El amplificador de potencia Doherty con etapa de pre-amplificación

The Doherty Power Amplifier with pre-amplification stage

Este artículo presenta el concepto general del amplificador de potencia Doherty, resaltando su superioridad, en términos de eficiencia promedio, con respecto a amplificadores de una etapa. Además, se presenta la posibilidad de incluir etapas de pre-amplificación en las ramas del amplificador Doherty, con el objetivo de incrementar su ganancia.

1. INTRODUCCIÓN

En la etapa de transmisión de un sistema de comunicaciones, existen distintos bloques que ejercen una función específica para llevar a cabo la transferencia de datos (Proakis et al., 1994, Haykin et al., 1989), entre estos se tiene el modulador, el amplificador de potencia y la antena transmisora. En la etapa de amplificación, el amplificador de potencia (PA, del inglés Power Amplifier) es el encargado de incrementar la potencia de las señales para su posterior transmisión, en otras palabras, es el encargado de transformar potencia DC (tomada de una fuente externa) en potencia de radiofrecuencia RF para incrementar la energía de la señal a transmitir (Cripps et al., 2002, Colantonio et al., 2009); en este propósito, el PA debe operar con la máxima eficiencia posible para evitar desperdicio de energía y minimizar los costos de transmisión, siendo este objetivo un campo de investigación vigente por un buen periodo de tiempo (Kim et al., 2010).

Otra característica de estos sistemas de comunicaciones, es que a mayor frecuencia de operación, mayor es el ancho de banda, permitiendo así transmitir mayor cantidad de información en menor tiempo (Pozar, 1998); pero con el inconveniente de que a más frecuencia surgen algunos inconvenientes como la disminución de la ganancia por parte de los dispositivos amplificadores y además efectos indeseados debido a las redes parásitas que se presentan. Por este motivo, se requiere plantear un modelo de amplificadores con características adecuadas para soportar estas nuevas condiciones.

Algunas topologías de dispositivo único en un PA más utilizadas en radio frecuencia son los amplificadores con sintonización de armónicos (Tuned Load, Class F, entre otros) y arquitecturas más complejas como el Amplificador de Potencia Doherty. En este artículo se presenta una perspectiva general resaltando la importancia de un amplificador de potencia con arquitectura Doherty. Adicionalmente, se muestra en forma general una estrategia usada para aumentar la ganancia en este tipo de amplificadores, exponiendo los resultados obtenidos en algunos trabajos que implementan esta estrategia.