일반기술

선형 전력 증폭 장치

본 기술은 고조파 궤환 신호 제거를 이용한 선형 전력 증폭 장치에 관한 것이다.기존의 대전력 증폭기의 선형화 기법중 입력 전력의 백업 방식은 고가인 전력 소자의 출력 특성을 충분히 활용하지 못하여 증폭기의 부피 증가 및 효율 특성의 저하를 가져오며, 큰 용량의 전원 공급기를 필요로하는 문제가 있다. 피드 포워드 방식은 증폭기의 부피가 커지고, 회로의 복잡, 신호 전력의 손실이 발생하며, 동작시 허용차가 작아 많은 실험적 조정 단계를 거쳐야 하는 문제가 있다. 피드백 방식은 궤환 과정이 계속 반복되어 궤환 회로의 최적 크기와 위상 조건이 계속 변하므로 왜곡 개선 정도에 한계가 있고, 최적 조건이 궤환 위상에 너무 민감할 뿐만 아니라 선형성 개선 지점 근처에 왜곡을 증가시키는 지점이 존재하여 더욱 정확한 정합이 요구되는 문제가 있다. 프리디스토션 방식은 선형성 개선 효과가 크지 않고, 입력 RF신호가 역왜곡 특성을 가지게함에 따라 입력 신호의 감쇄를 초래하는 문제가 있다.반면, 본 기술에서는 간단한 회로 구성으로 외부 조건의 변화에 비교적 안정되고, 허용차가 비교적 큰 선형 전력 증폭 장치를 구현할 수 있다본 기술에 의한 선형 전력 증폭 장치는 메인 전력 증폭기에 입력되는 신호[x(t)]와 메인 전력 증폭기에서 출력되는 신호[y(t)]간의 오차를 연산하여, 메인 전력 증폭기의 증폭 왜곡에 대응되는 역 왜곡 신호[e(t)]를 검출하는 오차 신호 연산부와, 메인 전력 증폭기에 입력되는 입력 신호에 역왜곡 신호를 가산한 추정 입력 신호[u(t)]를 생성하여 메인 전력 증폭기의 입력으로 추정 입력 신호 생성부를 포함하여 구성되어 있다. 오차 신호 연산부는 메인 전력 증폭기에 입력되는 추정 입력 신호[u(t)]를 기설정된 제 1 커플링비로 샘플링한 제 1 샘플링 신호를 검출하는 제 1 커플러, 메인 전력 증폭기에서 출력되는 출력 신호[y(t)]를 기설정된 제 2 커플링비로 샘플링한 제 2 샘플링 신호를 검출하는 제 2 커플러, 제 2 샘플링 신호를 위상 반전시키는 제 1 위상 변환기, 제 1 샘플링 신호가 일입력단에 입력되고, 위상 반전된 제 2 샘플링 신호가 타입력단에 입력되면, 일입력단과 타입력단에 입력되는 신호를 합성하여 역왜곡 신호[e(t)]를 생성하는 신호 합성기로 구성되어 있다.이와 같이 이루어진 본 기술에 의하면, 전력 증폭기의 이득 특성과 고조파 왜곡신호의 제거가 각 커플러의 커플링 비율과, 궤환 증폭기의 이득에 의해 결정되므로, 메인 전력 증폭기의 허용차에 영향을 주지 않으며, 보다 안정적이고, 고선형 영역에서 동작하는 효과가 있다