KR20090043853A - Doherty amplifier - Google Patents
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Abstract
본 발명은 도허티 전력 증폭 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 도허티 전력 증폭 장치의 출력 정합 회로에서 보상 선로를 제거함으로써 소형화하고 전력 손실을 줄일 수 있는 도허티 전력 증폭 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치는 제1 출력 정합 회로와 제2 출력 정합 회로에 별도의 보상 선로부를 구비하지 않음으로써, 도허티 전력 증폭 장치의 크기를 소형으로 제작할 수 있으며 제작 비용을 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치는 보상 선로부를 제거함으로써, 종래 보상 선로부에서의 전력 손실을 방지할 수 있다.
전력 증폭기, 도허티 증폭기, 보상 선로
The present invention relates to a Doherty power amplification apparatus, and more particularly, to a Doherty power amplification apparatus that can be miniaturized and reduce power loss by eliminating a compensation line from an output matching circuit of the Doherty power amplification apparatus.
The Doherty power amplification apparatus according to the present invention does not include a separate compensation line unit in the first output matching circuit and the second output matching circuit, so that the size of the Doherty power amplification apparatus can be made small and the manufacturing cost can be reduced. In addition, the Doherty power amplification apparatus according to the present invention can prevent the power loss in the conventional compensation line unit by removing the compensation line unit.
Power Amplifiers, Doherty Amplifiers, Compensation Lines
Description
본 발명은 도허티 전력 증폭 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 도허티 전력 증폭 장치의 출력 정합 회로에서 보상 선로를 제거함으로써 소형화하고 전력 손실을 줄일 수 있는 도허티 전력 증폭 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a Doherty power amplification apparatus, and more particularly, to a Doherty power amplification apparatus that can be miniaturized and reduce power loss by eliminating a compensation line from an output matching circuit of the Doherty power amplification apparatus.
이동통신단말기, 중계기 또는 기지국 내 전력 증폭 장치는 디지털 통신 서비스의 신뢰도를 높이기 위하여 일반적으로 높은 선형화 특성이 요구된다. 그러나 신호의 포락선이 변화는 디지털 통신에 있어 중계기용 또는 기지국용 전력 증폭 장치는 수 dB의 PAR(Peak-to Average Ratio)를 가져야 하며 부가적인 선형화를 위한 회로와 복잡한 제어 회로의 요구에 의하여 매우 낮은 효율을 갖게 된다. 더욱이 최근 이동통신 단말기, 중계기 및 기지국은 점차 소형화되는 반면 다양한 기능을 부가하여 많은 전력을 소비함으로 인해, 전력 증폭 장치의 효율은 더 낮아지게 된다. Power amplification devices in a mobile communication terminal, a repeater, or a base station generally require high linearization characteristics to increase the reliability of digital communication services. However, the change in the envelope of the signal requires that the repeater or base station power amplification device must have a peak-to-average ratio (PAR) of several dB in digital communications and is very low due to the need for additional linearization and complex control circuitry. Efficiency. Moreover, in recent years, mobile communication terminals, repeaters, and base stations are gradually miniaturized, but due to the consumption of a lot of power by adding various functions, the efficiency of the power amplification device is lowered.
이동통신 단말기, 중계기 및 기지국에서 전력 소모의 대부분을 차지하는 RF 전력 증폭 장치의 효율을 높이기 위한 많은 연구가 진행되고 있는데, 이 중에서 전력 증폭 장치의 효율을 높이기 위한 도허티 전력 증폭 장치에 대한 많은 연구가 이 루어지고 있다.Much research has been conducted to improve the efficiency of RF power amplifiers, which account for the majority of power consumption in mobile terminals, repeaters, and base stations. It's being done.
도허티 전력 증폭 장치는 1936년 W.H. Doherty에 의해서 처음 제안되었는데, λ/4 임피던스 변환부(quarter wave transformer)를 사용하여 캐리어 증폭기와 피킹 증폭기를 병렬로 연결하는 방식으로 전력 레벨에 따라 피킹 증폭기가 로드에 공급하는 전류의 양을 달라지게 함으로써 캐리어 증폭기의 로드 라인 임피던스를 조절하여 효율을 높인다. Doherty's power amplification unit was published in 1936 by W.H. This was first proposed by Doherty, which uses a quarter-wave transformer to connect the carrier amplifier and the peaking amplifier in parallel to vary the amount of current the peaking amplifier supplies to the load depending on the power level. This improves efficiency by adjusting the load line impedance of the carrier amplifier.
도 1은 종래 도허티 전력 증폭 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a conventional Doherty power amplification apparatus.
도 1을 참고로 살펴보면, 증폭하고자 하는 전력이 전력 입력단(I)을 통해 전력 스플리터(power spliter, 10)로 입력되면, 전력 스플리터(10)부터 분배된 전력 신호는 각각 입력 정합 회로(20)로 입력된다. 입력 정합 회로(20)는 제1 입력 정합 회로(23)와 제2 입력 정합 회로(25)로 구성되어 있으며, 제1 입력 정합 회로(23)는 캐리어 증폭기(33)의 입력단과 연결되어 있으며 제2 입력 정합 회로(25)는 피킹 증폭기(35)의 입력단과 연결되어 있다. 제1 입력 정합 회로(23)는 전력 입력단(I)과 캐리어 증폭기(33) 사이의 입력 임피던스를 정합하며 제2 입력 정합 회로(25)는 전력 입력단(I)과 피킹 증폭기(35) 사이의 입력 임피던스를 정합한다. Referring to FIG. 1, when the power to be amplified is input to the
캐리어 증폭기(33)와 피킹 증폭기(35)의 출력단에는 출력 정합 회로(40)가 연결되어 있다. 출력 정합 회로(40)는 캐리어 증폭기(33)에 연결되어 있는 제1 출력 정합 회로(43)와 피킹 증폭기(35)에 연결되어 있는 제2 출력 정합 회로(45)를 구비하고 있다. 한편, 제1 출력 정합 회로(43)는 저역통과 정합부(43-1), 제1 보상 선로부(43-2) 및 캐리어 증폭기(33)의 라인 임피던스를 변환시키는 임피던스 변 환부(43-3)를 구비하고 있으며, 제2 출력 정합 회로(45)는 저역통과 정합부(45-1), 제2 보상 선로부(45-2)를 구비하고 있다.An
제1 출력 정합 회로(43)와 제2 출력 정합 회로(45)는 낮은 출력 레벨에서 캐리어 증폭기(33)와 피킹 증폭기의 출력 임피던스를 각각 개방시키고 단락시킴으로써, 피킹 증폭기(35)로의 전력 누수를 방지하여 낮은 출력 레벨에서도 효율성을 증가시킨다. 미설명한 지연회로부(15)는 캐리어 증폭기(33)와 피킹 증폭기(35) 사이의 위상 지연을 보상한다. The first
도 1에서 설명한 종래 도허티 전력 증폭 장치의 출력 임피던스를 도 2의 스미스 차트에서 살펴보면, 저역통과 정합부(43-1, 45-1) 이후의 출력 임피던스는 스미스 차트의 상단에 위치한다. 따라서 종래 도허티 전력 증폭 장치에서 캐리어 증폭기(33)와 피킹 증폭기(35)의 출력 임피던스를 개방시키기 위해, 제1 출력 정합 회로(43)와 제2 출력 정합 회로(45)는 각각 긴 제1 보상 선로부(43-2)와 제2 보상 선로부(45-2)를 구비하여야 한다. 더욱이, 저역통과 정합부(43-1, 45-1) 이후의 출력 임피던스가 단락 위치에 있는 경우, 보다 긴 제1 보상 선로부(43-2)와 제2 보상 선로부(45-2)를 구비하여야 한다.Referring to the output impedance of the conventional Doherty power amplifier described with reference to Figure 1 in the Smith chart of Figure 2, the output impedance after the low pass matching unit (43-1, 45-1) is located at the top of the Smith chart. Therefore, in order to open the output impedances of the
종래 도허티 증폭 장치는 제1 보상 선로부(43-2)와 제2 보상 선로부(45-2)로 인해 크기가 커지며, 제1 보상 선로부(43-2)와 제2 보상 선로부(45-2)에서 출력이 손실된다는 문제점을 가진다.The conventional Doherty amplification device is large in size due to the first compensation line part 43-2 and the second compensation line part 45-2, and the first compensation line part 43-2 and the second
따라서 본 발명이 이루고자 하는 목적은 별도의 보상 선로부를 구비하지 않는 도허티 전력 증폭 장치를 제공하는 것이다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a Doherty power amplification apparatus that does not have a separate compensation line unit.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치는 캐리어 증폭기와 피킹 증폭기의 입력단에 접속되어 있는 입력 정합 회로와 캐리어 증폭기와 피킹 증폭기의 출력단에 접속되어 있는 출력 정합 회로를 포함하며,In order to achieve the object of the present invention, the Doherty power amplification apparatus according to the present invention includes an input matching circuit connected to the input terminals of the carrier amplifier and the peaking amplifier and an output matching circuit connected to the output terminals of the carrier amplifier and the peaking amplifier. ,
출력 정합 회로는 캐리어 증폭기의 출력단에 직렬로 접속되어 캐리어 증폭기 의 출력 임피던스를 단락 또는 개방시키는 제1 출력 정합 회로와, 피킹 증폭기의 출력단에 직렬로 접속되어 피킹 증폭기의 출력 임피던스를 개방시키는 제2 출력 정합 회로를 포함하는 것을 특징으로 한다.The output matching circuit is connected in series with the output terminal of the carrier amplifier to short-circuit or open the output impedance of the carrier amplifier, and the second output is connected in series with the output terminal of the peaking amplifier to open the output impedance of the peaking amplifier. And a matching circuit.
본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치는 제1 출력 정합 회로와 제2 출력 정합 회로에 별도의 보상 선로부를 구비하지 않음으로써, 도허티 전력 증폭 장치의 크기를 소형으로 제작할 수 있으며 제작 비용을 줄일 수 있다.The Doherty power amplification apparatus according to the present invention does not include a separate compensation line unit in the first output matching circuit and the second output matching circuit, so that the size of the Doherty power amplification apparatus can be made small and the manufacturing cost can be reduced.
또한, 본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치는 보상 선로부를 제거함으로써, 종래 보상 선로부에서의 전력 손실을 방지할 수 있다. In addition, the Doherty power amplification apparatus according to the present invention can prevent the power loss in the conventional compensation line unit by removing the compensation line unit.
이하 첨부한 도 3 내지 도 14를 참고로 본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치를 보다 구체적으로 살펴보도록 한다. Hereinafter, the Doherty power amplifier according to the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 3 to 14.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 기능 블록도를 도시하고 있으며, 도 4는 스마트 차트상에서 도 3에 도시되어 있는 도허티 전력 증폭 장치의 출력 임피던스를 도시하고 있다.FIG. 3 shows a functional block diagram of a Doherty power amplifier according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 4 shows the output impedance of the Doherty power amplifier shown in FIG. 3 on a smart chart.
도 3에 도시되어 있는 본 발명의 제1 실시예에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 구성요소는 출력 정합 회로(400)를 제외하고 도 1의 구성요소와 동일한 역할을 수행하므로 이하에서는 출력 정합 회로(400)를 위주로 살펴본다.Since the components of the Doherty power amplifier according to the first embodiment of the present invention shown in FIG. 3 play the same role as those of FIG. 1 except for the
도 3을 참고로 살펴보면, 증폭하고자 하는 전력이 전력 입력단(I)을 통해 전력 스플리터(power spliter, 100)로 입력되면, 전력 스플리터(100)부터 분배된 전 력 신호는 입력 정합 회로(200)로 입력된다. 입력 정합 회로(200)의 제1 입력 정합 회로(210)는 전력 입력단(I)과 캐리어 증폭기(300) 사이의 입력 임피던스를 정합하며, 제2 입력 정합 회로(220)는 전력 입력단(I)과 피킹 증폭기(310) 사이의 입력 임피던스를 정합한다.Referring to FIG. 3, when the power to be amplified is input to the
캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)에서 증폭된 전력 신호는 출력 정합 회로(400)로 출력된다. 출력 정합 회로(400)는 캐리어 증폭기(300)의 출력단에 접속되어 있는 제1 출력 정합 회로(410)와 피킹 증폭기(310)의 출력단에 접속되어 있는 제2 출력 정합 회로(420)로 구성되어 있다. 제1 출력 정합 회로(410)는 직렬로 접속된 저역통과 정합부(411)와 고역통과 정합부(412)를 구비하고 있으며, 제2 출력 정합 회로(420)는 직렬로 접속된 저역통과 정합부(421), 고역통과 정합부(422) 및 임피던스 변환부(423)를 구비하고 있다. 바람직하게, 임피던스 변환부(423)는 λ/4 임피던스 변환부인 것을 특징으로 한다. The power signals amplified by the
도 1에 도시되어 있는 종래 도허티 전력 증폭 장치와 달리 도 3에 도시되어 있는 도허티 전력 증폭 장치에서는 임피던스 변환부(423)가 피킹 증폭기(310) 측에 접속하고 있으며 별도의 보상 선로부를 구비하고 있지 않다. Unlike the conventional Doherty power amplifier shown in FIG. 1, in the Doherty power amplifier shown in FIG. 3, the
도 4를 참고로 살펴보면, 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 출력단에서 바라본 출력 임피던스("①"로 표시함)는 스미스 차트의 하단에 위치한다. 저역통과 정합부(411, 421)는 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 출력 임피던스를 스마트 차트상에서 시계 방향으로 이동시키며, 고역통과 정합부(412, 422)는 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 출력 임피던스를 반시계 반향으로 이동 시킨다. Referring to FIG. 4, the output impedance (indicated by "①") viewed from the output terminals of the
따라서 저역통과 정합부(411, 421)는 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 출력 임피던스를 스마트 차트상에서 "②"로 이동시키며, 고역통과 정합부(412, 422)는 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 출력 임피던스를 스마트 차트상에서 "③"으로 이동시킨다. 저역통과 정합부(411, 421)와 고역통과 정합부(421, 422)를 구성하는 커패시터와 인덕터의 용량을 조절함으로써, 고역통과 정합부(412, 422)의 출력단에서 바라본 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 출력 임피던스를 단락 상태로, 즉 0으로 만들 수 있다.Accordingly, the
한편, 제2 출력 정합 회로(420)의 고역통과 정합부(422)의 출력단에는 임피던스 변환부(423)가 접속되어 있으며, 임피던스 변환부(423)는 고역통과 정합부(422)의 출력단에서 바라본 피킹 증폭기(310)의 출력 임피던스를 개방 상태로, 즉 거의 무한대로 만든다. Meanwhile, an
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 기능 블록도를 도시하고 있으며, 도 6은 스마트 차트상에서 도 5에 도시되어 있는 도허티 전력 증폭 장치의 출력 임피던스를 도시하고 있다.FIG. 5 shows a functional block diagram of a Doherty power amplifier according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows the output impedance of the Doherty power amplifier shown in FIG. 5 on a smart chart.
도 5에 도시되어 있는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 구성요소는 출력 정합 회로(500) 및 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 바이어스 단자 측 구성요소를 제외하고 도 1의 구성요소와 동일한 역할을 수행하므로 이하에서는 출력 정합 회로(500) 및 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 바이어스 단자 측 구성요소를 위주로 살펴본다.Components of the Doherty power amplifying apparatus according to the second embodiment of the present invention shown in FIG. 5 except for the
도 5를 참고로 살펴보면, 증폭하고자 하는 전력이 전력 입력단(I)을 통해 전력 스플리터(power spliter, 100)로 입력되면, 전력 스플리터(100)부터 분배된 전력 신호는 입력 정합 회로(200)로 입력된다. 입력 정합 회로(200)의 제1 입력 정합 회로(210)는 전력 입력단(I)과 캐리어 증폭기(300) 사이의 입력 임피던스를 정합하며, 제2 입력 정합 회로(220)는 전력 입력단(I)과 피킹 증폭기(310) 사이의 입력 임피던스를 정합한다. Referring to FIG. 5, when the power to be amplified is input to the
캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)는 제1 입력 정합 회로(210)와 제2 입력 정합 회로(220)에서 출력된 전력 신호를 증폭한다. 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)로 작동하는 트랜지스터는 이상적으로 기생하는 커패시터 성분을 가지지 않는다. 따라서 출력 정합 회로(500) 없이 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 출력단에 바라본 출력 임피던스는 무한대, 즉 개방 상태가 된다. 그러나, 실제 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)에는 기생 임피던스 성분이 존재하며 따라서 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 출력단에서 바라본 출력 임피던스는 개방 상태가 아니다. The
종래 도허티 전력 증폭 장치는 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 바이어스 단자 측에 λ/4 임피던스 변환기와 바이패스 커패시터를 구비하고 있었다. 그러나 도 5에 도시되어 있는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도허티 전력 증폭 장치는 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)에 존재하는 기생 커패시턴스 성분("+jb"이라고 가정한다.)을 제거하기 위해 λ/4 임피던스 변환기 대신 "-jb"의 인덕턴스 성분을 가지는 쇼트 스텁(short stub, 250)을 구비하고 있다. 쇼트 스 텁(250)의 인덕턴스 성분은 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 커패시턴스 성분을 상쇄시켜 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 출력단에서 바라본 출력 임피던스를 개방 상태로 만든다. The conventional Doherty power amplification apparatus has a λ / 4 impedance converter and a bypass capacitor on the bias terminal side of the
캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 출력단에는 출력 정합 회로(500)가 접속되어 있다. 출력 정합 회로(500)는 캐리어 증폭기(300)의 출력단에 접속되어 있는 제1 출력 정합 회로(510)와 피킹 증폭기(310)의 출력단에 접속되어 있는 제2 출력 정합 회로(520)로 구성되어 있다. 제1 출력 정합 회로(510)는 저역통과 정합부(511)를 구비하고 있으며, 제2 출력 정합 회로(520)는 직렬로 접속된 저역통과 정합부(521) 및 임피던스 변환부(523)를 구비하고 있다. 바람직하게, 임피던스 변환부(523)는 λ/4 임피던스 변환부인 것을 특징으로 한다.An
도 1에 도시되어 있는 종래 도허티 전력 증폭 장치와 달리 도 5에 도시되어 있는 도허티 전력 증폭 장치에서는 바이어스 단자 측에 구비된 쇼트 스텁(250)에 의해 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 기생 커패시턴스가 상쇄시킨다. 또한, 임피던스 변환부(523)가 피킹 증폭기(310) 측에 접속하고 있으며 별도의 보상 선로부를 구비하고 있지 않다.Unlike the conventional Doherty power amplifier shown in FIG. 1, the Doherty power amplifier shown in FIG. 5 has parasitic characteristics of the
도 6을 참고로 살펴보면, 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 출력단에서 바라본 출력 임피던스("①"로 표시함)는 스미스 차트에서 개방 상태에 위치한다. 저역통과 정합부(511, 521)는 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 출력 임피던스를 스마트 차트상에서 시계 방향인 "②"로 이동시킨다. 쇼트 스텁(250) 이전에 트랜지스터만을 바라본 출력 임피던스가 기생 커패시턴스 성분에 의하여 최 초에는 "a" 에 위치하는데 이것이 쇼트 스텁(250)을 통과하면서 커패시턴스 성분이 상쇄되어 "①"에 위치한다. 저역통과 정합부(511, 521)를 구성하는 커패시터와 인덕터의 용량을 조절함으로써, 저역통과 정합부(511, 521)의 출력단에서 바라본 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 출력 임피던그를 단락으로, 즉 0으로 만들 수 있다.Referring to FIG. 6, the output impedance (indicated by “①”) viewed from the output terminals of the
한편, 제2 출력 정합 회로(520)의 저역통과 정합부(521)의 출력단에는 임피던스 변환부(523)가 접속되어 있으며, 임피던스 변환부(523)는 저역통과 정합부(521)의 출력단에서 바라본 피킹 증폭기(310)의 출력 임피던스를 개방 상태로, 즉 거의 무한대로 만든다.On the other hand, an
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 기능 블록도를 도시하고 있으며, 도 8(a)와 도 8(b)은 각각 스마트 차트상에서 도 7에 도시되어 있는 도허티 전력 증폭 장치의 캐리어 증폭기와 피킹 증폭기의 출력 임피던스를 도시하고 있다.FIG. 7 is a functional block diagram of a Doherty power amplifying apparatus according to a third embodiment of the present invention, and FIGS. 8 (a) and 8 (b) respectively show Doherty power amplification shown in FIG. 7 on a smart chart. The output impedances of the carrier amplifier and peaking amplifier of the device are shown.
도 7에 도시되어 있는 본 발명의 제3 실시예에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 구성요소는 출력 정합 회로(600)를 제외하고 도 1의 구성요소와 동일한 역할을 수행하므로 이하에서는 출력 정합 회로(600)를 위주로 살펴본다.Since the components of the Doherty power amplifier according to the third embodiment of the present invention shown in FIG. 7 perform the same role as those of FIG. 1 except for the
도 7을 참고로 살펴보면, 증폭하고자 하는 전력이 전력 입력단(I)을 통해 전력 스플리터(power spliter, 100)로 입력되면, 전력 스플리터(100)부터 분배된 전력 신호는 입력 정합 회로(200)로 입력된다. 입력 정합 회로(200)의 제1 입력 정합 회로(210)는 전력 입력단(I)과 캐리어 증폭기(300) 사이의 입력 임피던스를 정 합하며, 제2 입력 정합 회로(220)는 전력 입력단(I)과 피킹 증폭기(310) 사이의 입력 임피던스를 정합한다. Referring to FIG. 7, when the power to be amplified is input to the
캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)에서 증폭된 전력 신호는 출력 정합 회로(600)로 출력된다. 출력 정합 회로(600)는 캐리어 증폭기(300)의 출력단에 접속되어 있는 제1 출력 정합 회로(610)와 피킹 증폭기(310)의 출력단에 접속되어 있는 제2 출력 정합 회로(620)로 구성되어 있다. 제1 출력 정합 회로(610)는 직렬로 접속된 저역통과 정합부(611)와 고역통과 정합부(612)를 구비하고 있으며, 제2 출력 정합 회로(620)는 직렬로 접속된 저역통과 정합부(621)와 저역통과 정합부(625)를 구비하고 있다. The power signals amplified by the
도 1에 도시되어 있는 종래 도허티 전력 증폭 장치와 달리 도 7에 도시되어 있는 도허티 전력 증폭 장치에서는 별도의 보상 선로부를 구비하고 있지 않다.Unlike the conventional Doherty power amplifier shown in FIG. 1, the Doherty power amplifier shown in FIG. 7 does not include a separate compensation line unit.
도 8(a)와 도 8(b)을 참고로 살펴보면, 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 출력단에서 바라본 출력 임피던스("①"로 표시함)는 스미스 차트의 하단에 위치한다. 저역통과 정합부(611, 621, 625)는 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 출력 임피던스를 스마트 차트상에서 시계 방향으로 이동시키며, 고역통과 정합부(612)는 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 출력 임피던스를 반시계 반향으로 이동시킨다. Referring to FIGS. 8A and 8B, output impedances (indicated by "①") viewed from the output terminals of the
따라서 제1 출력 정합 회로(610)의 저역통과 정합부(611)는 캐리어 증폭기(300)의 출력 임피던스를 스마트 차트상에서 "②"로 이동시키며 고역통과 정합부(612)는 "③"으로, 즉 단락 상태로 이동시킨다. 제2 출력 정합 회로(620)의 저 역통과 정합부(621, 625)는 피킹 증폭기(300)의 출력 임피던스를 스마트 차트상에서 "②"로 이동시킨 후 다시 "③"으로, 즉 개방 상태로 이동시킨다. Accordingly, the
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 기능 블록도를 도시하고 있으며, 도 10(a)와 도 10(b)은 각각 스마트 차트상에서 도 9에 도시되어 있는 도허티 전력 증폭 장치의 캐리어 증폭기와 피킹 증폭기의 출력 임피던스를 도시하고 있다.FIG. 9 is a functional block diagram of a Doherty power amplification apparatus according to a fourth embodiment of the present invention, and FIGS. 10 (a) and 10 (b) respectively show Doherty power amplification shown in FIG. 9 on a smart chart. The output impedances of the carrier amplifier and peaking amplifier of the device are shown.
도 9에 도시되어 있는 본 발명의 제4 실시예에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 구성요소는 출력 정합 회로(700)를 제외하고 도 1의 구성요소와 동일한 역할을 수행하므로 이하에서는 출력 정합 회로(700)를 위주로 살펴본다.Since the components of the Doherty power amplifier according to the fourth embodiment of the present invention shown in FIG. 9 perform the same role as those of FIG. 1 except for the
도 9를 참고로 살펴보면, 증폭하고자 하는 전력이 전력 입력단(I)을 통해 전력 스플리터(power spliter, 100)로 입력되면, 전력 스플리터(100)부터 분배된 전력 신호는 입력 정합 회로(200)로 입력된다. 입력 정합 회로(200)의 제1 입력 정합 회로(210)는 전력 입력단(I)과 캐리어 증폭기(300) 사이의 입력 임피던스를 정합하며, 제2 입력 정합 회로(220)는 전력 입력단(I)과 피킹 증폭기(310) 사이의 입력 임피던스를 정합한다. Referring to FIG. 9, when the power to be amplified is input to the
캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)에서 증폭된 전력 신호는 출력 정합 회로(700)로 출력된다. 출력 정합 회로(700)는 캐리어 증폭기(300)의 출력단에 접속되어 있는 제1 출력 정합 회로(710)와 피킹 증폭기(310)의 출력단에 접속되어 있는 제2 출력 정합 회로(720)로 구성되어 있다. 제1 출력 정합 회로(710)는 직렬로 접속된 저역통과 정합부(711)와 고역통과 정합부(712)를 구비하고 있으며, 제2 출 력 정합 회로(720)는 직렬로 접속된 저역통과 정합부(721)와 보상 선로부(727)를 구비하고 있다. The power signals amplified by the
도 1에 도시되어 있는 종래 도허티 전력 증폭 장치와 달리 도 9에 도시되어 있는 도허티 전력 증폭 장치에서는 임피던스 변환부와 캐리어 증폭기(300) 측에 접속하고 있는 보상 선로부를 구비하고 있지 않다. Unlike the conventional Doherty power amplification device shown in FIG. 1, the Doherty power amplification device shown in FIG. 9 does not include a compensation line part connected to an impedance converter and a
도 10(a)와 도 10(b)을 참고로 살펴보면, 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 출력단에서 바라본 출력 임피던스("①"로 표시함)는 스미스 차트의 하단에 위치한다. 저역통과 정합부(711, 721)는 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 출력 임피던스를 스마트 차트상에서 시계 방향으로 이동시키며, 고역통과 정합부(712)는 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 출력 임피던스를 반시계 반향으로 이동시킨다. Referring to FIGS. 10A and 10B, output impedances (indicated by “①”) viewed from the output terminals of the
따라서 제1 출력 정합 회로(710)의 저역통과 정합부(711)는 캐리어 증폭기(300)의 출력 임피던스를 스마트 차트상에서 "②"로 이동시키며 고역통과 정합부(712)는 "③"으로, 즉 단락 상태로 이동시킨다. 제2 출력 정합 회로(720)의 저역통과 정합부(721)는 피킹 증폭기(300)의 출력 임피던스를 스마트 차트상에서 "②"로 이동시키며 보상 선로부(727)는 다시 "③"으로, 즉 개방 상태로 이동시킨다.Accordingly, the
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 기능 블록도를 도시하고 있으며, 도 12는 스마트 차트상에서 도 11에 도시되어 있는 도허티 전력 증폭 장치의 캐리어 증폭기와 피킹 증폭기의 출력 임피던스를 도시하고 있다.FIG. 11 is a functional block diagram of a Doherty power amplifier according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 12 is an output impedance of a carrier amplifier and a peaking amplifier of the Doherty power amplifier shown in FIG. 11 on a smart chart. It is shown.
도 11에 도시되어 있는 본 발명의 제5 실시예에 따른 도허티 전력 증폭 장치 의 구성요소는 출력 정합 회로(800)를 제외하고 도 1의 구성요소와 동일한 역할을 수행하므로 이하에서는 출력 정합 회로(800)를 위주로 살펴본다.Since the components of the Doherty power amplifier according to the fifth embodiment of the present invention shown in FIG. 11 play the same role as those of FIG. 1 except for the
도 11을 참고로 살펴보면, 증폭하고자 하는 전력이 전력 입력단(I)을 통해 전력 스플리터(power spliter, 100)로 입력되면, 전력 스플리터(100)부터 분배된 전력 신호는 입력 정합 회로(200)로 입력된다. 입력 정합 회로(200)의 제1 입력 정합 회로(210)는 전력 입력단(I)과 캐리어 증폭기(300) 사이의 입력 임피던스를 정합하며, 제2 입력 정합 회로(220)는 전력 입력단(I)과 피킹 증폭기(310) 사이의 입력 임피던스를 정합한다. Referring to FIG. 11, when the power to be amplified is input to the
캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)에서 증폭된 전력 신호는 출력 정합 회로(800)로 출력된다. 출력 정합 회로(800)는 캐리어 증폭기(300)의 출력단에 접속되어 있는 제1 출력 정합 회로(810)와 피킹 증폭기(310)의 출력단에 접속되어 있는 제2 출력 정합 회로(820)로 구성되어 있다. 제1 출력 정합 회로(810)는 직렬로 접속된 저역통과 정합부(811), 저역통과 정합부(815)와 임피던스 변환부(817)를 구비하고 있으며, 제2 출력 정합 회로(820)는 직렬로 접속된 저역통과 정합부(821)와 저역통과 정합부(829)를 구비하고 있다. 바람직하게, 임피던스 변환부(817)는 λ/4 임피던스 변환부인 것을 특징으로 한다.The power signals amplified by the
도 1에 도시되어 있는 종래 도허티 전력 증폭 장치와 달리 도 11에 도시되어 있는 도허티 전력 증폭 장치에서는 별도의 보상 선로부를 구비하고 있지 않다. Unlike the conventional Doherty power amplifier shown in FIG. 1, the Doherty power amplifier shown in FIG. 11 does not include a separate compensation line unit.
도 12를 참고로 살펴보면, 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 출력단 에서 바라본 출력 임피던스("①"로 표시함)는 스미스 차트의 하단에 위치한다. 저역통과 정합부(811, 821)는 캐리어 증폭기(300)와 피킹 증폭기(310)의 출력 임피던스를 스마트 차트상에서 시계 방향으로 이동시킨다. 따라서 제1 출력 정합 회로(810)의 저역통과 정합부(811)는 캐리어 증폭기(300)의 출력 임피던스를 스마트 차트상에서 "②"로 이동시키며 저역통과 정합부(815)는 다시 "③"으로, 즉 개방 상태로 이동시킨다. 제2 출력 정합 회로(820)의 저역통과 정합부(821)는 피킹 증폭기(300)의 출력 임피던스를 스마트 차트상에서 "②"로 이동시키며 저역통과 정합부(829)는 다시 "③"으로, 즉 개방 상태로 이동시킨다.Referring to FIG. 12, the output impedance (indicated by “①”) viewed from the output terminals of the
한편, 제1 출력 정합 회로(810)의 저역통과 정합부(815)의 출력단에는 임피던스 변환부(817)가 접속되어 있으며, 임피던스 변환부(817)는 피킹 증폭기(310)의 출력 임피던스를 단락 상태로 이동시킨다. Meanwhile, an
도 13은 본 발명의 제1 실시예 내지 제5 실시예에 따른 도허티 전력 증폭 장치에서 사용되는 저역통과 정합부의 회로 예를 도시하고 있으며, 도 14는 본 발명의 제1 실시예 내지 제5 실시예에 따른 도허티 전력 증폭 장치에서 사용되는 고역통과 정합부의 회로 예를 도시하고 있다.FIG. 13 shows a circuit example of a low pass matcher used in the Doherty power amplification apparatuses according to the first to fifth embodiments of the present invention, and FIG. 14 shows the first to fifth embodiments of the present invention. Fig. 1 shows a circuit example of the high pass matcher used in the Doherty power amplification apparatus.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
도 1은 종래 도허티 전력 증폭 장치를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a conventional Doherty power amplification apparatus.
도 2는 스미스 차트상에서 도 1에 도시되어 있는 종래 도허티 전력 증폭 장치의 출력 임피던스를 스미스 차트를 도시하고 있다.FIG. 2 shows the Smith chart of the output impedance of the conventional Doherty power amplifier shown in FIG. 1 on the Smith chart.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 기능 블록도를 도시하고 있다.3 is a functional block diagram of a Doherty power amplifying apparatus according to a first embodiment of the present invention.
도 4는 스마트 차트상에서 도 3에 도시되어 있는 도허티 전력 증폭 장치의 출력 임피던스를 도시하고 있다.FIG. 4 shows the output impedance of the Doherty power amplification device shown in FIG. 3 on the smart chart.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 기능 블록도를 도시하고 있다.5 is a functional block diagram of a Doherty power amplifying apparatus according to a second embodiment of the present invention.
도 6은 스마트 차트상에서 도 5에 도시되어 있는 도허티 전력 증폭 장치의 출력 임피던스를 도시하고 있다.FIG. 6 shows the output impedance of the Doherty power amplification device shown in FIG. 5 on the smart chart.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 기능 블록도를 도시하고 있다. 7 is a functional block diagram of a Doherty power amplifying apparatus according to a third embodiment of the present invention.
도 8(a)와 도 8(b)는 각각 스마트 차트상에서 도 7에 도시되어 있는 도허티 전력 증폭 장치의 캐리어 증폭기와 피킹 증폭기의 출력 임피던스를 도시하고 있다.8 (a) and 8 (b) show the output impedances of the carrier amplifier and the peaking amplifier of the Doherty power amplifier shown in FIG. 7 on the smart chart, respectively.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 기능 블록도를 도시하고 있다. 9 is a functional block diagram of a Doherty power amplifying apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
도 10(a)와 도 10(b)는 각각 스마트 차트상에서 도 9에 도시되어 있는 도허티 전력 증폭 장치의 캐리어 증폭기와 피킹 증폭기의 출력 임피던스를 도시하고 있 다.10 (a) and 10 (b) show the output impedances of the carrier amplifier and the peaking amplifier of the Doherty power amplifier shown in FIG. 9 on the smart chart, respectively.
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 기능 블록도를 도시하고 있다. 11 is a functional block diagram of a Doherty power amplifying apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
도 12는 스마트 차트상에서 도 11에 도시되어 있는 도허티 전력 증폭 장치의 캐리어 증폭기와 피킹 증폭기의 출력 임피던스를 도시하고 있다.FIG. 12 shows the output impedances of the carrier amplifier and the peaking amplifier of the Doherty power amplifier shown in FIG. 11 on the smart chart.
도 13은 본 발명의 제1 실시예 내지 제5 실시예에 따른 도허티 전력 증폭 장치에서 사용되는 저역통과 정합부의 회로 예를 도시하고 있다. FIG. 13 shows a circuit example of a low pass matcher used in the Doherty power amplification apparatuses according to the first to fifth embodiments of the present invention.
도 14는 본 발명의 제1 실시예 내지 제5 실시예에 따른 도허티 전력 증폭 장치에서 사용되는 고역통과 정합부의 회로 예를 도시하고 있다.Fig. 14 shows a circuit example of the high pass matching section used in the Doherty power amplification apparatuses according to the first to fifth embodiments of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 설명>Description of the main parts of the drawing
10, 100: 스플리터 20, 200: 입력 정합 회로10, 100:
33, 300: 캐리어 증폭기 35, 310: 피킹 증폭기33, 300:
40, 300, 400, 500, 600, 700, 800: 출력 정합 회로40, 300, 400, 500, 600, 700, 800: output matching circuit
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070109640A KR20090043853A (en) | 2007-10-30 | 2007-10-30 | Doherty amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020070109640A KR20090043853A (en) | 2007-10-30 | 2007-10-30 | Doherty amplifier |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20090043853A true KR20090043853A (en) | 2009-05-07 |
Family
ID=40854510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020070109640A KR20090043853A (en) | 2007-10-30 | 2007-10-30 | Doherty amplifier |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20090043853A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113906671A (en) * | 2019-06-07 | 2022-01-07 | 三菱电机株式会社 | Doherty amplifier |
| KR20220077398A (en) * | 2020-12-02 | 2022-06-09 | 건국대학교 산학협력단 | Method and apparatus for simultaneous design of low-pass filter and impedance matching circuit using optimization algorithm |
| CN114629443A (en) * | 2022-03-29 | 2022-06-14 | 苏州英嘉通半导体有限公司 | Doherty power amplifier |
-
2007
- 2007-10-30 KR KR1020070109640A patent/KR20090043853A/en not_active Application Discontinuation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113906671A (en) * | 2019-06-07 | 2022-01-07 | 三菱电机株式会社 | Doherty amplifier |
| KR20220077398A (en) * | 2020-12-02 | 2022-06-09 | 건국대학교 산학협력단 | Method and apparatus for simultaneous design of low-pass filter and impedance matching circuit using optimization algorithm |
| CN114629443A (en) * | 2022-03-29 | 2022-06-14 | 苏州英嘉通半导体有限公司 | Doherty power amplifier |
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