KR940002969B1 - High power amp - Google Patents

Abstract

The high power amplifier compensates a phase variation of transmission signal caused by nonlinearity of a power transistor. The amplifier includes isolators (100,500) for matching the impedance of an input and an out stage of the amplifier, amplifiers (200,300,400) for amplifying input signal, couplers (120,410) for detecting phase of output signal to compare the phase of an output signal to the phase of an input signal, a mixer (600) for mixing output signal of the couplers, a phase compensator (700) for generating control signal to compensate phase of input signal, and a phase compensator (110) for compensating phase of input signal.

Description

고전력 증폭장치High power amplifier

제1도는 종래기술에 의한 고전력 증폭장치의 구성도.1 is a block diagram of a high power amplifier according to the prior art.

제2도는 본 발명에 의한 고전력 증폭장치의 구성도.2 is a block diagram of a high power amplifying apparatus according to the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

100,500 : 아이솔레이터 110 : 이상기100,500: isolator 110: ideal phase

120,410 : 방향성 결합기 200 : 소전력 증폭기120410 Directional Coupler 200 Small Power Amplifier

300 : 중전력 증폭기 400 : 고전력 증폭기300: medium power amplifier 400: high power amplifier

600 : 혼합기 700 : 위상제어기600: mixer 700: phase controller

본 발명은 고전력 증폭장치에 관한 것으로, 특히 위성통신 지상 시스템에 있어서 중간 주파수대역에서 무선 주파수대역으로 변환된 송신신호의 전력증폭시 발생되는 위상변화를 보상하는 위상 보상수단을 부가시킨 고전력 증폭장치에 관한 것이다.The present invention relates to a high power amplifying apparatus, and more particularly, to a high power amplifying apparatus including a phase compensation means for compensating for a phase change generated during power amplification of a transmission signal converted from an intermediate frequency band to a radio frequency band in a satellite communication terrestrial system. It is about.

종래, 일반적인 고전력 증폭장치는 제1도에 도시되어 있는바, 아이솔레이터(100,500)는 입출력단(IN,OUT)을 정합하고 외부 영향에 대해 고전력 증폭장치를 보호한다. 아이솔레이터(100)를 통과한 신호는 소신호이므로 대신호로 증폭하기 위해서는 저전력증폭기(200), 중전력증폭기(300), 고전력증폭기(400)를 차례로 통과해야 한다.Conventionally, a general high power amplification device is shown in FIG. 1, and the isolators 100 and 500 match the input and output terminals IN and OUT and protect the high power amplification device against external influences. Since the signal passing through the isolator 100 is a small signal, the signal must pass through the low power amplifier 200, the medium power amplifier 300, and the high power amplifier 400 in order to amplify the large signal.

이와 같이 마이크로파대역의 송신기에 사용되는 종래의 고전력 증폭장치는 1dB 압축점 근처에서 동작되는데 내장된 트랜지스터의 비선형 특성에 의하여 AM/PM 변환 특성이 나빠지며, 2진 위상천이 변조(BPSK)와 4분 위상천이 변조(QPSK)등이 수행된 위상정보신호를 전송하는 경우에 송신신호의 위상변화를 발생시켜 에러를 유발할가능성이 커지는 문제점이 있었다.The conventional high power amplifier used in the microwave band transmitter operates near the 1dB compression point, and the nonlinear characteristics of the built-in transistor deteriorate AM / PM conversion characteristics, and the binary phase shift modulation (BPSK) and 4 minutes. In the case of transmitting a phase information signal on which phase shift modulation (QPSK) is performed, there is a problem in that a possibility of causing an error by generating a phase change of a transmission signal increases.

따라서 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 창출한 것으로서 위성통신 지상시스템의 송신기에서 송신신호의 송출에 따른 고전력증폭을 함에 있어서 위상변화를 보상하는 위상 보상 수단을 부가시킨 고전력증폭장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a high power amplification apparatus having a phase compensation means for compensating for a phase change in high power amplification according to transmission of a transmission signal in a transmitter of a satellite communication terrestrial system. There is this.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 입출력단을 정합하고 외부 영향의 유입을 방지하는 아이솔레이터와, 입력단에 설치된 아이솔레이터에서 출력되는 소신호를 대신호로 증폭하기 위한 증폭기와, 상기 증폭기의 입출력신호의 위상을 비교하기 위해 신호의 일부를 분리하는 방향성 결합기와, 상기 방향성 결합기에서 전송되는 신호의 위상차에 따라 변화된 전압을 출력하는 혼합기와, 위상차에 따른 상기 혼합기의 출력전압을 받아 위상제어를 위해 제어전압을 출력하는 위상제어기와, 상기 위상제어기의 제어전압에 따라서 입력단측의 아이솔레이터에서 전송되는 신호의 위상을 변화시키는 이상기를 포함하여 구성한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an isolator for matching the input and output terminals and preventing the influx of external influences, an amplifier for amplifying the small signal output from the isolator installed at the input terminal with a large signal, and the phase of the input and output signals of the amplifier. A directional coupler that separates a part of the signal to compare a signal, a mixer that outputs a voltage changed according to the phase difference of the signal transmitted from the directional coupler, and receives a control voltage for phase control by receiving the output voltage of the mixer according to the phase difference. And a phase controller for outputting the phase controller and a phase shifter for changing the phase of the signal transmitted from the isolator on the input side in accordance with the control voltage of the phase controller.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 기술하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 종래기술에 의한 고전력 증폭장치의 구성도이고, 제2도는 본 발명에 의한 고전력 증폭장치의 구성도이다.1 is a block diagram of a high power amplifier according to the prior art, and FIG. 2 is a block diagram of a high power amplifier according to the present invention.

제2도에 의하면, 본 발명의 고전력 증폭장치는 입출력단(IN, OUT)을 정합하고 전송왜곡에 의한 외부영향의 유입을 방지하는 아이솔레이터(100,500)와, 입력단(IN)에 설치된 아이솔레이터(100)에서 출력되는 소신호를 저, 중, 고전력 증폭하여 대신호를 만들기 위한 증폭기(200,300,400)와, 증폭기(200)의 입력단과 증폭기(400)의 출력단에 연결되어 증폭기(200,300,400)의 입출력신호의 위상을 비교하기 위해 신호의 일부를 분리하는 방향성 결합기(120,410)와, 상기 방향성 결합기(120,410)에서 전송되는 입출력신호의 위상차에 따라 변화된 전압을 출력하는 혼합기(600)와, 위상차에 따른 혼합기(600)의 출력전압을 받아 위상제어를 하기 위해 제어전압을 출력하는 위상제어기(700)와, 상기 위상제어기(700)의 제어전압에 따라서 입력단(IN)측의 아이솔레이터(100)에서 전송되는 신호의 위상을 변화시키는 이상기(110)를 포함하여 구성한다.Referring to FIG. 2, the high power amplifying apparatus of the present invention isolators 100 and 500 for matching input and output terminals IN and OUT and preventing influx of external influences due to transmission distortion, and isolator 100 installed in the input terminal IN. The small signal outputted from the low, medium, and high power amplification amplifier (200, 300, 400) for making a large signal, the input terminal of the amplifier 200 and the output terminal of the amplifier 400 is connected to the phase of the input and output signals of the amplifier (200, 300, 400) For comparison, a directional coupler (120,410) separating a part of the signal, a mixer 600 for outputting a voltage changed according to the phase difference of the input / output signal transmitted from the directional coupler (120,410), and the mixer 600 of the phase difference A phase controller 700 for outputting a control voltage for phase control by receiving an output voltage and a signal transmitted from the isolator 100 at the input terminal IN according to the control voltage of the phase controller 700. The phase shifter 110 includes a phase shifter 110 for changing the phase of the phase.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명을 갖는 본 발명을 보다 상세히 상세히 설명하면 다음과 같다. 아이솔레이터(100)는 입력단(IN)의 정합과 입력단(IN)의 외부에서 전자파 전송왜곡에 따른 영향을 방지하기 위해 사용되며, 상기 아이솔레이터(100)에서 출력되는 소신호를 대신호로 증폭하기 위하여는 저전력 증폭기(400), 중전력증폭기(500), 고전력증폭기(500)를 통과해야 한다.Referring to the present invention having the present invention having the configuration as described above in more detail as follows. The isolator 100 is used to prevent the matching of the input terminal IN and the influence of the electromagnetic wave transmission distortion outside the input terminal IN. In order to amplify the small signal output from the isolator 100 to a large signal, Pass through the amplifier 400, the medium power amplifier 500, the high power amplifier 500.

이때, 아이솔레이터(100)를 통과한 소신호가 증폭기(400,500,600)에 의해서 1dB 압축점 근처의 크기로 증폭될 경우 증폭기 자체의 비선형 특성에 의하여 신호의 위상이 변화한다. 이와 같은 신호의 위상 변화를 줄이기 위하여 이상기(110), 방향성 결합기(120,410), 혼합기(600), 그리고 위상제어기(700)로 구성된 회로가 부가되었다. 입력단(IN)측의 방향성 결합기(120)는 입력신호의 위상을 측정하기 위하여 입력신호의 매우 적은 양을 분리시켜 주며, 출력단(OUT)측의 방향성 결합기(410)는 고전력 증폭기(600)에서 증폭된 대신호의 매우 적은양을 분리시켜준다. 이 방향성 결합기(120,410)에 의하여 분리된 두 신호는 혼합기(600)에 입력되며, 이 혼합기(600)는 입력되는 두신호의 위상차에 따라 변화되는 출력전압을 위상제어기(700)에 전송한다. 위상제어기(700)는 혼합기(600)에서 전송된 출력전압을 이상기(110)에서 증폭기(400,500,600)의 입출력신호의 위상차만큼 변화시키기 위한 전압으로 증폭한다. 이때 이상기(110)는 위상제어기(700)의 제어전압에 따라 아이솔레이터(100)를 통한 입력신호의 위상을 변화시키므로 입력신호가 증폭기(400,500,600)에 입력됨으로써 발생하는 위상변화를 보상시켜준다. 즉 AM/PM 변환특성을 개선시킨다. 출력단(OUT)에 연결된 아이솔레이터(500)는 출력단(OUT)의 정합과 전송왜곡에 따른 외부영향의 유입을 방지한다.At this time, when the small signal passing through the isolator 100 is amplified by the amplifiers 400, 500, and 600 to a size near the 1 dB compression point, the phase of the signal is changed by the nonlinear characteristic of the amplifier itself. In order to reduce the phase change of the signal, a circuit composed of the idealizer 110, the directional couplers 120 and 410, the mixer 600, and the phase controller 700 has been added. The directional coupler 120 at the input terminal IN side separates a very small amount of the input signal in order to measure the phase of the input signal, and the directional coupler 410 at the output terminal OUT side is amplified by the high power amplifier 600. Separates very small amounts of large signals. The two signals separated by the directional couplers 120 and 410 are input to the mixer 600, and the mixer 600 transmits an output voltage which is changed according to the phase difference between the two signals input to the phase controller 700. The phase controller 700 amplifies the output voltage transmitted from the mixer 600 to a voltage for changing the phase difference of the input / output signals of the amplifiers 400, 500, and 600 from the idealizer 110. At this time, the phase shifter 110 changes the phase of the input signal through the isolator 100 according to the control voltage of the phase controller 700, thereby compensating for the phase change generated by the input signal being input to the amplifiers 400, 500, and 600. That is, the AM / PM conversion characteristic is improved. The isolator 500 connected to the output terminal OUT prevents the influx of external influences due to the matching of the output terminal OUT and the transmission distortion.

상술한 바와 같이 본 발명은 증폭기에 내장된 트랜지스터 자체에서 나타나는 비선형특성에 따른 출력신호의 변화에 따라 위상변화를 나타내어 AM/PM 변환특성을 개선시킬 수 없었던 것을 위상보상수단을 부가시켜 AM/PM 변환특성을 개선시킬 수 있는 효과를 가져왔다.As described above, the present invention shows a phase change according to the change of the output signal according to the nonlinear characteristics appearing in the transistor itself built in the amplifier, so that AM / PM conversion characteristics cannot be improved by adding a phase compensation means. Has the effect of improving the properties.

Claims (1)

입출력단(IN,OUT)을 정합하고 외부 영향의 유입을 방지하는 아이솔레이터(100,500)와, 입력단(IN)에 설치된 아이솔레이터(100)에서 출력되는 소신호를 대신호로 증폭하기 위한 증폭기(200,300,400)와, 상기 증폭기(200,300,400)의 입출력신호의 위상을 비교하기 위하여 신호의 일부를 분리하는 위한 결합기(120,410)와, 상기 방향성 결합기(120,410)에서 전송되는 신호의 위상차에 따라 변화된 전압을 출력하는 혼합기(600)와, 위상차에 따른 상기 혼합기(600)의 출력전압을 받아서 위상제어를 위해 제어전압을 출력하는 위상제어기(700)와, 상기 위상제어기(700)의 제어전압에 따라서 입력단측(IN)의 아이솔레이터(100)에서 전송되는 신호의 위상을 변화시키는 이상기(110)를 포함함을 특징으로 하는 고전력 증폭장치.An isolator (100,500) for matching the input / output terminals (IN, OUT) and preventing the influx of external influences, an amplifier (200,300,400) for amplifying the small signal output from the isolator (100) installed at the input terminal (IN) with a large signal, Combiner (120,410) for separating a part of the signal in order to compare the phase of the input and output signals of the amplifier (200,300,400) and mixer 600 for outputting a voltage changed according to the phase difference of the signal transmitted from the directional coupler (120,410) And a phase controller 700 receiving the output voltage of the mixer 600 according to the phase difference and outputting a control voltage for phase control, and an isolator of the input terminal IN according to the control voltage of the phase controller 700. High power amplifier, characterized in that it comprises an ideal phaser (110) for changing the phase of the signal transmitted from (100).