KR20110132139A - 이중 도허티 전력증폭기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 전력증폭기의 효율을 증가시키기 위해 일반적인 도허티 전력증폭기의 피킹 증폭기에 도허티 전력증폭기를 사용함으로써 넓은 출력범위에서 높은 효율을 얻을 수 있도록 한 이중 도허티 전력증폭기에 관한 것이다. 이를 위한 본 발명은, 입력 신호의 전 범위에서 동작하는 제 1 경로부; 포화전력에서 6-dB BOP 지점에서부터에서 동작하는 제 2 경로부; 상기 제 1 경로부 및 상기 제 2 경로부에 상기 입력 신호를 분배하기 위한 제 1 하이브리드 전력 분배기; 및 상기 제 1 경로부에 포함된 주 캐리어 증폭기 및 상기 제 2 경로부에 포함된 주 피킹 증폭기를 제어하기 위한 구동증폭기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

이중 도허티 전력증폭기 {Double Doherty Power Amplifier}
본 발명은 전력증폭기에 관한 것으로서, 더 상세하게는 전력증폭기의 효율을 증가시키기 위해 일반적인 도허티 전력증폭기의 피킹 증폭기에 도허티 전력증폭기를 사용함으로써 넓은 출력범위에서 높은 효율을 얻을 수 있도록 한 이중 도허티 전력증폭기에 관한 것이다.
당업자에게 잘 알려져 있는 바와 같이, 도허티 전력증폭기는 낮은 출력 전력에서도 높은 효율을 발생할 수 있기 때문에 많이 연구되어 왔다. 최근에 이용되고 있는 WCDMA(광대역 코드 분할 다중 액서스) 신호 같은 변조 신호들은 9dB 이상의 높은 PAPR(peak-to-average power ratio)를 가지며, PAPR 만큼의 BOP(back-off power)된 출력 전력에서 전력증폭기를 사용하기 위해 더 낮은 출력 전력에서 높은 효율을 가지는 도허티 전력증폭기가 연구되고 있다. 그러나 일반적인 도허티 전력증폭기에서는 6-dB BOP에서 높은 효율을 발생하기 때문에 더 많은 BOP에서 높은 효율을 얻기 위해서 N-way, 비대칭 도허티 전력증폭기들이 개발되고 있다. 그러나 이러한 도허티 전력증폭기들은 낮은 출력 전력에서 높은 효율을 발생시킨 후 출력 전력이 포화 전력에 이르기까지 출력에서는 효율이 낮아지는 단점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 3-way 도허티 전력증폭기를 도시한 회로도이다.
도 1을 참조하면, 입력 신호는 3-way 전력 분배기(101)를 통해 캐리어 증폭기(104), 제 1 피킹 증폭기(105), 및 제 2 피킹 증폭기(106)의 입력으로 나뉜다. 입력 정합 회로(103)과 출력 정합 회로(107)는 각 전력증폭기의 이득과 효율을 최적화시키며 λ/4 전송선로(108)에 의해서 캐리어 증폭기(104)의 임피던스가 증가하게 되어 낮은 입력에서도 높은 효율을 낼 수 있다. λ/4 전송선로(108)로 인한 캐리어 증폭기(104)와 제 1 피킹 증폭기(105), 제 2 피킹 증폭기(106) 사이의 위상차를 보상하기 위해서 제 1 피킹 증폭기(105)와 제 2 피킹 증폭기(106)의 입력에 λ/4 전송선로(102)를 삽입한다. 일반적으로 n-way 도허티 전력증폭기는 입력에 n-way 전력 분배기를 이용하기 때문에 캐리어 증폭기(104)의 이득이 낮아지고, 제 1 피킹 증폭기(105)와 제 2 피킹 증폭기(106)이 동시에 작동되어 한 BOP 지점에서 높은 효율을 보이고 포화 출력 전력에 이르기까지 효율이 낮아지는 단점이 있다.
도 2는 종래 기술에 따른 비대칭 도허티 전력증폭기를 도시한 회로도이다.
도 2를 참조하면, 입력 신호는 전력 분배기(201)를 통해 캐리어 증폭기(203), 피킹 증폭기(204)로 나뉘며, 입력 정합 회로(103)와 출력 정합 회로(107)는 각 전력증폭기의 이득과 효율을 최적화시킨다. λ/4 전송선로(206)에 의해서 캐리어 증폭기의 임피던스가 증가하게 되어 낮은 입력에서도 높은 효율을 낼 수 있으며 λ/4 전송선로(206)로 인한 캐리어 증폭기(203)와 피킹 증폭기(204) 사이의 위상차를 보상하기 위해서 피킹 증폭기(204)의 입력에 λ/4 전송선로(207)를 삽입한다. 이때 캐리어 증폭기(203)와 피킹 증폭기(204) 사이의 출력 비에 따라서 최대 효율이 나타나는 BOP 지점이 결정된다. 비대칭 전력증폭기는 큰 BOP에서 높은 효율을 얻기 위해 캐리어 증폭기(203)와 피킹 증폭기(204) 사이의 소자 크기를 다르게 하기 때문에 입력 매칭 회로(202)와 출력 매칭 회로(205)가 서로 다르고 위상지연도 다르기 때문에 설계하기가 힘들다. 게다가 n-way 도허티 증폭기와 마찬가지로 큰 BOP에서 높은 효율을 나타낸 뒤에 포화 전력에 이르기까지 효율이 감소하는 것을 관찰할 수 있다.
앞에서 설명한 종래의 3-way 및 비대칭 도허티 전력증폭기는 큰 BOP에서 높은 효율을 발생한다. 그러나 이러한 도허티 전력증폭기들은 낮은 출력에서 높은 효율을 가진 뒤 최대 출력에서 높은 효율을 가질 때까지 높은 효율을 유지하기 힘들며, 비대칭 도허티 전력증폭기의 경우에는 최대 출력 전력이 다른 소자를 사용하기 때문에 주 전력증폭기와 부 전력증폭기 간의 위상 차이를 맞추기 힘들다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로서, 같은 소자를 사용하면서도 넓은 출력범위에서도 일정하게 높은 효율을 발생할 수 있는 이중 도허티 전력증폭기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 이중 도허티 전력증폭기는 피킹 전력증폭기를 도허티 전력증폭기로 이용하고 입력의 크기에 따라 피킹 전력증폭기의 각 증폭기들이 동작하기 위해서 주 피킹 전력증폭기의 앞단에 클래스 C 급(class-C) 바이어스의 구동 증폭기를 연결한 것으로서, 더 구체적으로는 이중 도허티 전력증폭기에 있어서, 입력 신호의 전 범위에서 동작하는 제 1 경로부; 포화전력에서 6-dB BOP 지점에서부터 동작하는 제 2 경로부; 상기 제 1 경로부 및 상기 제 2 경로부에 상기 입력 신호를 분배하기 위한 제 1 하이브리드 전력 분배기; 및 상기 제 1 경로부에 포함된 주 캐리어 증폭기 및 상기 제 2 경로부에 포함된 주 피킹 증폭기를 제어하기 위한 구동증폭기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 구동증폭기는 모든 입력크기에서 상기 주 캐리어 증폭기를 동작시키기 위한 구동 캐리어 증폭기를 구비하고, 및 상기 입력 신호의 크기가 10dBm을 초과하는 입력크기인 경우에 상기 주 피킹 증폭기를 제어하기 위한 구동 피킹 증폭기를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제 1 경로부와 상기 제 2 경로부 간의 지연을 보상하기 하기 위한 λ/2 전송선로를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제 1 경로부는 상기 주 피킹 증폭기의 출력 임피던스를 증가시키는데 사용하기 위한 전송선로 만큼의 위상차를 보상하는 전송선로를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제 1 경로부는 낮은 입력 신호 범위, 즉 입력 신호가 10 dBm 이하의 입력 범위에서 상기 주 캐리어 증폭기의 출력 임피던스를 증가시키는 λ/4 전송선로를 포함한다.
바람직하게는, 상기 주 피킹 증폭기는 상기 제 1 하이브리드 전력 분배기에서 분배된 입력 신호를 분배하기 위한 제 2 하이브리드 전력 분배기를 포함한다.
바람직하게는, 상기 주 피킹 증폭기는 Class-C 피킹 증폭기 및 Class-B 캐리어 증폭기를 포함하며, 상기 Class-C 피킹 증폭기가 동작하지 않을 때 상기 Class-B 캐리어 증폭기의 출력 전력이 누설되지 않게 막아주기 위해 상기 Class-C 피킹 증폭기의 출력에 전송선로를 삽입한다.
바람직하게는, 상기 주 피킹 증폭기는 상기 Class-C 피킹 증폭기가 동작하지 않을 때 상기 Class-B 캐리어 증폭기의 출력 임피던스를 증가시키기 위한 λ/4 전송선로를 포함한다.
바람직하게는, 상기 주 피킹 증폭기는 상기 Class-C 피킹 증폭기 출력의 상기 전송선로 만큼의 위상차를 보상하기 위해 상기 Class-B 캐리어 증폭기 출력에 전송선로를 연결한다.
바람직하게는, 상기 주 피킹 증폭기는 상기 주 피킹 증폭기의 부하 임피던스와 상기 이중 도허티 증폭기의 특성 임피던스와의 임피던스 매칭을 위한 λ/4 전송선로를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제 2 경로부는 상기 주 피킹 증폭기가 동작하기 않을 때 상기 주 캐리어 증폭기의 출력 전력이 상기 주 피킹 증폭기 방향으로 누설되는 것을 막기 위한 전송선로를 포함한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 이중 도허티 전력증폭기는 주 피킹 전력증폭기로써 도허티 전력증폭기를 이용하고, 입력 신호의 크기에 따라 구동 증폭기가 스위치 역할을 하게 함으로써 넓은 출력범위에서 높은 효율을 유지하는 이점을 제공한다.
도 1은 종래 3-way 도허티 전력증폭기를 설명하기 위한 회로도.
도 2는 종래 비대칭 도허티 전력증폭기를 설명하기 위한 회로도.
도 3는 본 발명에 따른 이중 도허티 전력증폭기의 구조를 나타내기 위한 회로도.
도 4는 일반적인 도허티 증폭기 및 본 발명에 따른 이중 도허티 전력증폭기의 입력 크기에 따른 효율 특성을 도시한 그래프.
도 5은 본 발명에 따른 이중 도허티 전력증폭기를 설명하기 위한 회로도.
도 6은 본 발명에 따른 중심주파수가 2.14GHz인 정현파가 입력신호로 사용되었을 경우에 출력 전력에 따른 각 증폭기의 드레인 전류 특성을 도시한 그래프.
도 7은 본 발명에 따른 중심주파수가 2.14GHz인 정현파가 입력신호로 사용되었을 경우에 출력 전력에 따른 효율 및 이득 특성을 도시한 그래프.
도 8은 본 발명에 따른 중심주파수가 2.14GHz이며, 5MHz 대역폭을 가지는 WCDMA 신호가 입력신호로 사용되었을 경우에 34.5 dBm의 출력전력에서 디지털 선형왜곡기를 이용한 선형화 전후의 출력 스펙트럼.
이하, 첨부한 도면을 참조하면서 본 발명의 실시예에 따른 이중 도허티 전력증폭기에 대해 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 이중 도허티 전력증폭기의 구조를 도시한 회로도로서, 제 1 캐리어 증폭기(301), 제 1 λ/4 전송선로(302) 및 피킹 증폭기(303)를 포함한다. 피킹 증폭기(303)는 제 2 캐리어 증폭기(303a), 제 2 λ/4 전송선로(303b), 제 3 λ/4 전송선로(303c) 및 제 1 피킹 증폭기(303d)를 포함하여 이루어진다.
낮은 입력 신호 범위, 즉 입력 신호가 10 dBm 이하의 입력 범위에서는 제 1 캐리어 증폭기(301)만 동작하며, 제 1 λ/4 전송선로(302)로 인해서 제 1 캐리어 증폭기(301)의 출력 임피던스가 증가하게 되어 36 dBm의 낮은 출력 전력에서도 높은 효율을 낸다. 이때 피킹 증폭기(303)의 제 2 캐리어 증폭기(303a)와 제 1 피킹 증폭기(303d)는 각각 class-B와 class-C 급 증폭기를 이용하기 때문에 낮은 입력에서는 동작하지 않는다. 입력 크기가 증가함에 따라 제 2 캐리어 증폭기(303a)가 동작하게 되며, 제 1 캐리어 증폭기(301)의 동작과 마찬가지로 제 2 λ/4 전송선로(303b)에 의해서 제 2 캐리어 증폭기(303a)의 출력 임피던스가 증가하게 되어 입력의 크기가 증가하더라도 효율의 감소 없이 39% 이상의 높은 효율을 유지할 수 있다. 입력이 최대가 되면, 제 1 캐리어 증폭기(301), 제 2 캐리어 증폭기(303a) 및 제 1 피킹 증폭기(303d)가 모두 동작하게 되어 높은 효율을 발생한다. 그리고, 제 1 캐리어 증폭기(301), 제 2 캐리어 증폭기(303b) 및 제 1 피킹 증폭기(303d) 사이의 위상지연을 보상하기 위해서 제 3 λ/4 전송선로(303c)를 제 1 피킹 증폭기(303d)의 입력에 연결한다.
도 4는 종래의 도허티 전력증폭기 및 이중 도허티 전력증폭기에서의 입력 크기에 따른 효율 특성을 도시한다. 일반적인 비대칭 도허티와 3-way 도허티 증폭기들과는 달리 이중 도허티 전력증폭기의 경우에는 일반적인 도허티 증폭기에서와 같이 6dB BOP 지점에서도 높은 효율을 가지므로 넓은 출력 범위에서 높은 효율이 유지되는 것을 관찰할 수 있다. 그러나 실제 사용되는 전력증폭기용 소자는 낮은 입력에서도 전류가 흐르게 되어 이상적인 높은 효율을 얻기 힘들기 때문에 제 2 캐리어 증폭기(303a)의 동작을 제어할 수 있는 장치가 필요하다.
도 5는 본 발명에 따른 이중 도허티 전력증폭기의 구조를 도시한 상세 회로도로서, 제 1 하이브리드 전력분배기(501), 제 1 λ/2 전송선로(502), 구동 증폭기(503), 주 캐리어 증폭기(504), 제 1 전송선로(505), 주 피킹 증폭기(506), 제 1 λ/4 전송선로(507), 제 4 전송선로(508) 및 제 4 λ/4 전송선로(509)를 포함한다. 구동 증폭기(503)는 구동 캐리어 증폭기(503a)와 구동 피킹 증폭기(203b)를 포함하여 이루어진다. 주 피킹 증폭기(506)는 제 2 하이브리드 전력분배기(506a), 피킹 증폭기(506b), 제 2 전송선로(506c), 캐리어 증폭기(506d), 제 3 전송선로(506e), 제 2 λ/4 전송선로(506f) 및 제 3 λ/4 전송선로(506g)를 포함하여 이루어진다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 이중 도허티 전력증폭기의 구체적인 작용을 도 3 내지 도 8을 참조하여 설명한다.
도 5를 참조하면, 입력 신호는 제 1 하이브리드 전력분배기(501)를 통해서 동일한 크기의 신호가 90°의 위상차를 가지고 각 전송선로를 통해서 나누어진다. 10 dBm의 낮은 입력 신호에서는 구동 증폭기(503)에서 구동 캐리어 증폭기(503a) 및 구동 피킹 증폭기(503b)가 각각 class-AB급 및 class-C급 증폭기이기 때문에 구동 캐리어 증폭기(503a)만 동작하고 구동 피킹 증폭기(503b)는 동작하지 않는다. 구동 캐리어 증폭기(503a)를 지난 입력 신호는 주 캐리어 증폭기(504)에 의해 증폭되고, 제 1 λ/4 전송선로(507)에 의해 출력임피던스가 증가하여 낮은 입력 신호에서도 높은 효율을 발생할 수 있다. 입력 신호의 크기가 증가함에 따라서 10 dBm을 초과하는 입력크기에서부터 구동 피킹 증폭기(503b)가 동작하기 시작하여, 구동 피킹 증폭기(503b)의 출력은 주 피킹 증폭기(506)의 입력으로 사용된다. 따라서, 구동 피킹 증폭기(503b)는 입력 크기에 따라서 동작하기 때문에 주 피킹 증폭기(506)의 동작을 결정하는 스위치 역할을 한다. 구동 피킹 증폭기(503b)의 출력 신호는 제 2 하이브리드 전력분배기(506a)의 입력으로 사용되며, 제 2 하이브리드 전력분배기(506a)는 피킹 증폭기(506b)와 캐리어 증폭기(506d)의 입력신호가 90°의 위상차가 생기도록 만들어준다. 피킹 증폭기(506b)의 경우 class-C급 증폭기이므로 큰 입력 신호가 입력되지 않는 이상 캐리어 증폭기(506d)만 동작하게 된다. 캐리어 증폭기(506d)에 의해서 증폭된 신호는 제 2 λ/4 전송선로(506f)에 의해서 높은 효율을 유지하게 되고, 입력 크기가 증가하면 피킹 증폭기(506b)가 동작하게 되어 포화 출력 전력에 이르기까지 높은 효율을 유지한다.
즉, 낮은 입력 신호가 인가되면 도허티 증폭기의 특성에 따라서 주 캐리어 증폭기(504)만 동작하게 되며 낮은 입력에서도 높은 효율을 발생한다. 입력 크기가 증가할수록 구동 피킹 증폭기(503b)에 의해서 주 피킹 증폭기(506)가 동작하게 되며, 입력 신호의 크기가 증가함에 따라 주 피킹 증폭기(506)의 캐리어 증폭기(506d)와 피킹 증폭기(506b)가 도허티 증폭기의 동작을 함으로써 높은 효율을 유지하게 된다.
주 피킹 증폭기(506)에서 캐리어 증폭기(506d)가 동작하는 동안 캐리어 증폭기(506d)의 출력 전력이 피킹 증폭기(506b)로 누설되는 것을 막기 위해 제 3 전송선로(506d)를 삽입하고, 제 3 전송선로(506e)에 의한 위상차이를 보상하기 위해서 제 2 전송선로(506c)를 피킹 증폭기(506b) 출력에 연결한다. 입력 크기에 따라서 주 피킹 증폭기(506)의 부하 임피던스와 전체 이중 도허티 증폭기의 특성 임피던스와의 임피던스 매칭을 위해서 제 3 λ/4 전송선로(506g)를 주 피킹 증폭기(506)의 출력에 연결한다.
낮은 입력신호에서 주 캐리어 증폭기(504)만 동작하는 동안 주 피킹 증폭기(506)로 누설되는 전력을 방지하기 위해 제 4 전송선로(508)를 주 피킹 증폭기(506)의 출력에 연결하고, 제 4 전송선로로 인하여 발생한 위상차를 보상하기 위해서 제 1 전송선로(505)를 삽입한다. 주 캐리어 증폭기(504)와 주 피킹 증폭기(506)의 출력 임피던스와 이중 도허티 증폭기의 특성 임피던스 사이의 임피던스를 매칭하기 위해서 제 4 λ/4 전송선로(509)를 출력에 연결한다.
도 6은 본 발명에 따른, 중심주파수가 2.14 GHz인 정현파가 입력신호로 사용되었을 경우에, 출력 전력에 따른 각 증폭기의 드레인 전류 특성을 도시하고 있다. 구동 피킹 증폭기(503b)가 주 피킹 증폭기(506)를 제어하는 스위치 역할을 하기 때문에 주 피킹 증폭기(506)의 캐리어 증폭기(506d)와 피킹 증폭기(506b)는 각각 9-dB BOP, 6-dB BOP에서 동작하는 것을 보여준다.
도 7은 본 발명에 따른, 중심주파수가 2.14 GHz인 정현파가 입력신호로 사용되었을 경우에, 출력 전력에 따른 효율 및 이득 특성을 도시하고 있다. 36.1 dBm의 출력 전력에서 35 %의 효율과 26.6 dB의 이득을 나타내었으며, 39.8 dBm과 44.8 dBm의 출력 전력에서 39 % 이상의 높은 효율을 유지하였다.
도 8는 본 발명에 따른, 중심주파수가 2.14 GHz이며, 5 MHz 대역폭을 가지는 WCDMA 신호가 입력신호로 사용되었을 경우에, 34.5 dBm의 출력전력에서 DPD를 이용한 선형화 전후의 출력 스펙트럼을 도시하고 있다. 선형화 전의 ACLR(adjacent channel leakage ratio)은 ±5-MHz offset에서 -36 dBc 였지만, DPD(digital predistortion)를 이용하여 이중 도허티 전력증폭기의 선형성을 개선시킨 결과 ±5-MHz offset에서의 ACLR은 -50 dBc 보다 낮은 좋은 선형성을 보여준다.
이상, 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 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
301 : 제 1 캐리어 증폭기
302 : 제 1 λ/4 전송선로
303 : 피킹 증폭기
501 : 제 1 하이브리드 전력분배기
502 : 제 1 λ/2 전송선로
503 : 구동 증폭기
504 : 주 캐리어 증폭기
505 : 제 1 전송선로
506 : 주 피킹 증폭기
507 : 제 1 λ/4 전송선로
508 : 제 4 전송선로
509 : 제 4 λ/4 전송선로

Claims (13)

  1. 이중 도허티 전력증폭기에 있어서,
    제 1 캐리어 증폭기와, 제 1 λ/4 전송선로 및 피킹 증폭기를 포함하고,
    상기 피킹 증폭기는 제 2 캐리어 증폭기, 제 2 λ/4 전송선로, 제 3 λ/4 전송선로 및 제 1 피킹 증폭기를 구비하고, 상기 제 2 캐리어 증폭기와 상기 제 1 피킹 증폭기는 각각 클래스-B 급(class-B) 증폭기와 class-C 증폭기를 이용하며,
    10 dBm 이하의 낮은 입력에서는 상기 제 1 캐리어 증폭기만 동작하고,
    10 dBm에서 15 dBm의 입력 크기 범위에서는 상기 제 1 캐리어 증폭기 및 상기 제 2 캐리어 증폭기가 동작하고,
    15 dBm을 초과하는 입력 크기에서는 상기 제 1 캐리어 증폭기, 상기 제 2 캐리어 증폭기 및 상기 제 1 피킹 증폭기가 모두 동작하는 것을 특징으로 하는 이중 도허티 전력증폭기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제 1 캐리어 증폭기, 상기 제 2 캐리어 증폭기 및 상기 제 1 피킹 증폭기 사이의 위상지연을 보상하기 위해서 제 3 λ/4 전송선로를 상기 제 1 피킹 증폭기의 입력에 연결한 것을 특징으로 하는 이중 도허티 전력증폭기.
  3. 이중 도허티 전력증폭기에 있어서,
    입력 신호의 크기가 10 dBm 이하의 범위에서 동작하는 제 1 경로부;
    입력 신호의 크기가 10 dBm을 초과하는 범위에서 동작하는 제 2 경로부;
    상기 제 1 경로부 및 상기 제 2 경로부에 상기 입력 신호를 분배하기 위한 제 1 하이브리드 전력 분배기; 및
    상기 제 1 경로부에 포함된 주 캐리어 증폭기 및 상기 제 2 경로부에 포함된 주 피킹 증폭기를 제어하기 위한 구동증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 도허티 전력증폭기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 구동증폭기는,
    상기 입력 신호의 크기가 10 dBm 이하 경우에 상기 주 캐리어 증폭기를 제어하기 위한 구동 캐리어 증폭기를 구비하고, 및 상기 입력 신호의 크기가 10 dBm 이상인 경우에 상기 주 피킹 증폭기를 제어하기 위한 구동 피킹 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 도허티 전력증폭기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제 1 경로부와 상기 제 2 경로부 간의 지연을 보상하기 하기 위한 λ/2 전송선로를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 도허티 전력증폭기.
  6. 제3항에 있어서, 상기 제 1 경로부는,
    상기 주 피킹 증폭기의 출력 임피던스를 증가시키는데 사용하기 위한 전송선로 만큼의 위상차를 보상하는 전송선로를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 도허티 전력증폭기.
  7. 제3항에 있어서, 상기 제 1 경로부는,
    낮은 입력 신호 범위, 즉 입력 신호가 10 dBm 이하인 범위에서 상기 주 캐리어 증폭기의 출력 임피던스를 증가시키는 λ/4 전송선로를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 도허티 전력증폭기.
  8. 제3항에 있어서, 상기 주 피킹 증폭기는,
    상기 제 1 하이브리드 전력 분배기에서 분배된 입력 신호를 분배하기 위한 제 2 하이브리드 전력 분배기를 포함하는 것을 하는 이중 도허티 전력증폭기.
  9. 제8항에 있어서, 상기 주 피킹 증폭기는,
    Class-C 피킹 증폭기 및 Class-B 캐리어 증폭기를 포함하며,
    상기 Class-C 피킹 증폭기가 동작하지 않을 때 상기 Class-B 캐리어 증폭기의 출력 전력이 누설되지 않게 막아주기 위해 상기 Class-C 피킹 증폭기의 출력에 전송선로를 삽입한 것을 특징으로 하는 이중 도허티 전력증폭기.
  10. 제8항에 있어서, 상기 주 피킹 증폭기는,
    상기 Class-C 피킹 증폭기가 동작하지 않을 때 상기 Class-B 캐리어 증폭기의 출력 임피던스를 증가시키기 위한 λ/4 전송선로를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 도허티 전력증폭기.
  11. 제9항에 있어서, 상기 주 피킹 증폭기는,
    상기 Class-C 피킹 증폭기 출력의 상기 전송선로 만큼의 위상차를 보상하기 위해 상기 Class-B 캐리어 증폭기 출력에 전송선로를 연결한 것을 특징으로 하는 이중 도허티 전력증폭기.
  12. 제9항에 있어서, 상기 주 피킹 증폭기는,
    상기 주 피킹 증폭기의 부하 임피던스와 상기 이중 도허티 증폭기의 특성 임피던스와의 임피던스 매칭을 위한 λ/4 전송선로를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 도허티 전력증폭기.
  13. 제3항에 있어서, 상기 제 2 경로부는,
    상기 주 피킹 증폭기가 동작하기 않을 때 상기 주 캐리어 증폭기의 출력 전력이 상기 주 피킹 증폭기 방향으로 누설되는 것을 막기 위한 전송선로를 포함하는 것을 특징으로 하는 이중 도허티 전력증폭기.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101255821B1 (ko) * 2011-06-17 2013-04-24 주식회사 피플웍스 삽입형 바이어스 혼합 전력 증폭장치
CN103312272A (zh) * 2012-03-14 2013-09-18 浦项工科大学校产学协力团 多模式Doherty功率放大器
KR20140116439A (ko) * 2011-12-29 2014-10-02 알까뗄 루슨트 대역폭 확장된 도허티 전력 증폭기

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101654927B1 (ko) * 2014-12-02 2016-09-08 전자부품연구원 광대역 도허티 전력 증폭기
KR102564085B1 (ko) * 2018-08-20 2023-08-04 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 도허티 증폭기

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100760519B1 (ko) * 2006-07-28 2007-09-20 김종헌 2단 도허티 전력 증폭 장치
CN101904089B (zh) 2007-12-21 2012-10-31 Nxp股份有限公司 具有最小输出网络的3路Doherty放大器
JP2009260658A (ja) * 2008-04-16 2009-11-05 Mitsubishi Electric Corp 電力増幅器
JP5243192B2 (ja) 2008-11-12 2013-07-24 株式会社日立国際電気 増幅器

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101255821B1 (ko) * 2011-06-17 2013-04-24 주식회사 피플웍스 삽입형 바이어스 혼합 전력 증폭장치
KR20140116439A (ko) * 2011-12-29 2014-10-02 알까뗄 루슨트 대역폭 확장된 도허티 전력 증폭기
CN103312272A (zh) * 2012-03-14 2013-09-18 浦项工科大学校产学协力团 多模式Doherty功率放大器
CN103312272B (zh) * 2012-03-14 2016-06-01 浦项工科大学校产学协力团 多模式Doherty功率放大器

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