Fabrication of IMT-2000 Linear Power Amplifier using Current Control Adaptation Method in Signal Cancelling Loop

The digital mobile communication will be developed till getting multimedia service in anyone, any where, any time. Theses requiring items are going to be come true via IMT-2000 system. Transmitting signal bandwidth of IMT-2000 system is 3 times as large as IS-95 system. That is mean peak to average of signal is higher than IS-95A system. So we have to design it carefully not to effect in adjacent channel. HPA(High Power Amplifier) located in the end point of system is operated in 1-㏈ compression point(Pl㏈), then it generates 3rd and 5th inter modulation signals. Theses signals affect at adjacent channel and RF signal is distorted by compressed signal which is operated near by Pl㏈ point. Then the most important design factor is how we make HPA having high linearity. Feedback, Pre-distorter and Feed-forward methods are presented to solve theses problems. Feed-forward of these methods is having excellent improving capacity, but composed with complex structure. Generally, Linearity and Efficiency in power amplifier operate in the contrary, then it is difficult for us to find optimal operating point. In this paper we applied algorithm which searches optimal point of linear characteristics, which is key in Power Amplifier, using minimum current point of error amplifier in 1st loop. And we made 2nd loop compose with new structure. We confirmed fabricated LPA is operated by having high linearity and minimum current condition with ACPR of -26 ㏈m max. @ 30㎑ BW in 3.515㎒ and ACLR of 48 ㏈c max@${\pm}$㎒ from 1W to 40W.

신호 제거 궤환부의 전류 제어 적응형 알고리즘을 이용한 IMT-2000용 선형화 증폭기 제작

IMT-2000 서비스의 전송제한은 3GPP에 규정하고 있다. IS-95A 서비스보다 IMT-2000 서비스는 3배의 대역폭을 가짐으로 해서 Peak to Average가 높아졌고, 이 때문에 인접채널에 대한 영향을 줄이는 쪽으로 더 주위 깊게 설계하여야 하는 어려움이 발생하였다. 이러한 요소에 가장 민감하게 동작하는 모듈이 이동통신 시스템에 최종단에 위치하여 멀리까지 서비스를 가능케 하는 HPA(High Power Amplifier)이다. HPA는 Pl㏈ 근처에 동작시킴으로 인해 3차 5차 신호로 인해 인접채널에 영향을 미치며, 신호가 포화됨으로 인해 왜곡이 발생한다. 이에 HPA를 어떻게 선형화 시킬 수 있을 것이냐가 중요한 요소로써 작용하는데, 본 논문에서는 가장 복잡한 구조로 이루어져 있지만 선형화 방법에 있어 탁월한 개선 능력을 갖는 Feed-forward 방식을 설계 제작하였다. 본 논문은 Feed-forward의 1차 궤환부인 신호 제거 궤환부에서 얻어진 전류를 검출하여 알고리즘을 수행케 함으로써 환경변화에서도 무리 없이 동작하는 적응형 40Watt Feed-forward 선형화 증폭기가 되도록 하였다. 일반적인 RF 출력 신호를 검출하는 방식은 회로가 복잡하며, 합성기 출력에서 검출을 하기 때문에 신호검출의 정확성에서도 떨어지는 단점이 있다. 또한 선형화 증폭기의 최종 출력에서의 에러 신호를 감지하여 최적화시키는 알고리즘 역시 기존 방식인 Pilot 신호를 이용하지 않고 에러량 검출 방식을 적용하셔 W-CDMA용 선형화 증폭기가 되도록 하였다. 결과적으로 54㏈의 이득특성을 얻으면서 IW에서 40W 출력시까지 어느 동작에서도 30㎑ 대역폭 내에서 -26㏈m Max@3.515㎒ ACPR(Adjacent Channel Power Ratio) 특성, 48㏈c Max@±5㎒ ACLR (Adjacent Channel Leakage Power Ratio) 특성을 모두 만족하여 3GPP의 국제규격을 만족하는 선형화 증폭기가 되도록 하였다.