KR20050094856A - 도허티 증폭기 및 그 왜곡 특성 보상 방법 - Google Patents

Abstract

캐리어 증폭기(13)의 전단과, 피크 증폭기(14)의 전단에, 각각 전치 왜곡 보상 회로(11, 12)가 설치되어 있다. 전치 왜곡 보상 회로(11)는 캐리어 증폭기(13)의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡, 특히 진폭-위상(AM-PM) 왜곡을 보상하는 특성을 갖고, 전치 왜곡 보상 회로(12)는 피크 증폭기(14)의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡, 특히 AM-PM 왜곡을 보상하는 특성을 갖는다. 그 때문에, 도허티 증폭기로서의 AM-PM 왜곡 특성도 보상되고, 저왜곡 특성이 얻어짐과 함께, 도허티 증폭기의 이상적인 전력 합성 동작이 실현된다.

Description

도허티 증폭기 및 그 왜곡 특성 보상 방법{DOHERTY AMPLIFIER AND ITS DISTORTION CHARACTERISTIC COMPENSATION METHOD}

본 발명은 동작 클래스가 서로 다른 2개의 증폭기를 구비함으로써 고효율의 증폭을 실현할 수 있는 도허티 증폭기에 관한 것이다.

최근의 휴대 단말기 시장의 폭발적인 보급과 그것에 수반하는 인프라 정비에 의해, 이동국용의 송신 증폭기뿐만 아니라, 기지국용의 송신 증폭기에 대해서도 효율 개선의 시장으로부터의 요구는 엄격해지고 있다. 그 때문에, 최근 도허티 증폭기를 비롯한 고효율로 신호를 증폭하는 기술과, 저왜곡화 기술이나 최근의 왜곡 보상 기술을 조합함으로써 고성능의 증폭기를 실현하려고 한다는 점에 주목이 모아지고 있다(예를 들면 하기의 문헌 1 내지 6 참조.).

문헌 1:일본 특허 공개 2002-124840호 공보

문헌 2:일본 특허 공개 평7-22852호 공보

문헌 3:일본 특허 공개 평8-330873호 공보

문헌 4:일본 특허 공개 2001-518731호 공보

문헌 5:일본 특허 공개 2002-510927호 공보

문헌 6:일본 특허 공개 평10-513631호 공보

도허티 증폭기란, 고출력 전력 증폭기의 효율을 개선하는 것을 목적으로 하고, 하기의 문헌 7에서 최초로 제안된 구성의 증폭기이다. 도허티 증폭기는 캐리어 증폭기와 피크 증폭기를 동일한 특성을 갖는 디바이스로 하고, 또한 이것들을 2대 내지 복수대 병렬로 배치한 구성이 일반적이고, 실제로 저주파로부터 밀리파에 걸친 주파수대의 신호를 취급하는 증폭기로서 수많이 실현되어 오고 있다.

문헌 7:W.H.Doherty "A New High Efficiency Power Amplifier for Modulated Waves", Proc.IRE, Vol.24, No.9, Sept. 1936

이러한 도허티 증폭기의 종래의 구성을 도 1에 도시한다. 이 종래의 도허티 증폭기는 도 1에 도시되는 바와 같이 입력 신호 레벨에 관계없이 신호의 증폭 동작을 항상 행하고 있는 캐리어 증폭기(13)와, 입력 신호 레벨이 어느 레벨 이상으로 되는 고전력 출력 시에만 증폭 동작을 행하는 피크 증폭기(14)와, 캐리어 증폭기(13)와 피크 증폭기(14)의 출력을 합성하여 출력하는 출력 합성 회로(15)와, 입력 신호를 캐리어 증폭기(13)측과 피크 증폭기(14)측에 분배하는 입력 분기 회로(10)로 구성되어 있다. 피크 증폭기(14)는 보조 증폭기라고 불리는 것도 있지만, 본 명세서에서는 피크 증폭기라는 명칭으로 통일한다.

일반적으로 도허티 증폭기는 포화 출력 전력 근방에서 포화를 유지하면서 동작하는 캐리어 증폭기(13)를 가짐으로써, 포화 전력으로부터 백 오프를 취한 출력 시에 있어서도 통상의 A급, AB급 증폭기보다 높은 효율이 실현되고 있다. 캐리어 증폭기(13)에는 통상 AB급이나 B급으로 바이어스된 증폭기가 이용되는 경우가 많다. 또한, 피크 증폭기(14)는 신호 전력이 고출력 시에만 동작하도록, 통상은 C급으로 바이어스되어 사용되고 있는 것이 많다.

여기서 백 오프란, 평균 출력 전력과 포화 전력의 차이이고, 백 오프가 큰 상태란, 평균 출력 전력이 포화 전력과 비교하여 작은 상태를 나타내고 있다.

캐리어 증폭기(13)와 피크 증폭기(14)의 출력을 결합하는 출력 합성 회로(15)는 트랜스로 구성되어 있고, 통상 1/4 파장(1/4λ)의 전송 선로로 이루어진다.

입력 분기 회로(10)는 피크 증폭기(14)와 캐리어 증폭기(13) 출력 신호의 위상 관계를, 출력 합성 회로(15)의 신호 합성점에서 동상으로 하기 위한 1/4 파장의 전송 선로나, 또는 90° 하이브리드 회로 등으로 구성된다.

통상의 도허티 증폭기의 동작 원리나, 전치 왜곡 보상 회로의 구체예 등에 대해서는 예를 들면 하기의 문헌 8 등의 문헌에 의해 당업자에게 있어서 잘 알려져 있기 때문에, 그 상세한 구성은 생략한다.

문헌 8:Peter B.Kenington, 「High-Linearity RF Power Amplifier Design」, Artech House, 2000, p.351-420, p.493-506

이하, 이 종래의 도허티 증폭기의 동작에 대해서 설명한다. 우선 처음에 캐리어 증폭기(13)의 동작에 대해서 설명한다. 일반적으로 증폭기는 선형 영역으로부터 포화 영역으로 동작점이 이행함에 따라, 진폭-진폭 왜곡(이하 AM-AM으로 한다)이나 진폭-위상(이하 AM-PM으로 한다) 왜곡을 발생하고, 도 2에 일례를 도시한 바와 같은 선형 응답으로부터의 어긋남(왜곡)을 발생시킨다. 이 왜곡은 증폭기의 포화점을 넘어서 컴프레션 영역으로 될수록 현저히 나타나고, 신호 대역이나 그 근방에 혼변조, 인접 누설 전력 등의 왜곡 성분이 발생하는 원인의 하나로 되고 있다.

다음에, 도허티 증폭기의 동작 중에 있어서의, 캐리어 증폭기(13) 및 피크 증폭기(14)의 각 증폭기의 동작 상태를 고찰해 둔다. 또한, 여기서는 간단하게 하기 위해 캐리어 증폭기(13), 피크 증폭기(14) 모두 동일한 디바이스를 이용한 경우를 상정하고 있지만, 특별히 일반성을 잃어버리는 것이 아니라고 생각한다.

도허티 증폭기의 동작 영역은 크게는 저레벨 영역, 천이 영역, 포화 영역이라는 3개의 동작 영역으로 나누어진다. 도허티 증폭기에의 입력 전력이 낮은 영역(저레벨 영역이라고 부른다)에서는 피크 증폭기(14)는 C급으로 바이어스되어 있기 때문에 컷오프하고 있어, 동작을 하지 않는다. 한편, 캐리어 증폭기(13)는 통상의 증폭 동작을 하고 있다. 그리고, 점차로 입력 전력이 증가하면, 피크 증폭기(14)가 동작을 개시하기 직전의 상태(이것을 천이점이라고 부르기로 한다)에서, 캐리어 증폭기(13)는 포화에 이른다. 이 시점에서 도허티 증폭기 자체의 효율도 최대로 되고, 캐리어 증폭기(13)가 이상적인 B급 증폭기이면, 그 효율은 대략 78%로 된다. 단, 아직 이 때의 캐리어 증폭기(13)의 포화 출력 전력은 도허티 증폭기로서 얻어질 포화 전력의 1/4이다.

또한, 입력 전력이 증가되어 가면, 이번에는 피크 증폭기(14)가 동작을 개시하여, C급 증폭기로서 신호 증폭 동작을 개시함과 함께, 출력 합성 회로(15)에 설치된 전송 선로 트랜스를 통하여, 캐리어 증폭기(13)의 부하 임피던스를 변조한다. 캐리어 증폭기(13)는 포화 상태는 유지하면서, 피크 증폭기(14)의 출력 전력에 따라 변조된 부하에 보다 큰 전력을 공급하게 된다. 그 때문에, 결과적으로 도허티 증폭기로서 선형 증폭 특성이 유지되어, 원하는 포화 전력을 얻을 수 있다. 이 천이점에서부터 포화점까지의 동안, 증폭기 효율은 매우 높게 유지되고 있다.

다음에, 도허티 증폭기의 입력 레벨에 대한 AM-PM 왜곡 특성에 대해서 도 3을 참조하여 설명한다. 도 3은 입력 레벨에 대한, 캐리어 증폭기(13), 피크 증폭기(14) 및 도허티 증폭기 전체의 AM-PM 왜곡 특성을 모식적으로 도시하는 도면이다. 도 3중, A는 캐리어 증폭기(13)의 AM-PM 왜곡 특성을 나타내고, B는 피크 증폭기(14)의 AM-PM 왜곡 특성을 나타내고, C는 도허티 증폭기의 AM-PM 왜곡 특성을 나타내고 있다.

그런데, 천이 영역에 있어서의 캐리어 증폭기(13)는 상술한 바와 같이 포화를 유지하여 증폭 동작을 행하고 있기 때문에, 도 3 중의 A에 도시한 바와 같이 AM-PM 왜곡은 입력 레벨이 증대함에 따라 커진다. 그러나, 도 3 중의 B에 도시한 바와 같이 이 시점에서 피크 증폭기(14)는 아직 포화에 이르러 있지 않고, 백 오프의 큰 동작점에서 동작하고 있기 때문에, 그 AM-PM 왜곡은 비교적 작다. 또한, 도허티 증폭기 출력 전력에 차지하는 피크 증폭기(14)의 기여분도 작기 때문에, 종합의 AM-PM 왜곡 특성으로부터는 거의 무시할 수 있다. 또한, 각각의 증폭기로부터 발생하고 있는 AM-PM 왜곡의 발생 방향(부호)이 도 3과 같이 다를 필요는 없다.

다음에, 더욱 입력 전력을 증가시켜, 도허티 증폭기로서 포화 전력을 출력하고 있는 경우를 생각하면, 캐리어 증폭기(13)는 포화 상태를 지속하고 있고, 또한 이번에는 피크 증폭기(14)도 포화 상태에 도달하기 때문에, 피크 증폭기(14)측도 또한 AM-PM 왜곡이 증대해 간다. 따라서, 캐리어 증폭기(13)와 피크 증폭기(14)의 AM-PM 왜곡은, 도허티 증폭기의 입력 전력 즉 동작 상태에 의해서 그 왜곡이 발생하는 레벨에 차이가 있는 것을 알 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이 종래의 도허티 증폭기에서는 고효율을 실현하는 것은 가능하지만, 입력 전력의 증가에 수반하여 AM-PM 왜곡이 증가한다고 하는 문제점이 있다. 이러한 증폭기의 AM-PM 왜곡 특성을 보상하기 위한 방법으로서는 증폭기의 전단에 전치 왜곡 보상기를 설치하는 것을 일반적으로 생각할 수 있다.

왜곡을 중시한 증폭기로서는 동일한 증폭기를 복수대 병렬로 운전하여 출력을 합성하여 대전력을 얻는다고 하는 구성이 잘 이용된다. 이러한 구성의 증폭기에서는 각각의 증폭기는 거의 동일한 특성으로 조정되므로, 통합 특성도 각각의 증폭기와 기본적으로는 동일하고, 이러한 증폭기에 대해서는 공통의 전치 왜곡 보상기를 배치하여 왜곡 보상을 시도하고 있는 예는 문헌 등에도 많고, 예를 들면 하기의 문헌 9에 기재되어 있는 바와 같이 일반적이다. 이 경우에는 병렬 운전되고 있는 증폭기 각각에 대해서도, 거의 양호한 왜곡 보상 특성을 얻을 수 있다. 단, 통상은 소정의 백 오프를 확보하여 운전되고 있어, 효율 면에서는 낮은 값에 그치고 있다.

문헌 9:N. Imai et. Al. "Novel Linearizer Using Balanced Circulators and Its Application to Multilevel Digital Radio Systems" IEEE Trans. Microwave Theory and Techniques Vol.37, No.8, AUGUST 1989

도허티 증폭기에 대해서도 종래 기술과 같이 도허티 증폭기 종합의 AM-PM 왜곡 특성을 보상하도록 구성된 전치 왜곡 보상 회로를 이용함으로써, 어느 정도의 왜곡 개선 효과는 기대할 수 있다. 그러나, 도허티 증폭기인 경우에는 효율을 개선하기 위해 캐리어 증폭기(13)와 피크 증폭기(14)의 동작 클래스가 서로 다르기 때문에, 입력 전력 즉 동작점과 동작 상태에 의해서 AM-PM 왜곡의 발생 레벨에 차이가 있다. 그 때문에, 종래 기술과 같은 전치 왜곡 보상 회로에 의한 일률의 보상은 반드시 최선인 것은 아니다. 즉, 도허티 증폭기를 단일의 증폭기로서 취할 t수 있고, 그것에 대해서 전치 왜곡 보상을 시도한 경우에, 캐리어 증폭기(13), 피크 증폭기(14) 각각의 부분에서는 반드시 최적의 AM-PM 보상을 얻을 수 있는 것은 아니고, 최적의 왜곡 보상 효과나 도허티 증폭기로서의 이상적인 동작을 얻을 수 없다. 또한, 출력 합성점에서의 위상 차가 보상되지 않기 때문에, 이상적인 전력 합성 동작을 얻을 수 없다고 하는 문제가 있다.

즉, 전술한 종래의 도허티 증폭기 및 그 왜곡 특성 보상 방법에서는 고효율을 실현하는 것은 가능하지만, 동작 클래스가 서로 다른 캐리어 증폭기와 피크 증폭기에 의해 구성되어 있기 때문에 AM-PM 왜곡 등의 왜곡을 저감할 수 없다고 하는 문제점이 있었다.

도 1은 종래의 도허티 증폭기의 구성을 도시하는 블록도이다.

도 2는 일반적인 AM-AM 왜곡, AM-PM 왜곡 예를 도시하는 도면이다.

도 3은 입력 레벨에 대한, 캐리어 증폭기(13), 피크 증폭기(14) 및 도허티 증폭기 전체의 AM-PM 왜곡 특성을 모식적으로 도시하는 도면이다.

도 4는 본 발명의 일 실시 형태의 도허티 증폭기의 구성을 도시하는 회로도이다.

도 5는 본 발명의 일 실시 형태의 도허티 증폭기에 있어서 AM-PM 왜곡 특성이 보상되는 모양을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 캐리어 증폭기의 출력 신호 위상과 피크 증폭기의 출력 신호 위상과의 관계의 일례를 도시하는 도면이다.

도 7은 본 실시 형태의 전치 왜곡 보상을 행한 경우의 도허티 증폭기의 입출력 특성 및 종래 기술의 전치 왜곡 보상을 행한 경우의 도허티 증폭기의 입출력 특성을 도시하는 도면이다.

<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>

다음에, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시 형태의 도허티 증폭기의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 4에 있어서, 도 1 중의 구성 요소와 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 설명을 생략하기로 한다.

본 실시 형태의 도허티 증폭기는 도 1에 도시한 종래의 도허티 증폭기에 대해서, 캐리어 증폭기(13)의 전단에 전치 왜곡 보상 회로(11)를 설치하고, 피크 증폭기(14)의 전단에 전치 왜곡 보상 회로(12)를 설치한 구성으로 되어 있다.

전치 왜곡 보상 회로(11)는 캐리어 증폭기(13)의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡, 특히 진폭-위상(AM-PM) 왜곡을 보상하는 특성을 갖고, 전치 왜곡 보상 회로(12)는 피크 증폭기(14)의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡, 특히 AM-PM 왜곡을 보상하는 특성을 갖는다. 즉, 전치 왜곡 보상 회로(11)는 캐리어 증폭기(13)의 왜곡 특성에 따라 미리 설정되어 있고, 전치 왜곡 보상 회로(12)는 피크 증폭기(14)의 왜곡 특성에 따라 미리 설정되어 있다.

본 실시 형태와 같이, 캐리어 증폭기(13)와 피크 증폭기(14)의 각각의 전단에, 각 증폭기의 AM-PM 왜곡 특성을 보상하기 위한 전치 왜곡 보상 회로(11, 12)를 각각 설치함으로써, 도허티 증폭기로서의 AM-PM 왜곡 특성도 보상되고, 저왜곡 특성이 얻어짐과 함께, 도허티 증폭기의 이상적인 동작에 기여할 수 있다.

본 실시 형태의 도허티 증폭기에 있어서의 AM-PM 왜곡 특성이 보상되는 모양을 도 5를 참조하여 설명한다.

도 5(a)는 전치 왜곡 보상 회로(11)의 AM-PM 왜곡 특성, 캐리어 증폭기(13)의 AM-PM 왜곡 특성 및 캐리어 증폭기(13)의 출력에 있어서의 AM-PM 왜곡 특성을 나타낸 도면이다. 도 5(a)를 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 전치 왜곡 보상 회로(11)의 AM-PM 왜곡 특성은, 캐리어 증폭기(13)의 AM-PM 왜곡 특성을 보상하도록 설정되어 있기 때문에, 캐리어 증폭기(13)의 출력에 있어서의 AM-PM 왜곡 특성은 왜곡이 보상된 것으로 되어 있다.

마찬가지로, 도 5(b)는 전치 왜곡 보상 회로(12)의 AM-PM 왜곡 특성, 피크 증폭기(14)의 AM-PM 왜곡 특성 및 피크 증폭기(14)의 출력에 있어서의 AM-PM 왜곡 특성을 나타낸 도면이다. 도 5(b)를 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 전치 왜곡 보상 회로(12)의 AM-PM 왜곡 특성은, 피크 증폭기(14)의 AM-PM 왜곡 특성을 보상하도록 설정되어 있기 때문에, 피크 증폭기(14)의 출력에 있어서의 AM-PM 왜곡 특성은 왜곡이 보상된 것으로 되어 있다.

또한, 도 5(c)는 본 실시 형태의 도허티 증폭기의 AM-PM 왜곡 특성과, 전치 왜곡 보상 회로(11, 12)가 설치되어 있지 않은 도 1에 도시한 바와 같은 종래의 도허티 증폭기의 AM-PM 왜곡 특성을 나타낸 도면이다. 이 도 5(c)를 참조하면 알 수 있는 바와 같이, 본 실시 형태의 도허티 증폭기에 있어서는 전치 왜곡 보상 회로(11, 12)에 의해, 캐리어 증폭기(13)의 출력 및 피크 증폭기(14)의 출력에 있어서의 AM-PM 왜곡 특성은 보상되고, 이상적으로는 거의 평탄하게 되어 있기 때문에, 도허티 증폭기의 출력에 있어서의 AM-PM 왜곡 특성도 거의 평탄하게 되어 있는 것을 알 수 있다. 이것에 대해서, 종래의 도허티 증폭기에 있어서의 AM-PM 왜곡 특성은, 캐리어 증폭기(13)의 AM-PM 왜곡 특성과 피크 증폭기(14)의 AM-PM 왜곡 특성이 합성된 것으로 되어 있는 것을 알 수 있다.

다음에, AM-PM 왜곡의 보상과 도허티 증폭기의 포화 출력 전력의 관계를 일례로서 도 6, 도 7을 이용하여 설명한다. 여기서, 도 1에 도시한 바와 같은 종래의 도허티 증폭기가 포화 출력 근방에서 동작하고 있는 상태를 생각할 수 있다. 이 때, 캐리어 증폭기(13)는 충분 포화 영역에서의 동작을 하고 있고, 그 출력 신호 위상은, 도 6에 도시한 바와 같이 예를 들면 30°의 지연이고, 한편 피크 증폭기(14)측도 포화가 시작되어, 출력 신호 위상은, 도 6에 도시한 바와 같이 예를 들면 15°의 앞섬인 것으로 한다. 각각의 신호 진폭은 포화로 동작하고 있기 때문에 동일하고, 예를 들면 "1"인 경우를 가정한다. 그러면, 이 때에 얻어지는 합성 출력 신호의 진폭은 2×COS(45°/2)에 의해 계산되고, 대략 1.85로 된다. 이상적으로는 합성 진폭은 "2(=1+1)"인 것이 바람직하기 때문에, 이것은 0.7dB 포화 전력이 저하되어 있는 것으로 된다. 또한, 이때 합성 신호의 위상은 22.5°의 지연으로 되어 있다.

여기서, 도허티 증폭기의 전단에 1개의 전치 보상 회로를 설치한다고 하는 종래 기술의 전치 왜곡 보상에 의해, 포화점의 위상을 22.5° 앞서도록 하는 보상을 행한 것으로 한다. 이 경우, 합성 출력의 위상 왜곡 22.5°를 보상하는 것은 할 수 있지만, 캐리어 증폭기(13), 피크 증폭기(14) 각각의 AM-PM 특성의 차이는 보상되어 있지 않기 때문에, 출력 신호를 합성할 때의 위상 차에 대해서는 개선되지 않고, 역시 합성 전력은 이상 값에 대해서 대략 0.7dB 저하한 상태로 된다. 이러한 종래 기술의 전치 왜곡 보상을 행한 경우의, 도허티 증폭기의 입출력 특성을 도 7 중의 점선으로 나타낸다.

이것에 대해서, 본 실시 형태의 도허티 증폭기에서는 캐리어 증폭기(13), 피크 증폭기(14) 각각에 대해서 전치 왜곡 보상 회로(11, 12)를 이용하여, 도 5에 도시하는 바와 같이 AM-PM 왜곡 특성을 보상하고 있기 때문에, 캐리어 증폭기(13), 피크 증폭기(14)의 출력 신호 위상은 신호 합성점에서 일치한다. 그 때문에, 합성 진폭은 "2"로 되고, 이상적인 포화 출력 전력이 얻어짐과 함께, AM-PM 왜곡이 발생하지 않고 개선되는 것을 알 수 있다. 본 실시 형태의 전치 왜곡 보상을 행한 경우의, 도허티 증폭기의 입출력 특성을 도 7 중의 실선으로 나타낸다.

이상의 예에서는 포화 출력 근방의 동작에 대해서 설명했지만, 다른 동작점에 있어서도 기본적인 사고방식은 동일하기 때문에 상세 설명은 생략한다.

이와 같이, 본 실시 형태의 도허티 증폭기에서는 캐리어 증폭기(13), 피크 증폭기(14)의 전단에, 각각의 증폭기가 그 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡을 보상하는 특성을 갖는 전치 왜곡 보상 회로(11, 12)가 각각 설치되어 있다. 이러한 구성을 가짐으로써, 캐리어 증폭기(13)의 AM-PM 왜곡 특성의 보상과, 피크 증폭기(14)의 AM-PM 왜곡 특성의 보상을 각각 독립적으로 행할 수 있어, 도허티 증폭기에 적합한 전치 왜곡 보상 회로에 의한 왜곡 저감 효과를 얻는 것이 가능하고, 또한 도허티 증폭기의 이상적인 전력 합성 동작에 기여할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에서는 캐리어 증폭기(13), 피크 증폭기(14) 양쪽의 전단에 각각 전치 왜곡 보상 회로를 설치하고 있지만, 증폭기가 발생하는 왜곡이 비교적 작다고 판단할 수 있는 경우에는 생략하는 것도 가능하다. 즉, 본 실시 형태와 같이, 캐리어 증폭기(13)의 전단과, 피크 증폭기(14)의 전단에, 각각 전치 왜곡 보상 회로를 설치하여도 되고, 캐리어 증폭기(13)의 전단과 피크 증폭기(14)의 전단의 한쪽에만, 전치 왜곡 보상 회로를 설치하여도 된다. 또한, 피크 증폭기(14)측에 대해서는 전치 왜곡 보상 회로(12)와, 입력 분기 회로(10) 내의 1/4 파장 전송 선로는 어느 쪽이 전단에 설치되어도 되고, 본 실시 형태에 의해 나타낸 회로 구성과 등가인 구성이면 동등한 개선 효과를 얻는 것이 가능하다.

본 발명의 목적은, 발생하는 AM-PM 왜곡을 보다 한층 저감한, 이상적인 전력 합성 동작을 얻을 수 있는 도허티 증폭기 및 그 왜곡 특성 보상 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 도허티 증폭기는 입력 신호 레벨에 관계없이 신호의 증폭 동작을 항상 행하고 있는 캐리어 증폭기와, 입력 신호 레벨이 어느 레벨 이상으로 되는 고전력 출력 시에만 증폭 동작을 행하는 피크 증폭기와, 상기 캐리어 증폭기와 상기 피크 증폭기의 출력을 합성하여 출력하는 출력 합성 회로와, 입력 신호를 상기 캐리어 증폭기측과 상기 피크 증폭기측에 분배하는 입력 분기 회로를 갖는 도허티 증폭기로서, 상기 캐리어 증폭기의 전단에 설치되고, 상기 캐리어 증폭기의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡을 보상하는 특성을 갖는 제1 전치 왜곡 보상 회로와, 상기 피크 증폭기의 전단에 설치되고, 상기 피크 증폭기의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡을 보상하는 특성을 갖는 제2 전치 왜곡 보상 회로 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 캐리어 증폭기, 피크 증폭기의 전단에, 각각의 증폭기가 그 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡을 보상하는 특성을 갖는 제1 및 제2 전치 왜곡 보상 회로가 각각 설치되어 있기 때문에, 캐리어 증폭기와 피크 증폭기의 왜곡 특성을 각각 독립적으로 보상할 수 있다. 그 때문에, 고효율의 증폭 동작을 행할 수 있는 도허티 증폭기의 출력에 있어서의 왜곡을 저감할 수 있고, 또한, 도허티 증폭기로서 보다 이상적인 전력 합성 동작을 실현할 수 있다.

또한, 본 발명의 도허티 증폭기에서는 상기 제1 및 제2 전치 왜곡 보상 회로가 보상을 행하는 왜곡이 진폭-위상(AM-PM) 왜곡이다.

Claims (11)

1. 입력 신호 레벨에 관계없이 신호의 증폭 동작을 항상 행하고 있는 캐리어 증폭기와,

   입력 신호 레벨이 어느 레벨 이상으로 되는 고전력 출력 시에만 증폭 동작을 행하는 피크 증폭기와,

   상기 캐리어 증폭기와 상기 피크 증폭기의 출력을 합성하여 출력하는 출력 합성 회로와,

   입력 신호를 상기 캐리어 증폭기측과 상기 피크 증폭기측에 분배하는 입력 분기 회로를 갖는 도허티 증폭기로서,

   상기 캐리어 증폭기의 전단에 설치되고, 상기 캐리어 증폭기의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡을 보상하는 특성을 갖는 제1 전치 왜곡 보상 회로와,

   상기 피크 증폭기의 전단에 설치되고, 상기 피크 증폭기의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡을 보상하는 특성을 갖는 제2 전치 왜곡 보상 회로

   를 구비하는 것을 특징으로 하는 도허티 증폭기.
2. 입력 신호 레벨에 관계없이 신호의 증폭 동작을 항상 행하고 있는 캐리어 증폭기와,

   입력 신호 레벨이 어느 레벨 이상으로 되는 고전력 출력 시에만 증폭 동작을 행하는 피크 증폭기와,

   상기 캐리어 증폭기와 상기 피크 증폭기의 출력을 합성하여 출력하는 출력 합성 회로와,

   입력 신호를 상기 캐리어 증폭기측과 상기 피크 증폭기측에 분배하는 입력 분기 회로를 갖는 도허티 증폭기로서,

   상기 캐리어 증폭기의 전단에 설치되고, 상기 캐리어 증폭기의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡을 보상하는 특성을 갖는 전치 왜곡 보상 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 도허티 증폭기.
3. 입력 신호 레벨에 관계없이 신호의 증폭 동작을 항상 행하고 있는 캐리어 증폭기와,

   입력 신호 레벨이 어느 레벨 이상으로 되는 고전력 출력 시에만 증폭 동작을 행하는 피크 증폭기와,

   상기 캐리어 증폭기와 상기 피크 증폭기의 출력을 합성하여 출력하는 출력 합성 회로와,

   입력 신호를 상기 캐리어 증폭기측과 상기 피크 증폭기측에 분배하는 입력 분기 회로를 갖는 도허티 증폭기로서,

   상기 피크 증폭기의 전단에 설치되고, 상기 피크 증폭기의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡을 보상하는 특성을 갖는 전치 왜곡 보상 회로를 구비하는 것을 특징으로 하는 도허티 증폭기.
4. 제1항에 있어서,

   상기 제1 및 제2 전치 왜곡 보상 회로가 보상을 행하는 왜곡이 진폭-위상 왜곡인 것을 특징으로 하는 도허티 증폭기.
5. 제2항 또는 제3항에 있어서,

   상기 전치 왜곡 보상 회로가 보상을 행하는 왜곡이 진폭-위상 왜곡인 것을 특징으로 하는 도허티 증폭기.
6. 입력 신호 레벨에 관계없이 신호의 증폭 동작을 항상 행하고 있는 캐리어 증폭기와,

   입력 신호 레벨이 어느 레벨 이상으로 되는 고전력 출력 시에만 증폭 동작을 행하는 피크 증폭기와,

   상기 캐리어 증폭기와 상기 피크 증폭기의 출력을 합성하여 출력하는 출력 합성 회로와,

   입력 신호를 상기 캐리어 증폭기측과 상기 피크 증폭기측에 분배하는 입력 분기 회로를 갖는 도허티 증폭기의 왜곡 특성 보상 방법으로서,

   상기 입력 분기 회로에 의해, 입력 신호를 상기 캐리어 증폭기측과 상기 피크 증폭기측에 분배하는 스텝과,

   상기 입력 분기 회로에 의해 상기 캐리어 증폭기측에 분배된 신호에 대해서, 상기 캐리어 증폭기의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡을 보상하는 스텝과,

   상기 입력 분기 회로에 의해 상기 피크 증폭기측에 분배된 신호에 대해서, 상기 피크 증폭기의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡을 보상하는 스텝과,

   상기 캐리어 증폭기의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡이 보상된 후의 신호를, 상기 캐리어 증폭기에 의해 증폭하는 스텝과,

   상기 피크 증폭기의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡이 보상된 후의 신호를, 상기 피크 증폭기에 의해 증폭하는 스텝과,

   상기 캐리어 증폭기와 상기 피크 증폭기의 출력을 합성하여 출력하는 스텝

   을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 도허티 증폭기의 왜곡 특성 보상 방법.
7. 입력 신호 레벨에 관계없이 신호의 증폭 동작을 항상 행하고 있는 캐리어 증폭기와,

   입력 신호 레벨이 어느 레벨 이상으로 되는 고전력 출력 시에만 증폭 동작을 행하는 피크 증폭기와,

   상기 캐리어 증폭기와 상기 피크 증폭기의 출력을 합성하여 출력하는 출력 합성 회로와,

   입력 신호를 상기 캐리어 증폭기측과 상기 피크 증폭기측에 분배하는 입력 분기 회로를 갖는 도허티 증폭기의 왜곡 특성 보상 방법으로서,

   상기 입력 분기 회로에 의해, 입력 신호를 상기 캐리어 증폭기측과 상기 피크 증폭기측에 분배하는 스텝과,

   상기 입력 분기 회로에 의해 상기 캐리어 증폭기측에 분배된 신호에 대해서, 상기 캐리어 증폭기의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡을 보상하는 스텝과,

   상기 캐리어 증폭기의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡이 보상된 후의 신호를, 상기 캐리어 증폭기에 의해 증폭하는 스텝과,

   상기 입력 분기 회로에 의해 상기 피크 증폭기측에 분배된 신호를, 상기 피크 증폭기에 의해 증폭하는 스텝과,

   상기 캐리어 증폭기와 상기 피크 증폭기의 출력을 합성하여 출력하는 스텝

   을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 도허티 증폭기의 왜곡 특성 보상 방법.
8. 입력 신호 레벨에 관계없이 신호의 증폭 동작을 항상 행하고 있는 캐리어 증폭기와,

   입력 신호 레벨이 어느 레벨 이상으로 되는 고전력 출력 시에만 증폭 동작을 행하는 피크 증폭기와,

   상기 캐리어 증폭기와 상기 피크 증폭기의 출력을 합성하여 출력하는 출력 합성 회로와,

   입력 신호를 상기 캐리어 증폭기측과 상기 피크 증폭기측에 분배하는 입력 분기 회로를 갖는 도허티 증폭기의 왜곡 특성 보상 방법으로서,

   상기 입력 분기 회로에 의해, 입력 신호를 상기 캐리어 증폭기측과 상기 피크 증폭기측에 분배하는 스텝과,

   상기 입력 분기 회로에 의해 상기 피크 증폭기측에 분배된 신호에 대해서, 상기 피크 증폭기의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡을 보상하는 스텝과,

   상기 입력 분기 회로에 의해 상기 캐리어 증폭기측에 분배된 신호를, 상기 캐리어 증폭기에 의해 증폭하는 스텝과,

   상기 피크 증폭기의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡이 보상된 후의 신호를, 상기 피크 증폭기에 의해 증폭하는 스텝과,

   상기 캐리어 증폭기와 상기 피크 증폭기의 출력을 합성하여 출력하는 스텝

   을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 도허티 증폭기의 왜곡 특성 보상 방법.
9. 제6항에 있어서,

   상기 캐리어 증폭기의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡 및 상기 피크 증폭기의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡이 진폭-위상 왜곡인 것을 특징으로 하는 도허티 증폭기의 왜곡 특성 보상 방법.
10. 제7항에 있어서,

    상기 캐리어 증폭기의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡이 진폭-위상 왜곡인 것을 특징으로 하는 도허티 증폭기의 왜곡 특성 보상 방법.
11. 제8항에 있어서,

    상기 피크 증폭기의 동작상 특징적으로 발생하는 왜곡이 진폭-위상 왜곡인 것을 특징으로 하는 도허티 증폭기의 왜곡 특성 보상 방법.