KR20230095294A - 도허티 전력 증폭 장치 - Google Patents

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KR20230095294A
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양영구
진일비
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성균관대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은, 입력된 RF 신호를 제1, 2 RF 신호로 전력 분배하는 전력 분배기, 상기 제1 RF 신호를 제1 RF 증폭 신호로 증폭하는 주 증폭기, 상기 제2 RF 신호를 제2 RF 증폭 신호로 증폭하는 보조 증폭기 및 상기 제1, 2 RF 증폭 신호를 RF 증폭 신호로 결합하여 출력하는 커플러를 포함하고, 상기 커플러는, 상기 제1 RF 증폭 신호가 입력되는 입력 포트, 상기 제2 RF 증폭 신호가 입력되는 격리 포트, 상기 제1, 2 RF 증폭 신호를 RF 증폭 신호로 결합하여 최종 부하로 출력하는 통과 포트 및 부하 변조 비율을 조절하기 위한 리액티브 부하와 연결되는 결합 포트를 포함하는 도허티 전력 증폭 장치를 제공한다.

Description

도허티 전력 증폭 장치{Doherty power amplifier}
본 발명은 도허티 전력 증폭 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 높은 첨두치 대비 평균 전력비(PARP, Peak to Average Power Ratio)를 갖는 차세대 무선통신 시스템의 송신기 설계에 적용되는 고주파 전력 증폭기의 효율을 개선할 수 있는 도허티 전력 증폭 장치에 관한 것이다.
현대 무선 통신 시스템은 많은 데이터 용량을 처리하기 위하여 높은 첨두치 대비 평균 전력 비(PAPR, Peak to Average Power Ratio)를 갖는 변조 방식을 이용하고 있다.
이러한 높은 PAPR을 갖는 변조 신호를 선형적으로 증폭하기 위해서 전력 증폭 장치(PA, Power Amplifier)는 최대 출력 영역이 아닌 백오프(back-off) 영역에서 주로 동작하게 되는데, 이 경우 전력 증폭 장치의 효율이 최대 출력 영역에서 동작할 때의 효율에 비해 급격히 감소하게 된다.
전력 증폭 장치의 효율 감소는 전력 소모량을 상승시키며, 특히 모바일 디바이스의 배터리 사용량을 증가시키게 된다.
전력 증폭 장치의 효율을 개선하기 위하여 두 개의 증폭기를 이용하여 부하 임피던스 변조 방식으로 백오프 영역에서의 효율을 개선하는 도허티 전력 증폭 장치(DPA, Doherty Power Amplifier) 구조가 제안되었다.
도허티 전력 증폭 장치는 외부의 추가적인 회로 없이 백오프 영역에서의 효율을 크게 개선할 수 있고, 복잡한 컨트롤 알고리즘 없이 두 증폭기의 게이트 바이어스 차이만을 이용하기 때문에 시스템의 복잡도를 증가시키지 않는다.
도허티 전력 증폭 장치의 부하 임피던스 변조 동작은 Class-AB 바이어스의 주 증폭기(Carrier PA)와 Class-C 바이어스의 보조 증폭기(Peaking PA)를 이용하여 구현된다.
이 경우 높은 출력전력 영역에서는 두 증폭기가 최대전력을 출력하지만, 낮은 출력전력 영역에서는 주 증폭기만 동작하고 보조 증폭기는 꺼지게 된다.
주 증폭기와 보조 증폭기의 부하 임피던스는 출력전력 크기에 따라 변조되어 백오프 영역에서의 효율이 개선된다.
하지만 높은 PAPR이 요구되는 차세대 무선통신 시스템에서 기존 도허티 전력 증폭 장치가 효율 개선 효과가 부족할 수 있다.
최근들어, 기존의 도허티 전력 증폭 장치보다 더 넓은 백오프 영역에서 효율을 개선하는 구조 및 부하 임피던스 변조 방식에 대해 연구 중에 있다.
본 발명의 목적은, 높은 첨두치 대비 평균 전력비(PARP, Peak to Average Power Ratio)를 갖는 차세대 무선통신 시스템의 송신기 설계에 적용되는 고주파 전력 증폭기의 효율을 개선할 수 있는 도허티 전력 증폭 장치를 제공함에 있다.
또한, 본 발명의 목적은, 백오프(back-off) 영역에서 고주파 전력 증폭기의 효율을 개선할 수 있는 도허티 전력 증폭 장치를 제공함에 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치는, 입력된 RF 신호를 제1, 2 RF 신호로 전력 분배하는 전력 분배기, 상기 제1 RF 신호를 제1 RF 증폭 신호로 증폭하는 주 증폭기, 상기 제2 RF 신호를 제2 RF 증폭 신호로 증폭하는 보조 증폭기 및 상기 제1, 2 RF 증폭 신호를 RF 증폭 신호로 결합하여 출력하는 커플러를 포함하고, 상기 커플러는, 상기 제1 RF 증폭 신호가 입력되는 입력 포트, 상기 제2 RF 증폭 신호가 입력되는 격리 포트, 상기 제1, 2 RF 증폭 신호를 RF 증폭 신호로 결합하여 최종 부하로 출력하는 통과 포트 및 부하 변조 비율을 조절하기 위한 리액티브 부하와 연결되는 결합 포트를 포함할 수 있다.
상기 커플러는, Coupled line 커플러, Lange 커플러, Hybrid 커플러 및 Ring hybrid 커플러 중 어느 하나일 수 있다.
상기 리액티브 부하는, 커패시터, 인덕터, 전송선로 open stub, 전송선로 shorted stub, 집중정수소자 및 분포소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 주 증폭기의 출력단과 상기 커플러의 입력 포트를 연결하며, 상기 제1 RF 증폭 신호가 전송되는 제1 전송선로 및 상기 보조 증폭기의 출력단과 상기 커플러의 격리 포트를 연결하며, 상기 제2 RF 증폭 신호가 전송되는 제2 전송선로를 더 포함할 수 있다.
상기 제1, 2 전송선로는, 전기적인 길이 및 특성 임피던스가 서로 상이할 수 있다.
상기 RF 증폭 신호의 전력이 낮은 출력 전력인 경우, 상기 제2 보조 증폭기는, 오프되며, 상기 리액턴스 부하는, 상기 제1, 2 전송 선로의 전기적 길이에 따라 결정될 수 있다.
상기 RF 증폭 신호의 전력이 높은 출력 전력인 경우, 상기 리액턴스 부하는, 상기 커플러에 의해 상기 제1, 2 RF 증폭 신호가 전달되지 않을 수 있다.
본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치는 넓은 백오프 영역에서 고주파 전력 증폭기의 효율 개선할 수 있으며, 높은 첨두치 대비 평균 전력 비(PAPR, Peak to Average Power Ratio)를 갖는 무선통신 시스템에서 송신기 전력 증폭 장치의 전체 평균 효율을 개선할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치는 무선통신 시스템 전체의 효율 개선으로 이어지며, 모바일 디바이스의 경우 전력 소모를 줄여 배터리의 사용 시간을 증가시키고 발열량을 줄이는 이점이 있다.
한편, 본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 이하에서 설명할 내용으로부터 통상의 기술자에게 자명한 범위 내에서 다양한 효과들이 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 커플러를 설명하기 위한 개념도이다.
도 3 및 도 4는 도 1에 나타낸 커플러의 실시 예를 나타낸 도이다.
도 5는 도 1에 나타낸 커플러의 결합 포트에 연결되는 리액턴스 부하에 대한 실시 예를 나타낸 도이다.
도 6은 도 1에 나타낸 도허티 전력 증폭 장치를 나타낸 실시 예이다.
도 7은 본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치를 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 부하 임피던스 변조를 나타낸 도이다.
도 9는 본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 PAE를 나타낸 도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.
제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수개의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수개의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수개의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 도허티 전력 증폭 장치(100)는 전력 분배기(110), 주 증폭기(120), 보조 증폭기(130), 위상 보상기(140), 제1, 2 전송 선로(150, 160) 및 커플러(170)를 포함할 수 있다.
전력 분배기(110)는 입력된 RF 신호(RF)의 전력을 제1, 2 RF 신호(RF1, RF2)로 전력 분배하여, 주 증폭기(120) 및 보조 증폭기(130)로 전달할 수 있다.
이때, 주 증폭기(120) 및 보조 증폭기(130)는 전력 분배기(110) 및 커플러(170)에 의해 결합되어 도허티 전력 증폭 장치로 동작할 수 있다.
주 증폭기(120)는 Class-AB로 동작할 수 있다. 또한, 보조 증폭기(130)는 Class-C로 동작할 수 있다.
즉, 주 증폭기(120)는 제1 RF 신호(RF1)를 증폭한 제1 RF 증폭 신호(RF_A1)을 출력하고, 보조 증폭기(130)는 제2 RF 신호(RF2)를 증폭한 제2 RF 증폭 신호(RF_A2)를 출력할 수 있다.
여기서, 위상 보상기(140)는 제1 RF 신호(RF1)와 보조 증폭기(130)의 입력단으로 입력되는 제2 RF 신호(RF2)의 위상 차이를 보상할 수 있다.
제1 전송선로(150)는 주 증폭기(120)의 출력단과 커플러(170)의 입력 포트(미도시)를 연결하며 제1 RF 증폭 신호(RF_A1)가 전송되고, 제2 전송 선로(160)는 보조 증폭기(130)의 출력단과 커플러(170)의 격리 포트(미도시)를 연결하며 제2 RF 증폭 신호(RF_A2)가 전송될 수 있다.
제1, 2 전송선로(150, 160)는 서로 상이한 전기적인 길이 및 특성 임피던스를 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
커플러(170)는 입력된 제1, 2 RF 증폭 신호(RF_A1, RF_A2)를 하나로 결합한 RF 증폭 신호(RF_A)를 출력할 수 있다.
커플러(170)에 대한 자세한 설명은 아래의 도 2 내지 도 5에서 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 나타낸 커플러를 설명하기 위한 개념도이고, 도 3 및 도 4는 도 1에 나타낸 커플러의 실시 예를 나타낸 도이다.
도 2는 커플러(170)의 개념도이며, 커플러(170)는 입력 포트(input port, 1), 통과 포트(through port, 2), 결합 포트(coupled port, 3) 및 격리 포트(isolated port, 4)를 포함할 수 있다.
먼저, 입력 포트(1)는 주 증폭기(120)의 출력단으로부터 전송되는 제1 RF 증폭 신호(RF_A1)가 입력되며, 격리 포트(4)는 보조 증폭기(130)의 출력단으로부터 전송되는 제2 RF 증폭 신호(RF_A2)가 입력될 수 있다.
입력 포트(1) 및 격리 포트(4)는 도 1에서 언급한 제1, 2 전송선로(150, 160)을 통하여 제1, 2 RF 증폭 신호(RF_A1, RF_A2)가 입력될 수 있다.
통과 포트(2)는 RF 증폭 신호(RF_A)를 최종 부하(미도시)로 출력할 수 있으며, 결합 포트(4)는 부하 변조 비율을 조절하기 위한 리액티브 부하(미도시)와 연결될 수 있다.
도 3은 커플러(170)의 종류를 나타낸 도이다.
즉, 도 3(a)는 Coupled line 커플러, 도 3(b)는 Lange 커플러, 도 3(c)는 Hybrid 커플러 및 도 3(d)는 Ring hybrid 커플러를 나타낼 수 있다.
도 4는 집중정수소자들을 이용한 커플러(170) 등가 회로의 실시 예를 나타낸 도이다.
도 4(a)는 커패시터 및 트랜스포머로 구성되며, 도 4(b) 및 도 4(c)는 커패시터 및 인덕터로 구성되며, 도 4(d)는 커패시터 및 전송선로로 구성될 수 있다.
이때, 커플러(170)는 설계 사항에 따라 집중정수소자, 분포소자 및 트랜스포머 중 적어도 하나를 포함하는 구조로 등가 회로를 구현할 수 있다.
도 5는 도 1에 나타낸 커플러의 결합 포트에 연결되는 리액턴스 부하에 대한 실시 예를 나타낸 도이다.
도 5는 리액턴스 부하를 구성하는 예로써, 커패시터, 인덕터, 전송선로 open stub 및 전송선로 shorted stub 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 5(a)에 나타낸 리액턴스 부하는 커패시터, 도 5(b)에 나타낸 리액턴스 부하는 인덕터, 도 5(c)에 나타낸 리액턴스 부하는 전송선로 open stub 및 도 5(d)에 나타낸 리액턴스 부하는 전송선로 shorted stub일 수 있다.
도 6은 도 1에 나타내 도허티 전력 증폭 장치를 나타낸 실시예이다.
도 6을 참조하면, 도허티 전력 증폭 장치(100)는 전력 분배기(110), 주 증폭기(120), 보조 증폭기(130), 위상 보상기(140), 제1, 2 전송선로(150, 160), 커플러(170), 최종 부하(182) 및 리액티브 부하(184)를 포함할 수 있다.
전력 분배기(110), 주 증폭기(120) 및 보조 증폭기(130)는 도 1에서 언급한 바 설명을 생략한다.
위상 보상기(140)는 주 증폭기(120)와 보조 증폭기(130)의 위상 차이 보상하기 위해 전기적 길이가 θoffset_PM인 전송선로로 구현될 수 있다.
제1 전송선로(150)의 전기적 길이는 θoffset_C이며, 특성 임피던스는 ZC일 수 있다. 또한, 제2 전송선로(160)의 전기적 길이는 θoffset_P이며, 특성 임피던스는 ZP일 수 있다.
제1 전송 선로(150)는 주 증폭기(120)의 출력단과 커플러(170)의 입력 포트(①)에 연결되며, 제2 전송 선로(160)는 보조 증폭기(130)의 출력단과 커플러(170)의 격리 포드(④)에 연결될 수 있다.
도 6에 나타낸 커플러(170)는 90° Coupled line 커플러인 것으로 설명하지만, 이네 한정을 두지 않는다.
커플러(170)의 통과 포트(②)는 최종 부하(182)와 연결될 수 있으며, 커플러(170)의 결합 포트(③)는 부하 변조 비율을 조절하기 위한 리액티브 부하(184)와 연결될 수 있다.
도 7은 본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치를 설명하기 위한 예시도이다.
도 7(a)는 낮은 출력 전력 영역에서의 부하 임피던스를 나타내며, 도 7(b)는 높은 출력 전력 영역에서의 부하 임피던스를 나타낸다.
도 7을 설명하기 이전에, 커플러(170)는 주 증폭기(120)와 보조 증폭기(130)의 최대 출력전력 크기 비율이 1:β이며, 출력단의 최적 임피던스가 각자 Ropt 및 Ropt/β이라고 가정하며, 구현 및 분석 편이성을 위해 제1, 2 전송선로(150, 160)의 특성임피던스는 ZC=βZP=Ropt 와 같이 선택하였으며, 주 증폭기(120) 및 보조 증폭기(130)의 크기 비율이 1:β의 출력전력을 결합시키기 위해 커플러(170)를 구성한 각 전송선로의 특성 임피던스가 Z1=Z3=Ropt/β 및 Z2=Z4=Ropt/[β(β+1)]0.5 이고, 최종 부하(182)의 임피던스가 ZL=Ropt/β로 설정할 수 있다.
도 7(a)를 설명하면, 낮은 출력전력 영역에서 주 증폭기(120)의 출력전력은 최대 출력 전력의 1/k로 감소하며, 보조 증폭기(130)는 동작하지 않게 된다.
이때, 커플러(170)의 격리 포드(④)와 연결되는 제2 전송선로(160)는 open stub으로 동작하여
Figure pat00001
의 부하 임피던스를 제공할 수 있으며, 커플러(170)의 입력 포트(①)의 입력 임피던스(ZIN)은 아래와 같이 유도될 수 있다.
Figure pat00002
커플러(170)의 입력 포트(①)의 입력 임피던스(ZIN)는 제1 전송 선로(150)를 통해 주 증폭기(120)의 출력단에 필요한 kRopt의 최적 부하 임피던스로 변환될 수 있다.
최적 부하 임피던스의 변환은 전송선로 이론에 의하여,
Figure pat00003
와 같은 수식으로 표현될 수 있으며, k는 부하 임피던스 변조 비율이다.
증폭기 전력 백오프 요구에 따라 위 수식을 이용하여 제1, 2 전송선로(150, 160)의 전기적 길이(θoffset_CP θoffset_P)와 리액티부 부하(182)의 임피던스(jX)를 쉽게 결정할 수 있다.
도 7(b)를 설명하면, 주 증폭기(120)와 보조 증폭기(130)의 최대 출력전력 비율은 1:β이며, 주 증폭기(120)와 보조 증폭기(130)의 출력단 최적 임피던스가 각자 Ropt 및 Ropt/β이다.
주 증폭기(120)와 보조 증폭기(130)는 커플러(170)의 입력 포트(①)와 격리 포트(④)에서 위상 차이 90˚이며 전력 크기 1:β인 입력전력을 공급하여 커플러(170)의 통과 포트(②)로 전달될 수 있다.
이때, 커플러(170)의 결합 포트(③)에는 전력이 전달되지 않아 격리 상태가 되며, 리액티브 부하(184)가 임피던스 변화에 기여하지 않게 될 수 있다.
커플러(170)의 입력 포트(①)와 주 증폭기(120)의 출력단은 제1 전송선로(150)을 통해 연결하며, 커플러(170)의 격리 포트(④)와 보조 증폭기(130)의 출력단은 제2 전송선로(160)를 통해 연결한다.
주 증폭기(120)와 보조 증폭기(130)의 위상 차이를 보상하기 위한 보조 증폭기 입력단에는 위상 보상기(140)가 위치할 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 부하 임피던스 변조를 나타낸 도이다.
도 8은 도허티 전력 증폭 장치의 증폭단이 대칭인 경우, 즉 β=1일 때의 부하 임피던스 변조를 나타낸다.
도 8(a)는 주 증폭기(120)의 출력단에서 부하 임피던스 및 보조 증폭기(130)의 출력단에서 부하 임피던스가 주 증폭기(120) 및 보조 증폭기(130)의 입력 전압에 따른 변조를 나타낸다.
도 8(b)는 스미스차트로 주 증폭기(120)의 부하 임피던스 입력 전압에 따른 변조 궤적 표시한 결과이다.
도 8(c)는 부하 변조하는 데 보조 증폭기(130)의 부하 임피던스 유도성(inductive) 임피던스 영역으로 지나가는 경우 스미스차트로 보조 증폭기(130)의 부하 임피던스가 입력 전압에 따른 변조 궤적 표시한 결과이며, 도 8(c)는 부하 변조하는 데 보조 증폭기(130)의 부하 임피던스 용량성(inductive) 임피던스 영역으로 지나가는 경우 스미스차트로 보조 증폭기(130) 부하 임피던스가 입력 전압에 따른 변조 궤적 표시한 결과이다.
여기서, 출력전력이 증가함에 따라 주 증폭기(120)는 kRopt의 부하 임피던스에서 Ropt의 부하 임피던스로 변조되며, 보조 증폭기(130)는 무한대의 부하 임피던스에서 Ropt의 부하 임피던스로 변조된다.
도 9는 본 발명에 따른 도허티 전력 증폭 장치의 PAE를 나타낸 도이다.
도 9는 도허티 전력 증폭 장치의 증폭단이 대칭인 경우, 즉 β=1일 때의 증폭단 입력 전압 크기에 따른 전력부가효율(PAE, Power Added Efficiency)의 시뮬레이션 결과이다.
파라미터 k는 부하 임피던스 변조 비율이며, 변조 비율 k의 증가에 따라 더 넓은 백오프 효율 특성을 가질 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 입력된 RF 신호를 제1, 2 RF 신호로 전력 분배하는 전력 분배기;
    상기 제1 RF 신호를 제1 RF 증폭 신호로 증폭하는 주 증폭기;
    상기 제2 RF 신호를 제2 RF 증폭 신호로 증폭하는 보조 증폭기; 및
    상기 제1, 2 RF 증폭 신호를 RF 증폭 신호로 결합하여 출력하는 커플러를 포함하고,
    상기 커플러는,
    상기 제1 RF 증폭 신호가 입력되는 입력 포트;
    상기 제2 RF 증폭 신호가 입력되는 격리 포트;
    상기 제1, 2 RF 증폭 신호를 RF 증폭 신호로 결합하여 최종 부하로 출력하는 통과 포트; 및
    부하 변조 비율을 조절하기 위한 리액티브 부하와 연결되는 결합 포트를 포함하는,
    도허티 전력 증폭 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 커플러는,
    Coupled line 커플러, Lange 커플러, Hybrid 커플러 및 Ring hybrid 커플러 중 어느 하나인,
    도허티 전력 증폭 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 리액티브 부하는,
    커패시터, 인덕터, 전송선로 open stub, 전송선로 shorted stub, 집중정수소자 및 분포소자 중 적어도 하나를 포함하는,
    도허티 전력 증폭 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 주 증폭기의 출력단과 상기 커플러의 입력 포트를 연결하며, 상기 제1 RF 증폭 신호가 전송되는 제1 전송 선로; 및
    상기 보조 증폭기의 출력단과 상기 커플러의 격리 포트를 연결하며, 상기 제2 RF 증폭 신호가 전송되는 제2 전송 선로을 더 포함하는,
    도허티 전력 증폭 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제1, 2 전송 선로는,
    전기적인 길이 및 특성 임피던스가 서로 상이한,
    도허티 전력 증폭 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 RF 증폭 신호의 전력이 낮은 출력 전력인 경우,
    상기 제2 보조 증폭기는,
    오프되며,
    상기 리액턴스 부하는,
    상기 제1, 2 전송선로의 전기적 길이에 따라 결정되는,
    도허티 전력 증폭 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 RF 증폭 신호의 전력이 높은 출력 전력인 경우,
    상기 리액턴스 부하는,
    상기 커플러에 의해 상기 제1, 2 RF 증폭 신호가 전달되지 않는,
    도허티 전력 증폭 장치.
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