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비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치

  • 기술번호 : KST2015186915
  • 담당센터 : 대구기술혁신센터
  • 전화번호 : 053-550-1450
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치에 관한 것이다. 초고주파 도허티 증폭기(microwave Doherty amplifier)는 효율을 높일 수 있는 전력 증폭기(power amplifier)로 알려져 왔으며, 현재까지 많은 연구가 진행되고 있다. 도허티 증폭기는 동일한 전력 용량(또는 동일한 사이즈)의 디바이스를 이용하여 이동통신 기지국 및 단말기의 도허티 증폭기를 구현한 경우에 있어서 피킹(peaking) 증폭기가 캐리어(carrier) 증폭기보다 낮게 바이어스 되어 있기 때문에, 전력 레벨에 따라 피킹(peaking) 증폭기의 전류 레벨이 캐리어(carrier)보다 항상 낮게 나타나는 현상이 발생한다. 이러한 문제점은 피킹(peaking) 전력 증폭기의 낮은 전류 레벨로 인해 부적절한 로드 모듈레이션(load modulation) 현상을 야기하게 된다. 따라서 도허티 증폭기의 최대 출력을 내지 못할 뿐만 아니라 선형성이나 비용적인 측면에서 나쁜 영향을 끼치게 된다. 포락선 트랙킹(enveloper tracking) 또는 평균 입력 전력 트랙킹 장치를 통해 낮은 바이어스의 피킹 증폭기의 전류를 파워 레벨이 증가함에 따라서 끌어올리는 연구 결과는 부적절한 로드 모듈레이션을 해결하고, 고 효율 및 고 선형화를 이루었었다. 본 발명은 앞서 문제가 되는 부적절한 로드 모듈레이션 현상을 비대칭 전력 구동과 정합 회로를 최적으로 구성하여 해결할 뿐만 아니라 기존의 도허티 증폭기의 특징인 고 효율화 및 고 선형화를 달성하여 기존의 유사한 전력 증폭기보다 더욱 성능이 증가 시킬 수 있고, 모든 종류의 도허티 증폭기에 응용 가능하다는 장점이 있다. 부가적으로 포락선 트랙킹 또는 평균 입력 전력의 트랙킹과 같은 별도의 제어회로가 필요치 않으므로, 가격 경쟁력과 함께 전력 증폭기를 단순하게 구현이 가능하다는 장점을 지닌다. 도허티 증폭기, 로드 모듈레이션, 투톤 시뮬레이션, IM3, ACLR
Int. CL H03F 3/60 (2006.01)
CPC
출원번호/일자 1020040117788 (2004.12.31)
출원인 학교법인 포항공과대학교
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2006-0077818 (2006.07.05) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 거절
심사진행상태 수리
심판사항 심판사항
구분
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2004.12.31)
심사청구항수 27

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 학교법인 포항공과대학교 대한민국 경상북도 포항시 남구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김범만 대한민국 경상북도 포항시 남구
2 차정현 대한민국 경상북도 포항시 남구
3 김장헌 대한민국 경상북도 포항시 남구
4 김일두 대한민국 경상북도 포항시 남구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 장성구 대한민국 서울특별시 서초구 마방로 ** (양재동, 동원F&B빌딩)(제일특허법인(유))
2 김원준 대한민국 서울특별시 서초구 마방로 ** (양재동, 동원F&B빌딩)(제일특허법인(유))

최종권리자

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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 특허출원서
Patent Application
2004.12.31 수리 (Accepted) 1-1-2004-0630886-10
2 선행기술조사의뢰서
Request for Prior Art Search
2006.04.17 수리 (Accepted) 9-1-9999-9999999-89
3 선행기술조사보고서
Report of Prior Art Search
2006.05.16 수리 (Accepted) 9-1-2006-0032472-84
4 의견제출통지서
Notification of reason for refusal
2006.06.27 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2006-0364134-03
5 의견서
Written Opinion
2006.08.28 수리 (Accepted) 1-1-2006-0614461-13
6 명세서등보정서
Amendment to Description, etc.
2006.08.28 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) 1-1-2006-0614460-78
7 거절결정서
Decision to Refuse a Patent
2006.12.04 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2006-0721434-14
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2019.07.25 수리 (Accepted) 4-1-2019-5149263-30
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1
입/출력 정합부를 각각 갖는 캐리어 증폭기 및 피킹 증폭기가 병렬로 연결되는 도허티 증폭기로서, 상기 캐리어 증폭기 및 상기 피킹 증폭기로 각각 상이한 전력 용량을 공급하는 비대칭 전력 분배기 를 포함하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
2 2
제 1 항에 있어서, 상기 비대칭 전력 분배기는, 상기 전력 증폭 장치의 입력단에 연결되어 동일 전력을 인가하기 위한 3dB 커플링 비율을 갖는 커플러와, 상기 캐리어 증폭기와 상기 피킹 증폭기에 동일 전력을 인가하기 위한 전력 분배기와, 상기 캐리어 증폭기의 입력 정합부에 연결되어 상기 커플러 및 전력 분배기를 통해 입력되는 신호의 진폭을 감쇠시키는 감쇠기 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
3 3
제 1 항에 있어서, 상기 비대칭 전력 분배기는, 상기 전력 증폭 장치의 입력단에 연결되어 동일 전력을 인가하기 위한 3dB 커플링 비율을 갖는 커플러와, 상기 캐리어 증폭기와 상기 피킹 증폭기에 동일 전력을 인가하기 위한 전력 분배기와, 상기 피킹 증폭기의 입력 정합부에 연결되어 상기 커플러 및 전력 분배기를 통해 입력되는 신호의 진폭을 증폭시키는 증폭기 로 이루어지는 것을 특징으로 하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
4 4
제 1 항에 있어서, 상기 비대칭 전력 분배기는 상기 전력 증폭 장치의 입력단에 연결되어 임의의 커플링 비율을 갖는 커플러로 이루어진 것을 특징으로 하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
5 5
제 1 항에 있어서, 상기 비대칭 전력 분배기는 상기 캐리어 증폭기 및 상기 피킹 증폭기로 서로 상이한 입력 전력을 수행하도록 한 것을 특징으로 하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
6 6
제 1 항에 있어서, 상기 비대칭 전력 분배기는 상기 캐리어 증폭기 및 상기 피킹 증폭기로 동일한 입력 신호를 인가하되, 상기 캐리어 증폭기 및 상기 피킹 증폭기의 디바이스 사이즈를 각각 상이하게 하는 것을 특징으로 하는 대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
7 7
제 1 항에 있어서, 상기 도허티 증폭기의 결합 방식은 상기 캐리어 증폭기와 상기 피킹 증폭기의 출력단에 각각 연결되며, 상기 피킹 증폭기가 동작하지 않을 때 로드 임피던스의 출력을 조절하는 오프셋 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
8 8
제 1 항에 있어서, 상기 도허티 증폭기의 결합 방식은 도허티 전력 증폭기 동작을 위해 임피던스 인버터 역할을 하는 1/4 파장 길이로 변환시키는 쿼터 웨이퍼 전송 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
9 9
제 1 항에 있어서, 상기 도허티 증폭기의 결합 방식은 도허티 전력 증폭기의 로드 임피던스를 결정하기 위한 1/4 파장 길이로 변환시키는 쿼터 웨이브 전송 라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
10 10
제 1 항에 있어서, 상기 도허티 증폭기의 결합 방식은 도허티 전력 증폭기의 동작을 수행하기 위한 수동 소자 결합 방식인 것을 특징으로 하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
11 11
제 1 항에 있어서, 상기 도허티 증폭기의 결합 방식은 도허티 전력 증폭기의 동작을 수행하기 위해 1/4 파장보다 작거나 긴 전송 라인과 수동 소자로 이루어진 결합 방식인 것을 특징으로 하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
12 12
제 1 항에 있어서, 상기 도허티 증폭기의 결합 방식은 도허티 전력 증폭기의 동작을 수행하기 위해 임피던스 인버터 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
13 13
제 1 항에 있어서, 상기 비대칭 전력 분배기는 상기 캐리어 증폭기 및 상기 피킹 증폭기의 입력 정합부를 변화시켜 상기 캐리어 증폭기와 상기 피킹 증폭기로 각각 상이한 전력 용량을 공급하는 것을 특징으로 하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
14 14
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 비대칭 전력 분배기는 상기 캐리어 증폭기로의 입력 전력보다 상기 피킹 증폭기의 입력 전력을 상대적으로 증가시키는 것을 특징으로 하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
15 15
제 1 항에 있어서, 상기 캐리어 증폭기의 로드 임피던스(ZC)는 수학식 로 표현되되, 상기 IC는 캐리어 증폭기의 전류원, 상기 IP는 피킹 증폭기의 전류원, 상기 ZL은 도허티 증폭기의 로드 임피던스인 것을 특징으로 하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
16 16
제 1 항에 있어서, 상기 피킹 증폭기의 로드 임피던스(ZP)는 수학식 로 표현되되, 상기 IC는 캐리어 증폭기의 전류원, 상기 IP는 피킹 증폭기의 전류원, 상기 ZL은 도허티 증폭기의 로드 임피던스인 것을 특징으로 하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
17 17
제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 전력 증폭 장치는 저 전력 영역에서는 상기 피킹 증폭기가 오프, 상기 캐리어 증폭기가 온되며, 고 전력 영역에서는 상기 피킹 증폭기 및 캐리어 증폭기가 온되도록 구동되는 것을 특징으로 하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
18 18
입/출력 정합부를 각각 갖는 캐리어 증폭기 및 다수의 피킹 증폭기가 병렬로 연결되는 도허티 증폭기로서, 상기 캐리어 증폭기와 상기 다수의 피킹 증폭기로 동일한 입력 전력을 인가하는 N-웨이 비대칭 전력 분배기와, 상기 캐리어 증폭기 및 상기 다수의 피킹 증폭기의 출력 정합부에 각각 연결되며, 상기 다수의 피킹 증폭기가 동작하지 않을 때 로드 임피던스 출력을 조절하는 오프셋 라인과, 도허티 동작을 위해 임피던스 인버터 역할을 하며 상기 오프셋 라인을 통해 제공되는 임피던스 출력을 1/4 파장 길이로 변환시키는 제 1 쿼터 웨이브 전송 라인과, 상기 도허티 증폭기의 로드 임피던스를 결정하며 상기 오프셋 라인을 통해 제공되는 임피던스 출력을 1/4 파장 길이로 변환시키는 제 2 쿼터 웨이브 전송 라인 을 포함하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
19 19
제 18 항에 있어서, 상기 N-웨이 비대칭 전력 분배기는 상기 다수의 피킹 증폭기가 서로 상이한 비대칭 전력을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
20 20
제 18 항 또는 제 19 항에 있어서, 상기 N-웨이 비대칭 전력 분배기는 상기 캐리어 증폭기로의 입력 전력보다 일정 값 이상 높은 전력을 상기 다수의 피킹 증폭기로 공급하는 것을 특징으로 하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
21 21
입/출력 정합부를 각각 갖는 캐리어 증폭기 및 다수의 피킹 증폭기가 병렬로 연결되는 도허티 증폭기로서, 상기 캐리어 증폭기와 상기 다수의 피킹 증폭기로 동일한 입력 전력을 인가하는 N-스테이지 비대칭 전력 분배기와, 상기 캐리어 증폭기 및 상기 다수의 피킹 증폭기의 출력 정합부에 각각 연결되며, 상기 다수의 피킹 증폭기가 동작하지 않을 때 로드 임피던스 출력을 조절하는 오프셋 라인과, 도허티 동작을 위해 임피던스 인버터 역할을 하며 상기 오프셋 라인을 통해 제공되는 임피던스 출력을 1/4 파장 길이로 변환시키는 제 1 쿼터 웨이브 전송 라인과, 상기 도허티 증폭기의 로드 임피던스를 결정하며 상기 오프셋 라인을 통해 제공되는 임피던스 출력을 1/4 파장 길이로 변환시키는 제 2 쿼터 웨이브 전송 라인 을 포함하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
22 22
제 21 항에 있어서, 상기 N-스테이지 비대칭 전력 분배기는 상기 다수의 피킹 증폭기가 서로 상이한 입력 비율을 갖도록 하는 것을 특징으로 하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
23 23
제 21 항 또는 제 22 항에 있어서, 상기 N-스테이지 비대칭 전력 분배기는 상기 캐리어 증폭기로의 입력 전력보다 일정 값 이상 높은 전력을 상기 다수의 피킹 증폭기로 순차적으로 공급하는 것을 특징으로 하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
24 24
제 1 항 또는 제 18 항 또는 제 21 항에 있어서, 상기 전력 증폭 장치는, 상기 캐리어 증폭기 내에서 그 소스 단자가 접지되고 그 게이트 단자가 상기 캐리어 증폭기 내의 입력 정합부에, 그 드레인 단자가 상기 캐리어 증폭기 내의 출력 정합부에 각각 연결되는 MOS 계열의 제 1 소자와, 상기 피킹 증폭기 내에서 그 소스 단자가 접지되고 그 게이트 단자가 상기 피킹 증폭기 내의 입력 정합부에, 그 드레인 단자가 상기 피킹 증폭기 내의 출력 정합부에 각각 연결되는 MOS 계열의 제 2 소자와, 상기 MOS 계열의 제 1 및 제 2 소자의 게이트 단자에 게이트 바이어스 전원을 인가하고 상기 MOS 계열의 제 1 및 제 2 소자의 드레인 단자에 드레인 바이어스 전원을 각각 선택적으로 인가하는 바이어스 컨트롤러 를 더 포함하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
25 25
제 1 항 또는 제 18 항 또는 제 21 항에 있어서, 상기 전력 증폭 장치는, 상기 캐리어 증폭기 내에서 그 에미터 단자가 접지되고 그 베이스 단자가 상기 캐리어 증폭기 내의 입력 정합부에, 그 컬렉터 단자가 상기 캐리어 증폭기 내의 출력 정합부에 각각 연결되는 BJT 계열의 제 1 소자와, 상기 피킹 증폭기 내에서 그 에미터 단자가 접지되고 그 베이스 단자가 상기 피킹 증폭기 내의 입력 정합부에, 그 컬렉터 단자가 상기 피킹 증폭기 내의 출력 정합부에 각각 연결되는 BJT 계열의 제 2 소자와, 상기 BJT 계열의 제 1 및 제 2 소자의 베이스 단자에 베이스 바이어스 전원을 인가하고 상기 BJT 계열의 제 1 및 제 2 소자의 컬렉터 단자에 컬렉터 바이어스 전원을 각각 선택적으로 인가하는 바이어스 컨트롤러 를 더 포함하는 비대칭 전력 구동을 이용한 전력 증폭 장치
26 26
대칭 전력 분배 방식을 갖는 도허티 증폭기로서, 캐리어 증폭기와 피킹 증폭기의 입/출력 정합 회로를 각각 서로 상이하게 구성한 비대칭 정합 회로 를 포함하는 전력 증폭 장치
27 27
제 26 항에 있어서, 상기 전력 증폭 장치는 대칭 전력 분배기를 갖는 대칭 전력 구동으로 이루어지는 N-웨이 방식과 N-스테이지 방식의 도허티 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 증폭 장치
28 28
비대칭 전력 분배 방식을 갖는 도허티 증폭기로서, 캐리어 증폭기와 피킹 증폭기의 입/출력 정합 회로를 각각 서로 상이하게 구성한 비대칭 정합 회로 를 포함하는 전력 증폭 장치
29 29
제 28 항에 있어서, 상기 전력 증폭 장치는 비대칭 전력 분배기를 갖는 비대칭 전력 구동으로 이루어지는 N-웨이 방식과 N-스테이지 방식의 도허티 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 증폭 장치
30 29
제 28 항에 있어서, 상기 전력 증폭 장치는 비대칭 전력 분배기를 갖는 비대칭 전력 구동으로 이루어지는 N-웨이 방식과 N-스테이지 방식의 도허티 증폭기를 포함하는 것을 특징으로 하는 전력 증폭 장치
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1 CN1822492 CN 중국 DOCDBFAMILY
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3 DE202005022009 DE 독일 DOCDBFAMILY
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5 EP1848106 EP 유럽특허청(EPO) DOCDBFAMILY
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8 JP4773199 JP 일본 DOCDBFAMILY
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10 US7342444 US 미국 DOCDBFAMILY
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