KR20120139335A - Doherty power amplifier being insert type - Google Patents

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KR20120139335A KR1020110059081A KR20110059081A KR20120139335A KR 20120139335 A KR20120139335 A KR 20120139335A KR 1020110059081 A KR1020110059081 A KR 1020110059081A KR 20110059081 A KR20110059081 A KR 20110059081A KR 20120139335 A KR20120139335 A KR 20120139335A
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Abstract

PURPOSE: An embedded type bias mixed power amplifier is provided to obtain maximum output power by adding an embedded peaking amplifier to a conventional Doherty amplifier structure. CONSTITUTION: An embedded peaking amplifier(201) amplifies a basic signal of an input signal while being connected to a conventional Doherty amplifier(100) in parallel. A 90° hybrid distributor(202) respectively distributes power of the input signal in a 90° phase difference to the embedded peaking amplifier and the conventional Doherty amplifier. A first offset line(203) induces an output load of the conventional Doherty amplifier to a short. A second offset line(204) induces the output load of the embedded peaking amplifier to the short. A first transformer(205) performs load modulation between the first offset line and the second offset line. A second transformer(206) changes the load. [Reference numerals] (101) Main amplifier; (102) Peaking Amplifier; (104) Third transformer; (105) Fourth transformer; (106) Third offset line; (107) Fourth offset line; (201) Embedded Peaking Amplifier; (203) First offset line; (204) Second offset line; (205) First transformer; (206) Second transformer

Description

삽입형 바이어스 혼합 전력 증폭장치{Doherty power amplifier being insert type}Inserted bias mixed power amplification device {Doherty power amplifier being insert type}

본 발명은 삽입형 바이어스 혼합 전력 증폭장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 컨벤셔널 도허티 증폭기(Conventional Doherty amplifier) 구조에 임베디드 피킹 앰프(embedded peaking amplifier)를 더 추가함으로써, 컨벤셔널 도허티 증폭기의 P1dB 기준 출력에서 6dB 백오프(backoff) 한 지점보다 더 낮은 지점에서 최대 효율을 얻을 수 있도록 하고, 더불어 기존 P1dB에서 3dB 증가한 지점에서 최대 출력전력을 얻을 수 있도록 하는, 삽입형 바이어스 혼합 전력 증폭장치에 관한 것이다.The present invention relates to an embedded bias mixed power amplifier, and more particularly, by adding an embedded peaking amplifier to the conventional Doherty amplifier structure, thereby providing a P1dB reference output of the conventional Doherty amplifier. An integrated bias mixed power amplifier that enables maximum efficiency at a point lower than one 6dB backoff point, and at the point of 3dB increase from the conventional P1dB.

현재, 이동 통신 시스템에서 전력 증폭기는 기지국(BS: Base Station) 및 이동 단말(MS: Mobile Station)들의 최종 출력단에 구비되어 낮은 레벨의 입력 신호, 예컨대 베이스 밴드(Base Band) 신호를 높은 레벨의 출력 신호, 예컨대 RF 밴드 신호로 증폭한다. 이때, RF 밴드 신호는 전력 증폭기가 비선형성이면 신호의 왜곡 성분이 발생하며, 이러한 전력 증폭기의 비선형 특성은 입력 신호에 대한 이득 저하와 입력 주파수 이외의 상호 변조(Inter-Modulation)로 인한 주파수 성분을 생성한다. 그에 따라, 상기 생성된 주파수 성분은 인접 채널에 영향을 주어 시스템 전체 성능을 저하시키므로 상기 선형성은 전력 증폭기에서 중요한 특성이다.Currently, in a mobile communication system, a power amplifier is provided at the final output terminal of a base station (BS) and mobile stations (MS) to output a low level input signal, for example, a base band signal, at a high level. Amplifies into a signal, such as an RF band signal. At this time, the RF band signal is a distortion component of the signal when the power amplifier is non-linear, the non-linear characteristics of the power amplifier is a frequency component due to the gain degradation of the input signal and inter-modulation other than the input frequency Create Accordingly, the linearity is an important characteristic in a power amplifier because the generated frequency component affects adjacent channels and degrades the overall system performance.

한편, 상기 전력 증폭기는 입력 신호의 대역폭에 따라 단일 반송파를 사용하는 단일 반송파 전력 증폭기(SCPA: SingleCarrier Power Amplifier, 이하 'SCPA'라 칭하기로 한다)와 다중 반송파를 사용하는 다중 반송파 전력 증폭기(MCPA: Multi Carrier Power Amplifier, 이하 'MCPA'라 칭하기로 한다)로 나눌 수 있다. 상기 SCPA는 단일 반송파, 즉 1FA 신호를 증폭하므로 선형성 확보를 위한 복잡하고 정교한 선형화가 불필요하며, 단지 최대 출력 전력에서 PAR(Peak to Average Power Ratio)만큼 백오프(Back-Off)하여 사용하면 된다. 상기 MCPA는 다중 반송파, 예컨대 와이브로 시스템일 경우는 3FA 신호를, CDMA 시스템일 경우는 8?15FA 신호를 증폭하므로 광대역의 상호 변조 성분을 제거하기 위해 선형화가 필요하다.Meanwhile, the power amplifier includes a single carrier power amplifier (SCPA) using a single carrier according to the bandwidth of an input signal, and a multicarrier power amplifier using a multicarrier (MCPA). Multi Carrier Power Amplifier, hereinafter referred to as 'MCPA'). Since SCPA amplifies a single carrier, i.e., 1FA signal, complicated and sophisticated linearization for ensuring linearity is unnecessary, and only needs to be back-off by Peak to Average Power Ratio (PAR) at maximum output power. Since the MCPA amplifies a 3FA signal in a multi-carrier, for example, a WiBro system, and an 8-15FA signal in a CDMA system, linearization is required to remove wideband intermodulation components.

또한, 최근에는 이동 통신 시스템에 다중 안테나 기술을 적용하여 빔 포밍(Beam Forming), 다이버시티(Diversity) 등으로 전송 속도와 용량을 증대시키는 기술들이 적용되고 있다. 이러한 다중 안테나 기술은, 여러 개의 안테나를 사용하므로 전력 증폭기 측면에서 전체의 출력 전력은 같지만 개별 안테나를 구동시키는 전력 증폭기의 출력 전력이 낮아지는 이점이 있다. 상기 다중 안테나 기술을 이동 통신 시스템에 적용할 경우, 상기 이동 통신 시스템의 활용성을 향상시키기 위해 MCPA로 동작하는 멀티 모드용 전력 증폭기가 제안되었다.In recent years, techniques for increasing transmission speed and capacity through beam forming, diversity, and the like by applying multiple antenna technologies to mobile communication systems have been applied. This multi-antenna technology has the advantage of lowering the output power of the power amplifier driving the individual antennas, although the total output power is the same in terms of the power amplifier because of the use of multiple antennas. When the multi-antenna technology is applied to a mobile communication system, a multi-mode power amplifier operating with MCPA has been proposed to improve the usability of the mobile communication system.

아울러, 전력 증폭기에 있어서, 전술한 전력 증폭기의 선형성 뿐만 아니라 전력 증폭기의 효율성 또한 중요한 파라미터이다. 이러한 전력 증폭기의 효율성을 향상시키기 위해 도허티 증폭기(Doherty Amplifier)가 제안되었으며, 일반적인 평형증폭기(Balanced Amplifier)와는 달리 상기 도허티 증폭기는 캐리어 증폭기(Carrier Amplifier)와 피킹 증폭기(Peaking Amplifier)가 비대칭 병렬로 결합된 구조이다. 보다 자세히 설명하면, 도허티 증폭기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 이동 통신 시스템에서 고효율 변조방식에 사용되는 전력 증폭기의 일예로서, 1936년에 W. H. Doherty에 의해 처음 제안되었으며, 그 구조는 쿼터 웨이브 트랜스포머(Quarter Wave Transformer)(λ/4 트랜스포머)가 메인 증폭기와 피킹 증폭기를 병렬로 연결하는 구조이다. 그리고, 상기 피킹 증폭기는 전력 레벨(Power Level)에 따라 부하(load)에 공급하는 전류의 양을 달리하는 방식을 통해 상기 메인 증폭기의 부하 임피던스(impedance)를 조절함으로써, 도허티 증폭기의 효율을 증가시킬 수 있다.In addition, in the power amplifier, not only the linearity of the power amplifier described above but also the efficiency of the power amplifier is an important parameter. In order to improve the efficiency of such a power amplifier, a Doherty Amplifier has been proposed. Unlike a balanced amplifier, a Doherty amplifier is asymmetrical parallel coupling of a carrier amplifier and a peaking amplifier. Structure. More specifically, the Doherty amplifier, as shown in FIG. 1, is an example of a power amplifier used in a high efficiency modulation scheme in a mobile communication system, first proposed by WH Doherty in 1936, and its structure is a quarter wave transformer. (Quarter Wave Transformer) (λ / 4 transformer) connects main amplifier and peaking amplifier in parallel. In addition, the peaking amplifier may increase the efficiency of the Doherty amplifier by adjusting the load impedance of the main amplifier by varying the amount of current supplied to the load according to the power level. Can be.

한편, 이러한 컨벤셔널 도허티 증폭기(Conventional Doherty amplifier) 구조는 P1dB 기준 출력에서 6dB 백오프(backoff) 한 지점에서 최대 효율을 얻을 수 있는데, 때때로 방위산업분야 등에서는 이러한 6dB 백오프(backoff) 한 지점보다 더 낮은 지점에서 최대 효율을 얻을 것을 요구하고 있으며 더불어, 기존 P1dB에서 3dB 증가한 지점에서 최대 출력전력을 얻을 수 있는 사양을 요구하는 경우가 있다.On the other hand, such a conventional Doherty amplifier structure can achieve maximum efficiency at one point of 6 dB backoff at the P1dB reference output, sometimes in the defense industry, rather than at this point of 6 dB backoff. In addition, there is a demand for maximum efficiency at a lower point, and in some cases, a specification for obtaining maximum output power at a point increased by 3 dB from the existing P1dB is required.

본 발명은 상기한 필요성을 충족시키기 위해 개발된 것으로, 컨벤셔널 도허티 증폭기(Conventional Doherty amplifier) 구조에 임베디드 피킹 앰프(embedded peaking amplifier)를 더 추가하여, 컨벤셔널 도허티 증폭기의 P1dB 기준 출력에서 6dB 백오프(backoff) 한 지점보다 더 낮은 지점에서 최대 효율을 얻을 수 있도록 하고, 더불어 기존 P1dB에서 3dB 증가한 지점에서 최대 출력전력을 얻을 수 있도록 하는, 삽입형 바이어스 혼합 전력 증폭장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was developed to meet the above needs, by adding an embedded peaking amplifier to the conventional Doherty amplifier structure to provide a 6 dB backoff at the P1 dB reference output of the conventional Doherty amplifier. Its purpose is to provide an embedded bias mixed power amplifier that enables maximum efficiency at a point lower than one point, and at the point of 3dB increase from the existing P1dB.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 삽입형 바이어스 혼합 전력 증폭장치는,Insertion type bias mixed power amplification apparatus according to the present invention for achieving this object,

컨벤셔널 도허티 증폭기(conventional doherty amplifier), 상기 컨벤셔널 도허티 증폭기에 병렬로 연결되어 입력 신호의 기본 신호를 증폭하는 임베디드 피킹 앰프(embedded peaking amplifier), 상기 임베디드 피킹 앰프와 상기 컨벤셔널 도허티 증폭기 각각에 90°위상 차이로 입력 신호의 전력을 분배하는 90°하이브리드 분배기, 상기 컨벤셔널 도허티 증폭기의 출력 부하를 쇼트(0)로 유도하는 제1 오프셋 라인, 상기 임베디드 피킹 앰프의 출력 부하를 쇼트(0)로 유도하는 제2 오프셋 라인, 상기 제1 오프셋 라인과 제2 오프셋 라인 사이에 설치되어 부하 변조(Load modulation) 기능을 수행하는 제1 트랜스포머 및, 상기 제2 오프셋 라인과 제1 트랜스포머에 연결되어 부하(Load)를 변환하는 제2 트랜스포머를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
A conventional doherty amplifier, an embedded peaking amplifier connected in parallel to the conventional Doherty amplifier to amplify a basic signal of an input signal, and each of the embedded peaking amplifier and the conventional Doherty amplifier. 90 ° hybrid divider that distributes the power of the input signal with a phase difference, a first offset line that directs the output load of the conventional Doherty amplifier to short (0), and the output load of the embedded peaking amplifier to short (0) A second offset line to induce, a first transformer installed between the first offset line and the second offset line to perform a load modulation function, and connected to the second offset line and the first transformer to provide a load ( And a second transformer for converting the load).

바람직하게, 상기 컨벤셔널 도허티 증폭기(conventional doherty amplifier)는 메인 증폭기와 피킹 증폭기, 상기 메인 증폭기와 피킹 증폭기 각각에 90°위상 차이로 입력 신호의 전력을 분배하는 제2 90°하이브리드 분배기, 상기 메인 증폭기와 피킹 증폭기의 각 출력단에 연결되어 부하 변조(Load modulation)를 수행하는 제3 트랜스포머 및, 상기 피킹 증폭기와 제3 트랜스포머에 연결되어 부하(Load)를 변환하는 제4 트랜스포머를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
Advantageously, the conventional doherty amplifier comprises a second 90 ° hybrid divider for distributing power of an input signal by a 90 ° phase difference to each of the main amplifier and the peaking amplifier, the main amplifier and the peaking amplifier, and the main amplifier. And a third transformer connected to each output terminal of the peaking amplifier to perform load modulation, and a fourth transformer connected to the peaking amplifier and the third transformer to convert load. do.

본 발명은 컨벤셔널 도허티 증폭기(conventional doherty amplifier)보다 더 낮은 지점에서 최대 효율을 얻을 수 있다. 즉, 컨벤셔널 도허티 증폭기(conventional doherty amplifier)는 P1dB 기준 출력 전력에서 6dB 백오프(backoff) 한 곳에서 최대 효율을 얻을 수 있으나, 본 발명은 컨벤셔널 도허티 증폭기(conventional doherty amplifier)의 6dB 백오프(backoff) 한 지점보다 더 낮은 지점에서 최대 효율을 얻을 수 있다.The present invention achieves maximum efficiency at a lower point than a conventional doherty amplifier. That is, a conventional doherty amplifier can obtain maximum efficiency at one place of 6 dB backoff at a P1 dB reference output power. However, the present invention provides a 6 dB backoff of a conventional doherty amplifier. backoff) Maximum efficiency can be achieved at a point lower than one point.

그리고, 본 발명은 컨벤셔널 도허티 증폭기(Conventional Doherty amplifier) 구조에 임베디드 피킹 앰프(embedded peaking amplifier)를 더 추가함으로써, 기존 P1dB에서 3dB 증가한 지점에서 최대 출력전력을 얻을 수 있는 효과가 있다.
In addition, the present invention has an effect of obtaining a maximum output power at a point increased by 3 dB from the existing P1 dB by adding an embedded peaking amplifier to the conventional Doherty amplifier structure.

도 1은 본 발명에 따른 삽입형 바이어스 혼합 전력 증폭장치를 도시한 상세 블록구성도
도 2a는 본 발명에 따른 입력 전력이 로우(Low) 레벨인 경우 이루어지는 삽입형 바이어스 혼합 전력 증폭장치의 동작을 도식화한 도면
도 2b는 본 발명에 따른 입력 전력이 하이(High) 레벨인 경우 이루어지는 삽입형 바이어스 혼합 전력 증폭장치의 동작을 도식화한 도면
도 3은 본 발명에 따른 삽입형 바이어스 혼합 전력 증폭장치의 효과를 그래프적으로 보여주는 도면
1 is a detailed block diagram showing an embedded bias mixed power amplifying apparatus according to the present invention.
Figure 2a is a diagram illustrating the operation of the embedded bias mixed power amplification device when the input power is a low level according to the present invention;
Figure 2b is a diagram illustrating the operation of the embedded bias mixed power amplification device made when the input power is a high level in accordance with the present invention;
3 is a graph showing the effect of the embedded bias mixed power amplifier according to the present invention;

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

다만, 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 쉽게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.It is to be understood, however, that the embodiments described below are only for explanation of the embodiments of the present invention so that those skilled in the art can easily carry out the invention, It does not mean anything.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.In order to clearly illustrate the present invention, portions which are not related to the description have been omitted, and like reference numerals have been assigned to similar portions throughout the specification.

명세서 및 청구범위 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 포함할 수 있는 것을 의미한다.
Throughout the specification and claims, when a section includes a constituent, it is intended that the inclusion of the other constituent (s) does not exclude other elements unless specifically stated otherwise.

도 1은 본 발명에 따른 삽입형 바이어스 혼합 전력 증폭장치를 도시한 상세 블록구성도이다.1 is a detailed block diagram illustrating an embedded bias mixed power amplifier according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 삽입형 바이어스 혼합 전력 증폭장치는 컨벤셔널 도허티 증폭기(Conventional Doherty amplifier)(100) 구조에 임베디드 피킹 앰프(embedded peaking amplifier)(201)를 더 추가함으로써, 컨벤셔널 도허티 증폭기(100)의 P1dB 기준 출력에서 6dB 백오프(backoff) 한 지점보다 더 낮은 지점에서 최대 효율을 얻을 수 있고, 더불어 기존 P1dB에서 3dB 증가한 지점에서 최대 출력전력을 얻을 수 있도록 하는 구조로 된 것이다. As shown in FIG. 1, the embedded bias mixed power amplifier according to the present invention further adds an embedded peaking amplifier 201 to the structure of a conventional Doherty amplifier 100. The maximum efficiency can be obtained at a point lower than 6 dB backoff point at the P1dB reference output of the National Doherty amplifier 100, and at the point of 3dB increase from the conventional P1dB, the maximum output power can be obtained. will be.

구체적으로는 크게, 컨벤셔널 도허티 증폭기(conventional doherty amplifier)(100), 임베디드 피킹 앰프(embedded peaking amplifier)(201), 90°하이브리드 분배기(202), 제1 오프셋 라인(203), 제2 오프셋 라인(204), 제1 트랜스포머(205) 및, 제2 트랜스포머(206)를 포함하여 이루어진 구조로 된 것이다.
Specifically, a conventional doherty amplifier 100, an embedded peaking amplifier 201, a 90 ° hybrid divider 202, a first offset line 203, a second offset line 204, a first transformer 205, and a second transformer 206.

즉, 컨벤셔널 도허티 증폭기(conventional doherty amplifier)(100), 상기 컨벤셔널 도허티 증폭기(100)에 병렬로 연결되어 입력 신호의 기본 신호를 증폭하는 임베디드 피킹 앰프(embedded peaking amplifier)(201), 상기 임베디드 피킹 앰프(201)와 상기 컨벤셔널 도허티 증폭기(100) 각각에 90°위상 차이로 입력 신호의 전력을 분배하는 90°하이브리드 분배기(202), 상기 컨벤셔널 도허티 증폭기(100)의 출력 부하를 쇼트(0)로 유도하는 제1 오프셋 라인(203), 상기 임베디드 피킹 앰프(201)의 출력 부하를 쇼트(0)로 유도하는 제2 오프셋 라인(204), 상기 제1 오프셋 라인(203)과 제2 오프셋 라인(204) 사이에 설치되어 부하 변조(Load modulation) 기능을 수행하는 제1 트랜스포머(205) 및, 상기 제2 오프셋 라인(204)과 제1 트랜스포머(205)에 연결되어 부하(Load)를 변환하는 제2 트랜스포머(206)를 포함하여 이루어진 구조로 된 것이다.
That is, a conventional doherty amplifier 100, an embedded peaking amplifier 201 connected in parallel to the conventional Doherty amplifier 100 and amplifying a basic signal of an input signal, the embedded The output load of the conventional Doherty amplifier 100 is shorted by a 90 ° hybrid divider 202 which distributes power of an input signal by 90 ° phase difference to each of the peaking amplifier 201 and the conventional Doherty amplifier 100. A first offset line 203 leading to zero), a second offset line 204 leading the output load of the embedded peaking amplifier 201 to a short (0), the first offset line 203 and a second A first transformer 205 installed between the offset lines 204 and performing a load modulation function, and connected to the second offset line 204 and the first transformer 205 to load the load. Including a second transformer 206 for converting It is made to the structure.

여기서, 상기 컨벤셔널 도허티 증폭기(conventional doherty amplifier)(100)는 기존 도허티 증폭기 구조로 된 것으로, 메인 증폭기(101)와 피킹 증폭기(102), 상기 메인 증폭기(101)와 피킹 증폭기(102) 각각에 90°위상 차이로 입력 신호의 전력을 분배하는 제2 90°하이브리드 분배기(103), 상기 메인 증폭기(101)와 피킹 증폭기(102)의 각 출력단에 연결되어 부하 변조(Load modulation)를 수행하는 제3 트랜스포머(104) 및, 상기 피킹 증폭기(102)와 제3 트랜스포머(104)에 연결되어 부하(Load)를 변환하는 제4 트랜스포머(105)를 포함하여 이루어진 구조이다. 추가로, 상기 메인 증폭기(101)의 출력 부하를 쇼트(0)로 유도하는 제3 오프셋 라인(106)과, 피킹 증폭기(102)의 출력 부하를 쇼트(0)로 유도하는 제4 오프셋 라인(107)을 더 포함하여 이루어진 구조로 된 것이다.Here, the conventional doherty amplifier 100 has a conventional Doherty amplifier structure, and the main amplifier 101 and the peaking amplifier 102, and the main amplifier 101 and the peaking amplifier 102, respectively. A second 90 [deg.] Hybrid divider 103 for distributing power of the input signal by a 90 [deg.] Phase difference, and a load modulation connected to each output terminal of the main amplifier 101 and the peaking amplifier 102 to perform load modulation. A third transformer 104 and a fourth transformer 105 connected to the peaking amplifier 102 and the third transformer 104 to convert a load are configured. In addition, a third offset line 106 for directing the output load of the main amplifier 101 to the short (0) and a fourth offset line for directing the output load of the peaking amplifier 102 to the short (0) 107) further comprises a structure consisting of.

90°하이브리드 분배기(202)는 입력단이 RF IN 포트에 연결되고, 출력단이 컨벤셔널 도허티 증폭기(100)의 제2 90°하이브리드 분배기(103)와 임베디드 피킹 앰프(embedded peaking amplifier)(201)에 연결된 것으로, 상기 임베디드 피킹 앰프(201)와 상기 컨벤셔널 도허티 증폭기(100) 각각에 90°위상 차이로 입력 신호의 전력을 분배한다. 90 ° hybrid divider 202 has an input connected to an RF IN port and an output connected to a second 90 ° hybrid divider 103 and an embedded peaking amplifier 201 of the conventional Doherty amplifier 100. In this case, the power of the input signal is distributed to each of the embedded peaking amplifier 201 and the conventional Doherty amplifier 100 by a 90 ° phase difference.

임베디드 피킹 앰프(embedded peaking amplifier)(201)는 컨벤셔널 도허티 증폭기(Conventional Doherty amplifier)(100) 구조에 더 추가된 것으로, 컨벤셔널 도허티 증폭기(100)의 P1dB 기준 출력에서 6dB 백오프(backoff) 한 지점보다 더 낮은 지점에서 최대 효율을 얻을 수 있고, 더불어 기존 P1dB에서 3dB 증가한 지점에서 최대 출력전력을 얻을 수 있도록 한다. 구체적으로는, 컨벤셔널 도허티 증폭기(100)에 병렬로 연결되고 상기 90°하이브리드 분배기(202)와 제2 오프셋 라인(204) 사이에 설치되어 입력 신호의 기본 신호를 증폭하게 된다.An embedded peaking amplifier 201 is further added to the structure of the Conventional Doherty Amplifier 100, which provides a 6dB backoff at the P1dB reference output of the Conventional Doherty Amplifier 100. Maximum efficiency can be obtained at a lower point than the point, and maximum output power can be obtained at a point increased by 3 dB from the existing P1dB. Specifically, it is connected in parallel with the conventional Doherty amplifier 100 and is installed between the 90 ° hybrid divider 202 and the second offset line 204 to amplify the basic signal of the input signal.

오프셋 라인(203, 204)은 두 개의 오프셋 라인으로 된 것으로, 상기 컨벤셔널 도허티 증폭기(100)의 제4 트랜스포머(105)와 제1 트랜스포머(205) 사이에 연결, 설치되어 컨벤셔널 도허티 증폭기(100)의 출력 부하를 쇼트(0)로 유도하는 제1 오프셋 라인(203)과, 임베디드 피킹 앰프(201)와 제1, 2 트랜스포머(205, 206) 사이에 연결, 설치되어 상기 임베디드 피킹 앰프(201)의 출력 부하를 쇼트(0)로 유도하는 제2 오프셋 라인(204)으로 된 구조이다. The offset lines 203 and 204 are composed of two offset lines, and are connected and installed between the fourth transformer 105 and the first transformer 205 of the conventional Doherty amplifier 100 to provide the conventional Doherty amplifier 100. Is connected between the first offset line 203 and the embedded peaking amplifier 201 and the first and second transformers 205 and 206 to direct the output load of the circuit to the short (0). Is a structure having a second offset line 204 for inducing an output load of N) to the short (0).

트랜스포머(205, 206)는 두 개의 트랜스포머로 된 것으로, 상기 제1 오프셋 라인(203)과 제2 오프셋 라인(204) 사이에 설치되어 부하 변조(Load modulation) 기능을 수행하는 제1 트랜스포머(205)와, 상기 제2 오프셋 라인(204)과 제1 트랜스포머(205)에 연결되어 부하(Load)를 변환하는 제2 트랜스포머(206)로 된 구조이다.The transformers 205 and 206 are formed of two transformers. The first transformer 205 is provided between the first offset line 203 and the second offset line 204 to perform a load modulation function. And a second transformer 206 connected to the second offset line 204 and the first transformer 205 to convert a load.

이하, 이러한 구조를 가진 도 1의 본 발명에 따른 삽입형 바이어스 혼합 전력 증폭장치의 동작을 첨부된 도 2a와 도 2b를 참조하여 설명한다.
Hereinafter, an operation of the embedded bias mixed power amplifier of FIG. 1 having such a structure will be described with reference to FIGS. 2A and 2B.

도 2a와 도 2b는 본 발명에 따른 삽입형 바이어스 혼합 전력 증폭장치의 동작을 도식화한 도면으로, 도 2a는 입력 전력이 로우(Low) 레벨인 경우 이루어지는 삽입형 바이어스 혼합 전력 증폭장치의 동작을 도식화한 도면이고, 도 2b는 입력 전력이 하이(High) 레벨인 경우 이루어지는 삽입형 바이어스 혼합 전력 증폭장치의 동작을 도식화한 도면이다.
2A and 2B are diagrams illustrating the operation of the embedded bias mixed power amplifier according to the present invention, and FIG. 2A is a diagram illustrating the operation of the embedded bias mixed power amplifier when the input power is at a low level. 2B is a diagram illustrating the operation of the embedded bias mixed power amplifying apparatus which is performed when the input power is at a high level.

* 동작원리* Operation principle

① Low level① Low level

- 입력 전력이 로우 레벨인 경우, 피킹 증폭기(Peaking amplifier)의 출력단은 바이어스(bias) 조건에 의해 오픈(open)으로 보이게 되므로, 컨벤셔널 도허티 증폭기의 메인 증폭기가 단락되어, quaterwave line에 의해 메인 증폭기(main amplifier)의 출력 전력이 부하(Load)로 전달되게 된다.
When the input power is at a low level, the output stage of the peaking amplifier appears to be open due to bias conditions, so the main amplifier of the conventional Doherty amplifier is short-circuited and the main amplifier by the quaterwave line. The output power of the main amplifier is delivered to the load.

② High level② High level

- 입력 전력이 하이 레벨인 경우, 출력 전력이 증가하면서 피킹 증폭기(Peaking amplifier)의 출력 부하(load) 조건이 Ropt 에 도달하게 되어 일반 Class AB의 최대출력전력과 동일한 전력이 부하(Loa)d로 전달되게 된다.- if the input power is high level, while increasing the output power becomes the output load (load) condition of the peaking amplifier (Peaking amplifier) reaches the R opt General Class is the maximum output power and the same power of AB load (Loa) d To be delivered.

이때, 컨벤셔널 도허티(Conventional doherty)와는 달리, 본 발명에 따라 추가된 임베디드 피킹 앰프(Embedded peaking amplifier)가 동시에 동작하여 최대 출력 전력은 그보다 3dB 더 증가하여 출력할 수 있다.
In this case, unlike the conventional doherty, the embedded peaking amplifier added according to the present invention simultaneously operates, and the maximum output power may be increased by 3 dB.

이상과 같이, 본 발명은 컨벤셔널 도허티 증폭기(Conventional Doherty amplifier) 구조에 임베디드 피킹 앰프(embedded peaking amplifier)를 더 추가함으로써, 컨벤셔널 도허티 증폭기의 P1dB 기준 출력에서 6dB 백오프(backoff) 한 지점보다 더 낮은 지점에서 최대 효율을 얻을 수 있고, 더불어 기존 P1dB에서 3dB 증가한 지점에서 최대 출력전력을 얻을 수 있다.
As described above, the present invention adds an embedded peaking amplifier to the structure of the conventional Doherty amplifier, so that the point is more than 6 dB backoff point at the P1dB reference output of the conventional Doherty amplifier. Maximum efficiency is obtained at low points, and maximum output power can be obtained at points increased by 3 dB from the existing P1dB.

도 3은 본 발명에 따른 삽입형 바이어스 혼합 전력 증폭장치의 효과를 그래프적으로 보여주는 도면이다. 3 is a graph showing the effect of the embedded bias mixed power amplifier according to the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 삽입형 바이어스 혼합 전력 증폭장치의 특징은 다음과 같다. As shown in FIG. 3, the features of the embedded bias mixed power amplifier according to the present invention are as follows.

* 특징* Characteristic

①컨벤셔널 도허티 증폭기(conventional doherty amplifier) 구조는 P1dB기준 출력 전력에서 6dB 백오프(backoff) 한 곳에서 최대 효율을 얻을 수 있다.Conventional doherty amplifier architecture achieves maximum efficiency at 6dB backoff at the P1dB reference output power.

②반면, 본 발명에서 제안한 삽입형 바이어스 혼합 전력증폭장치 구조는 컨벤셔널 도허티 증폭기(Conventional doherty amplifier)보다 더 낮은 지점(즉, P1dB기준 출력 전력에서 6dB 백오프(backoff) 한 곳보다 더 낮은 지점)에서 최대 효율을 얻을 수 있으며, 임베디드 피킹 앰프(embedded peaking amplifier)를 추가하여 기존 P1dB에서 3dB 증가한 지점에서 최대 출력전력을 얻을 수 있다.
On the other hand, the embedded bias mixed power amplifier structure proposed by the present invention has a lower point than a conventional doherty amplifier (i.e., a point lower than one 6 dB backoff at P1 dB reference output power). Maximum efficiency can be achieved, and an embedded peaking amplifier can be added to achieve maximum output power at 3dB increments from conventional P1dB.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 컨벤셔널 도허티 증폭기 101 : 메인 증폭기
102 : 피킹 증폭기 103 : 제2 90°하이브리드 분배기
104 : 제3 트랜스포머 105 : 제4 트랜스포머
106 : 제3 오프셋 라인 107 : 제4 오프셋 라인
201 : 임베디드 피킹 앰프 202 : 90°하이브리드 분배기
203 : 제1 오프셋 라인 204 : 제2 오프셋 라인
205 : 제1 트랜스포머 206 : 제2 트랜스포머
Description of the Related Art [0002]
100: Conventional Doherty Amplifier 101: Main Amplifier
102 peaking amplifier 103 second 90 ° hybrid splitter
104: third transformer 105: fourth transformer
106: third offset line 107: fourth offset line
201: embedded picking amplifier 202: 90 ° hybrid splitter
203: first offset line 204: second offset line
205: first transformer 206: second transformer

Claims (2)

컨벤셔널 도허티 증폭기(conventional doherty amplifier);
상기 컨벤셔널 도허티 증폭기에 병렬로 연결되어 입력 신호의 기본 신호를 증폭하는 임베디드 피킹 앰프(embedded peaking amplifier);
상기 임베디드 피킹 앰프와 상기 컨벤셔널 도허티 증폭기 각각에 90°위상 차이로 입력 신호의 전력을 분배하는 90°하이브리드 분배기;
상기 컨벤셔널 도허티 증폭기의 출력 부하를 쇼트(0)로 유도하는 제1 오프셋 라인;
상기 임베디드 피킹 앰프의 출력 부하를 쇼트(0)로 유도하는 제2 오프셋 라인;
상기 제1 오프셋 라인과 제2 오프셋 라인 사이에 설치되어 부하 변조(Load modulation) 기능을 수행하는 제1 트랜스포머; 및
상기 제2 오프셋 라인과 제1 트랜스포머에 연결되어 부하(Load)를 변환하는 제2 트랜스포머를 포함하여 이루어진 삽입형 바이어스 혼합 전력 증폭장치.
Conventional doherty amplifiers;
An embedded peaking amplifier connected in parallel to the conventional Doherty amplifier to amplify a basic signal of an input signal;
A 90 ° hybrid divider for distributing power of an input signal by 90 ° out of phase with each of the embedded peaking amplifier and the conventional Doherty amplifier;
A first offset line for inducing an output load of the conventional Doherty amplifier to a short (0);
A second offset line for inducing an output load of the embedded peaking amplifier to a short (0);
A first transformer disposed between the first offset line and the second offset line to perform a load modulation function; And
And a second transformer connected to the second offset line and the first transformer to convert a load.
제 1 항에 있어서,
상기 컨벤셔널 도허티 증폭기(conventional doherty amplifier)는
메인 증폭기와 피킹 증폭기, 상기 메인 증폭기와 피킹 증폭기 각각에 90°위상 차이로 입력 신호의 전력을 분배하는 제2 90°하이브리드 분배기, 상기 메인 증폭기와 피킹 증폭기의 각 출력단에 연결되어 부하 변조(Load modulation)를 수행하는 제3 트랜스포머 및, 상기 피킹 증폭기와 제3 트랜스포머에 연결되어 부하(Load)를 변환하는 제4 트랜스포머를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 삽입형 바이어스 혼합 전력 증폭장치.

The method of claim 1,
The conventional doherty amplifier
A second 90 [deg.] Hybrid divider for distributing power of an input signal by a 90 [deg.] Phase difference to each of the main amplifier and the peaking amplifier, and a load modulation connected to each output terminal of the main amplifier and the peaking amplifier. And a fourth transformer connected to the picking amplifier and the third transformer to convert a load.

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