KR19980069488A - 선형증폭 장치 및 방법 - Google Patents

Abstract

전력증폭기를 구비하는 선형 증폭장치가, 입력되는 RF신호에 대응되는 고조파를 발생하고 고조파와 RF신호에 결합하여 전치왜곡신호를 발생하여 전력증폭기에서 RF신호 증폭시 발생되는 혼변조신호를 1차 억압하며, 입력 RF신호와 전력증폭기의 출력을 상쇄시켜 혼변조신호 성분을 추출한 후 에러 증폭하고, 증폭된 혼변조신호와 상기 전력증폭기의 출력을 결합시켜 상기 혼변조신호를 2차 억압한다.

Description

선형 증폭장치 및 방법

본 발명은 선형증폭 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 전치왜곡 방식과 피드포워드 방식을 사용하여 혼변조 성분을 제거할 수 있는 선형 증폭장치 및 방법에 관한 것이다.

일반적으로 고출력 증폭기(High Power Amplifier:HPA)는 최대의 출력을 발생시키기 위하여 비선형(nonlinear) 특성을 갖는 포화 영역(saturation region) 부근에서 동작을 한다. 그러나 멀티 캐리어(multi-carrier)가 상기 고출력 증폭기로 입력되는 경우, 이들 멀티 캐리어가 상호 혼변조성분(Inter-Modulation Distortion: IMD)를 발생하게 되므로, 상기 증폭기의 성능이 크게 저하된다. 따라서 입력되는 신호의 레벨을 수 dB 백-오프(back-off)시켜 동작을 시키거나, 더 용량이 큰 전력 트랜지스터(Power TR)로 바꾸어야 하는 문제가 야기된다.

이런 경우 선형증폭기(Linear Power Amplifier:LPA)는 대용량의 트랜지스터는 아니지만, 적정 용량의 트랜지스터를 사용하며 발생되는 혼변조 성분은 선형화를 이용하여 제거할 수 있다. 그러므로 통신장치에서 송출되는 RF신호의 질을 향상시키기 위하여 상기 선형증폭기는 필수적인 구성이 된다.

도 1은 Tattersall 등에 발명되어 1992년 7월 14일자로 특허된 미합중국 특허 제5,130,663호에 개시된 선형증폭기(Linear Power Amplifier: LPA)의 구성을 도시하고 있다. 상기 도 1과 같은 구성을 갖는 선형증폭기는 파이롯트신호를 발생시켜 입력신호에 결합시키고, 최종 출력단에서 상기 파이롯트신호를 검출하여 에러 증폭기의 위상과 이득을 제어하므로서 왜곡 성분을 억압하게 된다. 즉, 상기 선형증폭기는 혼변조 성분을 억압하기 위해서 에러증폭기의 위상과 이득을 여러 요인에 관계없이 지속적으로 억압할 수 있도록 파이롯트 신호를 사용하며, 이런 파이롯트신호가 억압된 크기를 판단하여 왜곡 성분을 억압하게 된다.

그러나 상기 도 1과 같이 파이롯트 톤을 이용하는 선형증폭기는 여러 환경적 요인을 고려할 수 없어, 자동적으로 선형 증폭을 조정하기 위한 조건을 설정하기가 어렵다. 또한 파이롯트 발생기와 파이롯트 검출기 등의 회로가 추가되어 선형증폭기의 구성 및 제어가 복잡해진다.

상기와 같이 혼변조 성분을 제거할 수 있는 선형화 방식은 입력신호에 전치왜곡(predistotion) 성분을 발생시켜 주증폭기의 혼변조 억압 특성을 개선하는 전치 왜곡 방식과, 왜곡성분을 피드백시켜서 증폭기의 출력에 포함된 왜곡성분을 억압하는 네가티브 피드백(negative feedback) 방식과, 왜곡 성분만을 추출하여 역 위상을 만들어 왜곡성분을 억압하는 피드포워드(feedforword) 방식 등이 있다.

따라서 본 발명의 목적은 전치왜곡 방식과 피드포워드 방식을 사용하여 혼변조 성분을 분산하여 제거할 수 있는 선형 증폭장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 전치왜곡 방식을 사용하여 주증폭기에서 발생되는 혼변조성분을 억압하고 피드포워드 방식을 사용하여 최종 출력되는 증폭신호에 포함된 혼변조성분을 억압할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 선형 증폭장치의 주증폭기 전단에 전치왜곡기를 설치하고 상기 주증폭기에서 발생될 혼변조성분을 미리 예상하여 전치왜곡신호를 발생하여 주증폭기에 입사시키므로서 주증폭기에서 발생될 혼변조성분을 1차 억압할 수 있는 선형 증폭장치 및 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 선형 증폭장치에서 혼변조성분이 1차 억압된 주증폭기의 출력에 포함된 나머지 혼변조성분을 추출하여 최종 출력되는 신호에 결합하므로서 최종 출력되는 증폭신호에 혼변조 성분을 2차 억압할 수 있는 장치 및 방법을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 선형 증폭장치는, 입력되는 RF신호에 대응되는 고조파를 발생하고 상기 고조파와 RF신호에 결합하여 전치왜곡신호를 발생하여 상기 전력증폭기에서 RF신호 증폭시 발생되는 혼변조신호를 1차 억압하며, 상기 입력 RF신호와 상기 전력증폭기의 출력을 상쇄시켜 혼변조신호 성분을 추출한 후 에러 증폭하고, 증폭된 혼변조신호와 상기 전력증폭기의 출력을 결합시켜 상기 혼변조신호를 2차 억압하는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 선형증폭장치의 혼변조신호 제거 방법에 있어서, 입력되는 RF신호에 대응되는 고조파를 발생하고 상기 고조파와 RF신호에 결합하여 전치왜곡신호를 발생하여 상기 전력증폭기에서 RF신호 증폭시 발생되는 혼변조신호를 1차 억압하며, 상기 입력 RF신호와 상기 전력증폭기의 출력을 상쇄시켜 혼변조신호 성분을 추출한 후 에러 증폭하고, 증폭된 혼변조신호와 상기 전력증폭기의 출력을 결합시켜 상기 혼변조신호를 2차 억압하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 선형 증폭장치의 구성을 도시하는 도면

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 선형 증폭장치의 구성을 도시하는 도면

도 3은 도 2 중 전치왜곡기의 구성을 도시하는 도면

도 4는 도 3 중 자동레벨제어기의 구성을 도시하는 도면

도 5는 도 4 중 전력검출기의 구성을 도시하는 도면

도 6a 및 도 6b는 도 2에서 본 발명의 실시예에 따른 선형 증폭장치의 동작을 설명하기 위한 신호 스펙트럼의 특성을 도시하는 도면

도 7은 도 2 중 신호검출기의 구성을 도시하는 도면

도 8은 도 2 중 제어부의 구성을 도시하는 도면

도 9는 본 발명의 실시예에 따라 제어부가 신호의 감쇄 및 위상 제어 기능을 수행하는 절차를 설명하기 위한 도면

도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 선형 증폭장치의 구성을 도시하는 도면

도 11은 본 발명의 제3실시예에 따른 선형 증폭장치의 구성을 도시하는 도면

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 선형 증폭장치의 구성을 도시하고 있다. 상기 도 2에서 제1가변감쇄기(variable attenator)211은 감쇄제어신호ATT1에 의해 입사되는 RF신호 이득의 감쇄를 제어한다. 제1가변위상기(variable phase shifter)212는 상기 제1가변감쇄기211의 출력을 입력하며 위상제어신호PIC1에 의해 입사되는 RF신호의 위상을 제어한다.

전치왜곡기(predistortor)213은 상기 RF신호를 입력하며, 뒷 단의 전력증폭기214에서 발생될 혼변조성분인 고조파(harmonics)를 미리 예상하여 왜곡신호를 발생한다. 상기 전력증폭기(main power amplifier)214는 상기 전치왜곡기213에서 출력되는 RF신호를 전력 증폭하여 출력한다. 제2지연기215는 상기 전력증폭기214에서 출력되는 RF신호를 입력하며, 혼변조신호가 인가되는 시간 동안 지연하여 출력한다. 상기와 같은 구성은 본 발명의 실시예에 따른 선형 증폭장치의 주 경로(main path)가 된다.

분배기(power divider)216은 상기 주 경로에 입사되는 RF신호를 분배하여 출력한다. 상기 분배기216은 방향성 결합기(directional coupler)를 사용할 수 있다. 제1지연기(delay line)217은 상기 주 경로의 전치왜곡 및 증폭 과정에서 RF신호의 지연시간을 보상한다. 분배기218은 상기 전력증폭기214에서 출력단에 위치되며, 상기 전력증폭기214의 출력을 분배하여 출력한다. 상기 분배기218은 방향성 결합기를 사용할 수 있다. 상쇄기(signal canceler)219는 상기 제1지연기217에서 출력되는 RF신호와 상기 전력증폭기214에서 출력되는 증폭된 RF신호를 입력한다. 상기 상쇄기219는 상기 전력증폭기214의 출력에서 상기 제1지연기217이 출력하는 RF신호 성분을 상쇄시켜 혼변조신호를 검출한다. 본 발명의 실시예에서는 상기 상쇄기219가 감산기(subtractor)로 구현된 예를 도시하고 있다.

제2가변감쇄기220은 상기 상쇄기219에서 출력되는 혼변조신호를 입력하며, 제어부237에서 출력되는 감쇄제어신호ATT2에 의해 입력되는 혼변조신호의 이득을 제어한다. 제2가변위상기221은 상기 제2가변감쇄기220에서 출력되는 혼변조신호를 입력하며, 상기 제어부237에서 출력되는 위상제어신호PIC2에 의해 입력되는 혼변조신호의 위상을 제어한다. 에러증폭기(error amplifier)222는 상기 제2가변위상기221에서 출력되는 혼변조신호를 증폭하여 출력한다. 결합기(canceler)223은 상기 에러증폭기222의 출력을 상기 제2지연기215의 출력단에 결합한다. 상기 결합기223은 방향성 결합기를 사용할 수 있다.

상기와 같은 구성은 본 발명의 실시예에서 상기 주경로의 혼변조신호를 억압하기 위한 보조경로(sub-path)에 대응된다.

분배기231은 입력단에 위치되어 입력되는 RF신호를 분배하여 제1신호SF1을 출력한다. 분배기232는 상기 전력증폭기214의 출력단에 위치되어 상기 증폭 RF신호를 분배하여 제2신호SF2를 출력한다. 분배기233은 상쇄기219의 출력단에 위치되어 RF신호가 상쇄된 혼변조신호를 분배하여 제3신호SF3을 출력한다. 분배기234는 출력단에 위치되어 최종 출력되는 RF신호를 분배하여 제4신호SF4를 출력한다. 상기 분배기231-234는 방향성 결합기를 사용할 수 있다. 선택기(signal selector)235는 상기 분배기231-234에서 출력되는 신호SF1-SF4를 입력하며, 상기 제어부237에서 출력하는 스위치제어신호SWC(Switching Control Data)에 의해 제어되어 대응되는 신호SF를 선택 출력한다.

신호검출기(signal detector)236은 제어부237에서 출력되는 제어데이타PCD(PLL Control Data)에 의해 상기 선택기235에서 출력되는 신호SF의 세기를 검출하여 직류 전압으로 변환된 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 출력한다. 제어부237은 상기 선택기235에서 해당하는 신호SF를 선택하기 위한 스위치제어신호SWC를 발생하고, 상기 신호검출기236에서 선택된 신호SF의 세기를 검출하기 위한 주파수를 결정하기 위한 제어데이타PCD를 발생한다.

또한 상기 제어부237은 상기 신호검출기236에서 출력되는 RSSI신호의 값을 분석하며, 분석된 결과에 따라 해당하는 신호SF의 이득 및 위상을 조정하기 위하여 대응되는 가변감쇄기 및 가변위상기를 제어하기 위한 감쇄제어신호ATT1-ATT3 및 위상제어신호PIC1-PIC3을 발생한다. 먼저 상기 제어부237은 분배기231에서 출력되는 입력신호를 선택할 경우 상기 검출기236을 제어하여 입력된 RF신호의 RSSI들을 검출하여 크기를 판단한 후, 입력되는 RF신호의 주파수 성분을 알 수 있다. 따라서 상기 제어부237은 분배기232에서 출력되는 전력증폭기214의 출력을 선택한 경우, 상기 신호검출기236을 제어하여 증폭된 RF신호의 고조파 신호의 RSSI 들을 검출하여 크기를 판단한 후, 상기 전치왜곡기213에서 출력하는 혼변조신호의 감쇄 및 위상을 조정하기 위한 감쇄제어신호ATT3 및 위상제어신호PIC3을 발생한다. 두 번째로 상기 제어부237은 상기 상쇄기219의 출력을 선택한 경우, 상기 신호검출기236을 제어하여 상쇄된 혼변조신호에 포함된 RF신호의 RSSI 들을 검출하여 크기를 판단한 후, 상기 선형증폭기의 입력단에 입사되는 RF신호의 감쇄 및 위상을 조정하기 위한 감쇄제어신호ATT1 및 위상제어신호PIC1을 발생한다. 세 번째로 상기 제어부237은 최종 출력되는 증폭신호를 선택한 경우, 상기 신호검출기236을 제어하여 최종 출력되는 신호에 포함된 혼변조신호들의 RSSI 들을 검출하여 크기를 판단한 후, 상기 상쇄기를 출력하는 혼변조신호의 감쇄 및 위상을 조정하기 위한 감쇄제어신호ATT2 및 위상제어신호PIC2를 발생한다.

상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 선형증폭기는 전치왜곡 방식과 피드포워드 방식을 사용하여 증폭 과정에서 발생될 수 있는 혼변조신호를 제거한다. 본 발명의 실시예에서 전치왜곡기213은 일차적으로 전력증폭기214를 출력되는 혼변조신호를 제거하는 기능을 수행한다. 이를 위하여, 상기 전치증폭기213은 상기 전력증폭기214에서 증폭시 발생될 수 있는 고조파(harmonics)를 미리 예상하여 발생시키고, 상기 전력증폭기214의 전력트랜지스터에 인가되는 시점에서 상기 전력증폭기214에서 발생될 수 있는 고조파와 역위상이 될 수 있도록 위상을 조정하여 출력한다.

상기와 같은 전치왜곡 방식을 이용하는 경우, 선형증폭기에서 발생되는 혼변조신호를 완전하게 제거시킬 수 없다. 따라서 본 발명의 실시예에 따른 선형증폭기는 상기 전치왜곡기213에서 일차적으로 혼변조신호를 억제시킨 후 최종적으로 혼변조신호를 억제시키기 위하여 피드포워드 방식을 적용한다. 피드포워드 방식을 사용하는 선형증폭기는 전력증폭기214의 출력에서 순수 RF신호 성분을 상쇄시켜 혼변조신호를 추출하고, 상기 추출된 혼변조신호를 다시 상기 결합기223에 결합시켜 혼변조 성분을 상쇄시킨다. 따라서 상기 피드포워드 방식을 사용하면, 선형증폭기의 최종 출력단에서 증폭된 신호에 포함된 혼변조신호 성분이 억제되어 증폭된 순수 RF신호 성분만을 출력하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에서는 먼저 전치왜곡 방식을 이용하여 전력증폭기214의 증폭 과정에서 발생하는 혼변조신호를 1차 억압하고, 1차 억압된 전력증폭기214의 출력에 포함된 혼변조신호를 피드포워드 방식을 이용하여 2차 억압한다. 여기서 설명의 편의를 위해 먼저 전치왜곡 방식에 의해 혼변조신호를 억압하는 동작을 살펴보고, 이후에 피드포워드 방식에 의해 혼변조신호를 억압하는 동작을 살펴보기로 한다.

도 6a 및 도 6b의 6a-6g는 도 2에서 각 부 동작에 따라 발생되는 신호의 특성을 도시하는 도면으로, 2개의 톤(two tone)의 경우를 가정하여 도시하고 있다. 상기 6a는 입력되는 RF신호이다. 상기 6b는 전치왜곡기213에서 하모닉발생기314가 발생하는 RF신호의 고조파 신호이다. 상기 6c는 상기 전치왜곡기213에서 가변감쇄기315에 의해 고조파의 크기가 조정되고 가변위상기316에 의해 상기 전력증폭기214에 역위상으로 입사될 수 있도록 위상이 조정되는 신호이다. 상기 6d는 상기 전력증폭기214에서 6c와 같이 입사된 전치왜곡신호를 증폭하여 혼변조신호가 포함된 증폭 RF신호이다. 6e는 상쇄기219에서 상기 6d와 같은 증폭 RF신호에서 상기 6a와 같은 신호 성분을 상쇄시켜 추출한 혼변조신호이다. 상기 6f는 상기 6e와 같은 혼변조신호의 크기를 조정하고 상기 주경로 상에서 전력증폭기214의 출력과 역위상으로 조정된 신호이다. 상기 6g는 상기 6d와 같은 증폭 RF신호와 6f와 같은 추출된 혼변조신호를 역위상으로 결합시켜 혼변조신호을 억압한 최종 출력신호이다.

도 3은 상기 도 2에서 전치왜곡기213의 내부 구성을 도시하는 도면이다. 상기 도 3을 참조하면, 분배기312는 상기 입력단에 위치되어 RF신호를 분배하여 출력한다. 자동레벨제어기(Automatic Level Control: ALC)313은 입사되는 RF신호의 레벨 변화에 관계없이 일정한 고조파를 발생할 수 있도록 하모닉발생기314에 입사되는 RF신호의 레벨을 일정하게 유지한다. 하모닉발생기(Hamonics Generator)314는 상기 자동레벨제어기313에서 레벨 조정된 RF신호를 입력하여 RF신호의 3차, 5차, 7차, 고차 고조파들을 발생한다. 가변감쇄기315는 상기 하모닉발생기314에서 출력되는 고조파 신호를 입력하며, 상기 제어부237에서 출력되는 감쇄제어신호ATT3에 의해 상기 고조파 성분의 이득을 제어한다. 가변위상기316은 상기 하모닉발생기314에서 출력되는 고조파신호를 입력하며, 상기 제어부237에서 출력되는 위상제어신호PIC3에 의해 고조파 성분의 위상을 조정하여 출력한다. 지연기311은 상기 전치왜곡신호가 발생되는 시간 주기 동안 상기 주경로로 입사되는 RF신호를 지연한다. 결합기317은 상기 지연기311의 출력단과 상기 전력증폭기214의 입력단 사이에 위치되며, 상기 전치왜곡신호를 지연된 RF신호에 결합한다.

상기 도 3을 참조하면, 하모닉발생기314는 커플러와 쇼트키 다이오드(shottkey diode)로 구성될 수 있다. 그러면 RF신호가 상기 쇼트키 다이오드에 입사될 때, 상기 쇼트키 다이오드는 입사 RF신호의 레벨에 따라 고차 고조파들을 발생한다. 따라서 상기 쇼트키 다이오드에 입사되는 RF신호의 레벨은 상기 전력증폭기214의 출력에 포함되는 혼변조신호를 가장 양호하게 억압할 수 있는 레벨로 설정되어야 한다. 이를 위해, 상기 하모닉발생기314의 전단에는 항상 일정한 레벨의 RF신호가 입사될 수 있도록 자동레벨제어기313이 위치된다.

상기 자동레벨제어기313은 선형증폭기에 입사되는 RF신호의 레벨 변화에 관계없이 설정된 일정 레벨의 RF신호로 제어하여 출력한다. 도 4는 상기 자동레벨제어기313의 구성을 도시하는 도면이다. 그리고 상기 하모닉발생기314의 입력단에 분배기414가 위치되어, 상기 하모닉발생기314에 인가되는 레벨 조정된 RF신호를 분배하여 출력한다. 그러면 전력검출기(power dectector)415는 상기 RF신호를 DC 전압으로 변환하여 레벨제어기(level controller)416에 출력한다. 그러면 상기 레벨제어기416은 상기 전력검출기415에 출력하는 DC 전압에 따라 상기 가변감쇄기412를 제어하여 항상 일정한 레벨의 RF신호가 상기 하모닉발생기314에 입력될 수 있도록 한다.

여기서 상기 도 4의 전력검출기415는 멀티-캐리어(multi-carrier)를 감지할수 있어야 한다. 즉, 상기 전력검출기415는 상기 멀티-캐리어의 RF신호를 입력하여 DC 전압으로 변환할 수 있어야 한다. 도 5는 상기 전력검출기415의 구성을 도시하는 도면으로, RF 트랜스포머(transformer)451은 RF신호를 입력하여 180°위상차를 갖는 2개의 신호를 발생하며, 상기 트랜스포머451에서 출력되는 2 신호는 전송라인452 및 453을 통해 각각 쇼트키 다이오드454 및 455를 통해 DC 레벨로 변환된 후, 캐패시터456 및 저항457을 통해 합성 정류되어 DC전압으로 출력된다.

상기 도 3 및 도 4를 참조하여 입사되는 RF신호의 레벨을 제어하는 동작을 살펴보면, 전력검출기415의 180°트랜스포머451는 입사되는 RF신호의 반주기 단위로 분리되어 출력되는 2개의 신호를 발생하며, 쇼트키 다이오드454 및 455는 각각 전송라인452 및 453을 통해 입사되는 2신호를 DC 레벨로 변환된다. 따라서 멀티-캐리어의 평균 전력을 오차없이 감지할 수 있으며, 이로써 상기 하모닉발생기314에 입사되는 RF신호의 레벨을 정확하게 DC 전압으로 변환할 수 있다.

그러면 상기 레벨제어기416은 상기 전력검출기415에서 출력되는 RF신호의 DC 전압 레벨에 따른 제어신호를 발생하여 상기 가변감쇄기412에 인가한다. 상기 레벨제어기313은 연산증폭기(OP amplifier) 등을 이용하여 구현할 수 있다. 이때 상기 레벨제어기313에서 출력되는 제어신호는 검출되는 RF신호의 DC 전압에 따라 전압 값이 크면 감쇄 제어를 크게하고 전압 값이 작으면 감쇄 제어를 작게할 수 있도록 제어신호를 발생한다. 그러면 상기 가변감쇄기412는 입사되는 RF신호의 레벨에 관계없이 항상 일정한 레벨을 갖도록 RF신호를 가변 감쇄하여 하모닉발생기314에 입사시킨다.

이때 상기 입사되는 RF신호의 변동 레벨이 10dB이면, 상기 자동레벨제어기313의 동작 영역은 최소 10dB 이상으로 레벨을 제어할 수 있도록 설계하여야 한다. 또한 상기 자동레벨제어기313의 RF 출력레벨은 상기 하모닉발생기314가 상기 전력증폭기214에서 발생하는 혼변조신호를 최대로 억압할 수 있는 전치왜곡신호로 발생될 수 있도록 설정되어야 한다. 따라서 상기 자동레벨제어기313의 출력을 입력하는 하모닉발생기314는 항상 일정한 레벨의 RF신호를 입사하게 되므로, 안정되게 고조파를 발생할 수 있게된다. 그리고 상기 하모닉발생기314에서 출력되는 고조파는 RF신호와 결합되어 전력증폭기214에 입사되므로, 상기 전력증폭기214는 RF신호를 증폭하는 과정에서 혼변조신호의 발생을 억제할 수 있게된다.

또한 상기와 같이 발생되는 고조파는 상기 전력증폭기214에 입사될 시 증폭 동작에서 발생될 수 있는 고조파의 크기 및 역위상으로 조정되어야 한다. 상기 도 3에 도시된 가변감쇄기315 및 가변위상기316은 상기 전력증폭기214가 증폭 동작에서 발생할 수 있는 혼변조신호의 크기로 발생되는 고조파의 크기를 조정하고 크기가 조정된 고조파를 역위상으로 입사될 수 있도록 위상을 조정한다.

이를 제어부237은 상기 선택기235를 제어하여 상기 분배기232에서 출력되는 상기 전력증폭기214의 출력을 선택하며, 상기 검출기236을 제어하여 상기 6d와 같은 전력증폭기214의 출력에서 혼변조신호의 신호강도RSSI를 검출하게 한다. 그리고 검출기236에서 출력되는 상기 혼변조신호의 RSSI 값과 전 상태에서의 RSSI 값을 비교 분석하여 상기 전력증폭기214가 혼변조신호의 억압을 원활하게 할 수 있도록 제어하기 위한 감쇄제어신호ATT3 및 위상제어신호PIC3을 발생한다.

그러면 상기 가변감쇄기315는 상기 감쇄제어신호ATT3에 의해 상기 하모닉발생기314에서 발생되는 전치왜곡신호의 크기를 조정하고, 상기 가변위상기316은 상기 위상제어신호PIC3에 의해 상기 전치왜곡신호가 전력증폭기214에 역위상으로 입사될 수 있도록 위상을 조정한다. 상기와 같이 하모닉발생기314에서 발생되는 상기 도 6의 6b와 같은 고조파신호는 크기 및 위상이 조정되며, 결합기317은 상기 혼변조신호를 전력증폭기314의 입력단에 결합시킨다. 이때 상기 도 6의 6a와 같이 입사되는 RF신호를 지연시키는 상기 지연기311은 상기 전치왜곡신호가 전력증폭기214의 입력단에 결합되는 시점까지 상기 RF신호를 지연한다. 그러면 상기 전력증폭기214의 입력단에서 상기 전치왜곡신호가 상기 RF신호와 결합됨을 알 수 있다. 이때 상기 도6의 6c와 같이 RF신호에 결합된 혼변조신호가 역위상으로 조정되는 위치는 상기 전력증폭기214의 전력트랜지스터의 입력단이 되는 것이 바람직하다.

상기한 바와 같이 상기 전치왜곡기213은 전력증폭기214에서 발생될 혼변조신호를 미리 예상하여 전치왜곡신호를 발생하며, 상기 전력증폭기214에서 최대로 혼변조신호가 억제될 수 있도록 고조파의 감쇄 및 위상을 제어하여 전력증폭기214에 입사시킨다. 이때 상기 전치왜곡기213은 상기 전력증폭기214에서 발생될 수 있는 고조파들 중 가장 높은 레벨로 발생되는 3차 고조파를 주로 제거시킨다. 상기 전치왜곡 방식의 혼변조신호 제거 효과는 피드포워드 방식을 적용하여 혼변조신호를 억압하는 부담을 대폭 줄일 수 있다. 이는 피드포워드 방식은 조정이 매우 정밀하고 어렵기 때문에 전치왜곡 방식으로 수 dB 개선할 수 있는 이점이 있다.

두 번째로 상기와 같이 전치왜곡 방식에 의해 전력증폭기214에서 발생될 수 있는 혼변조신호를 미리 1차 억압한 후, 피드포워드 방식에 의해 억압하지 못한 혼변조신호를 2차 억압하는 동작을 살펴본다. 상기 피드포워드 방식에서 상기 전력증폭기214의 혼변조신호를 제거하는 과정은 크게 두 가지 단계로 나눌 수 있다. 그 하나는 상기 전력증폭기214의 출력과 입사되는 RF신호 성분을 상쇄시켜 순수한 혼변조신호 성분을 추출하는 것이고, 나머지 하나는 추출한 혼변조신호를 상기 전력증폭기214에서 최종 출력되는 신호에 포함된 혼변조신호를 완전하게 제거할 수 있도록 크기 및 위상을 보정한 후 전력증폭기214의 출력에서 혼변조신호 성분들을 상쇄시키는 것이다.

먼저 피드포워드 방식의 첫 번째 단계 동작을 살펴본다. 보조경로 상의 상기 분배기216에서 도 6a의 6a와 같이 입사되는 RF신호를 분배하며, 제1지연기217은 상기 분배기216에서 분배되는 RF신호를 상기 전치왜곡 및 RF 증폭되는 시간 동안 지연한 후, 상기 상쇄기219에 인가한다. 그러면 상기 제1지연기217에서 출력되는 도 6a의 6a와 같은 RF신호 성분과 상기 분배기218에서 분배한 도 6b의 6d와 같은 증폭신호에서 RF신호 성분을 서로 상쇄시켜 도 6b의 6e와 같은 순수 혼변조신호 성분을 추출하여 출력한다.

상기한 바와 같이 상쇄기219는 피드포워드 방식의 핵심적인 구성으로서, 그 기능은 상기 전력증폭기214의 출력에서 혼변조신호 성분만을 검출하는 것이다. 상기 상쇄기219는 감산기(substractor) 또는 가산기(adder) 형태로 구성할 수 있다. 상기 상쇄기219를 감산기 형태로 구성하는 경우에는 입력되는 두 RF신호가 동위상이 되도록 위상을 갖도록 조정하여야 하며, 가산기 형태로 구성하는 경우에는 입력되는 두 RF신호가 역위상을 갖도록 조정하여야 한다. 본 발명의 실시예에서는 상기 상쇄기219가 감산기 형태로 구성된 예를 도시하고 있다. 이런 경우 상기 감산기는 내부에 결합기를 구비하며, 입력되는 두 신호 중 한 입력신호는 동위상으로 상기 결합기에 입사시키고 나머지 한 신호는 역위상으로 변환하여 상기 결합기에 입사시키는 구성을 갖는다. 상기 감산기 형태의 상쇄기219에 도 6a의 6a와 같은 RF신호와 도 6b의 6d와 같은 증폭된 RF신호가 입사되면, 동위상의 두 RF신호 성분은 상기 상쇄기219의 내부에서 역위상으로 변환된 후 결합기(여기서는 Wilkinson combiner를 사용할 수 있다)를 통과하면서 RF신호는 상쇄되고 혼변조신호 성분들만 남게된다.

이때 상기 상쇄기219에 입사되는 두 RF신호의 레벨과 위상을 정확하게 일치시켜야 한다. 이를 위해서는 상기 주경로의 전력증폭기214에서 출력되는 증폭된 RF신호와 보조경로를 통해 입력되는 RF신호가 대역 내에서 군지연(group delay)가 정확하게 맞아야 하며, 또한 지연의 평탄(flatness)의 특성이 양호하여야 한다. 즉, 상기 상쇄하고자 하는 RF신호의 위상 왜곡(phase distortion)을 최대한 억제시켜야 한다.

상기한 바와 같이 전력증폭기214의 출력과 상기 제1지연기217에서 출력되는 RF신호 성분의 레벨 및 위상이 정확하게 일치하지 않으면 상기 상쇄기219에서 RF신호 성분이 정확하게 상쇄되지 않는다. 이를 해소하기 위하여 도 2의 상기 제1가변감쇄기211은 상기 제어부237에서 출력하는 감쇄제어신호ATT1에 의해 입사되는 RF신호의 레벨을 조정하고, 상기 제2가변위상기212는 상기 제어부237에서 출력하는 위상제어신호PIC1에 의해 입사되는 RF신호의 위상을 조정한다. 따라서 상기 제1가변감쇄기211 및 제1가변위상기212는 주경로의 RF신호와 보조경로의 RF신호가 동일한 레벨 및 동위상이 되도록 조정하는 기능을 수행하게 된다. 그러면 상기 상쇄기219는 동일한 레벨 및 동위상으로 입력되는 두 RF신호 성분을 상쇄시키게 된다.

상기와 같이 두 RF신호의 레벨 및 위상을 제어하기 위하여, 상기 제어부237은 상기 선택기235에 제3신호SF3을 선택하기 위한 스위치제어신호SWC를 출력하고, 상기 검출기236에서 상기 제3신호SF3에서 RF신호 성분의 RSSI를 검출하기 위한 제어데이타PCD를 출력한다. 그러면 상기 선택기235는 상기 분배기233에서 분배되는 상기 상쇄기219의 출력인 제3신호SF3을 선택 입력하며, 상기 검출기236은 상기 제3신호SF3의 RF신호 성분을 DC 전압으로 변환한 RSSI를 발생한다. 그러면 상기 제어부237은 상기 RF신호 성분의 RSSI를 전의 RF신호 RSSI와 비교 분석한 후, 상기 상쇄기233에서 RF신호 성분을 상쇄시키기 위한 감쇄제어신호ATT1 및 위상제어신호PIC1을 발생한다.

그러면 상기 제1가변감쇄기211은 상기 감쇄제어신호ATT1에 의해 감쇄 비율이 결정되어 입사되는 RF신호를 감쇄하며, 제1위상가변기212는 상기 위상제어신호PIC1에 의해 입사되는 RF신호의 위상을 조정한다. 이때 상기 상쇄기219를 출력하는 RF신호의 RSSI와 전의 RF신호의 RSSI를 비교 분석하여 상기 감쇄제어신호ATT1 및 위상제어신호PIC1을 발생하므로, 결국 상기 제1가변감쇄기211 및 제1가변위상기212는 상기 도 6b의 6d와 같은 RF신호와 도 6a의 6a와 같은 두 RF신호가 동일한 레벨 및 동일한 위상을 갖도록 제어한다.

상기와 같이 상쇄기219에서 RF신호 성분을 상쇄하는 이유는 RF신호를 크게 억압하고 혼변조신호 성분 만을 추출하므로서, 뒷단의 에러증폭기222에 영향을 끼치지 않게 하기 위함이다. 즉, 상기 상쇄기219의 출력이 변동하여 상기 RF신호가 효과적으로 제거되지 못하면 상기 에러증폭기222에 비교적 큰 레벨의 RF신호가 입사되고, 이로인해 상기 에러증폭기222는 손상을 받게된다.

두 번째로 피드포워드 방식에서 두 번째 단계의 동작을 살펴본다. 여기서는 상기와 같이 상쇄기219에서 출력되는 혼변조신호가 제2가변감쇄기220, 제2가변위상기221 및 에러증폭기222를 통해 레벨 및 위상이 조정되며, 주경로 상에 입사되어 전력증폭기214의 출력에 포함된 혼변조신호 성분이 제거된다. 이때 상기 결합기223에 의해 결합되는 혼변조신호는 상기 증폭 출력되는 신호와 역위상이 되어야 한다.

여기서 상기 상쇄기219에서 검출된 혼변조신호가 주경로 상에 출력되는 신호에 포함된 혼변조신호의 레벨과 동일하게 하고 역위상이 되도록 보정하기 위하여, 상기 제어부237은 분배기234에서 분배되는 최종 출력신호인 제4신호SF4를 선택하기 위한 스위치제어신호SWC를 발생하고, 상기 제4신호SF4 중에서 혼변조신호인 고조파들의 RSSI를 검출하기 위한 제어데이타PCD를 출력한다. 그러면 상기 선택기235는 상기 스위치제어신호SWC에 의해 상기 분배기234에서 출력되는 제4신호SF4를 선택 출력하며, 검출기236은 상기 제어데이타PCD에 의해 제4신호SF4의 고조파 들에 대한 RSSI를 검출하여 제어부237에 인가한다. 그리고 상기 제어부237은 최종 출력신호에 포함된 혼변조신호의 RSSI와 전 혼변조신호의 RSSI를 비교 분석한 후, 분석 결과에 따라 최종 출력신호에 포함된 혼변조신호를 억압하기 위한 감쇄제어신호ATT2 및 위상제어신호PIC2를 발생한다.

따라서 상기 상쇄기219의 출력을 입력하는 제2가변감쇄기220은 상기 감쇄제어신호ATT2에 의해 입사되는 혼변조신호의 레벨을 조정하며, 상기 제2가변감쇄기220에서 출력되는 신호를 입력하는 제2위상가변기221은 상기 위상제어신호PIC2에 의해 입사되는 혼변조신호의 위상을 조정한다. 이때 상기 제2위상가변기221는 상기 위상제어신호PIC2에 의해 혼변조신호의 위상이 결합기223에서 역위상이 될 수 있도록 제어한다. 그러면 상기 제2가변위상기221과 결합기223 사이에 연결되는 에러증폭기222는 상기와 같이 레벨 및 위상이 조정된 혼변조신호를 증폭 출력한다.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 선형증폭 장치는 증폭신호에 포함되는 혼변조신호를 억압하기 위하여 전치왜곡 방식과 피드포워드 방식을 사용한다. 상기 혼변조신호를 억압하는 절차는 먼저 전치왜곡 방식에 의해 전력증폭기214에서 발생될 수 있는 혼변조신호를 미리 억압하고, 이후 피드포워드 방식에 의해 전력증폭기214의 출력에 포함된 혼변조신호를 검출한 후 이를 최종 출력신호에 결합하여 혼변조신호를 제거한다. 이는 피드포워드 방식 만으로 혼변조신호를 제거하려면 전력증폭기214 및 에러증폭기222의 설계 및 제작이 까다롭고 정확한 동조(tunning)이 어렵기 때문에, 전치왜곡기213을 이용하여 일정 크기의 혼변조신호를 미리 억압한 후 피드포워드 방식으로 나머지 혼변조신호를 제거하며, 이로인해 선형증폭기의 설계 및 제작이 용이해진다.

다음으로 제어부237을 중심으로 하여 상기와 같이 전치왜곡 방식 및 피드포워드 방식을 사용하여 혼변조신호를 억압하는 과정을 구체적으로 살펴본다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 검출기236의 내부 구성을 도시하는 도면이다. 감쇄기711은 상기 선택기235에서 출력되는 신호SF를 감쇄 출력한다. 필터712는 광대역 필터(wideband pass filter)로서, 송신대역의 신호를 여파한다. PLL(Phase Lock Loop)713 및 발진기714는 상기 제어부237에서 출력되는 제어데이타PCD에 의해 해당하는 로컬주파수(Local Frequency)LF1을 발생한다. 상기 로컬주파수LF1은 선택한 신호SF의 RSSI를 검출하기 위한 주파수를 결정하는 기능을 수행한다. 혼합기(mixer)715는 상기 필터712에서 출력되는 신호와 상기 로컬주파수LF1을 혼합하여 중간주파수(Intermediate Frequency:IF)를 발생한다. 필터716은 중간주파수 필터로서, 상기 혼합기715의 출력에서 두 주파수의 차신호(#SF-LF1#)를 여파하여 IF1으로 출력한다. 중간주파수증폭기717은 상기 중간주파수IF1을 증폭 출력한다. 발진기719는 고정된 로컬주파수LF2를 발생한다. 혼합기(mixer)718은 상기 중간주파수증폭기717에서 출력되는 IF1신호와 상기 로컬주파수LF2를 혼합하여 중간주파수IF2를 발생한다. 필터720은 상기 혼합기718의 출력에서 두 주파수의 차신호(#IF1-LF2#)를 여파하여 IF2로 출력한다. 로그증폭기(LOG Amplifier)721은 상기 필터720에서 출력되는 중간주파수IF2를 DC전압으로 변환하여 RSSI신호로 출력한다.

상기 도 7의 동작을 살펴보면, 상기 제어부237의 스위치제어신호SWC에 의해 상기 선택기235는 제1신호SF1-제4신호SF4 중에 대응되는 신호SF를 선택하여 출력한다. 그러면 상기 검출기236의 필터712는 상기 신호SF를 여파하여 혼합기715에 인가한다. 그리고 상기 PLL713 및 발진기714는 상기 제어부237의 제어데이타PCD에 의해 선택된 신호의 고조파 또는 RF신호를 선택하기 위한 로컬주파수LF1을 발생한다. 그러면 상기 혼합기715는 상기 두 신호SF 및 LF1을 혼합하여 출력하고, 필터716은 두 신호의 차에 해당하는 주파수를 여파하여 IF1으로 출력한다. 상기와 같은 구성은 선택된 신호SF에서 RSSI를 검출하기 위한 주파수를 결정하는 동시에 제1단계의 주파수 하강 변환(frequency down conversion) 기능을 수행한다.

이후 상기 혼합기718은 발진기718에서 출력되는 로컬주파수LF2와 상기 IF1을 혼합하며, 필터720은 혼합된 신호에서 두 신호 IF1 및 LF2의 차에 해당하는 주파수를 여파하여 IF2로 출력한다. 상기와 같은 구성은 제2단계의 주파수 하강 변환 기능을 수행한다. 그리고 로그증폭기721은 상기 IF2를 입력하여 DC전압으로 변환 출력하며, 이 신호는 RSSI가 된다.

도 8은 본 발명의 실시예에 따른 제어부237의 내부 구성을 도시하는 도면이다. ADC(Analog to Digital Converter)814는 상기 선택기236에서 출력되는 RSSI를 디지털 데이터로 변환하여 출력한다. 롬812는 본 발명의 실시예에 따라 감쇄 및 위상을 제어하기 위한 프로그램을 저장하고 있다. CPU811은 상기 롬812의 프로그램에 따라 신호SF를 선택하기 위한 스위치제어신호SWC 및 선택된 신호SF에서 원하는 RSSI를 선택하기 위한 주파수를 선택하기 위한 제어데이타PCD를 발생하며, 상기 ADC814에 출력되는 RSSI 값을 비교 분석하여 감쇄제어신호ATT 및 위상제어신호PIC를 발생한다. 램813은 프로그램 수행중에 발생되는 각종 데이터를 일시 저장한다. DAC815는 상기 제어부811에서 출력하는 감쇄제어 및 위상제어 데이터를 아날로그로 변환하여 감쇄제어신호ATT 및 위상제어신호PIC로 출력한다. 통신부816는 상기 CPU816의 제어하에 선형증폭장치의 상태 정보를 외부로 통보하는 기능을 수행한다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따라 제어부237이 상기 가변감쇄기들 및 가변위상기들을 제어하여 신호의 레벨 및 위상을 조정하는 동작을 설명하기 위한 도면이다. 상기 도 9에서 X축은 감쇄값을 표시하고 Y축은 위상 변화 값을 표시한다. 상기 도 9를 참조하면, 상기 RSSI가 입력되는 시점에서 가변감쇄기의 값을 PA에서 PB로 변화하였을 때, 검출된 신호의 크기가 작아지면 PB에서 PC로 이동한다. 이후 다음 RSSI가 입력된 시점에서 상기 가변감쇄기의 값이 PC에서 PD로 이동했을 때 검출된 신호가 다시 커지면다시 반대 방향 PC로 이동한다. 이때 감쇄값 PC 크기의 일시적인 지점이다. 이와 같은 방식으로 가변위상기도 PC에서 PE의 값 변화시 검출된 RSSI의 크기가 작아지면 PF로 이동한다.

도 10은 본 발명의 제2실시예에서 따른 선형증폭장치의 구성을 도시하고 있다. 상기 도 10의 선형증폭장치는 상기 제1가변감쇄기211 및 제1가변위상기212가 서브패스에 위치되는 구성을 제외하고는 상기 도 2의 제1실시예에 따른 선형증폭장치와 동일한 구성을 갖는다.

상기 도 10을 참조하면, 주 경로 상의 전치왜곡기213은 도 3-도 5와 같은 구성을 가지며, 입력되는 RF신호에 대응되는 고조파들을 발생하고 상기 제어부237의 감쇄제어신호ATT3 및 위상제어신호PIC3에 따라 고조파의 레벨 및 위상을 제어하며, 이 신호를 입력되는 RF신호에 결합하여 전치왜곡된 RF신호로 변환하여 상기 전력증폭기214에 출력한다. 상기 전력증폭기214는 상기 전치왜곡기213에서 출력을 입력하며, 전치왜곡된 RF신호를 증폭하므로서 혼변성분이 억압되는 RF신호를 출력한다.

서브 패스 상의 제1지연기217은 상기 분배기216에 의해 주 경로에서 분배되는 RF신호를 입력하며, 상기 전치왜곡기213 및 전력증폭기214에서 처리되는 시간 동안 상기 RF신호를 지연 출력한다. 제1가변감쇄기211 및 제1가변위상기212는 상기 제1지연기217 및 상쇄기219 사이에 연결되며, 상기 제어부237에서 출력되는 감쇄제어신호ATT1 및 위상제어신호PIC1에 의해 입력되는 RF신호의 레벨 및 위상을 각각 제어하여 상기 상쇄기219에 출력한다.

상기 구성 외에 선형증폭장치의 나머지 구성은 상기 도 2와 같은 제1실시예의 선형증폭장치 구성과 동일하며, 참조 부호도 동일한다. 그리고 상기 제어부237은 제1신호SF1-SF4를 선택 입력하며, 선택된 신호SF에서 혼변조신호 또는 RF신호의 RSSI를 검출하여 감쇄제어신호ATT1-ATT3 및 위상제어신호PIC1-PIC3을 발생한다. 상기 제어부237은 먼저 서비스 채널들을 설정한 후, 순차적으로 상기 전력증폭기214에 포함되는 혼변조신호를 억압하기 위한 전치왜곡신호의 레벨 및 위상을 조정하고, 상기 상쇄기219에 포함되는 RF신호 성분을 억압하기 위하여 보조 경로에 입력되는 RF신호의 레벨 및 위상을 조정하며, 최종 출력되는 증폭된 RF신호에 포함된 혼변조신호 성분을 억압할 수 있도록 상기 상쇄기29에서 출력되는 혼변조신호 성분의 레벨 및 위상을 조정한다.

도 11은 본 발명의 제3실시예에서 따른 선형증폭장치의 구성을 도시하고 있다. 상기 도 11의 선형증폭장치는 상기 제1가변감쇄기211 및 제1가변위상기212가 주 경로와 보조 경로 사이에 위치되는 구성을 제외하고는 상기 도 2의 제1실시예에 따른 선형증폭장치와 동일한 구성을 갖는다.

상기 도 11을 참조하면, 주 경로 상의 전치왜곡기213은 도 3-도 5와 같은 구성을 가지며, 입력되는 RF신호에 대응되는 고조파들을 발생하고 상기 제어부237의 감쇄제어신호ATT3 및 위상제어신호PIC3에 따라 고조파의 레벨 및 위상을 제어하며, 이 신호를 입력되는 RF신호에 결합하여 전치왜곡된 RF신호로 변환하여 상기 전력증폭기214에 출력한다. 상기 전력증폭기214는 상기 전치왜곡기213에서 출력을 입력하며, 전치왜곡된 RF신호를 증폭하므로서 혼변성분이 억압되는 RF신호를 출력한다.

서브 패스 상의 제1지연기217은 상기 분배기216에 의해 주 경로에서 분배되는 RF신호를 입력하며, 상기 전치왜곡기213 및 전력증폭기214에서 처리되는 시간 동안 상기 RF신호를 지연하여 상기 상쇄기219에 출력한다.

상기 제1가변감쇄기211 및 제1가변위상기212는 상기 분배기218과 상쇄기219 사이에 연결되며, 상기 제어부237에서 출력되는 감쇄제어신호ATT1 및 위상제어신호PIC1에 의해 입력되는 RF신호의 레벨 및 위상을 각각 제어하여 상기 상쇄기219에 출력한다. 즉, 상기 제1가변감쇄기211 및 제1가변위상기212는 상기 주 경로와 보조 경로 사이에 위치되며, 상기 주경로 상의 전력증폭기214에서 출력되는 증폭된 RF신호의 위상 및 레벨을 제어한 후 보조 경로 상의 상쇄기219에 출력한다.

상기 구성 외에 선형증폭장치의 나머지 구성은 상기 도 2와 같은 제1실시예의 선형증폭장치 구성과 동일하며, 참조 부호도 동일한다.

그리고 상기 제어부237은 제1신호SF1-SF4를 선택 입력하며, 선택된 신호SF에서 혼변조신호 또는 RF신호의 RSSI를 검출하여 감쇄제어신호ATT1-ATT3 및 위상제어신호PIC1-PIC3을 발생한다. 상기 제어부237은 먼저 서비스 채널들을 설정한 후, 순차적으로 상기 전력증폭기214에 포함되는 혼변조신호를 억압하기 위한 전치왜곡신호의 레벨 및 위상을 조정하고, 상기 상쇄기219에 포함되는 RF신호 성분을 억압하기 위하여 전력증폭기214에서 출력되는 RF신호의 레벨 및 위상을 조정하며, 최종 출력되는 증폭된 RF신호에 포함된 혼변조신호 성분을 억압할 수 있도록 상기 상쇄기29에서 출력되는 혼변조신호 성분의 레벨 및 위상을 조정한다.

상기 도 10과 같은 구성을 갖는 제2실시예의 선형증폭장치와 상기 도 11과 같은 구성을 갖는 제3실시예에의 선형증폭장치는 상기 제1실시예에 따른 선형증폭장치와 같은 방법으로 먼저 서비스 채널을 선택하고, 두 번째로 전치왜곡신호의 위상 및 레벨 제어를 하며, 세 번째로 입력되는 RF신호의 위상 및 레벨을 제어하고, 네 번째로 상쇄기219에서 출력되는 혼변조신호 성분의 위상 및 레벨을 제어한다. 그러나 상기한 바와 같이 또 다른 제어방법으로서 상기 서비스 채널을 선택하는 동작은 타이머 인터럽트에 의해 일정 시간 간격으로 수행시킬 수 있다. 이런 제어 방법을 사용하는 경우, 상기 제어부237은 타이머 인터럽트 발생시 마다. 상기 서비스 채널 탐색 동작을 수행하며, 나머지 주기에서는 상기한 바와 가변감쇄기들 및 가변위상기들을 제어하는 동작을 수행한다. 이때 임의 가변감쇄기 및 가변위상기를 제어하는 상태에서 타이머 인터럽트가 발생되면, 상기 제어부237은 수행 중인 동작을 중단하고 상기 타이머 인터럽트 서비스 루틴을 수행한 후 다시 메인 루틴으로 복귀하여 수행중이던 동작을 재수행하게 된다.

또한 상기 제1실시예에 따른 선형증폭장치에서와 같이 상기 가변감쇄기들 및 가변위상기들을 제어하는 횟수 L, M, N은 해당하는 가변감쇄기 및 가변위상기에서 입력되는 신호의 레벨 및 위상을 효과적으로 제어할 수 있는 횟수로 설정할 수 있으며, 본 발명의 실시예에서는 동일한 횟수로 설정하고 그 횟수는 5회로 가정한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 선형증폭장치는 전치왜곡방식와 피드포워드 방식을 사용하여 혼변조신호 성분을 분산하여 효과적을 제어할 수 있다. 즉, 전치왜곡방식을 이용하여 전력증폭기에서 발생할 수 있는 혼변조신호를 1차 억압하고, 피드포워드 방식을 이용하여 상기 전력증폭기의 출력에 포함되어 있는 혼변조신호 성분을 2차 억압하게 된다. 이런 방식을 사용하므로서, 상기 전력증폭기214나 에러증폭기222의 설계 및 제작을 쉽게 할 수 있다. 또한 상기 선형화 기능을 수행하는 가변감쇄기들 및 가변위상기 들은 주파수 특성에서 ㄴ은 대역폭을 가지고 평탄도도 비교적 양호하며, 가변 특성도 양호하여 다른 용도로 사용도 가능하다.

Claims (3)

1. 전력증폭기를 구비하는 선형증폭장치의 혼변조신호 제거 장치에 있어서,

   입력되는 RF신호에 대응되는 고조파를 발생하고 상기 고조파와 RF신호에 결합하여 전치왜곡신호를 발생하여 상기 전력증폭기에서 RF신호 증폭시 발생되는 혼변조신호를 1차 억압하며, 상기 입력 RF신호와 상기 전력증폭기의 출력을 상쇄시켜 혼변조신호 성분을 추출한 후 에러 증폭하고, 증폭된 혼변조신호와 상기 전력증폭기의 출력을 결합시켜 상기 혼변조신호를 2차 억압하는 것을 특징으로 하는 선형증폭장치
2. 선형증폭장치에 있어서,

   주 경로 상에 위치되어 입력되는 RF신호의 레벨 및 위상을 조정하는 제1가변감쇄 및 위상기와,

   상기 가변감쇄 및 위상기에 출력되는 RF신호에 대응되는 고조파를 발생한 후 상기 RF신호에 결합하여 전치왜곡된 RF신호를 발생하는 전치왜곡기와,

   상기 전치왜곡된 RF신호를 증폭 출력하는 전력증폭기와,

   보조 경로 상에 위치되어 상기 주경로에서 분배된 RF신호를 지연하는 제1지연기와,

   상기 보조 경로 상에 위치되어 상기 주경로에 분배된 상기 전력증폭기의 출력과 상기 제1지연기의 출력을 상쇄시켜 증폭 RF신호에 포함된 혼변조신호를 추출하는 상쇄기와,

   상기 상쇄기에서 출력되는 혼변조신호의 레벨 및 위상을 조정하는 제2가변감쇄 및 위상기와,

   상기 제2가변감쇄 및 위상기에서 출력되는 혼변조신호를 증폭하는 에러증폭기와,

   상기 전력증폭기의 출력을 지연하는 제2지연기와,

   상기 에러증폭기에서 출력되는 혼변조신호를 상기 제2지연기의 출력에 결합하여 최종 출력되는 RF신호에 포함된 혼변조신호를 억압하는 결합기로 구성된 것을 특징으로 하는 선형증폭장치.
3. 전력증폭기를 구비하는 선형증폭장치의 혼변조신호 제거 방법에 있어서,

   입력되는 RF신호에 대응되는 고조파를 발생하고 상기 고조파와 RF신호에 결합하여 전치왜곡신호를 발생하여 상기 전력증폭기에서 RF신호 증폭시 발생되는 혼변조신호를 1차 억압하며, 상기 입력 RF신호와 상기 전력증폭기의 출력을 상쇄시켜 혼변조신호 성분을 추출한 후 에러 증폭하고, 증폭된 혼변조신호와 상기 전력증폭기의 출력을 결합시켜 상기 혼변조신호를 2차 억압하는 것을 특징으로 하는 선형증폭장치의 혼변조신호 제거 방법.