KR100395502B1 - 적응형 피드포워드 선형 증폭 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적응형 피드포워드 선형 증폭 장치에 관한 것이다. 본 발명은 피드포워드 방식을 이용하여 혼변조 신호를 제거하기 위한 적응형 피드포워드 선형 증폭 장치에 있어서, 인가되는 입력 신호가 주 증폭 수단까지 전달될 수 있도록 커플링하는 입력 수단; 입력 신호의 세기와 위상을 조절하여 이를 증폭시키는 상기 주 증폭 수단; 상기 입력 수단 및 상기 주 증폭 수단으로부터 수신한 신호를 결합하고 상기 주 증폭 수단에서 발생한 혼변조 신호를 추출하여, 상기 혼변조 신호의 세기와 위상을 조절하고 증폭시키는 에러 증폭 수단; 회로의 동작 주파수를 제외한 주파수 대역의 파일럿 신호를 생성하는 신호 발생 수단; 상기 신호 발생 수단을 제어하고, 신호의 세기와 위상 변화를 제어하는 제어 수단; 및 상기 주 증폭 수단 및 에러 증폭 수단으로부터 수신한 신호를 이용하여 출력 신호를 생성하고 출력하는 출력 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

적응형 피드포워드 선형 증폭 장치{Adaptive Feedforward Linear Amplifier}

본 발명은 피드포워드 방식을 이용한 선형 증폭 장치에 관한 것으로, 특히 외부 환경이 변해도 그에 적응하여 일정한 성능을 유지할 수 있는 디지털 이동 통신 시스템의 송신기에 적용되는 적응형 피드포워드 선형 증폭 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 통신 시스템의 송신기에 사용되는 전력 증폭기의 선형성, 효율 및 구현의 용이성은 중요한 관심사항이다. 특히 최근의 통신 시스템은 아날로그 방식을 디지털화 함에 따라서 증폭기의 선형성이 가장 큰 문제로 대두되고 있다.

전력 증폭기의 선형성이 좋지 않은 경우 전력 증폭기는 왜곡 신호인 상호 변조 신호를 발생시킴으로써 전송 신호의 신호 대 잡음비를 악화시키며, 인접 채널에 간섭 신호를 제공하여 궁극적으로는 시스템 전체의 성능을 저하시킨다.

선형화 방식에 따라서 선형 증폭기의 종류에는 피드백 선형 증폭기, 사전 왜곡형 선형 증폭기 및 피드포워드 선형 증폭기 등이 있으나, 피드포워드 선형 증폭기가 가장 성능이 우수하다.

그러나 피드포워드 선형 증폭기의 구현은 다른 증폭기의 구현과 비교하여 상당히 어려우며, 구성하는 부품의 수가 많고 외부 환경의 변화에 따라서 구성 부품의 특성 변화가 서로 다르기 때문에 환경이 변해도 일정한 성능을 유지하는 피드포워드 선형증폭기의 구현은 용이하지 않다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 최근에 그 이용이 확산되고 있는 피드포워드 선형증폭기의 선형화 루프 제어가 적응형 제어 방식의 주를 이루고 있다. 적응형 피드포워드 선형 증폭기는 외부 환경의 변화에 능동적으로 선형화 루프를 제어함으로써 항상 일정한 성능을 유지할 수 있다.

피드포워드 선형 증폭기의 외부 환경의 변화에는 다음과 같은 상황들을 고려할 수 있다. 입력되는 신호의 세기가 변화하는 경우, 피드포워드 선형 증폭기의 출력을 크게 하기 위하여 다수의 피드포워드 선형 증폭기를 병렬 조합(전력 합성)하는 경우, 피드포워드 선형 증폭기의 사용 주파수를 변경하는 경우, 피드포워드 선형 증폭기의 주변 온도가 변하는 경우 등이 있다.

자동 적응형 피드포워드 선형 증폭기를 구현하는 경우에는 피드포워드 선형화 루프의 동작 상태의 감시 및 제어가 필요하다.

피드포워드 선형화 루프의 동작 상태의 감시는 파일럿 신호를 사용하는 방법이 보편적인 방법이나 인가한 파일럿 신호가 피드포워드 선형증폭기의 출력에서 나타나기 때문에 인가한 파일럿 신호의 제거 방법이 중요한 문제이다.

또한 파일럿 신호를 사용하는 경우에도 파일럿 신호의 주파수를 변동시키면서, 주파수 변동된 파일럿 신호를 감시 및 제어할 수 있다면, 피드포워드 선형 증폭기의 동작주파수를 특정한 관심 주파수로 변경하는 것이 가능하다.

도 1은 일반적인 피드포워드 선형 증폭기의 동작 원리를 신호 스펙트럼을 이용하여 설명하기 위한 개략도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 피드포워드 선형증폭기로 인가된 2-톤 신호는 입력단에 위치하는 전력분배기(101)에 의해서 2개의 경로로 나누어진다.

나누어진 신호 중에서 주 증폭기(103)를 통과한 신호는 증폭된 원래의 2-톤 입력신호 뿐만 아니라 주 증폭기의 비선형 특성에 의해 발생한 왜곡신호를 동시에갖게 된다.

그러나 첫번째 루프 내의 시간 지연 회로(107)를 통과하는 신호는 왜곡 없이 삽입 손실만을 갖게 된다.

또한, 상기 시간 지연 회로(107)는 피드포워드 선형 증폭기의 입력 신호가 첫번째 루프 내의 각 경로(위쪽 경로와 아래쪽 경로)를 통과한 후 빼기 회로(108)의 출력단까지 도달하는데 소요되는 지연 시간을 동일하게 해주는 기능을 한다.

상기 주 증폭기(103)를 통과한 신호는 방향성 결합기 1(104)에 의해서 두번째 루프 내의 시간 지연 회로(105)의 입력 신호와 상기 빼기 회로(108)의 입력 신호로 나누어진다.

상기 빼기 회로(108)의 출력단에서 상기 첫번째 루프(신호 제거 루프 : Signal Cancellation Loop)의 시간 지연 회로(107)를 통과한 신호와 상기 방향성 결합기 1(104)을 통과한 신호의 2-톤 신호의 크기가 동일하고 위상이 180°차이가 있다면, 상기 빼기 회로(108) 출력 단에서의 신호는 피드포워드 선형 증폭기에 인가된 2-톤 신호는 제거되고 상기 주 증폭기(103)에서 발생된 왜곡 신호(상호 변조 신호)만 존재하게 되는 신호이다.

상기 왜곡 신호는 다시 에러 증폭기(110)를 통해서 왜곡 없이(신호의 크기가 왜곡을 발생시키지 않을 만큼 작음) 증폭된 후 방향성 결합기 2(106)에 인가된다.

상기 방향성 결합기 1(104)을 통과한 후 두 번째 루프(에러 제거 루프: Error Cancellation Loop) 내의 시간 지연 회로(105)를 통과하는 신호는 상기 주 증폭기(103)에 의해서 증폭된 2-톤 신호와 주 증폭기(103)의 비선형 특성에 의해서발생된 왜곡 신호이며, 이 신호들은 두 번째 루프 내의 상기 방향성 결합기 2(106)의 입력 신호로 인가된다.

상기 두 번째 루프 내의 시간 지연 회로(105)는 첫번째 루프 내의 시간 지연 회로와 동일한 기능을 한다.

상기 방향성 결합기 2(106)의 출력 단에서 상기 에러 증폭기(110)를 통해서 증폭된 왜곡 신호와 상기 주 증폭기(103)에서 발생된 에러 신호의 크기가 동일하고 위상이 180°차이가 있다면, 상기 방향성 결합기 2(106)의 출력 단에서 신호는 피드포워드 선형 증폭기에 인가된 후 상기 주 증폭기(103)에서 증폭된 2-톤 신호만 남게 된다.

그러나, 이와 같은 피드포워드 선형 증폭기는 구성 부품이 많기 때문에, 정밀하게 각각의 선형화 루프에서 크기와 위상 및 지연 시간을 맞추어 주어야 원하는 성능을 보장할 수 있다.

특히 구성 부품이 많고 다양함에 따라서 외부 환경의 변화에 민감하게 동작하므로 피드포워드 선형화 루프의 성능을 보장하기 위한 방법이 필요하게 된다.

만약 선형화 루프의 성능을 감시하고 제어하는 기능으로서 외부 환경의 변화에 대해 능동적으로 대응할 수 있는 방법이 있다면 피드포워드 선형 증폭기의 신뢰성을 향상시키고 피드포워드 선형 증폭기의 구현이 용이할 것이다.

외부 환경의 변화에 능동적으로 대응하는 피드포워드 선형화 루프의 제어 방법을 이용한 선형 증폭기를 적응형 피드포워드 선형 증폭기라고 한다.

적응형 피드포워드 선형증폭기의 대표적인 종래 기술로서 'AUTOMATICREDUCTION OF INTERMODULATION PRODUCTS IN HIGH POWER LINEAR AMPLIFIER'가 미합중국(US) 특허 제 4,580,105호에 개시되어 있으며, 'HIGH DYNAMIC RANGE MODULATION INDEPENDENT FEEDFORWARD AMPLIFIER NETWORK'가 미합중국(US) 특허 제5,307,022호에 개시되어 있다.

파일럿 신호를 사용하는 피드포워드 선형화 루프는 파일럿 신호의 검출 지점에서 파일럿 신호의 크기가 최소가 되도록 함으로써 수행된다.

도 2는 종래의 피드포워드 선형 증폭기의 구성도로서, 미합중국(US) 특허 제4,580,105호에서 제시한 피드포워드 선형 증폭기이다.

상기 특허는 피드 포워드 선형 증폭기에 파일럿 신호를 인가하여, 두 번째 루프의 선형화 성능을 인가한 파일럿의 크기를 통해서 인식함으로써 두 번째 루프의 성능을 자동으로 제어한다.

피드포워드 선형 증폭기의 출력 단에서 파일럿 신호의 세기를 감시하며, 출력 단에서 파일럿 신호의 크기가 최소가 되도록 에러 제거 루프(두번째 선형화 루프) 내의 가변 감쇄기(A2; 211) 및 위상 변환기(P2; 212)를 제어한다.

도 3은 종래의 피드포워드 선형 증폭기의 구성도로서, 미합중국(US) 특허 제5,307,022호에서 제시한 피드포워드 선형 증폭기이다.

상기 특허는 피드포워드 선형증폭기의 출력 단에서 파일럿 신호의 세기를 감시하며, 출력 단에서 파일럿 신호의 크기가 최소가 되도록 신호 제거 루프(첫번째 선형화 루프)와 에러 제거 루프(두번째 선형화 루프) 내의 가변 감쇄기(A1, A2; 306, 311) 및 위상 변환기(P1, P2; 308, 312)를 제어한다.

상기 두 경우에 피드포워드 선형 증폭기 내의 선형화 루프의 동작 상태를 감시 및 제어하기 위해서 파일럿 신호를 사용하고 있으나, 에러 제거 루프(두 번째 루프)에서만 파일럿 신호를 사용하기 때문에 신호 제거 루프(첫번째 루프)의 동작 상태의 감시 및 제어가 용이하지 않다는 문제점을 내포하고 있다.

상기와 같은 문제를 해결하는 방법으로 '피드포워드 증폭기(FEEDFORWARD AMPLIFIER)'가 미합중국(US) 특허 제5,166,634호에 개시되어 있다. 상기 특허는 파일럿 신호를 2개 사용해서 신호 제거 루프(첫번째 루프)와 에러 제거 루프(두 번째 루프)의 동작 상태를 제어 및 감시한다.

도 4는 상기 미합중국(US) 특허 제5,166,634호에서 제시한 피드포워드 선형 증폭기의 구성도이다.

상기 피드포워드 선형 증폭기는 파일럿 신호를 2개 사용하며, 각각의 파일럿 신호는 신호 제거 루프(첫번째 선형화 루프)와 에러 제거 루프(두번째 선형화 루프)의 동작 상태를 감시하는데 이용된다.

상기 특허 제 5,166,634호는 피드포워드 선형 증폭기의 입력 단에 위치하는 방향성 결합기(402)를 통해서 인가된 파일럿 1 신호(pilot 1; 401)가 피드포워드 선형 증폭기의 최종 출력 단에서 나타나므로 이를 제거하기 위해서 대역 통과 여파기(416)를 사용하고 있다.

그러나 여파기를 사용하는 경우 여파기의 삽입 손실로 인한 출력 손실이 유발되는 문제점이 있다.

상기 특허 제 5,166,634호는 피드포워드 선형 증폭기의 최종 출력 단에서 나타나는 파일럿 1 신호(401)를 제거하는 다른 방법으로서 에러 제거 루프(두 번째 루프) 내에 상기 파일럿 신호 1과 주파수가 다른 파일럿 2 신호(407)를 다시 인가하고, 상기 신호(에러 제거 루프로 인가되는 pilot 2)의 크기와 위상을 조절함으로써 피드포워드 선형증폭기의 출력 단에서 파일럿 1 신호(401)를 제거한다.

그러나 상기 특허 제 5,166,634호는 파일럿1 신호(401)와 파일럿 2 신호(407)의 주파수 변경 기능이 없는 문제점이 있으며, 상기 대역 통과 여파기(416)를 사용해서 파일럿 1 신호(401)를 제거하는 경우에는 파일럿 주파수 변경을 통한 피드포워드 선형 증폭기의 중심주파수를 변경할 수 없는 문제점이 있다. 이는 대역 통과 여파기의 중심주파수를 변경해야 하기 때문이다.

또한, 에러 제거 루프(두 번째 루프) 내에 파일럿 2 신호(407)를 다시 인가 해서 피드포워드 선형 증폭기의 출력단에서 파일럿 1 신호(401)를 제거하는 방법에는 시간 지연 회로를 포함하고 있지 않기 때문에 넓은 주파수 대역에서 파일럿 1 신호(401)가 제거되지 않는 문제점이 있다.

또한, 피드포워드 선형 증폭기에 인가되는 입력 신호의 주파수를 알지 못하는 문제점이 있다.

만약 파일럿 신호를 이용한 선형화 루프의 제어 방식에서 피드포워드 선형 증폭기에 인가되는 신호의 주파수를 알 수 있다면, 원하는 주파수 대역에서 피드포워드 선형증폭기의 동작을 보다 충실하게 할 수 있다. 그리고 피드포워드 선형 증폭기에 인가되는 신호의 주파수를 알 수 있다면, 인가되는 신호의 주파수 정보를 사용하여 파일럿 루프를 능동적으로 제어 할 수 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 실시간으로 비선형 특성을 가지는 초고주파 소자에서 발생되는 혼변조 신호를 자동 적응적으로 제거하며, 외부 환경의 변화에 대해 능동적으로 대응할 수 있는 적응형 피드포워드 방식을 이용한 선형 증폭 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 피드포워드 선형증폭기의 동작 원리의 설명도,

도 2는 종래의 피드포워드 선형 증폭기의 구성도,

도 3은 종래의 피드포워드 선형 증폭기의 구성도,

도 4는 종래의 피드포워드 선형 증폭기의 구성도,

도 5는 본 발명에 따른 적응형 피드포워드 선형 증폭 장치의 일실시예 구성도.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

501, 524 : 가변 세기 변환기 502, 525 : 가변 위상 변환기

503 : 주 증폭기 521 : 감산 회로

526 : 에러 증폭기 530 : 파일럿 신호 발생기

541 : 제어기

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 피드포워드 방식을 이용하여 혼변조 신호를 제거하기 위한 적응형 피드포워드 선형 증폭 장치에 있어서, 인가되는 입력 신호가 주 증폭 수단까지 전달될 수 있도록 커플링하는 입력 수단; 입력 신호의 세기와 위상을 조절하여 이를 증폭시키는 상기 주 증폭 수단; 상기 입력 수단 및 상기 주 증폭 수단으로부터 수신한 신호를 결합하고 상기 주 증폭 수단에서 발생한 혼변조 신호를 추출하여, 상기 혼변조 신호의 세기와 위상을 조절하고 증폭시키는 에러 증폭 수단; 회로의 동작 주파수를 제외한 주파수 대역의 파일럿 신호를 생성하는 신호 발생 수단; 상기 신호 발생 수단을 제어하고, 신호의 세기와 위상 변화를 제어하는 제어 수단; 및 상기 주 증폭 수단 및 에러 증폭 수단으로부터 수신한 신호를 이용하여 출력 신호를 생성하는 출력 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련한 다음의 상세한 설명은통하여 보다 분명해 질 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 일실시예를 상세히 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 적응형 피드포워드 선형 증폭 장치의 일실시예 구성도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 선형 증폭 장치는 주 증폭부(500), 입력 회로부(510), 에러 증폭부(520), 신호 발생기(530), 제어부(540), 지연 선로( 554), 커플러 4(CUP4; 553), 커플러 6(CUP6; 555), 커플러 7(CUP7; 556) 및 써큘레이터(CIR; 557)를 포함하고 있다.

본 발명의 상기 주 증폭부(500)는 가변 세기 감쇄기 1(VAT1; 501), 가변 위상 변환기 1(VPS1; 502) 및 주 증폭기(503)를 포함하고 있다.

본 발명의 상기 입력 회로부(510)는 커플러 1(CUP1; 511), 커플러 2(CUP2; 512) 및 커플러 3(CUP3; 513)을 포함하고 있다.

한편, 본 발명의 상기 에러 증폭부(520)는 감산 회로(SC; 521), 주파수 분배기(DIV1; 522), 커플러 5(CUP5; 523), 가변 세기 감쇄기 2(VAT2; 524), 가변 위상 변환기 1(VPS2; 525), 에러 증폭기(CAU; 526) , 증폭기(AMP; 527) 및 지연 선로(551, 522)를 포함하고 있다.

한편, 본 발명의 상기 제어부(540)는 제어기(Controller; 541), 주파수 합성기 1(MIXER1; 542), 주파수 합성기 2(MIXER2; 546), 주파수 합성기 3(MIXER3; 547), 대역 통과 여파기 1(BPF1; 543), 대역 통과 여파기 2(BPF2; 548), 신호 검출기 1(DET1; 544), 신호 검출기 2(DET2; 549) 및 스위치(545)를 포함하고 있다.

본 발명의 기본 동작을 설명하면 다음과 같다.

상기 주 증폭부(500)는 입력 신호의 세기와 위상을 조절하여 이를 증폭시키는 기능을 담당한다.

상기 입력 회로부(510)는 회로에 입력한 신호가 상기 주 증폭부(500)까지 전달되는 과정에서 신호를 커플링하는 기능을 담당한다.

상기 에러 증폭부(520)는 상기 입력 회로부(510)의 출력 신호와 상기 주 증폭부(500)의 신호를 결합하여 상기 주 증폭부(500)에서 발생한 혼변조 신호만을 추출하며, 이를 원하는 신호의 세기와 위상으로 하여 증폭시키는 기능을 담당한다.

상기 신호 발생기(530)는 회로의 동작 주파수 대역 이외의 주파수 대역에서파일럿 신호를 생성하는 기능을 담당한다.

상기 제어부(540)는 회로의 입력의 신호 검출기(544)와 출력의 신호 검출기(549)의 검출 전압을 이용하여 상기 신호 발생기(530)를 조절하고, 가변 세기 감쇄기 및 가변 위상 변환기를 제어하는 기능을 담당하며, 회로의 동작 상황을 판단하는 기능을 담당한다.

우선, 회로에 입력된 신호는 상기 커플러 1(511), 상기 커플러 2(512) 및 상기 커플러 3(513)을 거쳐 상기 감산 회로(521)로 공급될 수 있다.

상기 커플러 1(511)은 수신한 신호의 일정량을 커플링을 통해 상기 주파수 합성기 1(542)에 공급하고, 상기 커플러 2(512)는 상기 파일럿 신호 발생기(530)가 발생한 신호를 수신하고, 상기 커플러 3(513)은 상기 주 증폭기(503)의 입력부에 직렬로 위치한 가변 세기 감쇄기 1(501)과 가변 위상 변환기 1(502)에 신호를 공급한다.

상기 커플러 1(511)로부터 신호를 수신한 주파수 합성기 1(542)은 또 다른 하나의 입력을 상기 파일럿 신호 발생기(530)로부터 수신하여, 두 개의 수신한 신호의 주파수 차에 해당하는 신호를 상기 대역 통과 여파기 1(543)을 통해 상기 신호 검출기 1(544)에 제공한다.

상기 주파수 혼합기 1(542)을 통과하는 신호에 상기 대역 통과 여파기 1(543)의 통과 대역에 해당되는 주파수가 존재하는 경우에는, 상기 신호 검출기 1(544)는 전압을 발생시킬 수 있다.

상기 파일럿 신호 발생기(530)의 동작 범위를 상기 제어기(541)가 회로의 동작 범위에서 일정 간격을 가지고 제어하면, 상기 신호 검출기 1(544)을 이용하여 현재 회로가 동작 중인 주파수 대역을 알 수 있고, 이 정보를 상기 제어기(541)에서 판단하여 현재 사용하지 않는 주파수 대역의 신호를 상기 파일럿 주파수 발생기(530)에서 발생시키게 한다.

또한, 상기 제어기(541)는 신호 주파수 위치를 파악하여 입력 주파수 보다 높은 주파수와 낮은 주파수를 교대로 파일롯 신호로 사용할 수 있다. 이는 입력 주파수 신호를 기준으로 하여 낮은 주파수 대역과 높은 주파수 대역이 대칭으로 사용함으로써 회로의 안정도를 증가시킬 수 있다.

이렇게 발생한 상기 파일럿 주파수 발생기(530)의 파일럿 신호는 상기 커플러 2(512)를 통해 공급되며, 상기 커플러 3(513)이 수신하는 신호는 회로에 입력되는 입력 신호와 상기 파일럿 주파수 발생기(530)에서 만들어진 파일럿 신호가 같이존재하게 된다.

상기 커플러 2(512)의 출력을 입력으로 수신하는 상기 커플러 3(513)은 그 출력을 지연 선로(551)를 거쳐 상기 감산 회로(521)에 공급하며, 또한 상기 주 증폭부(500)의 상기 가변 세기 감쇄기 1(501)에 그 출력을 공급한다.

상기 주 증폭기(503) 전단에 위치한 상기 가변 세기 감쇄기 1(501)과 상기 가변 위상 변환기 1(502)은 상기 제어기(541)를 통해 신호의 세기 및 위상을 변화시킨 뒤 상기 주 증폭기(503)에 공급한다.

상기 주 증폭기(503)는 신호를 증폭하는 회로로서, 증폭소자의 비선형적 특성에 의해 주 증폭기에 입력하는 신호에 대해 혼변조 신호를 발생한다.

상기 주 증폭기(503)에서 출력한 신호는 상기 커플러 4(553), 상기 지연 선로(554), 상기 커플러 6(555), 상기 커플러 7(556) 및 상기 순환기(557)를 거쳐 최종 출력으로 전달된다.

상기 커플러4 (553)는 상기 주 증폭기(503)가 출력하는 신호의 일정량을 상기 감산 회로(521)에 전달하고, 상기 커플러 6(555)은 상기 감산 회로(521)를 거쳐 추출하여 상기 에러 증폭부(520)를 통해 증폭한 신호를 결합 시키며, 상기 커플러 7(556)은 회로의 최종 출력에 존재하는 혼변조 신호의 양을 점검하기 위해 일정량의 신호를 커플링하여 신호 검출을 위한 회로부에 공급한다.

상기 감산 회로(521)는 상기 지연 선로(551)를 거친 상기 커플러 3(513)의 출력과 상기 주 증폭기(503)의 신호를 일정량 커플링한 상기 커플러 4(553)의 값을 입력으로 수신하여 상기 주 증폭기(503)에서 발생하는 혼변조 신호만을 출력으로한다.

상기 감산 회로(521)의 출력에 존재하는 파일럿 신호의 양을 검출하기 위해 상기 감산 회로(521) 출력은 상기 주파수 분배기(522)의 입력으로 되어, 하나의 출력은 상기 커플러 5(523), 상기 가변 세기 감쇄기 2(524), 상기 가변 위상 변환기 2(525) 및 상기 에러 증폭기(526)의 입력으로 공급하고, 다른 하나의 출력은 상기 증폭기(527)를 거쳐 혼변조 신호 검출부의 상기 초고주파 스위치(545)로 공급한다.

상기 초고주파 스위치(545)는 증폭기를 거친 상기 주파수 분배기(522)의 출력과 상기 커플러 7(556)의 신호를 제어기의 제어에 따라 상기 주파수 혼합기 3(547)에 공급한다.

상기 주파수 혼합기 3(547)는 다른 하나의 입력으로 상기 제어기(541)가 발생한 일정 주파수 신호와 상기 파일럿 신호 발생기(530)가 발생한 신호를 입력으로 한 상기 주파수 혼합기 2(546)의 출력 신호를 이용하게 되는 데, 이 때 상기 주파수 혼합기 3(547)의 출력에 존재하는 파일럿 신호는 상기 제어기(541)에서 발생 시킨 주파수를 가진 신호이다.

상기 감산 회로(521)의 출력에 존재하는 파일럿 신호의 검출은, 상기 초고주파 스위치(545)가 상기 제어기(541)에 의해 상기 주파수 분배기(522)와 상기 증폭기(527)를 거친 신호를 상기 주파수 혼합기 3(547)과 연결하게 되면, 상기 감산 회로(521) 출력에 존재하는 파일럿 신호는 상기 주파수 혼합기 3(547)을 거치고 상기 대역 통과 여파기 2(548)를 거쳐 상기 신호 검출기 2(549)의 입력으로 되어, 전압값으로 추출되게 된다.

상기 신호 검출기 2(549)에서 검출되는 전압값이 낮을수록 상기 감산 회로(521) 출력에 파일럿 신호와 회로 입력 신호의 양이 적은 것이므로 상기 제어기(541)는 상기 가변 세기 감쇄기 1(501)과 상기 가변 위상 변환기 1(502)을 상기 신호 검출기 2(549)의 값이 적게 나타나도록 제어하게 된다.

상기 주파수 분배기(522)의 다른 출력 단자에 연결된 상기 커플러 5(523)는 일정 세기와 위상의 상기 파일럿 신호 발생기(530)의 신호를 수신하여 상기 가변 세기 감쇄기 2(524)와 가변 위상 변환기 2(525)를 거쳐 상기 에러 증폭기(526)의 입력 신호로 공급한다.

상기 에러 증폭기(526)는 상기 주 증폭기(503) 출력 선로에 위치하고 있는 상기 커플러 6(555)의 또 다른 입력으로 그 출력을 공급하며, 상기 감산 회로(521)의 출력에 존재하는 혼변조 신호를 상기 커플러 6(555)이 상기 주 증폭기(503) 출력 신호와 결합하여, 상쇄된 순수 회로 입력 신호만 존재하게 한다.

상기 커플러 7(556)이 커플링한 신호를 상기 초고조파 스위치(545)를 통해 상기 주파수 혼합기 3(547)에 연결하게 되면, 상기 커플러 7(556)의 입력에 존재하는 파일럿 세기를 상기 주파수 혼합기 3(547)과 상기 대역 통과 여파기 2(548)를 거쳐 상기 신호 검출기 2(549)가 전압 값으로 검출한다.

상기 제어기(541)는 가변 세기 감쇄기 2(524)와 가변 위상 변환기 2(525)를 조절하여 상기 신호 검출기 2(549)의 전압 값이 최소가 되게 할 수 있다.

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 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명은, 파일롯 신호 인가 방법을 사용함으로써 피드포워드 선형 증폭기가 외부 환경의 변화에 대해 능동적으로 대처할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 파일롯 신호의 발생 주파수를 입력 신호를 측정하여 입력 신호가 존재하지 않는 주파수를 사용함으로써 주 증폭기에서 발생하는 혼변조 신호를 효과적으로 추출 및 제거할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 제어기를 통한 입력 신호 주파수 위치를 파악하여 입력 주파수 보다 높은 주파수와 낮은 주파수를 교대로 파일롯 신호로 사용할 수 있어, 입력 주파수 신호를 기준으로 하여 낮은 주파수 대역과 높은 주파수 대역이 대칭으로 사용함으로써 안정적인 혼변조 신호 감쇠를 가능하게 할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 하나의 파일롯 신호를 이용하여 주증폭기의 혼변조 신호 추출과 혼변조 신호 감쇠를 동시에 수행하는 방법을 사용함으로써 상대적으로 고주파 아날로그 회로의 구성을 간단하게 할 수 있도록 하는 효과가 있다.

또한, 전력 증폭기에서 발생되는 혼변조 신호를 효과적으로 제거함으로써 시스템 전체의 신호 대 잡음비를 증가시키며, 주파수 사용의 효율성을 증가시키고,또한 궁극적으로 시스템 전체의 용량을 증가시키는 효과가 있다.

Claims (6)

1. 인가된 입력신호를 증폭시키는 피드포워드 선형 증폭 장치로서,

   인가된 입력신호의 주파수 대역을 감지하는 주파수감지수단;

   인가된 입력신호와 다른 주파수의 파일럿 신호를 생성하는 신호발생수단;

   상기 신호발생수단에 의해 발생한 파일럿 신호와 인가된 입력신호의 세기와 위상을 조절하여 증폭시키는 주증폭수단;

   상기 주증폭수단에 의해 발생한 혼변조신호를 추출하고 상기 신호발생수단으로부터 파일롯 신호를 입력받아 상기 혼변조신호와 상기 파일롯 신호의 세기와 위상을 조절하여 증폭시키는 에러증폭수단;

   상기 주증폭수단의 출력신호와 상기 에러증폭수단의 출력신호를 결합하여 인가된 입력신호의 증폭신호만을 출력하는 신호출력수단; 및

   상기 주파수감지수단의 출력신호에 근거하여 상기 파일롯 신호의 주파수를 결정하고, 상기 주증폭수단과 에러증폭수단을 제어하는 제어수단

   을 포함하는 적응형 피드포워드 선형 증폭 장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 주증폭수단은

   상기 에러증폭수단에 의해 추출된 혼변조신호에 파일롯 신호 성분이 존재하지 않도록 입력신호의 세기를 조절하는 제1가변세기감쇄부 및 입력신호의 위상을 조절하는 제1가변위상변환부

   를 포함하고,

   상기 제1가변세기감쇄부와 제1가변위상변환부는 상기 제어수단에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 적응형 피드포워드 선형 증폭 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 에러증폭부는

   상기 신호출력수단에 의해 출력된 신호에 파일롯 신호 성분이 존재하지 않도록 상기 혼변조신호와 상기 파일롯 신호의 세기를 조절하는 제2가변세기감쇄부 및

   상기 혼변조신호와 상기 파일롯 신호의 위상을 조절하는 제2가변위상변환부

   를 포함하고,

   상기 제2가변세기감쇄부와 제2가변위상변환부는 상기 제어수단에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 적응형 피드포워드 선형 증폭 장치.
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