KR20020070572A - 지연선로를 이용한 선형화기를 갖는 선형전력증폭기 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 지연선로를 사용하는 피드포워드형 선형화기를 갖는 선형전력증폭기에 관한 것으로, 반송파 신호 성분은 기준신호와 비교신호의 스펙트럼이 일치하도록 제1 크기제어회로(AGC1)(24)와 제1 위상제어회로(APC1)(25)가 제1 가변감쇠기(4) 및 제1 가변위상 변환기(5)로 하여금 비교신호의 크기 및 위상을 적절히 변경하도록 제어하며, 빼기회로의 출력신호가 주경로에 다시 결합될 때에 주경로상의 혼변조 왜곡성분과 크기가 같고 역(180°)의 위상으로 되도록 제2 가변감쇠기(14) 및 제2 가변위상 변환기(15)로 하여금 상기 빼기회로의 출력신호의 크기 및 위상을 적절히 변경하도록 제어하여, 최종출력은 혼변조신호 성분들은 제거되어지고 순수한 반송파만이 남게 되도록 하는 선형화기에 관한 것이다. 본 발명의 선형화기에 의하면, 혼변조 신호레벨이 현저하게 감소된 선형전력증폭기를 제공하게 된다.

Description

지연선로를 이용한 선형화기를 갖는 선형전력증폭기{LINEAR POWER AMPLIFIER HAVING A LINEARIZER USING DELAY LINE}

본 발명은, 선형화기를 갖는 선형전력증폭기에 관한 것으로, 특히 지연선로(delay line)를 사용한 피드포워드(feedforward)형 선형화기를 갖는 선형전력증폭기에 관한 것이다.

기지국용 대전력증폭기(High Power Amplifier: HPA)와 같은 코렉션 증폭기(correction amplifier)는 최소한의 전력으로 압력 및 외부환경의 영향을 받지 않고 시스템이 요구하는 선형성을 만족시키는 것이 중요하며, 단말기의 경우는 최대 출력조건 및 동작대기 상태에서 우수한 효율특성과 선형성 확보가 중요하다.

그런데, 일반적으로 RF 및 마이크로파 회로에 사용된 능동소자의 비선형 특성에 의해 이러한 증폭기는 비선형 회로 특성을 갖는 것이 보통이다. 특히, 도 1에서 보는 바와 같이, 대전력증폭기는 최대 전력을 추출하기 위해 주 능동소자인 트랜지스터를 비선형 특성이 강한 포화영역에서 동작시키며, 포화영역에서 동작되는 대전력증폭기의 경우, 이득과 위상이 왜곡되는 것이 보통이다.

또한, 다중 채널을 이용하는 디지털 이동통신 및 위성통신의 경우 대전력증폭기에 2개 이상의 반송파가 입력되어 공동증폭될 때, 도 2에서 보는 바와 같이, 포화영역 부근의 비선형 특성으로 인하여 혼변조 신호들이 발생하게 된다.

즉, 2개의 반송파(f1, f2)가 대전력증폭기(HPA)를 거쳐 증폭되면, 증폭된 반송파 외에도 여러 혼변조 신호(3f1-2f2, 2f1-f2, 2f2-f1, 3f2-2f1)들이 나타나게 된다. 이들 혼변조 신호들은 혼신(cross-talk) 또는 잡음(noise)으로 작용하여 전송품질을 저하시키는 요인이 된다.

이 경우, 대전력증폭기의 포화영역 동작에 따른 비선형 특성을 보상하는 선형화기(linearizer)를 전력증폭기와 함께 사용하게 되면 포화영역에서도 다수 반송파의 공동증폭시 발생하는 혼변조 신호들을 대폭 감소시키면서도 원하는 출력 전력을 얻을 수 있다. 즉, 선형화기를 사용하는 선형전력증폭기(LPA)를 사용하는 경우에는, 도 3에서 보는 바와 같이, 원하는 반송파만이 증폭되게 된다.

선형화란 대전력증폭기에 다중채널 신호가 인가될 때 트랜지스터의 포화영역 부근의 비선형 특성으로 인하여 신호왜곡(Intermodulation Distortion)성분이 인접채널의 신호에 영향을 주는 것을 최소화시키는 것으로서, 신호왜곡은 여파기로 제거할 수 있으며, 통화품질에 큰 영향을 준다.

그 동안 제안된 선형화 방법은 크게 네 가지로 분류할 수 있으며, 이는 '입력전력 back-off 방식', 'negative feedback 방식', 'predistortion 방식' 및 'feedforward 방식'이 있는 바, 본 발명에서는 피드포워드(feedforward)방식을 적용하였다.

피드포워드방식이란 대전력증폭기에서 발생된 IMD와 같은 스펙트럼 모양을 가지며 180°위상 차이가 나는 신호를 만들어 대전력증폭기 출력단에서 결합시켜, 주 신호 이외의 신호(IMD)를 제거하는 방식이다. 이 방식은 위성 지구국용 혹은 육상 이동통신 기지국용으로 많이 사용되는 것으로 타 방식에 비하여 개선 효과가 우수하다. 그런데, 피드포워드 방식으로서 대표적인 것은, 파일럿톤(pilot tone)을 사용하게 되는 바, 이는 광대역 특성을 유지하기 위해 다수의 파일럿톤을 사용하여야 하고, 이퀄라이저와 모니터링 부분 역시 특정주파수를 담당하는 여러 개의 블록으로 구성되므로 회로가 복잡하며, 파일럿톤이 증폭기를 통과하면서 원하지 않는 신호왜곡을 발생시킨다는 문제점이 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은,파일럿톤을 사용하지 않으면서 입력신호 전력의 변화와 다양한 신호에 대한 왜곡을 최소화시키는 것이 가능하며, 지연선로를 사용함으로써 실시간으로 위상제어가 가능한 선형화기를 갖는 선형전력증폭기를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가의 목적이나 효과는, 첨부한 도면을 참고하여 기술한 이하의 발명의 상세한 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.

도 1은 대전력증폭기의 비선형성을 도시한 그래프.

도 2는 대전력증폭기의 입출력 스펙트럼 특성을 도시하고 있다.

도 3은 선형전력증폭기의 입출력 스펙트럼 특성을 도시하고 있다.

도 4는 본 발명에 관한 피드포워드(feedforward) 선형화 방식의 개념도.

도 5는 본 발명의 최적 실시예에 따른 지연선로를 이용한 피드포워드 선형화 방식 구성도.

도 6은 본 발명에 따른 선형화기의 신호전력 계산 방식을 도시하고 있다.

도 7은 본 발명에 따른 선형화 시스템의 블록 구성도.

도 8은 본 발명에 따른 선형화 시스템의 지연선로 구성도.

도 9a 내지 9h는 각각, 도 7의 A모듈 내지 H모듈의 회로도.

도 10은 본 발명의 시스템에서 세기 및 위상 제어기능 자동화 회로.

도 11은 선형화기 전력 측정 지점을 도시하고 있다.

도 12a 및 12b는 각각, 본 발명에 관한 선형화기를 갖는 증폭기 및 갖지 않는 증폭기의 특성별 출력신호를 도시하는 그래프.

도 13a 및 도 13b는 각각, 세기제어회로의 구성도 및 회로.

도 14a 및 도 14b는 각각, 위상제어회로의 구성도 및 회로.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 반송파 입력단 2 : 제1 전력분배기

3 : 제1 지연선로 4 : 제1 가변감쇠기

5 : 제1 가변위상 변환기 6 : 주증폭기

7 : 제1 방향성결합기 8 : 제3 방향성 결합기

9 : 제2 전력분배기 10 : 빼기회로

11 : 반송파 출력단

13 : 제2 지연선로 14 : 제2 가변감쇠기

15 : 제2 가변위상 변환기 16 : 보조증폭기

17 : 제2 방향성결합기 18 : 제5 방향성 결합기

19 : 제4 전력분배기

21 : 증폭기 22 : 동기검정기

24 : 제1 이득제어기 25 : 제1 위상제어기

28 : 제4 방향성 결합기 29 : 제3 전력분배기

31 : 증폭기 32 : 아이솔레이터

33 : 제3 지연선로 34 : 제2 이득제어기

35 : 제2 위상제어기 36 : 증폭기

37 : 제한기(limiter) 38 : 제6 방향성 결합기

39 : 제5 전력분배기

100 : A블럭 200 : B블럭

300 : C블럭 400 : D블럭

500 : E블럭 600 : F블럭

700 : G블럭 800 : H블럭

201 : RF 스위치 202 : 오실레이터

203 : 분주기 204 : 검출기

205 : DC 스위치 206 : ALC(Automatic Level Control)

207 : 감쇠기

701 : 전력분배기 702 : 90 커플러

703 : RF 스위치 704 : 오실레이터

705 : 분주기 706 : 믹서

707 : 전력분배기 708 : DC 스위치

709 : 디바이더 710 : ALC

711 : 위상 쉬프터

즉, 이상의 본 발명의 목적을 달성하기 위한 선형화기를 갖는 선형전력증폭기는,

반송파 입력단(1)을 통해 입력된 반송파 신호를 주경로 및 보조경로로 분배하는 제1 전력분배기(2); 상기 주경로에서의 상기 신호의 세기 및 위상을 변경하는 제1 가변감쇠기(4) 및 제1 가변위상변환기(5); 상기 제1 가변감쇠기(4) 및 제1 가변위상 변환기(5) 후단에 접속되며, 원하는 출력레벨까지 증폭하는 대전력증폭기(6); 상기 주경로에서 생긴 반송파와 혼변조 왜곡신호들 중에서 혼변조 왜곡신호들만을 출력하는 빼기회로(10); 상기 대전력증폭기(6)의 출력에서 반송파와 혼변조 왜곡 신호 성분들을 일부 추출하여 상기 빼기회로(10)에 비교신호로 인가해 주는 제1 방향성 결합기(7); 상기 보조경로에서의 반송파 신호를 신호지연시켜 상기 빼기회로(10)에 기준신호로 인가하는 제1 지연선로(3); 상기 빼기회로(10)에서 얻어진 혼변조 왜곡신호 성분들의 세기 및 위상을 변경하는 제2 가변감쇠기(14) 및 제2 가변위상 변환기(15); 상기 제2 가변감쇠기(14) 및 제2 가변위상 변환기(15) 후단에 접속되며, 원하는 출력레벨까지 증폭하는보조증폭기(16); 상기 보조증폭기(16)에서 적당한 크기로 증폭된 상기 보조경로 상의 혼변조 왜곡신호 성분들과 상기 주경로 상에서 제2 지연선로(13)를 거쳐온 반송파와 혼변조 왜곡신호들의 합신호를 결합하여 반송파 신호만을 추출하여 출력하는 제2 방향성 결합기(18); 를 포함하되, 상기 반송파 신호 성분은 상기 기준신호와 상기 비교신호의 스펙트럼이 일치하도록, 상기 비교신호 정보를 추출하여 제1 크기제어회로(AGC1)(24)와 제1 위상제어회로(APC1)(25)에 인가되도록, 그리고 상기 기준신호 정보를 추출하여 상기 제1 크기제어회로(AGC1)(24)와 상기 제1 위상제어회로(APC1)(25)에 인가되도록 함으로써, 상기 주경로 및 보조경로에서 반송파 신호 성분이 서로 동일 스펙트럼이 되도록, 상기 제1 크기제어회로(AGC1)(24)와 상기 제1 위상제어회로(APC1)(25)가 상기 제1 가변감쇠기(4) 및 제1 가변위상 변환기(5)로 하여금 비교신호의 크기 및 위상을 적절히 변경하도록 제어하는 B블럭(200); 및 상기 빼기회로의 출력신호가 상기 주경로에 다시 결합될 때에 상기 주경로상의 혼변조 왜곡성분과 크기가 같고 역(180°)의 위상으로 되도록, 상기 빼기회로의 출력신호 정보를 추출하여 제2 크기제어회로(AGC2)(34)와 제2 위상제어회로(APC2)(35)에 인가되도록, 그리고 상기 보조 증폭기(16)의 출력신호 정보를 추출하여 상기 제2 크기제어회로(AGC2)(34)와 상기 제2 위상제어회로(APC2)(35)에 인가되도록 함으로써, 상기 제2 크기제어회로(AGC2)(34)와 상기 제2 위상제어회로(APC2)(35)가 상기 주경로 및 보조경로에서 혼변조 왜곡신호 성분이 서로 반대 스펙트럼이 되도록, 상기 제2 가변감쇠기(14) 및 제2 가변위상 변환기(15)로 하여금 상기 빼기회로의 출력신호의 크기 및 위상을 적절히 변경하도록 제어하는 G블럭(700); 을 더 포함함으로써, 최종출력은 혼변조신호 성분들은 제거되어지고 순수한 반송파만이 남게 되도록 하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 빼기회로(10)의 입력신호에 대해서 제3 방향성 결합기(8)가 결합되며, 여기에서 추출된 신호는 제2 전력분배기(9)를 거쳐 상기 제1 크기제어회로(AGC1)(24)와 제1 위상제어회로(APC1)(25)에 인가되며, 상기 제1 전력분배기(2)의 보조경로 상의 신호에 대해 제4 방향성 결합기(28)가 결합되며, 여기에서 추출된 신호는 제3 전력분배기(29)를 거쳐 상기 제1 크기제어회로(AGC1)(24)와 제1 위상제어회로(APC1)(25)에 인가됨으로써, 상기 제1 크기제어회로(AGC1)(24)와 제1 위상제어회로(APC1)(25)에 의해 상기 제1 가변감쇠기(4) 및 제1 가변위상 변환기(5)가 입력신호의 크기 및 위상을 적절히 변경하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 보조증폭기(16)의 증폭된 신호에 대해서 제5 방향성 결합기(18)가 결합되며, 여기에서 추출된 신호는 제4 전력분배기(19)를 거쳐 상기 제2 크기제어회로(AGC2)(34)와 제2 위상제어회로(APC2)(35)에 인가되며, 상기 빼기회로(10)의 출력신호에 대해 제6 방향성 결합기(38)가 결합되며, 여기에서 추출된 신호는 제3 지연선로(33) 및 제5 전력분배기(39)를 거쳐 상기 제2 크기제어회로(AGC2)(34)와 제2 위상제어회로(APC2)(35)에 인가됨으로써, 상기 제2 크기제어회로(AGC2)(34)와 제2 위상제어회로(APC2)(35)에 의해 상기 제2 가변감쇠기(14) 및 제2 가변위상 변환기(15)가 왜곡신호의 크기 및 위상을 적절히 변경하도록 제어하는 것을 특징으로 한다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명에 관련된 피드포워드형 선형화기를 도 4를 참조하여 설명한다.

일반적으로 대전력증폭기에 단일 주파수로 된 입력신호가 인가되면 AM-to-AM과 AM-to-PM 효과에 의해 입력 신호의 크기가 커짐에 따라 출력 이득의 저하와 위상의 지연이 일어난다. 또한 여러 주파수로 된 입력 신호가 입력되면 입력 신호와 동일 주파수를 갖는 출력 신호 외에 각각 다른 비선형 전달 특성을 갖는 혼변조 왜곡 신호 성분들이 발생한다. 대전력증폭기에서 출력에서 발생한 왜곡 신호만을 추출하는 곳을 신호 경로(signal loop)라고 하며, 이 왜곡 신호를 조정하여 대전력증폭기 출력단에 결합시키는 곳을 오차경로(error loop)라고 한다.

즉, 도 4에서 보는 바와 같이, 반송파 입력단(1)을 통해 입력으로 인가된 2개의 반송파는, 전력분배기(2)에 의해 주경로와 보조경로로 똑같은 크기와 위상을 나누어 갖게 된다(점 A 및 점 A'의 스펙트럼 참조). 주경로(점 A)에서는 대전력증폭기(6)에 의해 원하는 출력레벨까지 증폭되면서, 혼변조 왜곡 신호들도 함께 발생된다(점 B의 스펙트럼 참조).

상기 주증폭기(6)의 출력에서 반송파와 혼변조 왜곡 신호 성분들을 방향성 결합기(7)에 의해 일부 추출하여 빼기회로(10)에 인가해 주는 한편, 보조경로(점 A')에서의 순수한 반송파는 지연선로(3)를 거치고 가변감쇠기(4) 및 가변위상 변환기(5)를 거쳐 역시 상기 빼기회로(10)에 인가한다.

빼기회로에서는 주경로에서 생긴 반송파와 혼변조 왜곡신호들 중에서 혼변조왜곡신호들만으로 출력하게 된다. 빼기회로에서 얻어진 혼변조 왜곡신호 성분들(점 C의 스펙트럼)은 다시 가변감쇠기(14) 및 가변위상 변환기(15)를 거쳐 보조 증폭기(16)에서 적당한 크기로 증폭된 후(점 D의 스펙트럼 참조), 주경로 상의 방향성 결합기(17)로 인가되는 바, 이때 주증폭기(6)에 의해 증폭되었던 신호도 지연선로(13)에 의해 소정 시간동안 지연된 후에 방향성 결합기에서 보조경로로부터의 혼변조 왜곡신호 성분들과 결합된다. 따라서, 주경로상 및 보조경로상의 혼변조 왜곡신호 성분들은 서로 상쇄되고, 증폭된 반송파 신호 성분들(점 E의 스펙트럼)만이 출력단으로 출력된다.

여기에서, 가변감쇠기(A)는 대전력증폭기에서 나타나는 혼변조 왜곡신호의 레벨을 맞추어주기 위한 것이고, 가변위상 변환기(Φ)는 주경로에 다시 결합된 때에 역(180°)의 위상을 맞추어주기 위해 미세조정을 하기 위한 것이다. 결국 주경로의 출력단의 결합기(17)에서 결합되기 직전에, 주경로상의 혼변조 신호레벨의 크기와 위상이 반대가 되도록 하여 줌으로써, 선형화기의 최종출력은 점 E의 경우와 같이, 혼변조신호 성분들은 제거되어지고 순수한 반송파만이 남게 된다.

본 발명에 관한 선형화기의 전체 구성은, 도 5에서 보는 바와 같이, 신호의 크기, 위상, 시간지연을 조정하는 가변감쇠기, 가변 위상변환기, 빼기회로, 지연 선로 등과 이 회로들을 조정하기 위한 제어부 등으로 구분한다.

이를 위해, 먼저, 선형화기 설계시 초기작업으로서 대전력증폭기의 출력 특성을 측정하여야 한다. 도 4의 대전력증폭기(MAU)(6)의 주 신호와 3차 왜곡 신호의 최대 출력전력을 측정하여 설계에 적용하여야 입력 신호의 크기가 감쇠될 경우에도정상적인 동작이 가능하다. 왜곡 신호 증폭기(CAU)(16)는 IM 신호만을 증폭하므로 출력 신호에서 부가적인 왜곡이 발생하지 않도록 선형성을 유지하여야 한다. 그리고 크기제어회로와 위상제어회로의 가변 입력 신호 전력에 대한 동작 범위를 측정, 고려하여야 한다.

도 6은, 각 모듈별 동작특성을 고려하여 신호 전력을 계산한 간략화된 전체 회로구성도이다. 각 소자에서의 출력전력의 세기가 dBm으로 표시되어 있다.

한편, 도 6 이하에서는, 도 5에서와 동일한 기능을 하는 소자에는 동일한 부재번호를 붙이고 자세한 설명은 생략한다.

도 5는, 본 발명의 피드포워드 선형화기 전체 시스템의 모듈별 구성도이다. 먼저 동작 원리를 알아보면, 입력 신호는 전력분배기(2)를 통하여 두 개의 신호로 나누어지며, 그 중에서 한 신호는 가변감쇠기(4) 및 가변위상 변환기(5)를 통해 대전력증폭기(6)로 입력되며 이때의 출력 신호는 왜곡 성분을 가지게 된다. 이 신호를 방향성 결합기(7)를 통해 빼기회로(10)에 비교신호로 보낸다. 한편, 상기 전력분배기에서 분배된 또다른 신호는 지연선로(3)를 거쳐 기준신호로서 상기 빼기회로(10)에 인가된다. 한편, 상기 기준신호는 최초 입력 신호가 지연선로(3)를 경유하여 비교 신호의 지연시간을 보상한 빼기회로(10)의 다른 입력 신호이다.

이 과정에서 주 신호 성분은 기준 신호와 비교 신호의 스펙트럼이 일치하도록, 크기제어회로(AGC1)(24)와 위상제어회로(APC1)(25)에 의해 조정된다. 이를 위해, 비교신호에 대해 방향성 결합기(8)가 결합되며, 여기에서 추출된 신호는 전력분배기(9)를 거쳐 크기제어회로(AGC1)(24)와 위상제어회로(APC1)(25)에 인가되고,기준신호에 대해서도 방향성 결합기(28)가 결합되며, 여기에서 추출된 신호는 전력분배기(29)를 거쳐 크기제어회로(AGC1)(24)와 위상제어회로(APC1)(25)에 인가됨으로써, 상기 크기제어회로(AGC1)(24)와 위상제어회로(APC1)(25)에 의해 상기 가변감쇠기(4) 및 가변위상 변환기(5)가 비교신호의 크기 및 위상을 적절히 변경하도록 한다.

주 신호 성분은 서로 동일 스펙트럼이므로 빼기회로(10)에서 상쇄되어 출력으로서 왜곡 신호만 나타난다. 이 신호는 신호경로에서 크기 및 위상제어 회로(14, 15)와 왜곡 신호 증폭기(16)에 의해 대전력증폭기의 왜곡 신호와 크기는 같고 위상이 180°차이가 있는 신호로 조정된다.

역시, 상기 보조회로의 왜곡신호 및 주회로의 왜곡신호 성분들의 스펙트럼이 크기는 같고 위상이 180°차이나도록, 크기제어회로(AGC2)(34)와 위상제어회로(APC2)(35)에 의해 조정된다. 이를 위해, 왜곡신호에 대해 방향성 결합기(38)가 결합되며, 여기에서 추출된 신호는 지연선로(33) 및 전력분배기(39)를 거쳐 크기제어회로(AGC2)(34)와 위상제어회로(APC2)(35)에 인가되고, 증폭된 신호에 대해서도 방향성 결합기(18)가 결합되며, 여기에서 추출된 신호는 전력분배기(19)를 거쳐 크기제어회로(AGC2)(34)와 위상제어회로(APC2)(35)에 인가됨으로써, 상기 크기제어회로(AGC2)(34)와 위상제어회로(APC2)(35)에 의해 상기 가변감쇠기(14) 및 가변위상 변환기(15)가 왜곡신호의 크기 및 위상을 적절히 변경하도록 한다.

결국, 최종 출력단(11) 이전의 방향성 결합기(17)에서, 주경로의지연선로(13)를 거친 신호와 보조경로의 크기 및 위상이 적절히 변경된 신호가 결합하게 되어, 왜곡 신호는 서로 상쇄되고 주 신호 성분만 남게 되므로 선형화기의 기능을 수행하게 되는 것이다.

시스템 설계시에는 회로의 효율성을 고려하여 8개의 모듈로 구분하였으며, 도 7에 A-H블록(100-800)이 도시되어 있다. 미설명 부호 21, 31 및 36은 증폭기이고, 37은 제한기(limiter)이고, 22는 동기검정기(synchronizer)이며, 32는 아이솔레이터(isolator)이다.

도 9a 내지 도 9h는, 도 7에서의 A블럭 내지 H블럭의 회로도의 일례이다.

본 발명의 피드포워드 선형화기 설계상의 특징을 보면, 첫째, 지연선로를 사용함으로써 실시간으로 위상제어가 가능하다. 지연선로는 신호가 선형화기내의 여러 소자들을 거치면서 발생하는 시간적 지연을 일치시킴으로써 시간지연의 불일치에서 오는 대역폭의 협대역화를 막기 위한 것이다. 일반적인 위상제어방법은 이전신호와 현재신호를 상호 비교하여 우수한 특성을 나타내는 신호를 적용하는 방법을 사용하므로 실시간 신호처리가 불가능하여 어느 정도의 오차범위를 허용하게 된다. 그러나, 본 발명에서는 부피가 커지는 단점이 있지만 지연선로의 길이를 조정하는 방법을 사용하여 실시간으로 정확한 위상제어 기능을 구현하였다. 사용된 지연선로는 MICRO-COAX사의 141A-TP형이며, 이의 내부직경은 0.92mm, 외부직경은 2.9mm이고, 1미터 당 약 5ns의 지연시간 특성과 약 0.73dB의 삽입손실 특성이 측정되었다.

본 발명에서는 도 8에서와 같이, 신호경로(signal loop)에 위상보상 용으로 지연선로 DL1을 사용하였고, 오차경로(error loop)의 위상보상용으로 지연선로 DL2및 위상제어 용으로 지연선로 DL3을 사용하였다. 특히 위상제어용 지연선로인 DL3의 기능은 본 발명의 주요 이론으로서 이에 대하여 알아보면, 주 신호 구간 B와 D1사이에 사용되는 DL2는 수동소자로서 선형동작을 하지만, 보조신호 구간에 위치하는 왜곡 신호 증폭기는 트랜지스터의 비선형 영역에서의 동작에 의해 입력신호에 대하여 비선형적인 출력신호 특성을 나타내므로 이를 보상하여 왜곡 신호 증폭기의 이득이 일정한 값으로 유지되도록 하여야 피드포워드 선형화 기능이 가능하다. 이를 위해 신호의 크기와 위상을 자동으로 제어하는 기능이 필요하며, 이 중에서 자동위상제어 기능을 후술할 자동위상제어(automatic phase control) 회로와 지연선로로서 수행토록 한다. 즉, 빼기회로의 출력신호의 위상이 자동 위상제어회로의 동작영역이내에서 변화되도록 왜곡 신호 증폭기의 위상지연 시간을 보상하여 지연선로의 길이를 계산하여 회로에 적용한다. 위상제어용으로 피드포워드 선형화기에 사용한 지연선로인 DL3의 길이는, 빼기회로의 출력지점인 E1에서 왜곡 신호 증폭기를 거쳐 G-블럭 입력지점인 E3까지의 지연시간을 측정하여 이 값과 동일하게 E1에서 E2까지의 지연시간을 적용하면 된다. 그리고 DL1의 길이를 구하기 위해서는, 입력단자 A지점에서 대전력증폭기를 통과한 C1지점까지의 지연시간을 측정하여 이 값과 동일하게 A지점에서 C2지점까지의 지연시간을 적용하면 된다. DL2의 길이는, B지점에서 빼기회로와 왜곡 신호 증폭기를 경유한 D2지점까지의 지연시간을 측정하여 이 값과 동일하게 B지점에서 D1지점까지의 지연 시간을 적용하면 된다.

둘째, 본 발명은, 파일럿톤을 사용하지 않으면서 입력신호 전력의 변화와 다양한 신호에 대한 왜곡을 최소화 시켰다. 파일럿톤을 사용하는 방식은 인위적으로인가된 파일럿톤을 기준으로 왜곡 신호 성분의 제거 정도를 판정, 조정하는 것으로, 파일럿톤은 혼변조 신호에 비해 전력이 크므로 등화기(equalizer)의 조정정도 판별이 상대적으로 쉽다. 최종 출력단 결합기에서 합쳐진 각 파일럿톤의 위상이 180°차이가 나고 크기가 같을 때, 자동적으로 대전력증폭기에서 발생된 혼변조 신호가 최소화된다. 그러나, 광대역 특성을 유지하기 위해서는 다수의 파일럿톤의 사용이 불가피하며, 등화기(equalizer)와 감시기(monitor) 회로 부분 역시 특정 주파수 대역을 담당하는 여러 개의 블록으로 구성되므로 회로가 매우 복잡하여진다. 또한 파일럿톤이 대전력증폭기를 통과하면서 원하지 않는 신호 왜곡을 발생시키며, 신호를 초기화하는데 상당한 시간이 소요된다.

또한, 능동회로(active circuit)를 선형화기에서 기준 값으로 사용되는 구간에 사용하지 않음으로 신호의 왜곡과 발진을 방지하여 회로의 안정성을 개선하였다. 이 방식은 대전력증폭기 앞 단에 감쇠기와 위상 변환기를 배치시킴으로 이 회로들의 삽입손실에 따른 출력신호의 감쇠를 발생시키는 단점이 있었다. 본 발명에서는 약 1∼2 dB의 삽입손실이 발생하였다. 회로 설계 시 고려사항을 살펴보면, 크기제어회로에 입력되는 두 개의 신호는 크기가 동일하여야 한다. 그리고 위상제어회로에 입력되는 두 개의 신호는 위상제어회로 내의 혼합기 입력단 지점에서 상호 위상이 일치하여야 한다. 빼기회로의 비정상적인 동작을 고려하여 주 신호의 크기가 3차 혼변조 신호 크기보다 클 경우, 왜곡 신호를 발생하지 않도록 입력신호의 크기를 제한해 주는 일종의 제한기(limiter) 회로를 적용하는 것이 바람직하다. 선형화기의 RF회로와 디지털회로는 분리하여 설계, 배치하여야 상호간에 신호의 간섭현상을 방지할 수 있다. 대전력증폭기를 지나는 주 신호 구간(main path)은 35W의 대전력 신호가 통과하므로 그 구간에 있는 회로(본 논문에서는 방향성 결합기)들은 별도 분리하여 배치하여야 주위 회로들에 미치는 신호 간섭영향을 최소화시킬 수 있다.

본 발명의 선형화기 설계 및 제작상의 특징을 살펴보면, A블럭과 E블럭의 구조가 감쇠기와 위상 변환기를 주 회로로 구성되도록 하여 동일한 구조로서 제작과 특성측정이 용이하도록 하였다. B블럭과 G블럭도 주 회로가 크기제어회로와 위상제어회로로 하여 상호 동일성을 추구하였으며 이는 회로의 측정과 제작에 많은 편이성을 제공한다. 또한 내부회로 설계 시 디지털회로 부분과 RF회로 부분을 분리하여 신호 간섭이 최소화되도록 고려하였으며, 회로의 집적도를 최대한 반영하였다.

상용 선형화기는 일반적으로 대전력증폭기보다 크지 않도록 개발되고 있으며, 대전력증폭기와 선형화기가 상호 마주보는 구조가 보편적이다. 또한 방열, 경보, 충격보호 등의 회로들이 추가되므로 순수한 선형화 기능 회로들의 집적화는 중요 기술의 일부이다. 본 발명의 선형화기 집적화는 대전력증폭기의 크기와 비교하여 상용 수준이 되려면 더욱 직접도를 높여야 할 필요가 있으며, 상호 신호간섭 문제도 개선되어야 할 것이다. 동기신호 발생기인 H블럭은 순수 디지털회로만으로 구성되어 상호 신호 간섭 문제를 최소화 시켰다.

빼기회로인, C블럭은 제작 및 입력 신호의 일치성 측정과 출력 신호의 상쇄지수 측정이 용이하도록 단독 블럭화시키는 것이 바람직하다. 최종 출력단에 연결되는 F블럭은 선형화 정도의 정확한 측정 및 조정 작업이 용이하도록 블럭화시키는것이 바람직하며, 왜곡 신호 증폭기 출력 신호의 반사특성 개선을 위하여 대용량의 아이솔레이터를 추가하는 것이 좋다. 제한기 회로인 D블럭은 신호의 크기 조정 및 빼기회로의 상쇄지수에 따라 조정이 용이하도록 블럭화시키는 것이 바람직하다. 선형화기의 측정을 위해서는 먼저 구간별로 회로들의 지연시간(delay time)을 측정하여 필요한 지연선로의 길이를 구하여야 한다. 측정 결과, 신호 경로(signal loop)의 위상보상용 지연선로는 지연시간 23.42nSec., 삽입손실 값 -2.9dB이었으며, 에러경로(error loop)의 위상보상 용 지연선로는 지연시간 26.83nSec., 삽입손실 값 -4.2dB이었고, 빼기회로 출력단에 위치하는 위상제어용 지연선로는 지연시간 6.19nSec., 삽입손실 값 -0.74dB이었다.

다음 순서로, B블럭의 크기와 위상제어 기능을 자동화를 시키는 것으로서, 이를 도 10을 참조하여 설명한다. 먼저 크기제어의 자동화 후 위상제어를 조정한다.

도 10의 B블럭의 크기제어는, 도 10의 F지점에서의 주 신호의 크기를 일치시키면 된다. 이를 위하여 A지점을 통해 크기제어 신호인 DC신호를 감쇠기에 입력시켜 입력 신호 변화에 의한 비선형적인 대전력증폭기 출력신호 변화량을 조정한다. 이 때 F지점에서의 신호는 입력 신호의 변화에 선형적으로 응답하기 때문에 기준 신호가 된다. 신호크기 제어회로의 설계 시, 적용된 기준신호의 크기는 12dBm 이었으며, 감쇠기의 감쇠량은 약 3dB정도가 되도록 조정하였다. 이 때의 감쇠기 제어신호는 약 5.7[V]이었다. B블럭의 위상제어도 역시 E, F지점에서 양쪽 신호가 동위상이 되도록 B지점에서의 제어신호에 의해 위상변환기를 동작시키면 된다. 이를 위해먼저, B블럭 내의 위상 제어회로 부분의 입력위상을 일치시켜야 한다. 즉, D지점으로 입력되는 신호는 기준신호로서 혼합기의 LO신호로 작용하므로 이 신호의 혼합기 입력지점에서의 위상 값과, 혼합기의 RF 신호로 작용하는 C지점으로 입력되는 신호의 위상 값이 혼합기의 RF 신호 입력지점에서 일치시켜야 한다. 즉, RF 신호는 방향성 결합기와 RF 스위치를 경유하여 혼합기로 입력되므로 이의 위상지연시간을 LO 신호 입력구간에서 보상해주어야 한다. 혼합기는 LO 신호가 RF 신호보다 크기가 커야 정상적인 동작을 하므로 이를 고려하여 크기를 조정하여야 한다. 혼합기의 출력 신호는 DC 스위치에 의하여 I 신호 및 Q 신호로 나누어지며, 신호의 크기 성분은 동일하므로 나누기 회로에 의해 서로 상쇄되어 버리고 순수한 위상성분만 남게 된다. ALC 입력 시, 기준 값으로 0[V]를 적용하였으며, 나누기 회로의 출력 값도 초기값으로 0[V]를 적용하였다. 즉, 분모인 I 신호는 0[V]보다 커야 하며, 분자인 Q신호를 0[V]로 조정하면 된다. 빼기회로의 기능이 주 신호의 상쇄이지만, 선형화기의 안정적인 동작을 위해서는 상쇄된 주 신호의 발진현상이 없어야 하므로 상쇄량보다는 안정화에 비중을 두어야 한다. 즉, 출력 신호중 주 신호 크기가 IM신호 크기보다 약간 높아도 대전력증폭기의 출력 신호에 비하면 무시할 수 있는 미약한 크기이므로 문제가 되지 않는다. 약 15dB의 입력 신호 변화 범위에서 대전력증폭기의 위상변화량은 약 18°정도였으며, 위상변환기 제어신호는 약 5[V]가 입력되도록 조정하였다.

G블럭의 크기 및 위상제어기능의 자동화는 왜곡 신호 증폭기에 의한 비선형적인 크기 및 위상의 변화를 고정 값을 갖도록 조정하는 것이다. 즉, G-블럭의 입력 지점인 G, K 지점에서 양쪽의 크기가 일치하도록 크기제어 신호의 출력 지점인 H지점을 통해 감쇠기를 제어시키면 된다. 위상제어도 역시 G, K지점에서 양쪽 신호가 동위상을 유지하도록 J지점에서의 제어신호에 의해 위상변환기를 동작시키면 된다.

자동화 방법은 B블럭과 동일하다. D블럭은 빼기회로의 주 신호 상쇄기능이 정상적이지 못할 때, 큰 크기의 신호가 왜곡 신호 증폭기로 입력되는 것을 방비하기 위한 일종의 제한기 기능을 수행하는 회로이다. 위에서 기술한 과정의 성공적 수행을 위해서는, 크기제어회로와 위상제어회로의 동작범위를 사전에 측정하여 시스템 설계 시 반영하여야 한다. 또한, 나누기 회로의 정상적인 동작을 위하여 입력 신호가 양(+)의 성분을 가져야 하며, RF 신호들의 상호 간섭도 고려하여야 한다. 최종단에서 신호의 결합 과정에서 IM 신호는 180°의 위상차를 가져야 하므로 L 지점에서 위상을 조정한다. 즉, IM 신호는 서로 상쇄되고 주 신호 성분만 출력되게 함으로써 선형화기의 기능을 성공적으로 수행하게 된다. 본 논문에서 연구한 선형화기는 PCS기지국용 선형화기로서, 중심주파수는 1855 MHz이며 입력신호는 2-Tone을 적용하였고, 톤(Tone)간격은 0.6MHz이다. 선형화 대상인 대전력증폭기는 'KMW사'의 35W용량의 상용 제품을 적용하였다. 선형화기에 의한 C/I 개선량은 약 18∼24dB, 17∼25dB로서, 설계 시 요구한 수준의 결과를 얻었으며, 상용화가 가능한 수준이다.

이제, 세기제어회로의 일례를 도 13a를 참조하여 설명한다. 도 13a에서, 입력신호 A를 기준신호로 B를 압력신호라고 하면, RF스위치(201)에서, 동기신호에 의해 10kHz 주기로 A, B 신호를 출력하며 (동기신호는 오실레이터(202)에서 생성된 1MHz 신호를 분주기(203)에서 10kHz 신호로 하여 출력한다), 이를 검출기(204)에서 DC전압으로 변환하여 DC스위치(205)로 보낸다. DC스위치는 동기신호가 '하이" 상태에서만 동작하므로, 이를 반전 및 비반전 상태로 입력시키면, A, B 신호를 교대로 출력시킨다. 출력신호 중 A 신호를 V_ref, B 신호를 V_i라고 하면, ALC(206)에서 V_ref신호세기를 기준으로 하여 V_i신호세기를 감쇠기(207)를 이용하여 V_ref값과 동일한 크기로 일치시키면, 자동세기제어회로가 된다.

동작원리를 살펴보면, 증폭기의 출력전력이 지나치게 크면 V_i가 V_ref보다 크게 되고, V_out은 시정수 τ=RC로 증가하게 되어, 반사기의 감쇠기는 감쇠값을 키우게 된다.

감쇠값이 지나치게 커지게 되면, V_i가 V_ref보다 작게 되어 이번에는 V_out가 감소하므로 감쇠기의 감쇠가 줄게 된다. 이 RF출력은 DC전압으로 검출될 때 V_ref를 중신으로 커졌다 작아졌다를 하게 되는 데, 회로의 동작시간이 시정수보다 매우 작으므로 고정되어 버림을 알 수 있다. 이렇게 V_out가 고정되면 어떤 입력이 인가되더라도 일정한 출력을 낼 수 있게 된다. 따라서, V_ref의 값에 따라 출력신호의 레벨이 일정하게 결정된다. 이때 DC전압인 출력 Vout는 Vi값과 Vref값이 일치하도록 감쇠기의 감쇠량을 조정하는 값에 접근하여, 이 값을 일정하게 내보낸다. 또한 ALC 내의 저항값은 감쇠기의 DC 전압 특성을 고려해서 결정할 수 있으며, ALC의 기준전압보다 작은 값으로 검출되는 신호가 입력될 때는 입력전력을 키울 수 없기 때문에 ALC가 되지 않는다.

도 13b에는 이상의 세기제어회로의 일례가 나타나 있다.

다음, 위상제어회로의 일례를 도 14a를 참조하여 설명한다. 도 14a에서, 대전력증폭기의 출력신호인 B∠φ를 전력분배기(701)를 통해 위상제어회로의 입력신호로 하여, 90°3dB 커플러(702)에 입력시켜, 신호의 크기가 각각이며, 90°위상차를 가지는 cosφ와 sinφ의 2가지 신호를 생성시킨다.

이를 tanφ 형태로 변환하여 위상의 크기를 제어가능하도록 한다.

이 신호들은 RF스위치(703)에서 동기신호에 의해 10kHz 주기로 교대로 출력되어(동기신호는 오실레이터(704)에서 생성된 1MHz 신호를 분주기(705)에서 10kHz 신호로 하여 출력한다), 주파수 혼합기(706)의 RF신호로서 입력된다.

한편, 기준신호인 A∠θ를 전력분배기(707)를 통해 주파수 혼합기(706)의 LO신호로 입력한다. 주파수 혼합기는 변환손실 K의 비율이 곱해진 크기를 가지며, 출력신호인 IF신호의 주파수 위상은 RF와 LO신호의 주파수와 위상에 의해 정해진다.

RF신호가 LO신호의 주파수와 같은 경우 주파수혼합기의 IF출력 주파수는 직류성분(DC)과 그 외 여러 주파수 성분이 생긴다. 이때 직류성분의 크기는 RF신호와 LO신호의 위상관계에 의해 결정된다.

이를 수식으로 전개하면 수학식 1과 같으며, 여기서 주파수 혼합기의 입력신호 세기를 동일하게 각각,로 적용하였다.

IF출력신호를 저역통과 여파기로 고조파 성분을 제거하면, IF출력신호는 수학식 2와 같다.

동일한 방법을 IF2에 적용하면, 수학식 3과 같다.

주파수 혼합기(706)에서 DC전압으로 변환된 이 IF1, IF2 신호를 DC스위치(708)로 보내면, DC스위치는 10kHz 주기로 IF1, IF2 신호를 교대로 출력시킨다.

이들 출력신호들은 90°위상차를 가지므로 IF1 신호를 I신호(In-phase), IF2신호를 Q신호(Quadrature-phase)로 적용이 가능하다. 이를 나누기 회로(709)에 I신호를 분모값으로 Q 신호를 분자값으로 입력시키면, Q/I 의 나누기 회로의 경과로서 (4/K)AB 크기 성분은 없어지고, tan(φ- θ)의 순수한 위상 성분 값만 추출할 수 있다.

ALC(710)의 기준값을 0V로 설정하고, DC성분인 tan(φ- θ)의 위상값을 입력값으로 하여 ALC에 입력한다.

ALC의 동작원리는 세기제어와 동일하며, 여기서 기준값으로 0V를 선정한 것은 초기입력값으로 tan(φ- θ)의 위상값을 φ= θ로 하여 tan값을 0으로 설정하기 때문이다.

즉, 대전력증폭기의 위상이 변하여 φ값이 변하면, ALC에서 φ= θ조건이 만족되도록 V_out값을 위상변환기(711)로 보내어 위상변환기에서 대전력증폭기의 위상을 제어하게 된다.

도 13b에는 이상의 위상제어회로의 일례가 나타나 있다.

도 11은 본 발명에 관한 선형화기의 측정지점을 도시하고 있다. 일례로, PCS 기지국용 선형화기로서, 중심주파수는 1855MHz이며 입력신호는 2 Tone을 적용하였고, 톤(Tone) 간격은 0.6MHz이다. 선형화 대상 대전력증폭기는 KMW사의 35W 용량의 상용제품을 적용하였다. 측정방법은 먼저 전체 시스템을 구성한 후 정상동작 상태하에서 수행한다.

'측정 1'은 MAU(6) 출력신호를 측정하는 것으로서, 30dB 방향성결합기(7)의쓰루포트(through port)는 50ohm 단락시키고 커플드포트(coupled port)의 출력신호를 스펙트럼 분석기에 연결하여 수행한다.

'측정 2'는 빼기회로(10)의 출력신호를 측정하는 것으로서, 빼기회로 출력단의 신호를 스펙트럼 분석기에 연결하여 수행한다.

'측정 3'은 CAU((16) 출력단과 10dB 방향성결합기(17) 사이를 연결시켜 선형화기능을 적용한 경우의 출력신호를 측정하고, 동일 지점을 단락시켜 선형화 기능을 적용하지 않은 경우의 출력신호를 측정한다. 측정은 상기 측정지점에서 선형화 기능을 적용한 경우와 적용하지 않은 경우에 대해, MAU(6)출력이 1W, 2W, 10W, 20W, 25W 및 30W에서 각각 수행하였다.

선형화기에 의한 IM개선량은 약 18-24 dBm, 17-25 dBc 로서, 상당히 우수한 효과를 나타냈다.

표 1은 MAU 출력신호 및 빼기회로의 출력신호이며, 표 2와 표 3은 선형화기를 적용하지 않은 대전력증폭기의 출력 특성과 본 발명에서 설계 및 제작한 피드포워드 선형화기를 적용하였을 때의 최종단에서 출력 신호를 나타내며, 선형화기에 의한 3rd-IM 과 C/I의 개선량을 dBc로 나타낸 것이다.

출력전력(dBm/tone)	MAU 출력전력	빼기회로 출력전력
	f-3	f+3	f-3	f+3
30W (41.7)	0.62	-2.40	-38.80	-42.45
25W (41.0)	-1.25	-3.60	-38.17	-40.15
20W (40.0)	-1.00	-3.12	-37.77	-39.32
10W (37.0)	-2.52	-3.65	-38.97	-39.77
2W (30.0)	-9.75	-9.70	-49.40	-49.40
1W (27.0)	-19.10	-16.40	-57.65	-57.65

출력전력(dBm/tone)	피드포워드 사용않음	피드포워드 사용함	개선량(dB)
	f-3	f+3	f-3	f+3	f-3	f+3
30W (41.7)	-5.17	-7.30	-26.62	-26.05	21.45	18.75
25W (41.0)	-4.92	-7.52	-26.67	-25.65	21.75	18.13
20W (40.0)	-2.92	-4.25	-27.30	-27.32	24.38	23.07
10W (37.0)	-4.68	-5.89	-23.71	-27.54	19.03	21.65
2W (30.0)	-13.62	-13.15	-32.87	-32.20	19.25	19.05
1W (27.0)	-20.62	-20.72	-37.37	-37.30	16.75	16.58

출력전력(dBm/tone)	피드포워드 사용않음	피드포워드 사용함	개선량(dB)
30W (41.7)	41.47	62.94	21.47
25W (41.0)	41.29	63.17	21.88
20W (40.0)	38.17	62.75	24.58
10W (37.0)	36.68	60.18	23.50
2W (30.0)	39.19	58.49	19.30
1W (27.0)	42.94	59.84	16.90

이상 본 발명을 첨부도면에 도시된 일 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 당업자가 용이하게 생각해 낼 수 있는 범위내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 한계는 다음의 특허청구범위에 의해서만 한정되어야 한다.

도 12a 및 도 12b는 대전력증폭기의 출력 전력이 30W인 경우에 선형화기를적용하지 않은 경우와 선형화기를 적용한 경우의 출력 스펙트럼을 측정한 결과이다. 반송파(1번, 2번)의 신호레벨의 차이는 거의 없는데 비해, 본 발명에 관한 선형화기를 사용한 결과 혼변조 신호레벨(3번 내지 6번)이 현저하게 감소한 것을 알 수 있다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명에서는 코렉션 증폭기 제어용 지연선로를 이용한 새로운 형의 피드포워드 방식의 선형화기를 제안하고 있는 바, 약 15dB 범위의 동작 범위에서 58.5dBc∼63.2dBc IMD 특성을 보였으며, 약 16.9dB∼24.6dB의 C/I 개선을 이루었다. 결국, 효과적인 선형화기가 얻어지는 것이 가능하게 된다.

Claims (3)

1. 반송파 입력단(1)을 통해 입력된 반송파 신호를 주경로 및 보조경로로 분배하는 제1 전력분배기(2);

   상기 주경로에서의 상기 신호의 세기 및 위상을 변경하는 제1 가변감쇠기(4) 및 제1 가변위상변환기(5);

   상기 제1 가변감쇠기(4) 및 제1 가변위상 변환기(5) 후단에 접속되며, 원하는 출력레벨까지 증폭하는 대전력증폭기(6);

   상기 주경로에서 생긴 반송파와 혼변조 왜곡신호들 중에서 혼변조 왜곡신호들만을 출력하는 빼기회로(10);

   상기 대전력증폭기(6)의 출력에서 반송파와 혼변조 왜곡 신호 성분들을 일부추출하여 상기 빼기회로(10)에 비교신호로 인가해 주는 제1 방향성 결합기(7);

   상기 보조경로에서의 반송파 신호를 신호지연시켜 상기 빼기회로(10)에 기준신호로 인가하는 제1 지연선로(3);

   상기 빼기회로(10)에서 얻어진 혼변조 왜곡신호 성분들의 세기 및 위상을 변경하는 제2 가변감쇠기(14) 및 제2 가변위상 변환기(15);

   상기 제2 가변감쇠기(14) 및 제2 가변위상 변환기(15) 후단에 접속되며, 원하는 출력레벨까지 증폭하는 보조증폭기(16);

   상기 보조증폭기(16)에서 적당한 크기로 증폭된 상기 보조경로 상의 혼변조 왜곡신호 성분들과 상기 주경로 상에서 제2 지연선로(13)를 거쳐온 반송파와 혼변조 왜곡신호들의 합신호를 결합하여 반송파 신호만을 추출하여 출력하는 제2 방향성 결합기(18);

   를 포함하되,

   상기 반송파 신호 성분은 상기 기준신호와 상기 비교신호의 스펙트럼이 일치하도록, 상기 비교신호 정보를 추출하여 제1 크기제어회로(AGC1)(24)와 제1 위상제어회로(APC1)(25)에 인가되도록, 그리고 상기 기준신호 정보를 추출하여 상기 제1 크기제어회로(AGC1)(24)와 상기 제1 위상제어회로(APC1)(25)에 인가되도록 함으로써, 상기 주경로 및 보조경로에서 반송파 신호 성분이 서로 동일 스펙트럼이 되도록, 상기 제1 크기제어회로(AGC1)(24)와 상기 제1 위상제어회로(APC1)(25)가 상기 제1 가변감쇠기(4) 및 제1 가변위상 변환기(5)로 하여금 비교신호의 크기 및 위상을 적절히 변경하도록 제어하는 B블럭(200); 및

   상기 빼기회로의 출력신호가 상기 주경로에 다시 결합될 때에 상기 주경로상의 혼변조 왜곡성분과 크기가 같고 역(180°)의 위상으로 되도록, 상기 빼기회로의 출력신호 정보를 추출하여 제2 크기제어회로(AGC2)(34)와 제2 위상제어회로(APC2)(35)에 인가되도록, 그리고 상기 보조 증폭기(16)의 출력신호 정보를 추출하여 상기 제2 크기제어회로(AGC2)(34)와 상기 제2 위상제어회로(APC2)(35)에 인가되도록 함으로써, 상기 제2 크기제어회로(AGC2)(34)와 상기 제2 위상제어회로(APC2)(35)가 상기 주경로 및 보조경로에서 혼변조 왜곡신호 성분이 서로 반대 스펙트럼이 되도록, 상기 제2 가변감쇠기(14) 및 제2 가변위상 변환기(15)로 하여금 상기 빼기회로의 출력신호의 크기 및 위상을 적절히 변경하도록 제어하는 G블럭(700);

   을 더 포함함으로써, 최종출력은 혼변조신호 성분들은 제거되어지고 순수한 반송파만이 남게 되도록 하는 것을 특징으로 하는 선형화기를 갖는 선형전력증폭기.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 빼기회로(10)의 입력신호에 대해서 제3 방향성 결합기(8)가 결합되며, 여기에서 추출된 신호는 제2 전력분배기(9)를 거쳐 상기 제1 크기제어회로(AGC1)(24)와 제1 위상제어회로(APC1)(25)에 인가되며, 상기 제1 전력분배기(2)의 보조경로 상의 신호에 대해 제4 방향성 결합기(28)가 결합되며, 여기에서 추출된 신호는 제3 전력분배기(29)를 거쳐 상기 제1 크기제어회로(AGC1)(24)와 제1 위상제어회로(APC1)(25)에 인가됨으로써, 상기 제1 크기제어회로(AGC1)(24)와 제1 위상제어회로(APC1)(25)에 의해 상기 제1 가변감쇠기(4) 및 제1 가변위상 변환기(5)가 입력신호의 크기 및 위상을 적절히 변경하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 선형화기를 갖는 선형전력증폭기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 보조증폭기(16)의 증폭된 신호에 대해서 제5 방향성 결합기(18)가 결합되며, 여기에서 추출된 신호는 제4 전력분배기(19)를 거쳐 상기 제2 크기제어회로(AGC2)(34)와 제2 위상제어회로(APC2)(35)에 인가되며, 상기 빼기회로(10)의 출력신호에 대해 제6 방향성 결합기(38)가 결합되며, 여기에서 추출된 신호는 제3 지연선로(33) 및 제5 전력분배기(39)를 거쳐 상기 제2 크기제어회로(AGC2)(34)와 제2 위상제어회로(APC2)(35)에 인가됨으로써, 상기 제2 크기제어회로(AGC2)(34)와 제2 위상제어회로(APC2)(35)에 의해 상기 제2 가변감쇠기(14) 및 제2 가변위상 변환기(15)가 왜곡신호의 크기 및 위상을 적절히 변경하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 선형화기를 갖는 선형전력증폭기.