KR20110111937A - Power combined n-way doherty amplifier - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 두 개의 도허티 전력 증폭기들을 결합하기 위한 장치에 관한 것이다. 이때, 결합 장치는, 적어도 두 개의 도허티 전력 증폭기들과, 입력 신호를 적어도 두 개의 전력 신호들로 분리하여 상기 적어도 두 개의 도허티 전력 증폭기들로 제공하는 전력 분배기와, 상기 적어도 두 개의 도허티 전력 증폭기들이 공통출력 부하를 갖도록 적어도 두 개의 오프셋 라인들로 구성되는 출력단을 포함한다.The present invention relates to an apparatus for combining at least two Doherty power amplifiers. In this case, the coupling device includes at least two Doherty power amplifiers, a power divider that separates an input signal into at least two power signals, and provides the at least two Doherty power amplifiers with the at least two Doherty power amplifiers. An output stage consisting of at least two offset lines to have a common output load.

Figure P1020100031267
Figure P1020100031267

Description

결합형 도허티 전력 증폭 장치{POWER COMBINED N-WAY DOHERTY AMPLIFIER}Combined Doherty Power Amplifiers {POWER COMBINED N-WAY DOHERTY AMPLIFIER}

본 발명은 도허티(Doherty) 전력 증폭기에 관한 것으로서, 특히, 고출력을 내기 위한 도허티 전력 증폭기의 결합 구조에서 결합 회로에 의한 손실을 줄이기 위한 장치에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Doherty power amplifier, and more particularly, to an apparatus for reducing losses caused by a coupling circuit in a coupling structure of a Doherty power amplifier for high output.

N-way 도허티 전력 증폭기는 쿼터 웨이브 트랜스포머(quarter-wave transformer)를 사용해서 하나의 캐리어(carrier) 전력 증폭기와 (N-1)개의 피킹(peaking) 전력 증폭기가 병렬로 연결되는 구조를 구성된다.The N-way Doherty power amplifier uses a quarter-wave transformer to configure one carrier power amplifier and (N-1) peaking power amplifiers in parallel.

상기 N-way 도허티 전력 증폭기에서 상기 캐리어 전력 증폭기는 입력단(Gate or Emitter)에 높은 입력 DC 바이어스를 사용하여 입력 신호 크기와 관계없이 항상 동작한다. 하지만, 상기 피킹 전력 증폭기는 임계값(Threshold) 이하의 낮은 입력 DC 바이어스를 사용하여 입력 신호의 크기가 작을 경우 동작하지 않는다. 즉, 입력 신호 크기가 상기 임계값 이상인 경우, 상기 N-way 도허티 전력 증폭기는 상기 캐리어 전력 증폭기 및 (N-1)개의 피킹 전력 증폭기를 동시에 동작시켜 높은 신호대 피크 전력비(PAR)를 갖는 변조 신호(Modulation signal)를 고효율(High Drain efficiency)로 증폭할 수 있다.In the N-way Doherty power amplifier, the carrier power amplifier always operates regardless of the input signal size by using a high input DC bias at a gate or emitter. However, the peaking power amplifier does not operate when the size of the input signal is small by using a low input DC bias of less than a threshold. That is, when the input signal size is greater than or equal to the threshold value, the N-way Doherty power amplifier simultaneously operates the carrier power amplifier and the (N-1) peaking power amplifiers to modulate a signal having a high signal-to-peak power ratio (PAR). Modulation signal can be amplified with high drain efficiency.

상기 도허티 전력 증폭기는 고출력을 내기 위해 2개 이상의 도허티 전력 증폭기를 병렬결합하여 사용한다. 예를 들어, 독립적으로 동작하는 2개의 도허티 전력 증폭기들을 결합하는 경우, 상기 도허티 전력 증폭기들은 하이브리드 커플러(Hybrid Coupler)로 결합된다. 즉, 상기 도허티 전력 증폭기들의 입력단과 출력단은 하이브리드 커플러로 구성된다. 상기 입력단의 하이브리드 커플러는 입력 신호를 2개로 나누어 각각의 도허티 전력 증폭기로 전송한다. 이때, 상기 나뉜 2개의 입력 신호는 크기는 동일하지만 90°의 위상 차이를 갖는다. 상기 출력단의 하이브리드 커플러는 출력 부하(Output Load)와 동일한 부하 임피던스를 제공한다.The Doherty power amplifier uses two or more Doherty power amplifiers in parallel to produce a high output. For example, when combining two Doherty power amplifiers that operate independently, the Doherty power amplifiers are combined into a hybrid coupler. That is, the input and output terminals of the Doherty power amplifiers are composed of a hybrid coupler. The hybrid coupler of the input stage divides the input signal into two and transmits it to each Doherty power amplifier. In this case, the divided input signals have the same magnitude but have a phase difference of 90 °. The hybrid coupler at the output stage provides the same load impedance as the output load.

상술한 바와 같이 도허티 전력 증폭기 병렬 결합회로는 입력 단과 출력 단에 하이브리드 커플러를 사용하여 각각의 도허티 전력 증폭기를 결합한다. 상기 하이브리드 커플러는 수동소자로 자체손실을 갖는다. 이에 따라, 상기 병렬 결합 구조에서 상기 결합된 도허티 전력 증폭기의 이득이 개별 도허티 전력 증폭기의 이득보다 상기 하이브리드 커플러의 자체손실만큼 감소하는 문제가 발생한다.
As described above, the Doherty power amplifier parallel coupling circuit couples each Doherty power amplifier using a hybrid coupler at an input stage and an output stage. The hybrid coupler has its own loss as a passive element. Accordingly, a problem arises in that the gain of the combined Doherty power amplifier is reduced by the loss of the hybrid coupler than the gain of the individual Doherty power amplifier in the parallel coupling structure.

따라서, 본 발명의 목적은 적어도 두 개의 N-way 도허티 전력 증폭기들을 병렬 결합하기 위한 장치를 제공함에 있다.It is therefore an object of the present invention to provide an apparatus for parallel combining at least two N-way Doherty power amplifiers.

본 발명의 다른 목적은 도허티 전력 증폭기 병렬 결합 회로에서 전력 분배를 이용하여 적어도 두 개의 N-way 도허티 전력 증폭기들의 입력단들을 결합하기 위한 장치를 제공함에 있다.It is another object of the present invention to provide an apparatus for combining the inputs of at least two N-way Doherty power amplifiers using power distribution in a Doherty power amplifier parallel coupling circuit.

본 발명의 다른 목적은 도허티 전력 증폭기 병렬 결합 회로에서 공통 출력 부하를 갖도록 적어도 두 개의 N-way 도허티 전력 증폭기들의 출력단들을 결합하기 위한 장치를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide an apparatus for combining the output stages of at least two N-way Doherty power amplifiers to have a common output load in a Doherty power amplifier parallel coupling circuit.

본 발명의 또 다른 목적은 도허티 전력 증폭기 병렬 결합 회로에서 적어도 하나의 오프셋 라인을 이용하여 적어도 두 개의 N-way 도허티 전력 증폭기들의 출력단들을 결합하기 위한 장치를 제공함에 있다.
It is still another object of the present invention to provide an apparatus for combining the output stages of at least two N-way Doherty power amplifiers using at least one offset line in a Doherty power amplifier parallel coupling circuit.

본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 견지에 따르면, 적어도 두 개의 도허티 전력 증폭기들을 결합하기 위한 장치는, 적어도 두 개의 도허티 전력 증폭기들과, 입력 신호를 적어도 두 개의 전력 신호들로 분리하여 상기 두 개의 도허티 전력 증폭기들로 제공하는 전력 분배기와, 상기 적어도 두 개의 도허티 전력 증폭기들이 공통출력 부하를 갖도록 하는 적어도 두 개의 오프셋 라인들로 구성되는 출력단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to a first aspect of the invention for achieving the objects of the invention, an apparatus for combining at least two Doherty power amplifiers comprises at least two Doherty power amplifiers and splitting an input signal into at least two power signals. And a power divider for providing the two Doherty power amplifiers, and an output stage including at least two offset lines for allowing the at least two Doherty power amplifiers to have a common output load.

본 발명의 제 2 견지에 따르면, 적어도 두 개의 도허티 전력 증폭기들을 결합하기 위한 장치는, 적어도 두 개의 도허티 전력 증폭기들과, 입력 신호를 적어도 두 개의 전력 신호들로 분리하여 상기 두 개의 도허티 전력 증폭기들로 제공하는 전력 분배기와, 상기 적어도 두 개의 도허티 전력 증폭기들이 공통출력 부하를 갖도록 하는 적어도 두 개의 오프셋 라인들과 임피던스 변환 선로로 구성되는 출력단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
According to a second aspect of the invention, an apparatus for combining at least two Doherty power amplifiers comprises at least two Doherty power amplifiers and splitting an input signal into at least two power signals to provide the two Doherty power amplifiers. And an output stage including at least two offset lines and an impedance conversion line for allowing the at least two Doherty power amplifiers to have a common output load.

상술한 바와 같이 적어도 두 개의 N-way 도허티 전력 증폭기들의 입력단들을 전력 분배를 이용하여 결합하고, 오프셋 라인과 임피던스 변환 선로를 이용하여 공통 출력 부하를 갖도록 출력단들을 결합함으로써, 수동 소자의 수를 줄여 도허티 전력 증폭기의 결합 시 이득 손실을 줄일 수 있다. 또한, 각각의 도허티 전력 증폭기 사이에 위치하는 오프셋 라인에 의해 도허티 전력 증폭기들 사이의 영향을 줄일 수 있다.
As described above, by combining the inputs of at least two N-way Doherty power amplifiers using power distribution and combining the outputs to have a common output load using an offset line and an impedance conversion line, the number of passive components is reduced to reduce the number of passive components. The gain loss can be reduced when combining power amplifiers. In addition, an offset line located between each Doherty power amplifier can reduce the influence between the Doherty power amplifiers.

도 1은 본 발명에 따른 2-way 도허티 전력 증폭기의 결합 구조를 도시하는 도면,
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 도허티 결합 회로에서 출력단의 구성을 도시하는 도면,
도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 2-way 도허티 전력 증폭기의 결합 구조를 도시하는 도면,
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도허티 결합 회로에서 출력단의 구성을 도시하는 도면, 및
도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 2-way 도허티 전력 증폭기의 결합 구조를 도시하는 도면. 1 is a diagram showing a coupling structure of a 2-way Doherty power amplifier according to the present invention;
2 is a diagram illustrating a configuration of an output terminal in a Doherty combining circuit according to an embodiment of the present invention;
3 is a diagram illustrating a coupling structure of a 2-way Doherty power amplifier according to another embodiment of the present invention;
4 is a diagram illustrating a configuration of an output terminal in a doherty combining circuit according to another embodiment of the present invention; and
5 is a diagram illustrating a coupling structure of a 2-way Doherty power amplifier according to another embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 그리고, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In describing the present invention, when it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. The following terms are defined in consideration of the functions of the present invention, and may be changed according to the intentions or customs of the user, the operator, and the like. Therefore, the definition should be based on the contents throughout this specification.

이하 본 발명은 적어도 두 개의 N-way 도허티 전력 증폭기들을 병렬결합하기 위한 기술에 대해 설명한다.The present invention describes a technique for parallel combining at least two N-way Doherty power amplifiers.

이하 설명은 두 개의 2-way 도허티 전력 증폭기들을 병렬결합하는 것으로 가정하여 설명한다. 하지만, K(>2)개의 N(>2)-way 도허티 전력 증폭기들을 병렬결합하는 경우에도 동일하게 적용할 수 있다.The description below assumes that two 2-way Doherty power amplifiers are coupled in parallel. However, the same applies to the case of combining K (> 2) N (> 2) -way Doherty power amplifiers in parallel.

이하 설명에서 적어도 두 개의 N-way 도허티 전력 증폭기들이 병렬 결합된 구조를 도허티 결합 회로라 칭한다. In the following description, a structure in which at least two N-way Doherty power amplifiers are coupled in parallel is referred to as a Doherty coupling circuit.

도 1은 본 발명에 따른 2-way 도허티 전력 증폭기의 결합 구조를 도시하고 있다.1 illustrates a coupling structure of a two-way Doherty power amplifier according to the present invention.

상기 도 1에 도시된 바와 같이 도허티 결합 회로는 전력 분배기(100), 제 1 도허티 전력 증폭기(110), 제 2 도허티 전력 증폭기(120) 및 출력단(150)을 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 1, the Doherty coupling circuit includes a power divider 100, a first Doherty power amplifier 110, a second Doherty power amplifier 120, and an output terminal 150.

상기 전력 분배기(100)는 입력 신호를 2개의 전력신호들로 분리하여 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(110)와 제 2 도허티 전력 증폭기(120)로 전송한다. 여기서, 상기 2개의 전력신호들은 동일한 크기와 동일한 위상을 갖는다.The power divider 100 divides an input signal into two power signals and transmits the input signal to the first Doherty power amplifier 110 and the second Doherty power amplifier 120. Here, the two power signals have the same magnitude and the same phase.

상기 제 1 도허티 전력 증폭기(110)는 커플러(112), 캐리어(Carrier) 전력 증폭기(114), 피킹(peaking) 전력 증폭기(116), 오프셋 라인들(118, 120) 및 임피던스 변환 선로들(122, 124)을 포함하여 구성된다.The first Doherty power amplifier 110 includes a coupler 112, a carrier power amplifier 114, a peaking power amplifier 116, offset lines 118, 120, and impedance conversion lines 122. , 124).

상기 커플러(112)는 상기 전력분배기(100)로부터 제공받은 입력 신호를 2개의 입력 신호들로 분리하여 상기 캐리어 전력 증폭기(114)와 피킹 전력 증폭기(116)로 전송한다. 여기서, 상기 2개의 입력 신호들은 크기는 동일하지만 90°의 위상 차를 갖는다. 다른 예를 들어, 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(110)는 상기 커플러(112) 대신에 전력 분배기를 사용할 수도 있다.The coupler 112 divides the input signal provided from the power divider 100 into two input signals and transmits the input signal to the carrier power amplifier 114 and the peaking power amplifier 116. Here, the two input signals are equal in magnitude but have a phase difference of 90 °. For another example, the first Doherty power amplifier 110 may use a power divider instead of the coupler 112.

상기 캐리어 전력 증폭기(114)와 상기 피킹 전력 증폭기(116)는 상기 커플러(112)로부터 제공받은 각각의 입력신호의 전력을 증폭한다. 이때, 상기 피킹 전력 증폭기(116)는 입력 신호의 크기가 임계값(Threshold) 이상인 경우에만 동작한다. 즉, 상기 임계값 이하의 전력을 갖는 입력 신호가 인가되는 경우, 상기 캐리어 전력 증폭기(114)만 동작한다. 이때, 상기 피킹 전력 증폭기(116)는 오픈(open) 회로와 같은 상태이다. 한편, 상기 임계값보다 큰 전력을 갖는 입력 신호가 인가되는 경우, 상기 캐리어 전력 증폭기(114)와 상기 피킹 전력 증폭기(116) 모두 동작한다.The carrier power amplifier 114 and the peaking power amplifier 116 amplify the power of each input signal provided from the coupler 112. In this case, the peaking power amplifier 116 operates only when the magnitude of the input signal is greater than or equal to a threshold. That is, when an input signal having a power below the threshold is applied, only the carrier power amplifier 114 operates. At this time, the peaking power amplifier 116 is in the same state as an open circuit. On the other hand, when an input signal having a power greater than the threshold is applied, both the carrier power amplifier 114 and the peaking power amplifier 116 operate.

상기 오프셋 라인들(118, 120)은 상기 피킹 전력 증폭기(116)의 미 동작 시 부하 변조가 수행되도록 한다. 예를 들어, 제 1 오프셋 라인(118)은 실수뿐만 아니라 허수 부분에 대해서도 부하 변조가 일어나도록 한다. 제 2 오프셋 라인(120)은 상기 피킹 전력 증폭기(116)가 동작하지 않을 때 출력 임피던스를 큰 값이 되도록 하여 상기 캐리어 전력 증폭기(114)의 출력 전력 누설을 막고 정확한 부하 변조 동작을 수행하도록 한다. The offset lines 118 and 120 allow load modulation to be performed when the peaking power amplifier 116 is not operating. For example, the first offset line 118 causes load modulation to occur not only for real numbers but also for imaginary parts. The second offset line 120 prevents the output power leakage of the carrier power amplifier 114 and performs an accurate load modulation operation by setting the output impedance to a large value when the peaking power amplifier 116 is not operating.

상기 임피던스 변환 선로들(122, 124)은 상기 피킹 전력 증폭기(116)의 동작 여부에 따라 부하 임피던스를 변화시키는 도허티 동작을 위한 구성이다. 상기 임피던스 변환 선로들(122, 124)은 상기 캐리어 전력 증폭기(114)와 상기 피킹 전력 증폭기(116)의 부하 임피던스를 형성한다. 이때, 제 1 임피던스 변환 선로(122)는 임피던스 인버터(impedance inverter)로 동작한다. 즉, 상기 제 1 임피던스 변환 선로(122)는 부하 임피던스 출력을 역으로 변화시킨다. 예를 들어, 상기 제 1 임피던스 변환 선로(122)는 부하 임피던스 출력 Z0/M을 MZ0으로 변화시킨다. 또한, 상기 제 2 임피던스 변환 선로(124)의 특성 임피던스(Z1)는 는 상기 피킹 전력 증폭기(116)가 미 동작하는 경우의 상기 캐리어 전력 증폭기(114)의 부하 임피던스가 상기 피킹 전력 증폭기(116)가 동작하는 경우의 상기 캐리어 전력 증폭기(114)의 부하 임피던스의 2배가 되도록 설계된다. 여기서, 상기 M은 양의 정수이다. The impedance conversion lines 122 and 124 are configured for the Doherty operation of changing the load impedance depending on whether the peaking power amplifier 116 is operated. The impedance conversion lines 122 and 124 form a load impedance of the carrier power amplifier 114 and the peaking power amplifier 116. In this case, the first impedance conversion line 122 operates as an impedance inverter. That is, the first impedance conversion line 122 reverses the load impedance output. For example, the first impedance conversion line 122 changes the load impedance output Z 0 / M to MZ 0 . In addition, the characteristic impedance Z 1 of the second impedance conversion line 124 is such that the load impedance of the carrier power amplifier 114 when the peaking power amplifier 116 is not operating is the peaking power amplifier 116. ) Is designed to double the load impedance of the carrier power amplifier 114 when it is operating. Where M is a positive integer.

상기 제 2 도허티 전력 증폭기(130)는 커플러(132), 캐리어 전력 증폭기(134), 피킹 전력 증폭기(136), 오프셋 라인들(138, 130) 및 임피던스 변환 선로들(132, 134)을 포함하여 구성된다. 상기 제 2 도허티 전력 증폭기(130)는 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(110)와 동일하게 구성되고 동일하게 동작한다. 이에 따라, 상기 제 2 도허티 전력 증폭기(130)의 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.The second Doherty power amplifier 130 includes a coupler 132, a carrier power amplifier 134, a peaking power amplifier 136, offset lines 138, 130, and impedance conversion lines 132, 134. It is composed. The second Doherty power amplifier 130 is configured and operates in the same manner as the first Doherty power amplifier 110. Accordingly, a detailed description of the configuration of the second Doherty power amplifier 130 will be omitted.

상기 출력단(150)은 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(110)와 제 2 도허티 전력 증폭기(120)가 공통 출력 부하를 갖도록 오프셋 라인과 임피던스 변환 선로로 구성된다. 예를 들어, 상기 출력단(150)은 하기 도 2와 같이 오프셋 라인만을 이용하여 구성된다. 다른 예를 들어, 상기 출력단(150)은 하기 도 4와 같이 오프셋 라인과 임피던스 변호나 선로로 구성될 수도 있다.The output terminal 150 is composed of an offset line and an impedance conversion line such that the first Doherty power amplifier 110 and the second Doherty power amplifier 120 have a common output load. For example, the output terminal 150 is configured using only an offset line as shown in FIG. 2. For another example, the output terminal 150 may be composed of an offset line, an impedance variation or a line as shown in FIG. 4.

상술한 바와 같이 도허티 결합 회로는 하나의 전력 분배기(100)와 공통 출력 부하를 갖기 위한 오프셋 라인과 임피던스 변환 선로로 구성된 동위상(In phase) 구조로 구성된다.As described above, the Doherty coupling circuit is composed of an in-phase structure consisting of an offset line and an impedance conversion line for having a single power divider 100 and a common output load.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 도허티 결합 회로에서 출력단의 구성을 도시하고 있다.2 illustrates a configuration of an output terminal in a Doherty coupling circuit according to an embodiment of the present invention.

상기 도 2에 도시된 바와 같이 상기 출력단(150)은 두 개의 오프셋 라인들(202, 204)로만 구성된다. 이때, 상기 오프셋 라인들(202, 204)은 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(110)와 상기 제 2 도허티 전력 증폭기(130)의 출력 임피던스를 출력라인에서 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(110)와 상기 제 2 도허티 전력 증폭기(130)의 결합 노드를 바라보는 임피던스보다 큰 값이 되도록 하여 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(110)와 상기 제 2 도허티 전력 증폭기(130)의 출력 전력 누설을 막는다. 여기서, 상기 출력 임피던스는 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(110)와 상기 제 2 도허티 전력 증폭기(130)의 결합 노드에서 출력 라인을 바라보는 임피던스를 의미한다. As shown in FIG. 2, the output terminal 150 includes only two offset lines 202 and 204. In this case, the offset lines 202 and 204 may output the output impedances of the first Doherty power amplifier 110 and the second Doherty power amplifier 130 at the output line. The output power of the first Doherty power amplifier 110 and the second Doherty power amplifier 130 is prevented by setting the value greater than the impedance facing the coupling node of the 2 Doherty power amplifier 130. Here, the output impedance refers to an impedance facing the output line at the coupling node of the first Doherty power amplifier 110 and the second Doherty power amplifier 130.

이하 설명은 출력단이 상기 도 2와 같이 구성된 도허티 결합 회로의 구조에 대해 설명한다. Hereinafter, the structure of the Doherty coupling circuit having the output terminal configured as shown in FIG. 2 will be described.

도 3은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 2-way 도허티 전력 증폭기의 결합 구조를 도시하고 있다.3 illustrates a coupling structure of a 2-way Doherty power amplifier according to another embodiment of the present invention.

상기 도 3에 도시된 바와 같이 상기 도허티 결합 회로는 전력 분배기(300), 제 1 도허티 전력 증폭기(310), 제 2 도허티 전력 증폭기(320) 및 출력단(350)을 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 3, the Doherty coupling circuit includes a power divider 300, a first Doherty power amplifier 310, a second Doherty power amplifier 320, and an output terminal 350.

상기 전력 분배기(300)는 입력 신호를 2개의 전력신호들로 분리하여 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(310)와 제 2 도허티 전력 증폭기(320)로 전송한다. 여기서, 상기 2개의 전력신호들은 동일한 크기와 동일한 위상을 갖는다.The power divider 300 splits an input signal into two power signals and transmits the input signal to the first Doherty power amplifier 310 and the second Doherty power amplifier 320. Here, the two power signals have the same magnitude and the same phase.

상기 제 1 도허티 전력 증폭기(310)는 커플러(312), 캐리어 전력 증폭기(314), 피킹 전력 증폭기(316), 오프셋 라인들(318, 320) 및 임피던스 변환 선로들(322, 324)을 포함하여 구성된다. 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(310)는 상기 도 1의 제 1 도허티 전력 증폭기(110)와 동일하게 구성되고 동일하게 동작한다. 이에 따라, 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(310)의 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.The first Doherty power amplifier 310 includes a coupler 312, a carrier power amplifier 314, a peaking power amplifier 316, offset lines 318, 320, and impedance conversion lines 322, 324. It is composed. The first Doherty power amplifier 310 is configured and operates the same as the first Doherty power amplifier 110 of FIG. Accordingly, a detailed description of the configuration of the first Doherty power amplifier 310 is omitted.

상기 제 2 도허티 전력 증폭기(330)는 커플러(332), 캐리어 전력 증폭기(334), 피킹 전력 증폭기(336), 오프셋 라인들(338, 340) 및 임피던스 변환 선로들(342, 344)을 포함하여 구성된다. 상기 제 2 도허티 전력 증폭기(330)는 상기 도 1의 상기 제 2 도허티 전력 증폭기(130)와 동일하게 구성되고 동일하게 동작한다. 이에 따라, 상기 제 2 도허티 전력 증폭기(330)의 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.The second Doherty power amplifier 330 includes a coupler 332, a carrier power amplifier 334, a peaking power amplifier 336, offset lines 338 and 340, and impedance conversion lines 342 and 344. It is composed. The second Doherty power amplifier 330 is configured and operates the same as the second Doherty power amplifier 130 of FIG. Accordingly, a detailed description of the configuration of the second Doherty power amplifier 330 will be omitted.

상기 출력단(350)은 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(310)와 제 2 도허티 전력 증폭기(320)가 공통 출력 부하를 갖도록 두 개의 오프셋 라인들(352, 354)로 구성된다. 이때, 상기 오프셋 라인들(352, 354)은 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(310)와 상기 제 2 도허티 전력 증폭기(330)의 출력 임피던스를 출력라인에서 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(310)와 상기 제 2 도허티 전력 증폭기(330)의 결합 노드를 바라보는 임피던스보다 큰 값이 되도록 하여 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(310)와 상기 제 2 도허티 전력 증폭기(330)의 출력 전력 누설을 막는다. 예를 들어, 상기 캐리어 전력 증폭기(314)와 상기 피킹 전력 증폭기(316)의 결합 노드에서 바라보는 임피던스(Zin2)가 하나의 도허티 전력 증폭기만을 사용하는 경우와 동일한 값을 갖도록 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(310)의 출력에서 바라보는 제 1 오프셋 라인(352)의 임피던스(Zin1)는 2Z0가 된다. 이 경우, 상기 제 1 오프셋 라인(352)의 임피던스도 2Z0가 된다. The output stage 350 is composed of two offset lines 352 and 354 such that the first Doherty power amplifier 310 and the second Doherty power amplifier 320 have a common output load. In this case, the offset lines 352 and 354 may output output impedances of the first Doherty power amplifier 310 and the second Doherty power amplifier 330 at the output line. The output power leakage of the first Doherty power amplifier 310 and the second Doherty power amplifier 330 is prevented by setting the value greater than the impedance facing the coupling node of the 2 Doherty power amplifier 330. For example, the first Doherty power so that the impedance Z in2 seen from the coupling node of the carrier power amplifier 314 and the peaking power amplifier 316 has the same value as when only one Doherty power amplifier is used. The impedance Z in1 of the first offset line 352 viewed from the output of the amplifier 310 becomes 2Z 0 . In this case, the impedance of the first offset line 352 is also 2Z 0 .

상술한 바와 같이 출력단을 구성하는 경우, 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(310)와 제 2 도허티 전력 증폭기(330)의 출력라인은 공통 출력 부하를 가지기 위해 90°위상을 갖는다. 또한, 임피던스 Z0와 Z1은 동일하며, 상기 오프셋 라인들(352, 354)에 의해 상기 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(310)와 제 2 도허티 전력 증폭기(330)가 서로의 특성에 영향을 미치지 않는다. 이에 따라, 상기 도허티 결합 회로는 증폭기의 용량을 하나의 도허티 전력 증폭기에 비해 2배로 증가시킬 수 있다.When the output stage is configured as described above, the output lines of the first Doherty power amplifier 310 and the second Doherty power amplifier 330 have a 90 ° phase to have a common output load. In addition, impedances Z 0 and Z 1 are the same, and the offset lines 352 and 354 prevent the first Doherty power amplifier 310 and the second Doherty power amplifier 330 from affecting each other's characteristics. Do not. Accordingly, the Doherty coupling circuit can double the capacity of the amplifier compared to one Doherty power amplifier.

상술한 실시 예에서 도허티 결합 회로는 오프셋 라인만을 이용하여 출력단을 구성한다.In the above-described embodiment, the Doherty coupling circuit configures an output terminal using only an offset line.

다른 실시 예에서 도허티 결합 회로는 하기 도 4에 도시된 바와 같이 오프셋 라인과 임피던스 변환 선로를 이용하여 출력단을 구성할 수도 있다.In another embodiment, the Doherty coupling circuit may configure an output terminal using an offset line and an impedance conversion line as shown in FIG. 4.

도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 도허티 결합회로에서 출력단의 구성을 도시하고 있다.4 illustrates a configuration of an output terminal in a doherty combining circuit according to another embodiment of the present invention.

상기 도 4에 도시된 바와 같이 상기 출력단(150)은 두 개의 오프셋 라인들(402, 404)과 하나의 임피던스 변환 선로(406)로 구성된다. As shown in FIG. 4, the output terminal 150 includes two offset lines 402 and 404 and one impedance conversion line 406.

상기 오프셋 라인들(402, 404)은 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(110)와 상기 제 2 도허티 전력 증폭기(130)의 결합 노드에서 바라보는 임피던스(Zin1)를 상기 임피던스 변환 선로(406)에서 상기 결합 노드를 바라보는 임피던스보다 큰 값이 되도록 하여 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(110)와 상기 제 2 도허티 전력 증폭기(130)의 출력 전력 누설을 막는다.The offset lines 402 and 404 transmit the impedance Z in1 seen from the coupling node of the first Doherty power amplifier 110 and the second Doherty power amplifier 130 to the impedance conversion line 406. The output power leakage of the first Doherty power amplifier 110 and the second Doherty power amplifier 130 is prevented by setting the value greater than the impedance facing the coupling node.

상기 임피던스 변환 선로(406)는 상기 결합 노드에서 바라보는 임피던스(Zin1)와 상기 임피던스 변환 선로(406)에서 상기 결합 노드를 바라보는 임피던스의 차이가 크게 설정되도록 한다.The impedance conversion line 406 allows the difference between the impedance Z in1 seen from the coupling node and the impedance facing the coupling node from the impedance conversion line 406 to be set large.

이하 설명은 출력단이 상기 도 4와 같이 구성된 도허티 결합 회로의 구조에 대해 설명한다. Hereinafter, the structure of the Doherty coupling circuit having the output terminal configured as shown in FIG. 4 will be described.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 2-way 도허티 전력 증폭기의 결합 구조를 도시하고 있다.5 illustrates a coupling structure of a 2-way Doherty power amplifier according to another embodiment of the present invention.

상기 도 5에 도시된 바와 같이 상기 도허티 결합 회로는 전력 분배기(500), 제 1 도허티 전력 증폭기(510), 제 2 도허티 전력 증폭기(520) 및 출력단(550)을 포함하여 구성된다. As shown in FIG. 5, the Doherty coupling circuit includes a power divider 500, a first Doherty power amplifier 510, a second Doherty power amplifier 520, and an output terminal 550.

상기 전력 분배기(500)는 입력 신호를 2개의 전력신호들로 분리하여 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(510)와 제 2 도허티 전력 증폭기(520)로 전송한다. 여기서, 상기 2개의 전력신호들은 동일한 크기와 동일한 위상을 갖는다.The power divider 500 splits an input signal into two power signals and transmits the input signal to the first Doherty power amplifier 510 and the second Doherty power amplifier 520. Here, the two power signals have the same magnitude and the same phase.

상기 제 1 도허티 전력 증폭기(510)는 커플러(512), 캐리어 전력 증폭기(514), 피킹 전력 증폭기(516), 오프셋 라인들(518, 520) 및 임피던스 변환 선로들(522, 524)을 포함하여 구성된다. 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(510)는 상기 도 1의 제 1 도허티 전력 증폭기(110)와 동일하게 구성되고 동일하게 동작한다. 이에 따라, 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(510)의 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.The first Doherty power amplifier 510 includes a coupler 512, a carrier power amplifier 514, a peaking power amplifier 516, offset lines 518 and 520, and impedance conversion lines 522 and 524. It is composed. The first Doherty power amplifier 510 is configured and operates the same as the first Doherty power amplifier 110 of FIG. Accordingly, a detailed description of the configuration of the first Doherty power amplifier 510 is omitted.

상기 제 2 도허티 전력 증폭기(530)는 커플러(532), 캐리어 전력 증폭기(534), 피킹 전력 증폭기(536), 오프셋 라인들(538, 540) 및 임피던스 변환 선로들(542, 544)을 포함하여 구성된다. 상기 제 2 도허티 전력 증폭기(550)는 상기 도 1의 상기 제 2 도허티 전력 증폭기(150)와 동일하게 구성되고 동일하게 동작한다. 이에 따라, 상기 제 2 도허티 전력 증폭기(550)의 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.The second Doherty power amplifier 530 includes a coupler 532, a carrier power amplifier 534, a peaking power amplifier 536, offset lines 538, 540, and impedance conversion lines 542, 544. It is composed. The second Doherty power amplifier 550 is configured and operates the same as the second Doherty power amplifier 150 of FIG. Accordingly, a detailed description of the configuration of the second Doherty power amplifier 550 is omitted.

상기 출력단(550)은 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(510)와 제 2 도허티 전력 증폭기(520)가 공통 출력 부하를 갖도록 두 개의 오프셋 라인들(552, 554)과 임피던스 변환 선로(556)로 구성된다. 이때, 상기 오프셋 라인들(552, 554)은 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(510)와 상기 제 2 도허티 전력 증폭기(530)의 결합 노드에서 바라보는 임피던스(Zin1)를 상기 임피던스 변환 선로(556)에서 상기 결합 노드를 바라보는 임피던스보다 큰 값이 되도록 하여 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(510)와 상기 제 2 도허티 전력 증폭기(530)의 출력 전력 누설을 막는다. 예를 들어, 상기 캐리어 전력 증폭기(514)와 상기 피킹 전력 증폭기(516)의 결합 노드에서 바라보는 임피던스(Zin3)가 하나의 도허티 전력 증폭기만을 사용하는 경우와 동일한 값을 갖도록 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(510)의 출력에서 바라보는 제 1 오프셋 라인(552)의 임피던스(Zin2)는 Z0가 되고, Z1은 Z0/(2)1/2가 된다. 이 경우, 상기 제 1 오프셋 라인(552)의 임피던스도 Z0가 된다. 또한 Z0의 공통 출력 부하를 가지기 위해 상기 제 1 도허티 전력 증폭기(510)와 상기 제 2 도허티 전력 증폭기(530)의 결합 노드에서 바라보는 임피던스(Zin1)은 Z0/2가 되고, 상기 임피던스 변환 선로(556)의 임피던스는 Z2 2=Z0Z1이 된다.The output stage 550 is composed of two offset lines 552 and 554 and an impedance conversion line 556 so that the first Doherty power amplifier 510 and the second Doherty power amplifier 520 have a common output load. . In this case, the offset lines 552 and 554 may transmit the impedance Z in1 seen from the coupling node of the first Doherty power amplifier 510 and the second Doherty power amplifier 530 to the impedance conversion line 556. To prevent the output power leakage of the first Doherty power amplifier 510 and the second Doherty power amplifier 530 by setting a value greater than the impedance facing the coupling node. For example, the first Doherty power so that the impedance Z in3 seen from the coupling node of the carrier power amplifier 514 and the peaking power amplifier 516 has the same value as when only one Doherty power amplifier is used. The impedance Z in2 of the first offset line 552 viewed from the output of the amplifier 510 becomes Z 0 , and Z 1 becomes Z 0 / (2) 1/2 . In this case, the impedance of the first offset line 552 is also Z 0 . In addition, to have a common output load of the Z 0 impedance (Z in1), viewed from the coupling node of said first Doherty amplifier (510) and said second Doherty amplifier 530, and the Z 0/2, the impedance The impedance of the conversion line 556 is Z 2 2 = Z 0 Z 1 .

상술한 바와 같이 출력단을 구성하는 경우, 상기 도허티 결합 회로는 증폭기의 용량을 하나의 도허티 전력 증폭기에 비해 2배로 증가시킬 수 있다.When the output stage is configured as described above, the Doherty coupling circuit may double the capacity of the amplifier compared to one Doherty power amplifier.

한편 본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능하다. 그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니 되며 후술하는 특허청구의 범위뿐만 아니라 이 특허청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.Meanwhile, in the detailed description of the present invention, specific embodiments have been described, but various modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined not only by the scope of the following claims, but also by the equivalents of the claims.

Claims (11)

적어도 두 개의 도허티 전력 증폭기들을 결합하기 위한 장치에 있어서,
적어도 두 개의 도허티 전력 증폭기들과,
입력 신호를 적어도 두 개의 전력 신호들로 분리하여 상기 두 개의 도허티 전력 증폭기들로 제공하는 전력 분배기와,
상기 적어도 두 개의 도허티 전력 증폭기들이 공통출력 부하를 갖도록 하는 적어도 두 개의 오프셋 라인들로 구성되는 출력단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
An apparatus for combining at least two Doherty power amplifiers, the apparatus comprising:
At least two Doherty power amplifiers,
A power divider that separates an input signal into at least two power signals and provides the two Doherty power amplifiers;
And at least two output lines comprising at least two offset lines to cause the at least two Doherty power amplifiers to have a common output load.
제 1항에 있어서,
상기 도허티 전력 증폭기는, 하나의 캐리어(carrier) 전력 증폭기와, 적어도 하나의 피킹(peaking) 전력 증폭기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 1,
And the Doherty power amplifier comprises one carrier power amplifier and at least one peaking power amplifier.
제 1항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 오프셋 라인들은, 각각의 도허티 전력 증폭기의 출력 경로에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 1,
And said at least two offset lines are located in the output path of each Doherty power amplifier.
제 1항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 오프셋 라인들은, 상기 적어도 두 개의 도허티 전력 증폭기들의 출력 경로들이 결합되는 노드의 임피던스가 상기 출력단의 출력 경로에서 상기 노드를 바라보는 임피던스보다 크도록 설정되는 임피던스를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 1,
Wherein the at least two offset lines comprise an impedance set such that the impedance of the node to which the output paths of the at least two Doherty power amplifiers are coupled is greater than the impedance facing the node in the output path of the output terminal. Device.
제 1항에 있어서,
상기 전력 분배기에서 분리한 적어도 두 개의 전력 신호들은, 동위상(in phase)인 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 1,
And at least two power signals separated by the power divider are in phase.
적어도 두 개의 도허티 전력 증폭기들을 결합하기 위한 장치에 있어서,
적어도 두 개의 도허티 전력 증폭기들과,
입력 신호를 적어도 두 개의 전력 신호들로 분리하여 상기 두 개의 도허티 전력 증폭기들로 제공하는 전력 분배기와,
상기 적어도 두 개의 도허티 전력 증폭기들이 공통출력 부하를 갖도록 하는 적어도 두 개의 오프셋 라인들과 임피던스 변환 선로로 구성되는 출력단을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
An apparatus for combining at least two Doherty power amplifiers, the apparatus comprising:
At least two Doherty power amplifiers,
A power divider that separates an input signal into at least two power signals and provides the two Doherty power amplifiers;
And an output stage comprising at least two offset lines and an impedance conversion line for the at least two Doherty power amplifiers to have a common output load.
제 6항에 있어서,
상기 도허티 전력 증폭기는, 하나의 캐리어(carrier) 전력 증폭기와, 적어도 하나의 피킹(peaking) 전력 증폭기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 6,
And the Doherty power amplifier comprises one carrier power amplifier and at least one peaking power amplifier.
제 6항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 오프셋 라인들은, 각각의 도허티 전력 증폭기의 출력 경로에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 6,
And said at least two offset lines are located in the output path of each Doherty power amplifier.
제 6항에 있어서,
상기 임피던스 변환 선로는, 상기 적어도 두 개의 도허티 전력 증폭기들의 출력 경로들이 결합되는 노드에 위치하는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 6,
The impedance conversion line is located at a node to which the output paths of the at least two Doherty power amplifiers are coupled.
제 6항에 있어서,
상기 적어도 두 개의 오프셋 라인들은, 상기 적어도 두 개의 도허티 전력 증폭기들의 출력 경로들이 결합되는 노드의 임피던스가 상기 임피던스 변환 선로에서 상기 노드를 바라보는 임피던스보다 크도록 설정되는 임피던스를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
The method of claim 6,
The at least two offset lines comprise an impedance set such that the impedance of the node to which the output paths of the at least two Doherty power amplifiers are coupled is greater than the impedance facing the node in the impedance conversion line. .
제 6항에 있어서,
상기 전력 분배기에서 분리한 적어도 두 개의 전력 신호들은, 동위상(in phase)인 것을 특징으로 하는 장치.The method of claim 6,
And at least two power signals separated by the power divider are in phase.
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