2단 불균형 도허티 전력 증폭 장치
Two-Stage Unbalanced Doherty Power Amplifier
특허 요약
본 발명은 도허티 전력 증폭기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 입력신호의 피크전력대 평균전력비(PAPR : Peak to Average Power Ratio)에 따라 원하는 출력전력 백-오프(OPBO : Output Power Back-Off) 구간에서 효율과 선형성을 최적화한 2단 불균형 도허티 전력 증폭 장치에 관한 것이다. 이와 같은 본 발명은 최종 주 증폭기(110)가 λ/4 임피던스 변환기(310)에 연결되고, 최종 보조 증폭기(120)가 임피던스 정합회로(320)에 연결된 최종 증폭단(100); 및 상기 최종 증폭단(100)의 상기 최종 주 증폭기(110)를 구동하는 구동 주 증폭기(210)와, 상기 최종 보조 증폭기(120)를 구동하는 구동 보조 증폭기(220)가 하이브리드 커플러(400)에 연결된 구동 증폭단(200)으로 구성된 것을 특징으로 하는 2단 불균형 도허티 전력 증폭장치를 제공한다.
청구항
번호청구항
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최종 주 증폭기(110)가 λ/4 임피던스 변환기(310)에 연결되고, 최종 보조 증폭기(120)가 임피던스 정합회로(320)에 연결된 최종 증폭기단(100)과, 상기 최종 증폭기단(100)의 상기 최종 주 증폭기(110)를 구동하는 구동 주 증폭기(210)와, 상기 최종 보조 증폭기(120)를 구동하는 구동 보조 증폭기(220)가 하이브리드 커플러(400)에 연결된 구동 증폭단(200)으로 구성된 2단 불균형 도허티 전력 증폭장치에 있어서,상기 구동 증폭단(200)의 구동 주 증폭기(210)와 구동 보조 증폭기(220)의 입력단 각각은 구동측 제1, 제2입력정합회로(610, 620)와 연결되고, 구동 증폭단(200)의 구동 주 증폭기(210)와 구동 보조 증폭기(220)의 출력단 각각은 제1, 제2출력정합회로(710, 720)와 각각 연결되며, 상기 최종 증폭기단(100)의 최종 주 증폭기(110)와 최종 보조 증폭기(120) 입력단 각각은 구동 증폭단(200)의 구동 주 증폭기(210)와 구동 보조 증폭기(220)의 출력단 각각의 상기 제1, 제2출력정합회로(710, 720)의 출력을 각각 입력받는 최종측 제1, 제2 입력정합 회로(810, 820)와 연결되고, 상기 최종 증폭기단(100)의 최종 주 증폭기(110)와 최종 보조 증폭기(120) 출력단 각각은 최종측 제1, 제2 출력정합 회로(910, 920)와 연결되고, 상기 최종측 제1출력정합 회로(910)와 상기 λ/4 임피던스 변환기(310)의 입력단 사이에는 설정된 길이로 조정된 제1옵셋 선로(1000)가 구성되고, 상기 최종측 제2출력정합 회로(920)와 λ/4 임피던스 변환기(310)의 출력단 사이에는 설정된 길이로 조정된 제2옵셋 선로(1010)가 형성되며,상기 구동측 제 1 입력정합회로(610), 구동 주 증폭기(210), 구동측 제1출력정합회로(710), 최종 주 증폭기(110), 최종측 제 1 입력정합회로(810) 및 최종측 제1출력정합회로(910)가 주 증폭기단(1100)을 구성하고, 상기 구동측 제 2 입력정합회로(620), 구동 보조 증폭기(220), 구동측 제2출력정합회로(720), 최종 보조 증폭기(120), 최종측 제 2 입력정합회로(820) 및 최종측 제2출력정합회로(920)가 보조 증폭기단(1110)을 구성하며, 상기 2단 불균형 도허티 구조에서 보조 증폭기단(1110)의 구동 보조 증폭기(220)의 게이트 바이어스 Vgs_drive로 결정되는 동작점은로 결정되고,상기 최종 보조 증폭기(120)의 게이트 바이어스 Vgs_fianl로 결정되는 동작점 δfinal는 로 정의하며,2단 불균형 도허티 전력 증폭기의 전체 동작점 δ2s는 상기 구동 보조 증폭기(220)와 상기 최종 보조 증폭기(120)의 게이트 바이어스 Vgs_drive와 Vgs_final에 의하여 Vgs_orig는 원하는 백-오프지점에서 상기 보조 증폭기단(1110)이 동작하도록 인가된 구동 보조 증폭기(220)의 게이트 바이어스이고, δ2s는 본 발명 2단 불균형 도허티 전력 증폭기의 보조 증폭기단(1110)에 게이트 바이어스를 인가한 후 변화된 동작점이라 하는 경우 로 결정되는 것을 특징으로 하는 2단 불균형 도허티 전력 증폭장치.

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제1항에 있어서,상기 최종 주 증폭기(110)의 출력 전력은 상기 λ/4 임피던스 변환기(310)를 통하여 최종 보조 증폭기(120)의 출력 전력과 함께 상기 임피던스 정합회로(320)를 거쳐서 출력되도록 구성된 것을 특징으로 하는 2단 불균형 도허티 전력 증폭장치.

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제1항에 있어서,상기 2단 불균형 도허티 전력 증폭장치는 상기 최종 보조 증폭기(120)와, 상기 구동 보조 증폭기(220)의 게이트-소스 전압을 조절하는 디지털 전압 제어부(800)가 더 구성됨을 특징으로 하는 2단 불균형 도허티 전력 증폭장치.