The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회논문지)

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High-Efficiency GaN-HEMT Doherty Power Amplifier with Compact Harmonic Control Networks

간단한 구조의 고조파 정합 네트워크를 갖는 GaN-HEMT 고효율 Doherty 전력증폭기

  • Kim, Yoonjae (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Kim, Minseok (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Kang, Hyunuk (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Cho, Sooho (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Bae, Jongseok (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Lee, Hwiseob (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University) ;
  • Yang, Youngoo (College of Information and Communication Engineering, Sungkyunkwan University)
  • 김윤재 (성균관대학교 정보통신대학) ;
  • 김민석 (성균관대학교 정보통신대학) ;
  • 강현욱 (성균관대학교 정보통신대학) ;
  • 조수호 (성균관대학교 정보통신대학) ;
  • 배종석 (성균관대학교 정보통신대학) ;
  • 이휘섭 (성균관대학교 정보통신대학) ;
  • 양영구 (성균관대학교 정보통신대학)
  • Received : 2015.07.03
  • Accepted : 2015.09.22
  • Published : 2015.09.30
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Abstract

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 high electron mobility transistor(GaN-HEMT) that has many advantages, such as high power density and high efficiency. The implemented DPA was measured using an LTE downlink signal with a 10 MHz bandwidth and 6.5 dB PAPR. The implemented DPA exhibited a gain of 13.1 dB, a power-added efficiency(PAE) of 57.6 %, and an ACLR of -25.7 dBc at an average output power of 33.4 dBm.

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.

Keywords

References

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