초록
본 논문에서는 차세대 무선통신 중계기 및 기지국용 50W급 Doherty 전력증폭기를 설계 및 제작하였다. Doherty 전력증폭기의 보조증폭기를 구현하기 위하여 Gate 바이어스 조절회로를 사용하였다. Gate 바이어스 조절회로는 보조증폭기를 구현할 수 있으나 Doherty 전력증폭기의 출력특성을 개선하기에는 제한된 특성을 가졌다. 이를 해결하고자 Drain 바이어스 조절회로를 첨가였다. 그리고 Doherty 전력증폭기의 효율을 개선하고자 일반적인 2-way 구조가 아닌 3-way 구조를 적용하여 3-way GDCD(Gate and Drain Control Doherty) 전력증폭기를 구현하였다. 비유전율(${\varepsilon}r$) 4.6, 유전체 높이(H) 30 Mill, 동판두께(T) 2.68 Mill(2 oz)인 FR4 유전체를 사용하여 마이크로스트립 선로와 칩 캐패시터로 정합회로를 구성하였다. 실험결과 3GPP 동작 주파수 대역인 2.11GHz ~ 2.17GHz에서 이득이 57.03 dB이고, PEP 출력이 50.30 dBm, W-CDMA 평균전력 47.01 dBm, 5MHz offset 주파수대역에서 -40.45 dBc의 ACLR로써 증폭기의 사양을 만족하였다. 특히 3-way GDCD 전력증폭기인 일반전력증폭기에 비해 동일 ACLR에 대하여 우수한 효율 개선성능을 보였다.
In this thesis, 50W Doherty amplifier was designed and implemented for Beyond 3G's repeater and base-station. Auxiliary amplifier of doherty amplifier was implemented by Gate bias control circuit. Though gate bias control circuit solved auxiliary's bias problem, output characteristics of doherty amplifier was limited. To enhance the output characteristic relativize Drain control circuit And To improve power efficiency make 3-way Doherty power amplifier. therefore, 3-way GDCD (Gate and Drain bias Control Doherty) power amplifier is embodied to drain bias circuit for General Doherty power amplifier. The 3-way GDCD power amplifier composed of matching circuit with chip capacitor and micro strip line using FR4 dielectric substance of specific inductive capacity(${\varepsilon}r$) 4.6, dielectric substance height(H) 30 Mills, and 2.68 Mills(2 oz) of copper plate thickness(T). Experiment result satisfied specification of amplifier with gains are 57.03 dB in 2.11 ~ 2.17 GHz, 3GPP frequency band, PEP output is 50.30 dBm, W-CDMA average power is 47.01 dBm, and ACLR characteristics at 5MHz offset frequency band station is -40.45 dBc. Especially, 3-way DCHD power amplifier showed excellence efficiency performance improvement in same ACLR than general doherty power amplifier.
