확장된 백오프 출력에서 고효율 동작을 위한 최적화된 대칭 이단 도허티 전력 증폭기 설계 (Optimized Symmetric Two-Stage Doherty Amplifier Design for High Efficiency at Large Power Back-Off)

서지정보

· 발행기관 : 한국전자파학회
· 수록지 정보 : 한국전자파학회 논문지 / 32권 / 7호 / 635 ~ 643페이지
· 저자명 : 고길웅, 최우진, 강현욱, 최영찬, 양영구

초록

본 논문에서는 3.5 GHz 대역에서 캐리어와 피킹 대칭 구조로 백오프 출력을 확장시킨 이단 도허티 전력 증폭기를제시하였다. 피킹 전력 증폭기 출력단의 오프셋라인을 없애고, 보이는 임피던스가 인덕티브하게 되도록 하여 회로의 사이즈를 줄임과 동시에 백오프 출력을 크게 확장시켰다. 피킹 증폭기의 출력 매칭 네트워크는 ABCD 파라미터 계산을통해 간단한 전송선로를 이용해 매칭 네트워크를 구성하였고, 이를 그대로 캐리어 증폭기의 출력에 적용하여 설계 복잡도를 줄였다. C급으로 동작하는 피킹 증폭기로 인해 최대 출력 전력이 줄어드는 이슈는 이단 도허티 구조를 적용하여극복하였다. 제작된 전력 증폭기로 측정한 결과, 3.5 GHz의 펄스 CW신호를 이용하여 7.5 dB 백오프 출력에서 DE 63.5 %, PAE 50.6 %의 성능을 얻었고, PAPR 7.5 dB의 LTE 20 MHz 신호에 대해서는 평균 전력 41 dBm에서 DE 53.3 %, PAE 43.2 %와 전력이득 18 dB의 성능을 얻었다.

영어초록

This article presents a symmetric two-stage Doherty power amplifier (DPA) for the extended output power back-off level, which can be attained even with a reduced circuit size by changing the output impedance of the peaking amplifier to be inductive without the offset line. The ABCD matrix is employed to design the output matching network of the peaking amplifier with a simple trans- mission line. Consequently, we can reduce the design complexity by applying the same circuit to the carrier amplifier as the DPA is symmetric. To deal with reduced output power of the class-C peaking amplifier, a two-stage DPA structure was applied. The power amplifier exhibited a drain efficiency (DE) of 63.5 %, and a power added efficiency (PAE) of 50.6 % at 7.5 dB output backoff was obtained using the 3.5 GHz pulsed continuous wave (CW) signal. Furthermore, a DE of 53.3 %, a PAE of 43.2 % and a power gain of 18 dB were obtained at the power level of 41 dBm using a 20 MHz LTE signal with a peak-to-average power ratio of 7.5 dB.

참고자료

· 없음