KR930006650B1 - High power amplifier - Google Patents
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Abstract
Description
제1도는 종래의 회로도.1 is a conventional circuit diagram.
제2도는 본 발명의 회로도.2 is a circuit diagram of the present invention.
제3도는 제3도중 감쇠기 제어부의 상세회로도.3 is a detailed circuit diagram of the attenuator controller in FIG.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
12,14,19 : 분리기 10 : 저잡음 증폭기12,14,19: Separator 10: Low Noise Amplifier
13 : 가변감쇠기 15 : 중간 전력증폭기13: variable attenuator 15: intermediate power amplifier
16 : 방향성 결합기 17 : 최종 고전력 증폭기16: Directional Coupler 17: Final High Power Amplifier
18 : 저역통과필터 20 : 정류기18: low pass filter 20: rectifier
21: 감쇠기 제어부21: Attenuator Control
본 발명은 위성통신 지상시스템에 있어서 고전력 증폭기에 관한 것으로, 특히 송신신호의 전력증폭을 변화시켜 일정한 송신신호를 안테나에 공급해 주기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high power amplifier in a satellite communication terrestrial system, and more particularly, to an apparatus for supplying a constant transmission signal to an antenna by varying the power amplification of the transmission signal.
고전력 증폭기는 위성통신 지상시스템의 송신부에 장착되어 주파수 변환기로부터 중간주파수(Intermediate Frequency:IF)에서 RF(Radio Frequency) 대역으로 변환된 송신신호를 전력증폭하여 안테나로 보낸다.The high power amplifier is mounted on the transmitter of the satellite communication terrestrial system and amplifies a transmission signal converted from an intermediate frequency (IF) to a radio frequency (RF) band from a frequency converter and sends it to an antenna.
이때 IF 신호 크기의 변화등 여러가지 이유에 의하여 고전력 증폭기의 입력신호가 변화될 수 있기 때문에 일정한 송신신호를 안테나로 공급하기 위해 그러한 변화의 요소들을 제거시킬 수 있는 제어장치가 필요하다.At this time, since the input signal of the high power amplifier may be changed due to various reasons such as the change in the size of the IF signal, a control device capable of removing the elements of such a change is required to supply a constant transmission signal to the antenna.
제1도는 종래의 자동출력 제어장치를 포함한 고전력 증폭기를 보여준다.1 shows a high power amplifier including a conventional automatic output control device.
제1도의 회로는 고전력 증폭기로 들어오는 송신신호의 양을 감쇄하는 가변저항으로 된 가변감쇠기(1)와, 전력증폭단(2)과, 송신신호의 고주파 성분을 제거하는 저역통과여파기(3)와, 송신신호중 적은 양을 분리하여 정류기(6)로 보내는 방향성 결합기(4)와, 고전력 송신신호의 반사파에 대한 회로보호용 분리기(Isolator 또는 Circulator)(5)와, 송신신호의 매우 적은 양을 DC 검파정류하는 정류기(6)와, 상기 정류기(6)로부터 DC 검파정류된 신호를 받아 상기 가변감쇠기(1)의 감쇄량을 조절하여 송신신호의 크기를 일정하게 조절하기 위한 감쇠기 제어부(7)로 구성된다. 입력된 송신신호는 상기 가변감쇠기(1)에 의해 감쇄된 후 상기 전력증폭단(2)에 의해 전력증폭되고 상기 저역통과여파기(3)에 의해 고주파 성분이 제거된 후, 상기 분리기(5)와 상기 정류기(6)와 연결된 방향성 결합기(4)를 통과하여, 송신신호중 매우 적은 양은 상기 방향성 결합기(4)에 의해 분리되어 상기 정류기(6)에 의해 DC검파정류된다.The circuit of FIG. 1 includes a variable attenuator 1 made of a variable resistor for attenuating the amount of transmission signal coming into the high power amplifier, a power amplifier stage 2, a low pass filter 3 for removing high frequency components of the transmission signal, The directional coupler 4 which separates a small amount of the transmitted signal to the rectifier 6, the circuit protection separator (Isolator or circulator) 5 against the reflected wave of the high power transmission signal, and the DC detection rectification for a very small amount of the transmitted signal. And attenuator controller 7 for receiving a DC-detected rectified signal from the rectifier 6 to adjust the attenuation amount of the variable attenuator 1 to constantly adjust the magnitude of the transmission signal. The input transmission signal is attenuated by the variable attenuator 1 and then amplified by the power amplifier stage 2 and the high frequency component is removed by the low pass filter 3, and then the separator 5 and the Passing through the directional coupler 4 connected to the rectifier 6, a very small amount of the transmitted signal is separated by the directional coupler 4 and DC-detected rectified by the rectifier 6.
상기 DC 검파정류된 미량의 송신신호는 상기 감쇠기 제어부(7)에 공급되고 상기 감쇠기 제어부(7)의 출력은 상기 가변감쇠기(1)의 감쇄량을 조절하여 출력되는 송신신호의 크기를 일정하게 조절한다. 그러나 상술한 종래의 자동출력 제어장치를 포함한 고전력 증폭기는 초단에 가변감쇠기를 설치하고 다음단에 고전력 증폭기는 연결하였기 때문에 감쇄량이 커질수록 신호의 잡음특성이 나빠지며, 순간적으로 매우 큰 송신신호가 입력될 경우 최종 증폭기의 비선형 특성이 커지게 되어 신호특성이 나빠질 뿐만 아니라, 최종 증폭기는 고전력형 트랜지스터로 구성되며 출력전력이 커질수록 가격이 증가되기 때문에 원하는 출력전력만큼의 출력 전력을 갖는 트랜지스터를 선택하여 사용하므로 순간적으로 큰 입력이 들어올때 트랜지스터에 무리가 가게 되어 수명이 단축되는 나쁜점이 있다.The DC detection rectified trace amount of the transmission signal is supplied to the attenuator controller 7 and the output of the attenuator controller 7 adjusts the attenuation amount of the variable attenuator 1 to constantly adjust the magnitude of the output signal. . However, since the high power amplifier including the conventional automatic output control device described above has a variable attenuator installed at the first stage and a high power amplifier connected at the next stage, the noise characteristics of the signal become worse as the attenuation increases, and a very large transmission signal is instantaneously input. In this case, the non-linear characteristics of the final amplifier become larger and the signal characteristics worsen. In addition, since the final amplifier is composed of a high-power transistor and the cost increases as the output power increases, a transistor having an output power equal to the desired output power is selected. As a result, the transistor is overwhelmed when a large input is instantaneously shortened its lifespan.
따라서 본 발명의 목적은 감쇠기의 큰 감쇄량에 의한 신호의 잡음특성과 최종 고전력 증폭기의 비선형 특성을 개선하고 연장할 수 있는 고전력 증폭장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a high power amplification apparatus capable of improving and extending the noise characteristics of a signal due to a large amount of attenuation of the attenuator and the nonlinear characteristics of the final high power amplifier.
제2도는 본 발명의 회로도로서 입력단(IP)를 통해 인입되는 고주파 신호를 증폭하는 저잡음 증폭기(10)와, 상기 저접음 증폭기(10)의 출력을 일저 증폭율로 전력증폭하는 중간 전력증폭단(15)와, 상기 중간 전력 증폭단(15)의 출력을 재차 일정증폭율로 전력증폭하는 최종 고전력 증폭기(17)와, 상기 최종 고전력 증폭기(17)의 출력을 일정주파수를 기준으로 고주파 성분을 제거하여 출력단(OP)을 통해 송출하는 저역통과필터(18)와, 상기 저역통과필터(18)와 출력단(OP) 사이에 접속되어 출력단쪽으로부터 반사파로부터 상기 저역 통과필터(18)을 보호하기 위한 분리기(19)와, 상기 저잡음 증폭기(10)와 중간 전력증폭단(15) 사이에 접속되어 고주파 신호를 가변감쇠하기 위한 가변감쇠기(13)와, 상기 중간 전력증폭단(15)과 최종 고주파 증폭기(17) 사이에 접속되어 상기 최종 고주파 증폭기(17)로 전송되는 고주파 신호중 일부를 분기하기 위한 방향성 결합기(16)와, 상기 방향성 결합기(16)로부터 분기된 고주파 신호를 정류하여 상기 분기된 고주파 신호의 전력레벨값을 발생하는 정류기(20)와, 상기 정류기(20)의 출력전압에 따라 상기 가변감쇠기(13)의 감쇠율을 제어하는 감쇠기 제어부(21)와, 상기 저잡음 증폭기(10)와 가변감쇠기(13) 사이에 접속되어 상기 저잡음 증폭기(10)와 가변감쇠기(13)를 정합시키기 위한 분리기(12)와, 상기 가변감쇠기(13)와 중간 전력증폭단(15) 사이에 접속되어 상기 가변감쇠기(13)와 중간 전력증폭단을 정합시키기 위한 분리기(14)로 구성한다.2 is a circuit diagram of the present invention, a low noise amplifier 10 for amplifying a high frequency signal introduced through an input terminal IP, and an intermediate power amplifier stage 15 for power amplifying the output of the low noise amplifier 10 at a low amplification rate. ), The final high power amplifier 17 which amplifies the output of the intermediate power amplifier stage 15 again at a constant amplification rate, and the output stage by removing the high frequency components from the output of the final high power amplifier 17 based on a constant frequency. A low pass filter 18 which is sent through OP and a separator 19 which is connected between the low pass filter 18 and the output stage OP to protect the low pass filter 18 from reflected waves from the output end. And a variable attenuator 13 connected between the low noise amplifier 10 and the intermediate power amplifier stage 15 to variably attenuate a high frequency signal, and between the intermediate power amplifier stage 15 and the final high frequency amplifier 17. Connected above A directional coupler 16 for branching a part of the high frequency signals transmitted to the longitudinal high frequency amplifier 17 and a rectifier for rectifying the high frequency signals branched from the directional coupler 16 to generate power level values of the branched high frequency signals. (20), an attenuator controller (21) for controlling the attenuation rate of the variable attenuator (13) in accordance with the output voltage of the rectifier (20), and connected between the low noise amplifier (10) and the variable attenuator (13). A
제2도는 감쇠기 제어부(21)의 상세회로도로서 두개의 연산증폭기(22,23) 및 8개의 저항(R1-R8)로 이루어져 있다.FIG. 2 is a detailed circuit diagram of the attenuator controller 21, which consists of two operational amplifiers 22 and 23 and eight resistors R1 to R8.
상기 구성에 의거하여 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 설명하면, 먼저 상기 초단의 저잡음 증폭기(10)를 통과한 신호는 잡음특성이 향상되어 상기 분리기(12)와 감쇠기(13) 및 분리기(14)를 거쳐 감쇄된 후, 상기 중간 전력증폭단(15)으로 입력된다.Based on the above configuration, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. First, the signal passing through the low noise amplifier 10 of the first stage is improved in the noise characteristic, so that the
상기 중간 전력증폭단(15)를 거쳐 증폭된 송신신호를 받은 방향성 결합기(16)는 송신신호 크기 상태를 알기 위하여 신호의 적은 양을 분리시켜 정류기(20)로 보내고 원신호는 최종 고전력을 증폭기(17)로 보낸다.The directional coupler 16 receiving the transmission signal amplified by the intermediate power amplifier stage 15 separates a small amount of the signal to the rectifier 20 to determine the state of the transmission signal magnitude and sends the final high power to the amplifier 17. Send to).
최종 고전력 증폭기(17)는 상기 원신호를 받아 원하는 송신신호 크기로 증폭하고 저역통과여파기(18)로 상기 최정 증폭된 신호의 고주파 성분을 제거시켜 출력한다.The final high power amplifier 17 receives the original signal, amplifies it to a desired transmission signal size, and removes and outputs a high frequency component of the final amplified signal to the low pass filter 18.
상기 저역통과여파기(18)와 연결된 분리기(19)는 고전력 출력신호에 의한 반사파의 영향을 줄이기 위한 것이다.The separator 19 connected to the low pass filter 18 is to reduce the influence of the reflected wave caused by the high power output signal.
한편, 상기 방향성 결합기(16)로부터 분리된 송신신호를 상기 정류기(20)에 의해 직류성분으로 검파 또는 정류되어 감쇠기 제어부(21)로 입력된다.On the other hand, the transmission signal separated from the directional coupler 16 is detected or rectified as a DC component by the rectifier 20 and input to the attenuator controller 21.
상기 감쇠기 제어부(21)는 제3도에 도시한 바와 같이 두개의 연산증폭기(22)(23)과 바이어스 및 괘환용 저항 R1, R2, R3, R5, R6, R7 및 R4, R8를 구비하고 입력전압 V1 및 V2와 출력전압 V3 및 비교전압 VR1및 VR2가 설정되어 있는 두개의 차동증폭기(24)(25)로 구성되어 있다.The attenuator controller 21 has two operational amplifiers 22 and 23 and bias and feedback resistors R1, R2, R3, R5, R6, R7 and R4, R8 as shown in FIG. It consists of two
상기 차동증폭기들(24)(25)에서는 들어오는 입력을 비교증폭하여 상기 가변감쇠기(13)의 감쇄량을 조절하는 두개의 핀다이오드(8)(9)의 전압을 조정하기 위한 출력을 내보내기 위해 아래와 같은 회로 특성들을 갖는다.The differential amplifiers (24) and (25) comparatively amplify the incoming input to output an output for adjusting the voltages of the two pin diodes (8) and (9) to adjust the attenuation of the variable attenuator (13). Circuit characteristics.
상기한 관계들에 의해서 입력전압 V1이 커지면 V2값이 작아지고 V3값은 커지고, 입력전압 V1이 작아지면 V3값도 작아지게 된다.According to the above relationships, when the input voltage V1 is increased, the value of V2 is decreased and the value of V3 is increased, and when the input voltage V1 is decreased, the value of V3 is also decreased.
따라서 입력 송신신호가 정상송신 입력신호보다 커지게 되면 상기 방향성 결합기(16)에 의해 분리되는 신호량을 커지므로 상기 정류기(20)의 출력전압, 즉 상기 감쇠기 제어부(21)를 구성하는 차동증폭기(24)의 입력전압 V1이 큰값을 가지게 됨으로 해서 큰 츨력전압 V3는 상기 가변감쇠기(13)를 구성하는 핀다이오드(8)(9)에 큰 전압이 걸리게 하여 최초의 입력 송신신호가 정상 송신신호보다 과잉된 양만큼 더 감쇄하게 하므로 상기 중간 전력증폭단(15)의 출력은 감소되어 최종 고전력 증폭기(17)는 정상적인 신호크기만 증폭을 하게 된다.Therefore, when the input transmission signal is larger than the normal transmission input signal, the amount of signal separated by the directional coupler 16 increases, so that the differential amplifier constituting the output voltage of the rectifier 20, that is, the attenuator controller 21 ( Since the input voltage V1 of 24) has a large value, the large output voltage V3 causes a large voltage to be applied to the pin diodes 8 and 9 constituting the variable attenuator 13 so that the first input transmission signal is larger than the normal transmission signal. By attenuating the excess amount further, the output of the intermediate power amplifier stage 15 is reduced so that the final high power amplifier 17 amplifies only the normal signal size.
또한 입력 송신신호가 정상입력신호보다 작아지게 되면 상기 감쇠기 제어부(21)의 작은 입력전압 V1값에 따른 작은 상기 감쇠기 제어부(21)의 출력전압 V3가 상기 가변감쇠기(13)의 핀다이오드(8)(9)의 전압을 낮게 걸어 상기 입력 송신신호가 정상 입력신호보다 작아진 만큼 감쇄량을 줄여서 상기 중간 전력증폭단(15)의 출력을 증가시킴으로써 정상적인 크기의 신호가 상기 최종 전력증폭기(17)에 입력하게 된다.Further, when the input transmission signal becomes smaller than the normal input signal, the output voltage V3 of the small attenuator control unit 21 according to the small input voltage V1 value of the attenuator control unit 21 becomes the pin diode 8 of the variable attenuator 13. Lowering the voltage of (9) reduces the amount of attenuation as the input transmission signal becomes smaller than the normal input signal, thereby increasing the output of the intermediate power amplifier stage 15 so that a signal of normal magnitude is input to the final power amplifier 17. do.
상술한 바와 같이 본 발명은 송신신호 입력초단에 저잡음 증폭기를 설치하고 가변감쇠기의 양단에 임피던스를 정합시키기 위한 분리들을 연결함으로써 큰 감쇄량에 따른 잡음효과를 억제시킬 뿐만 아니라, 고전력 증폭단에서 최종 고전력 증폭기를 분리시키고 상기 최종 고전력 증폭기의 앞단에서 정상적인 송신신호보다 크게 되었거나 작게 된 입력 송신신호의 양만큼 분리 및 감쇄량 조절을 정상적인 송신신호가 증폭되도록 유지시키는 효과가 있다.As described above, the present invention not only suppresses the noise effect due to the large attenuation amount by installing a low noise amplifier at the first stage of the transmission signal input and connects separations for matching impedance at both ends of the variable attenuator, and also provides a final high power amplifier in the high power amplifier stage. The separation and attenuation control is maintained so that the normal transmission signal is amplified by the amount of the input transmission signal larger or smaller than the normal transmission signal in front of the final high power amplifier.
Claims (1)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019890009203A KR930006650B1 (en) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | High power amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| KR1019890009203A KR930006650B1 (en) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | High power amplifier |
Publications (2)
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| KR910002105A KR910002105A (en) | 1991-01-31 |
| KR930006650B1 true KR930006650B1 (en) | 1993-07-22 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1019890009203A KR930006650B1 (en) | 1989-06-30 | 1989-06-30 | High power amplifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| KR (1) | KR930006650B1 (en) |
-
1989
- 1989-06-30 KR KR1019890009203A patent/KR930006650B1/en not_active IP Right Cessation
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| KR910002105A (en) | 1991-01-31 |
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