단계(125)에서, 주파수 코드 워드는 검정이 주파수 대역내의 모든 해당 주파수에서 실행되었는지의 여부에 따라 졀정하도록 검사된다. 이것은 검정이 실행되게한 여자기 주파수의 수를 검정될 주파수의 선정된 전체 수와 비교함으로 행해질 수 있다. 이것은 최종 주파수가 아니라면, 알고리즘은 단계(110)으로 다시 분기되고, 루우프는 다른 여자기 주파수의 이 시점으로부터 반복된다.

검정이 모든 해당 주파수에서 실행된 후에, 타이밍의 최종 조정 조건은 캐소드 전류 및 RF 입력 펄스를 정렬시키도록 단계(130)에서 실행된다. 본질적으로, 최종 타이밍 조정이 실행되는 특정한 상세는 본 발명의 실시에 필수적으로 고찰되지 않는다. 구동 레벨과 타이밍 검정의 결과는 제어기 버퍼(buffer) 메모리로부터 단계(135)에서 저장하기 위해 EEPROM으로 이동된다. 이 검정 알고리즘은 단계(140)에서 종료된다.

제4도는 단일 RF 여자기 주파수[제3도의 단계(120)]에서 입력 구동 검정을 실행하기 위한 동작 순차를 도시한 플로우챠트이다. 양호한 실시예내에 사용된 감쇠기(20)은 64개의 상이한 감쇠 셋팅값들로 셋트될 수 있다. 제어기(50)은 64개의 가능한 감쇠기 셋팅값이 각각의 주파수 검정 중에 각각 선택되는 횟수에 대해 분리 계수기 기능을 실행하기에 적합하게 되어 있다. 이 64개의 "계수기"들은 각각의 TWT 펄스 중에, 즉, 감쇠 셋팅값이 변화될때 마다 한번씩 증가되는 프로세서 레지스터 또는 메모리 위치들로부터 실행된다. 이러한 계수기능을 실행하기 위해 마이크로프로세서와 같은 컴퓨터를 프로그램하는 방법은 프로그래밍 분야에 숙련된 기술자들에게 공지되어 있으므로, 이러한 프로그램에 대한 설명은 상세히 기술하지 않겠다.

레지스터 또는 계수기의 내용들은 특정한 검정 싸이클을 통해 다수의 감쇠기 셋팅값의 막대 그래프를 발생시키는데 위해 사용될 수 있다. 그러므로, 제어기(50)은 감쇠기 셋팅값의 막대그래프를 발생시키기 위한 막대그래프 기능을 실행하기에 적합하다.

각각의 주파수 검정 싸이클의 단계(155)에서, 각각의 감쇠 셋팅값 계수기는 초기치 설정되고, 즉 0으로 셋트되고, 감쇠기는 최대 감쇠 레벨에 셋트된다. 막대그래프 및 감쇠 셋팅값이 초기치로 설정될 때, TWT출력 전력은 단계(160)에서 샘플된다. 이 샘플된 전력값은 단계(165)에서 다음 감쇠기 셋팅값을 계산하는데 사용된다. 출력 전력값이 이전의 감쇠기 셋팅값에 대한 전력값을 초과하여 증가되면, 감쇠기는 다음 낮은임피던스 셋팅값으로 전환된다. 특정한 셋팅값이 선택될 때 마다, 대응 막대그래프 계수기는 증가된다.

단계(170)에서는, 출력 전력 샘플들의 수가 N개인지의 여부가 결정된다. 정확한 검정을 발생시키는 샘플의 최소 수인 N은 실험적으로 결정된 수이다. 샘플의 수가 증가되면, 막대그래프의 피크(Peak)의 높이가 검정 시간의 기간을 초과하여 증가된다. 양호한 실시예의 응용에 있어서, N은 255로 선택된다. 그러므로, 단계(170)에서, 샘플의 수가 255로 되지 않으면, 알고리즘은 단계(160)으로 다시 루우프된다. 샘플의 수가N과 동일하면, 알고리즘은 단계(175)로 진행한다.

단계(175)에서, 각각의 감쇠기 셋팅값에 대해 계수기들에 의해 발생된 막대그래프는 최고값을 가진 계수기를 발견하도록 평가된다. 제5도 및 제6도에는 TWT 출력 전력 샘플링값과, 최적한 셋팅 값을 결정하도록 평가되는 감쇠기 셋팅값의 합성 막대그래프가 도시되어 있다. 제5도내에서, RF 출력 전력은 시간 t₀에서 t₁까지 각각 샘플후에 증가된다. 이것은 RF 구동 레벨의 증가 및 감쇠기 셋팅값 1 내지 16의 사용 증가에 대응한다. 시간 t₁내지 t₂까지는 셋팅값 17 및 18[제5도내에서 괄호 번호(17),(18)로 표시된]에 의해 구동이 증가하면 RF 출력 전력이 증가하게 된다.

양호한 실시예내에 사용되는 알고리즘은 감쇠기 셋팅값내의 변화 전후에(마이크로프로세서에 의해 숫자화 및 해독된) 출력 전력 샘플들사이의 차가 1비트 이하일 경우에, 1비트 만큼 감쇠기 셋팅값을 변화시키기에 적합하게 되어 있다. 전력 샘플시의 차이가 2비트 이상이면, 감쇠기 셋팅값은 이전의 이전 셋팅값으로부터 2비트 만큼 변화된다.

구동이 시간 t₂에서 감쇠기 셋팅값(19)의 감쇠를 감소시킴으로써 증가될 때에는, RF 출력 전력이 감소된다. RF 출력 전력이 구동 레벨의 증가시에 감소되기 때문에, 다음 구동레벨은 셋팅값(18)의 감쇠를 증가시킴으로써 마이크로프로세서에 의해 감소된다. 검정 알고리즘은 피크 출력 전력을 최적하게 하기 위해 셋팅값(18) 근처의 출력 전력 레벨을 계속 재샘플한다. 시간 t₃에서, 전력 레벨은 2개의 유니트에 의해 감소되어 2비트의 감쇠기 셋팅값을 변화시킨다. 즉, 셋팅값(19)에서 (17)로 변화시킨다. 그러므로, 시간 t₁과 t₂사이의 감쇠기 셋팅값 순차는 제6도에 도시한 바와 같이 막대그래프 계수기를 갱신하는 17,18,19,18,17,18,19,17,18이다. 샘플링값 및 막대그래프 갱신은 전력 샘플의 수가 N개로 될때까지 계속된다.

단계(165)에서 감쇠기 셋팅값을 계산하기 위해 양호한 실시예에 사용된 알고리즘은 감쇠기가 변하기전에 이전의 전력 샘플 A를 현재의 전력 샘플 B와 비교함으로써 동작한다. A의 값이 B 이하이면, 감쇠기 셋팅값이 상술한 바와 같이 1비트 또는 2비트 만큼 감쇠를 감소시키기 위해 감소된다. 포화 곡선의 피이크가 통과될 때, 전력 샘플 A는 전력 샘플 B보다 크게 된다. 이 때, 감쇠기 셋팅값은 감쇠 레벨을 증가시키기 위해 증가된다. 이 단계들은 샘플의 수가 선정된 수 N개와 동일하게 될 때까지 반복된다.

샘플의 선정된 수가 단계(170)에서 취해질 수 있도록 결정될때, 막대그래프는 최고수를 가진 계수기를 발견하기 위해 단계(175)에서 평가된다. 단계(180)에서는 최고 계수기 값이 가변 감쇠기의 제한값들중 한 값, 즉 최고 또는 최저 감쇠값에 대응하는지의 여부를 결정하기 위해 이 계수기 셋팅값이 평가된다. 최고 계수기 값이 제한값에 대응하면, 이것은 감쇠 범위가 RF 구동을 최적하게 할 수 없고 검정 모우드가 추출되는것을 지시하는 고장을 트리거(trigger)시킨다. 단계(185)에서, 주파수 코드는 동일한 주파수가 검정 싸이클에 걸쳐 사용되었다는 것을 검증하기 위해 검사된 주파수가 변화하였으면, 고장을 나타내게 된다.

단계(190)에서는, 최적하게 될 단계(175)에서 결정된 감쇠기 셋팅값이 마이크로프로세서에 관련된 버퍼메모리내에 저장된다. 제5도 및 제6도의 도면에서, 막대그래프의 평가는 참조번호(18)과 값은 최고 계수기 셋팅값을 위치시킨다. 이 셋팅값은 TWT로부터 최대 RF 출력 전력을 발생시킨다. 단계(195)에서는, 검정이 실행된 주파수의 수를 계속 트랙하는 주파수 계수기가 증가된다.

제3도 및 제4도에 도시한 플로우챠트는 상이한 방법으로 구현될 수 있지만, 본 발명을 실행하기 위해 양호한 실시예에 사용된 원시 코드(source code)의 예시적인 목록을 부록에 도시하였다.

지금부터, 제7도를 참조하면, 양호한 실시예를 구성하는 시스템이 블럭도 형태로 도시되어 있다. RF 여자기 신호는 라인(5)를 통해 RF 고상 증폭기(10)에 제공된다. 이 증폭기(10)의 출력은 감쇠기(20)을 통과하고, 감쇠기 출력은 TWT(30)의 RF 구동 요소를 포함한다. 양호한 실시예에서, 감쇠기(20)은 15dB 범위 및 단계당 0.25dB의 분해능을 갖고 있고, 매샤추세츠주, 리틀톤, 뉴톤 로드(Newton Road, Littleton, Massachusetts)에 소재한 하이렉트로닉스 코포레이션(Hylectronics Corporation)사에서 시판하고 있는 모델 pxe과 같은 6-비트 디지탈 감쇠기로 구성된다.

RF 결합기(40)은 TWT(30) 출력에 접속되고, 이것의 결합된 출력(41)은 TWT(30)으로부터 RF 검출기(42)에 RF 에너지의 적은 부분을 제공한다. 검출기(42)는 진폭이 TWT(30)의 상대 전력 출력을 나타내는 비디오 신호를 라인(43)상에 제공한다.

검출기 신호는 신호 조절기(60)으로 통과하게 되는데, 이 조절기(60)은 증폭 및 피크(peak) 검출 기능을 실행한다. 이 신호 조절기(60)은 비디오 증폭기(60a)로 구성되는데, 양호한 실시예내에서는, 훼어 차일드(Fairchild) 차동 비디오 증폭기, 모델 번호μA 733이 비디오 증폭기로서 유리하게 사용된다. 증폭된 신호는 연산 증폭기(60b 및 60c), 다이오드(60d), 저항기(60e), 및 캐패시터(60f)로 구성되는 피크 샘플러 회로에 제공된다. 이 소자들은 피크 샘플러 회로의 간단한 구조를 나타낸다. 이러한 회로는 공지되어 있고, 예를 들면, 스티븐 디. 센튜리아(Steven D. Senturia) 및 브루스 디. 웨드록(Bruce D. Wedlock)이 쓴 "전자 회로 및 응용(Electronic Circuits and Application)" "[존 윌리(John Wiley), 1975], 208-210페이지에 기술되어 있다. 피크 샘플러의 기능은 피크 전압 레벨로 캐패시터(60f)를 충전시킨다음, 저항기(60e)및 캐패시터(60f)의 R-C 시정수에 의해 결정된 선정된 기간 동안 이 전압을 유지시키기 위한 것이다.

양호한 실시예의 TWT 증폭기는 펄스화 모우드에서 동작되기 때문에, 라인(43)상의 검출된 비디오 신호펄스들은 매우 짧게 된다. 이 신호 조절 회로(60)은 멀티플렉서(multiplexer,58)을 통해 트랙-유지 모듈(track-and-hold module,56)에 제공될 수 있는 유용한 출력 신호 레벨를 제공한다.

멀티플렉서(58)은 다수의 가능한 입력 신호로부터의 한 개의 아날로그 신호를 선택적으로 스위칭시킬 수 있는 능력을 제공하는데, 도면에는 회로(60)으로부터의 아날로그 신호만이 도시되어 있다. 이것은 제공될 다수의 신호들중 한 신호가 마이크로프로세서(52)에 입력으로써 제공되는 디지탈 신호로 전환되기 위해 아날로그-디지탈 변환기(ADC,54)에 제공되게 한다. 양호한 실시예에서는, 다텔-인터실(Datel-Intersil)아날로그 멀티플렉서 모델 MV-1606M이 멀티플렉서(58)로서 사용된다.

트랙-유지 모듈(56)은 모델 ADH-50과 같은 데이타 디바이스 코포레이션(Data Device Corporation)에서 시판하고 있는 하이브리드 비디오 트랙 및 유지장치로 구성된다. 이 모듈(56)은 피크 비디오 신호 레벨을 신속하게 트랙 및 유지하도록 되어 있어, ADC(54)가 변환을 적절하게 수행할 수 있게 한다. 모델ADC-815와 같은 매사추세츠주, 맨스필드, 캐보트 볼리바드 11(11 Cabot Boulevard, Mansfield, Massachusetts)에 소재한 다텔-인터실, 인크. (Datel-Intersil,Inc.)사에서 시판하고 있는 ADC와 인텔코포레이션(Intel Corporation) 마이크로프로세서, 모델 8085가 ADC(54)와 마이크로프로세서(52)로서 양호한 실시예에 각각 사용된다.

8비트 버스(55)는 ADC(54)의 출력, 마이크로프로세서(52), EEPROM(62)와 플립-플롭 장치(63 및 64)로 구성된 비 휘발성 메모리, 및 입/출력 주변 장치(53 및 66) 사이의 디지탈 신호 전송을 허용한다. 양호한 실시예에서, 플립-플롭 장치(63 및 64)는 54LS174형 6D 플립-플롭이고, EEPROM(62)는 캘리포니아주, 밀피타스, 부크아이 코트 851(851,Buckeye Count,Milpitas,California)에 소재한 지코,(XICOR,Inc )사에서 시판하고 있는 모델 X 2212 장치이다. 주변 장치(53 및 66)은 인텔(Intel) 모델 8155 장치로 구성된다.

마이크로프로세서는 EEPROM(62)로 또는 EEPROM(62)로부터 버스(55)를 통해 데이타를 해독/기입하도록 되어 있다. 플립-플롭(63 및 64)는 버스(55a,55b 및 55c)를 통해 마이크로프로세서(52)와 EEPROM(62) 사이를 인터페이스(interface)시키고, 데이타가 EEPROM(62)내에 정확하게 프로그램되어 있다는 것을 검증하는데 사용된다.

5비트 주파수 워드는 버스(45)를 통해 차동 라인 수신기(46 및 47)에 제공되는데, 이 수신기는 잡음 분리용으로 사용된 26LS31형 장치로 될 수 있다. 라인 수신기 출력들은 데이타 버스(55)를 통해 마이크로프로세서에 유용하게 되도록 주변 장치(66)에 결합된다.

주변 장치(53)은 감쇠기(20)에 6개의 차동 비트 쌍을 제공하도록 양호한 실시예에서 26LS33형 구동기로 구성된 라인 구동기(22,23)을 통해 디지탈 감쇠기(20)에 결합된다. 감쇠기(20)은 26LS31 형태의 한쌍의 대응 라인 수신기(도시하지 않음)를 포함한다. 라인 수신기 및 라인 구동기는 펄스화 TWT 증폭기가 고 잡음 환경에 있을때에, 잡음 분리 목적용으로 양호한 실시예내에 사용된다.

장치(56)의 아날로그 출력은 ADC(54)에 의해 디지탈 신호로 변환되고, 마이크로프로세서(52)의 입력 포오트에 제공된다. 그러므로, 마이크로프로세서(52)는 TWT의 샘플된 RF 출력 전력 레벨을 나타내는 디지탈 신호를 모니터할 수 있다.

마이크로프로세서(52)는 상술한 바와 같이 데이타를 저장 및 검색하기 위해 EEPROM(62)에 결합된다. 마이크로프로세서(52)의 출력은 주변 장치(53) 및 라인 구동기(22,23)을 통해 감쇠기 세팅값을 제어한다.

지금까지, 증폭기의 요소들이 노화될 때 구동의 재 검정 능력을 제공하는 TWT 증폭기의 입력 구동을 최적하게 하기 위한 새로운 시스템에 대해 기술하였다. 이 시스템의 다른 장점은 실제 RF 입력 전력 레벨을 측정하는 것에는 의존하지 않는다는 것이다. 본 발명의 기술된 실시예내에서, 입력 레벨은 전혀 모니터되지 않고, 단지 출력 전력의 상대 변화만이 시스템에 의해 모니터되어, 감쇠 셋팅값의 변화를 발생시킨다. 더욱이, 가변 감쇠기에 의해 삽입된 실제 감쇠는 측정되지 않는다. 그러므로, 기술된 시스템은 절대 감쇠 또는 측정된 전력 레벨의 정확성에 의존하지 않는다. 넓은 의미에서, 검정 모우드를 입력 구동 파라메터(parameter)가 각각의 해당 주파수에 대한 최적한 RF 출력 전력 레벨을 발생시키는 검정된 구동 파라메터값을 결정하도록 변화되는 반복 처리공정이라 볼 수 있다. 본 발명은 TWT 증폭기에 관련하여 기술되어있으나, 본 발명은 소정의 통과 마이크로파(microwavc) 증폭기의 입력 RF 구동을 최적하게 하는데 사용될 수 있다. 상술한 실시예는 본 발명을 설명한 것에 불과하나, 본 분야에 숙련된 기술자들은 본 발명의 범위를 벗어나지 않고서 본 발명을 여러가지로 수정 및 변경할 수 있다.

Claims (10)

1. 입력 주파수 대역폭에 걸쳐 마이크로파 증폭기(30)의 입력 RF 구동 레벨을 최적하게 하기 위한 방법에 있어서, 제어 신호에 응답하여 증폭기(30)의 입력 구동 레벨을 변화시키는 제어 가능한 수단(20)을 제공하는 단계, 상기 제어 가능한 수단(20)에 제어 신호를 제공하고, 검정 모우드 및 정상 증폭기 동작 모우드에서 동작 하기에 적합한 중앙 제어기(50)을 제공하는 단계, 상기 검정 모우드에서, 각각의 해당 주파수 경우에 입력 구동 파라메터를 변화시키는 반복 처리 공정을 통해 최대 전력 출력을 발생시키는 입력 구동 파라메터의 결정값을 결정하는 단계, 및 상기 정상 증폭기 동작 모우드에서, 상기 입력 구동 파라메터 값을 현재 주파수에 대응하는 검정값에 셋트시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 검정 모우드가 각각의 해당 주파수에 대한 검정 값을 나타내는 데이타를 메모리 장치(62)내에 저장시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 검정된 파라메터 값을 결정하는 단계가 증폭기(30)의 입력 구동을 선택적으로 감쇠시키기에 적합한 프로그램가능한 감쇠기(20)의 감쇠 레벨을 반복적으로 변화시키는 단계를 포함하고, 상기 입력 구동 파라메터가 프로그램가능한 감쇠기 셋팅값을 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 반복 처리공정이, 초기 셋탕값으로 상기 감쇠기(20)을 프로그램하는 단계, 출력을 샘플링하는 단계, 새로운 감쇠기 셋팅값을 결정하여 이 새로운 셋팅값으로 감쇠기(20)을 프로그램하는 단계 및 선정된 수의 샘플들이 취해질때까지 출력을 샘플링시키는 단계와 새로운 감쇠기 셋팅값을 결정하여 이 새로운 셋팅값으로 감쇠기(20)을 프로그램하는 단계를 반복하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제4항에 있어서, 새로운 감쇠기 셋팅값을 결정하는 단계가, 감쇠기 셋팅값의 이전 변화가 증가된 출력 전력을 발생시켰는지의 여부를 결정하는 단계, 증가된 출력 전력을 발생시킨 경우에, 이전의 감쇠기 셋팅값 변화와 동일한 방향으로 감쇠기 셋탕값을 감소시키는 단계, 또는 증가된 출력을 발생시키지 않았을 경우에, 이전 변화와 반대 방향으로 감쇠기 셋팅값을 증가시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제5항에 있어서, 감쇠기 셋팅값의 검정 값을 결정하는 단계가, 각각의 감쇠기 셋팅값이 상기 반복처리 공정중에 사용되는 횟수를 계수하는 단계, 및 반복 처리 공정중에 최대한 사용된 감쇠기 셋팅값으로서 검정 값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 마이크로파 증폭기(30)의 RF 입력 구동을 최적하게 하기 위한 시스템에 있어서, 증폭기(30)의 RF입력 구동을 선택적으로 감쇠시키기 위한 프로그램가능한 감쇠기 수단(20), 증폭기(30)의 RF 전력 출력을 검출하여 출력 전력 레벨을 나타내는 검출기 신호를 제공하기 위한 검출기 수단(42), 증폭기(30)의 RF 입력 구동 주파수를 나타내는 주파수 신호를 제공하기 위한 수단, 및 검정 모우드와 정상 동작 모우드에서 동작할 수 있고 각각의 해당 주파수에 대한 검정 감쇠기 셋팅값을 결정하기 위해 상기 검정 모우드 중에 상기검출기(42) 신호 및 상기 주파수 신호에 응답하며, 상기 주파수 신호의 값에 대응하는 상기 검정된 감쇠기, 셋팅값으로 감쇠기(30)을 프로그램하기 위해 상기 정상 동작 모우드에서 상기 주파수 신호에 응답하는 제어기 수단(50)으로 구성된 것을 특징으로 하는 시스템.
8. 제7항에 있어서, 상기 검정된 감쇠기 셋팅값을 나타내는 데이타를 저장하기 위한 메모리 수단(62)를 포함하고, 상기 제어기 수단(50)이 검정 모우드중에 상기 메모리 수단(62)내에 데이타를 인입시키고, 정상동작 모우드중에 현재 주파수 신호에 따라 데이타를 검색하기에 적합한 것을 특징으로 하는 시스템.
9. 제8항에 있어서, 제어기 수단(50)이 증폭기(30)의 RF 입력 구동을 변화시키기 위해 선택된 셋팅값으로 감쇠기 수단(20)을 프로그램하고, 감쇠기 수단(20)의 이전의 셋팅값에 대해 감쇠기 수단(20)의 각각에 프로그램된 셋팅값에서의 검출기 수단(42)로부터의 검출기 신호를 비교하며, 증폭기(30)의 최대 전력 출력을 발생시키는 감쇠기 셋팅값을 선택하는 반복 처리 공정을 통해 검정 감쇠기 셋팅값을 결정하는 것을 특징으로 하는 시스템.
10. 제9항에 있어서, 반복 처리 공정이, 초기 셋팅값으로 감쇠기(20)을 프로그램하는 단계, 출력 전력레벨을 나타내는 검출기(42) 신호를 수신하는 단계, 상이한 셋팅값으로 상기 감쇠기(20)을 프로그램하는 단계, 검출기(42) 신호가 상이한 셋팅값에서의 증가된 출력 전력 레벨을 나타내는 경우에, 이전 감쇠기 셋팅값과 동일한 방향으로 감쇠기(20) 셋팅값을 증가시키는 단계, 검출기(42) 신호가 상이한 셋팅값에서의 감소된 출력 전력 레벨을 나타내는 경우에, 이전의 감쇠기 셋팅값과 반대방향으로 감쇠기(20) 셋팅값을 감소시키는 단계, 선택된 수의 샘플들이 취해질때까지 상이한 셋팅값으로 감쇠기(20)을 프로그램하고, 이전의 감쇠기 셋팅값과 동일한 방향으로 감쇠기(20)의 셋팅값을 증가시키며, 이전의 감쇠기 셋팅값과 반대 방향으로 감쇠기(20) 셋팅값을 감소시키는 단계를 반복하는 단계, 및 각각의 감쇠기 셋팅값이 반복 처리 공정중에 사용되는 횟수를 계수하고, 최대한 사용된 감쇠기 셋팅값을 선택함으로써 검정 감쇠기 셋팅값을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템.

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