直列接続負荷形GaN HEMTマイクロ波ドハティ電力増幅器の設計・試作

摘要

広いダイナミックレンジで高効率動作が期待出来るマイクロ波電力増幅器としてドハティ増幅器が注目されている．ドハティ増幅器は並列接続負荷形，直列接続負荷形の2種類の構成がドハティにより提案されているが，その回路構成の容易さから，マイクロ波帯においては今まで並列接続負荷形ばかりが検討されてきた．本研究では1.9GHz帯における直列接続負荷形GaN HEMTドハティ電力増幅器について設計，試作検証を行った．従来のプッシュプル増幅器（シミュレーション）が，出力電力24dBmにおいて付加電力効率15％，飽和出力34dBmにおいて57％に比べて，ドハティ増幅器（実験）は出力電力24dBmにおいて付加電力効率31％，飽和出力31dBmにおいて56％の良好な特性を得たので報告する．%Doherty amplifiers are expected as a high-efficiency microwave power amplifier at a wide dynamic range. Doherty introduced two types of concepts for high-efficiency amplifiers in 1939. One involved a shunt connected load and the other involved a series connected load. The first one is well known. We proposed a microwave Doherty power amplifier with a series connected load using baluns. A 1.9 GHz GaN HEMT Doherty power amplifier was designed and fabricated. At 24 dBm middle and 31 dBm saturated output powers, the amplifier realized improved power efficiencies of 31% and 56%, respectively, compared to power efficiencies of 15% at 24 dBm output power and 57% at 34 dBm saturated power, respectively, obtained with a reference push-pull amplifier.