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[국내논문] 간단한 구조의 고조파 정합 네트워크를 갖는 GaN-HEMT 고효율 Doherty 전력증폭기
High-Efficiency GaN-HEMT Doherty Power Amplifier with Compact Harmonic Control Networks 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.26 no.9, 2015년, pp.783 - 789  

김윤재 (성균관대학교 정보통신대학) ,  김민석 (성균관대학교 정보통신대학) ,  강현욱 (성균관대학교 정보통신대학) ,  조수호 (성균관대학교 정보통신대학) ,  배종석 (성균관대학교 정보통신대학) ,  이휘섭 (성균관대학교 정보통신대학) ,  양영구 (성균관대학교 정보통신대학)

초록
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본 논문에서는 long term evolution(LTE) 통신을 위한 2.6 GHz 대역에서 동작하는 고효율 Doherty 전력증폭기를 설계하였다. 2차 및 3차 고조파 임피던스를 조정하기 위한 간단한 구조의 정합 네트워크를 통해 전력증폭기의 고효율 동작을 달성하였다. Doherty 전력증폭기는 다양한 측면에서 장점을 갖는 GaN-HEMT 소자를 이용하여 제작되었으며, 10 MHz의 대역폭 및 6.5 dB 첨두 전력 대 평균 전력비(PAPR)의 특성을 갖는 LTE downlink 신호를 이용하여 측정되었다. 평균 전력 33.4 dBm에서 13.1 dB의 전력 이득, 57.6 %의 전력부가효율(PAE) 및 -25.7 dBc의 인접채널누설비(ACLR) 특성을 갖는다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper presents a Doherty power amplifier(DPA) operating in the 2.6 GHz band for long term evolution(LTE) systems. In order to achieve high efficiency, second and third harmonic impedances are controlled using a compact output matching network. The DPA was implemented using a gallium nitride hig...

Keyword

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문제 정의

  • 본 논문에서는 2.6 GHz에서 동작하는 10 W급 Doherty 전력증폭기를 설계 및 제작하였다. 고효율 동작을 위하여 입출력 정합 네트워크에 간단한 고조파 임피던스 조정회로를 추가하였다[4].
  • 이는 주 증폭기 출력단에 있는 λ/4 전송선로를 이용한 임피던스 변환기에 대한 위상을 보상해 주기 위함이다. 더불어 각각의 증폭기 입력에 위치한 오프셋 선로는 출력 오프셋 선로에 의해 틀어진 위상을 보상하기 위하여 추가하였다.
  • 본 논문에서는 2.6 GHz에서 동작하는 Doherty 전력증폭기를 설계 및 제작하였다. 설계된 전력증폭기는 고효율을 위해 입력단과 출력단에 간단한 고조파 조정회로를 포함한 정합 네트워크를 갖는다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Doherty 전력증폭기란? Doherty 전력증폭기는 간단한 부하 변조 기법을 통해 최대 출력 전력과 back-off된 출력 전력에서 이론적으로 두 번의 최대 효율을 갖도록 하는 방식이다. 그림 1은 일반적인 Doherty 전력증폭기의 출력 결합 회로이다.
전력증폭기의 평균 전력에서의 효율 개선을 위해 다양한 기법에 관한 연구가 진행된 배경은? 최근의 무선통신 환경은 데이터 통신량이 많아짐에 따라 전송속도가 점점 고속화되고 있다. 전송속도를 증가시키기 위하여 보다 더 복잡한 변조 방식을 필요로 하게 되고, 그에 따라 PAPR이 증가하고 있다. 따라서 전력증폭기는 효율이 낮은 영역에서 동작하게 되며, 이로 인해 평균 전력에서 효율 개선의 중요성이 커지고 있다 [1]~[3]. 이 때문에 전력증폭기의 평균 전력에서의 효율 개선을 위해 다양한 기법에 대한 연구가 진행되고 있다.
본 논문에서는 어떻게 전력증폭기의 고효율 동작을 달성하였는가? 6 GHz 대역에서 동작하는 고효율 Doherty 전력증폭기를 설계하였다. 2차 및 3차 고조파 임피던스를 조정하기 위한 간단한 구조의 정합 네트워크를 통해 전력증폭기의 고효율 동작을 달성하였다. Doherty 전력증폭기는 다양한 측면에서 장점을 갖는 GaN-HEMT 소자를 이용하여 제작되었으며, 10 MHz의 대역폭 및 6.
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참고문헌 (7)

  1. S. C. Cripps, RF Power Amplifiers for Wireless Communications. Norwood, MA: Artech House, 2006. 

  2. M. Seo, M. Song, J. Gu, H. Kim, J. Ham, C. Park, and Y. Yang, "Three-stage Doherty amplifier with uneven input splitter", Microw. and Opt. Tech. Lett., vol. 55, no. 6, pp. 1405-1409, Jun. 2013. 

  3. M. Seo, H. Lee, J. Gu, and Y. Yang, "Doherty power amplifier using a compact load network for bandwidth extension", in Asia-Pacific Microw. Conf., Nov. 2013, pp. 742-744. 

  4. 김정준, 문정환, 김장헌, 김일두, 전명수, 김범만, "2.14- GHz 대역 고효율 class-F 전력 증폭기 개발", 한국전자파학회논문지, 18(8), pp. 873-879, 2007년 8월. 

  5. A. Markos, P. Colantonio, F. Giannini, R. Giofre, M. Imbimbo, and G. Kompa, "A 6 W uneven Doherty power amplifier in GaN technology", in Proc. 37th Eur. Microw. Conf., pp. 299-302, Oct. 2007. 

  6. R. Darraji, F. M. Ghannouchi, "Digital Doherty amplifier with enhanced efficiency and extended range", IEEE Trans. Microw. Theory Tech., vol. 59, no. 11, pp. 2898- 2909, Nov. 2011. 

  7. J. Kim, J. Son, J. Moon, and B. Kim, "A saturated Doherty power amplifier based on saturated amplifier", IEEE Microw. Wireless Compon. Lett., vol. 20, no. 2, pp. 109- 111, Feb. 2010. 

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