Doherty増幅器包絡線追跡方式（Envelope Tracking, ET）

GLOSSARY

Doherty増幅器と包絡線追跡方式（Envelope Tracking, ET）は、どちらも無線通信において、電力増幅器（PA）の電力効率を高めるために用いられる代表的な高効率化技術ですが、その動作原理が異なります。

1. Doherty増幅器 (Doherty Amplifier)

Doherty増幅器は、主に信号のピーク電力時の効率を改善するために、複数の電力増幅器を組み合わせて使用する技術です。

動作原理

構成: メインPA（キャリアアンプ）と補助PA（ピークアンプ）の少なくとも2つの増幅器と、電力合成回路で構成されます。
動作:
1. 低電力時: メインPAのみが動作し、補助PAはカットオフされています。メインPAは高効率なクラスB/ABで動作するように設計されます。
2. 高電力時/ピーク時: 入力信号が一定の閾値を超えると、補助PAが動作を開始します。
3. 負荷変調: 補助PAが電力を供給し始めることで、メインPAにとっての実効的な負荷インピーダンスが変調され、メインPAは飽和点（最大出力点）に近い高効率な状態で動作を維持します。
利点: 広帯域信号のピーク電力時に非常に高い効率（理論値78.5%）を達成できます。
課題: 設計や調整が複雑で、広い信号帯域全体で高効率を維持することが難しい場合があります。

2. 包絡線追跡方式 (Envelope Tracking: ET)

包絡線追跡方式は、入力信号の瞬時的な電力レベル（包絡線）に応じて、増幅器に供給する電源電圧をリアルタイムで変化させることによって効率を改善する技術です。

動作原理

構成: 電力増幅器（PA）と、信号の包絡線（振幅）に追従して電源電圧を供給する包絡線トラッカー（高効率なDC-DCコンバータ）で構成されます。
動作:
1. 広帯域通信信号は、瞬時的な電力が大きく変動します（ピーク時と平均電力時の差が大きい）。
2. ETは、信号の振幅が小さいときにはPAの電源電圧を低く、振幅が大きい（ピーク）ときには電源電圧を高く供給します。
3. これにより、PAは常に飽和点に近い状態（ドレイン-ソース間電圧が低い状態）で動作し、飽和電力損失を最小限に抑えられます。
利点: 平均電力時の効率を大幅に改善できます。広帯域信号に対して、高い平均効率を実現しやすいです。
課題: 包絡線トラッカーが高速かつ高効率で動作する必要があり、その設計が複雑です。また、トラッカーが包絡線に追従する速度（帯域幅）が、通信信号の帯域幅より速くなければなりません。

比較表

特徴	Doherty増幅器	包絡線追跡方式 (ET)
効率化の手段	負荷変調（信号のピークに応じてPAの動作点を制御）	電源電圧変調（信号の包絡線に応じて電源電圧を動的に変更）
主に効率を改善する点	ピーク出力時	平均出力時
回路の複雑さ	複数のPAと複雑な合成回路の設計	高速・高効率な包絡線トラッカー（電源）の設計
適用性	パルス信号、多搬送波信号など	広帯域デジタル変調信号（OFDMなど）

両技術は、特に5G/6Gで使われる高ピーク対平均電力比 (PAPR) を持つ広帯域な信号に対応するために、しばしば組み合わせて使われることもあります。

PR:

	SSG6M80Aシリーズマルチチャネル・コヒーレント・マイクロ波信号発生器主な特長・最大周波数 13.6 GHz/20 GHz ・出力周波数分解能最大0.001 Hz ・位相ノイズ < -136 dBc/Hz @ 1 GHz、オフセット 10 kHz（測定値）・コヒーレントモード、搬送周波数 = 10 GHz、周囲温度変動 ±2℃、観測時間 5時間、位相変動 < 1.5° ・チャンネル間の周波数、振幅、位相を個別に調整可能。単一デバイスチャンネル同期および複数デバイスチャンネル位相同期をサポート。位相メモリ機能搭載・アナログ変調、パルス変調（オプション）

	SSA6000A Series Signal Analyzer Main Features ・Measurement Frequency Range: 2 Hz ~ 50 GHz ・IQ Analysis Bandwidth: 1.2 GHz ・Real-time Spectrum Analysis Bandwidth: 400 MHz ・Phase Noise: -123 dBc/Hz @ 1 GHz, 10 kHz offset ・DANL: Less than -165 dBm/Hz ・Demodulation and analysis of signals from multiple mobile communication standards including 5G NR, LTE/LTE-A, WLAN, and IoT, as well as wireless connections.
	SNA6000A Series Vector Network Analyzer Key Features ・Frequency Range: 100 kHz ~ 50 GHz ・Dynamic Range: 135 dB ・IF Bandwidth Range: 1 Hz ~ 10 MHz ・Output Power Setting Range: -60 dBm ~ +20 dBm ・Supports 4-port (2-source) S-parameter measurements, differential (balanced) measurements, time-domain analysis, scalar mixer measurements, etc. ・Optional accessories include electronic calibration kits, switch matrix, and mechanical switches.
	SDS8000Aシリーズオシロスコープ特長と利点 4チャンネル + 外部トリガーチャンネルアナログチャンネル帯域幅：最大16GHz(8/13/16GHz) リアルタイムサンプリングレート：最大40GSa/s（全チャンネル同時） 12ビットADC 低ノイズフロア：16GHz帯域幅で176μVrms SPOテクノロジー・波形キャプチャレート：最大200,000フレーム/秒・ 256段階の波形輝度と色温度表示をサポート・最大2Gポイント/チャンネルのストレージ容量・デジタルトリガー