• 제목/요약/키워드: 비선형 전력증폭기

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PBG 구조를 이용한 전력 증폭기의 효율 및 선형성 개선에 관한 연구 (A Study on the Improvement of Efficiency and Linearity of Power Amplifier using PBG Structure)

  • 김병희;박천석
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제12권7호
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    • pp.1182-1190
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    • 2001
  • 본 논문에서는 마이크로스트립 선로상의 금속부분을 일부 제거한 형태의 Photonic bandgap (PBG) 구조의 특성을 분석하고 형태를 최적화 한 후 전력 증폭기에 적용하여 고조파 동조를 수행하였다. 이 구조는 제작 및 접지에서 타 구조에 비해 유리하다. PCB 제작 과정의 오차를 줄이기 위해 단위 격자의 크기를 수직방향으로 증가시키고, 테이퍼 선로를 이용하여 입출력을 50 $\Omega$으로 유지시켰다. EM 시뮬레이션으로 PBG 구조의 특성을 분석하고 설계하였으며, 최종적으로 통과대역 손실 0.3~0.4dB, 저지대역폭 6~7GHz의 특성을 얻었다. 전력 증폭기에 PBG구조를 적용한 후 출력 전력은 0.72~0.99dB, PAE는 1.14~7.8 %, 3차 IMD는 1 dBc 증가하는 결과를 얻을 수 있었다.

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2차 고조파 신호를 이용한 전치 왜곡 선형화기 설계 (A Design of Predistortion Linearizer Using Second Harmonic Signals)

  • 김성용;김영
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제16권12호
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    • pp.1239-1245
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    • 2005
  • 본 논문에서는 2차 고조파 성분들의 feedforwarding에 의한 전치 왜곡 선형화기를 제안하였다. 제안된 선형 화기의 고조파 발생기는 2차 고조파 신호를 추출할 수 있는 소 신호 증폭기로 구성되어 있으며, 2차 고조파 신호는 벡터 모듈레이터에서 주 신호와 진폭 변조되어 3차 혼변조 신호를 생성하고 이것의 크기와 위상을 조절할 수 있다. 이러한 전치 왜곡 선형화기의 특성은 전력 증폭기의 혼변조 왜곡 신호들을 효율적으로 억압할 수 있었으며, 반송파 2-톤 신호를 인가했을 때 3차 혼변조 왜곡 특성의 비(C/I)는 20 dB 이상의 개선 효과를 얻었고, CDMA(IS-95) 4FA 신호를 인가했을 때 인접 채널 전력비는 5 dB 이상 개선시켰다.

마이너스 군지연 회로를 이용한 아날로그 피드백 증폭기의 대역폭 확장에 관한 연구 (A Research on the Bandwidth Extension of an Analog Feedback Amplifier by Using a Negative Group Delay Circuit)

  • 최흥재;김영규;심성운;정용채;김철동
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권10호
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    • pp.1143-1153
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    • 2010
  • 본 논문에서는 마이너스 군지연 회로를 이용하여 아날로그 RF 피드백 증폭기의 선형성 개선 대역폭을 증가시킬 수 있는 새로운 방법을 제안한다. 피드백 증폭기는 피드백 경로의 전달 시간 오차로 인하여 선형성 개선 대역폭이 제한되며, 그로 인하여 강력한 선형성 개선 효과에도 불구하고 거의 사용되지 않고 있다. 선행 연구를 통해 설계된 마이너스 군지연 회로의 군지연 특성을 응용하여 기존의 피드백 구조의 한계인 군지연 정합 문제를 해결하였다. 제작된 피드백 증폭기에 2-carrier Wideband Code Division Multiple Access (WCDMA) 신호를 인가하여 측정한 결과, WCDMA 기지국 하향 대역의 50 MHz 대역 전반에 걸쳐서 15 dB 이상의 선형성 개선 효과를 얻을 수 있었다. 평균 출력 전력이 28 dBm일 때 5 MHz 이격된 주파수에서 측정된 인접 채널 누설비(Adjacent Channel Leakage Ratio: ACLR)는 최대 25.1 dB 개선되어 -53.2 dBc로 측정되었다.

부반송파 할당방식에 따른 OFDM 시스템의 성능 분석 (Performance Evaluation of OFDM Systems Dependent on Subcarrier Allocation Method)

  • 최승국
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권2호
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    • pp.295-302
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    • 2014
  • OFDM 전송방식에서는 여러 개의 부반송파를 사용하여 데이터를 전송한다. 그러므로 송신 비선형 전력증폭기와 반송파 주파수편차에 의하여 부반송파 간 간섭이 발생된다. 또한 OFDM 신호가 도플러 시변 페이딩 채널을 통하여 전송될 때 부반송파 간 간섭이 발생된다. 이러한 부반송파 간섭으로 인하여 수신기에서 비트 오류율이 증가된다. LTE와 WiMAX 표준방식에서는 서로 다른 부반송파 할당방식이 사용되고 있다. 그러므로 본 논문에서는 비선형 전력증폭기, 반송파 주파수편차의 영향을 고려하여, 송신 신호가 다중경로 도플러 페이딩 채널을 통하여 전송될 때, 부반송파 할당방식에 따른 OFDM 시스템의 데이터 비트 오류율 성능을 분석한다.

무선 인지형 시스템에서 상호 비선형 간섭 감소에 관한 연구 (A Study on Reduction of Mutual Nonlinear Interferences in Cognitive Radio System)

  • 이윤민;신진섭
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제18권5호
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    • pp.283-288
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    • 2018
  • 본 논문은 차세대 무선 전송 시스템에서 한정된 자원을 최대한 효율적으로 이용하면서, 서로 다른 여러 전파 환경에서 높은 데이터 전송률을 가지고 전송 신호의 왜곡 없이 많은 사용자들을 지원할 수 있어야 하기 때문에, 이러한 환경에서의 효율적인 전송 시스템을 연구하였다. 제한된 주파수 대역에서 많은 양의 데이터를 취급해야 하므로 매우 복잡한 디지털 변조방식을 채택 하게 된다. 특히 전력 증폭기의 선형성이 전체 통신 시스템의 선형성을 좌우하므로 선형 증폭기가 필요하게 된다. 무선 인지형 시스템에서 Primary User 와 Secondary User와의 관계에서 Power Control Issue 가 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 시뮬레이션을 통하여 Feed-forward PA을 이용하고 선형성을 극복하는 동시에 Power Control을 하면서 인지무선 파워 선택을 할 수 있도록 하여 통신 시스템에서 상호 비선형간섭을 최소화하였다.

CMOS 스위치를 이용한 디지털 이득 제어 구조의 PGA 설계 (Design of a Programmable Gain Amplifier with Digital Gain Control Scheme using CMOS Switch)

  • 김철환;박승훈;이정훈;임재환;이주섭;최근호;임윤성;류지열
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2013년도 추계학술대회
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    • pp.354-356
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    • 2013
  • 본 논문에서는 CMOS 스위치를 이용한 디지털 이득 제어 구조를 가진 이득 조절 증폭기 (PGA, Programmable Gain Amplifier)를 제안한다. 기존의 아날로그 이득 제어 방식에서는 가변적인 트랜스 컨덕턴스를 활용하는 과정에서 바이어스 전류나 전압에 의해 이득이 변하게 되어 순간적으로 구성회로의 바이어스 포인트가 변하기 때문에 왜곡이 발생하게 되는 문제점이 있다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 기존의 gm-boosting 증폭기를 변형한 디지털 이득 제어 방식으로 설계되어 있기 때문에 우수한 선형성을 가지며 특수 목적에 맞도록 그 이득을 6dB에서 60dB까지 7가지 단계로 조절 가능하다. 제안한 PGA는 기존 회로에 비해 0.2dB 보다 작은 이득오차와 0.47mW의 낮은 소비전력 특성을 보였다.

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비선형 이동위성 통신채널에서 전력 효율적 고차 디지털 전송 방식 (Power Efficient Multi-level Digital Transmission Technique in Non-Linear Mobile Satellite Channel)

  • 이상진;강우석;서종수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제24권8A호
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    • pp.1133-1140
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    • 1999
  • 저궤도 이동통신 위성을 이용하여 고속 광대역의 멀티미디어 서비스를 제공하기 위해서는 전력 및 대역폭 효율적인 디지털 전송방식의 사용이 요구된다. 본 논문에서는 비선형적으로 증폭된 저궤도 이동위성 통신 채널에서 기존의 QPSK 변복조 방식보다 최소 2배의 정보 전송이 가능한 Trellis 부호화된 16 QAM과 8PSK-2AM의 수신 성능을 비교 분석하였다. 본 논문은 비선형 저궤도 이동 위성통신 채널로서 Fujitsu 사의 GaAs FET 고출력 증폭기가 적용된 Rician 페이딩 채널을 모델링하고 있다. 전산모의 실험결과 8PSK-2AM은 16-AM 보다 위성 채널의 비선형 왜곡에 덜 민감하고 BER 성능이 우수하며 이는 8PSK-2AM의 신호 성상도를 최적화함에 따라 더욱 개선됨을 보였다. 따라서 Trellis 부호화된 8PSK-2AM 전송 방식은 전력 및 대역폭 제한적인 이동위성 통신 채널에서 위성 인터넷, DBS, DAB, ISDB 등의 멀티미디어 서비스를 보다 효율적으로 제공할 수 있을 것이다.

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송신 배열 안테나의 경로 보정과 비선형 보상의 결합 기술 (A Technique Combining the Path Calibration and Nonlinear Compensation in a Transmitting Antenna Array System)

  • 임선민;김민;은창수
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제49권5호
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    • pp.27-36
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    • 2012
  • 본 논문에서는 스마트 안테나 시스템에 대해 경로 결함들의 보정과 전력 증폭기의 비선형성 보상을 결합하는 새로운 기술을 제안하였다. 배열 안테나의 각각의 경로들이 동일한 특성을 갖기 위한 보정과 보상을 위해 선형 항에 3차 항을 추가한 다항식과 간접 학습 구조를 사용하였다. 본 논문에서는 컴퓨터 모의실험을 통해 성능을 입증하였다. 모의실험 결과, 단 하나의 3차 항을 추가하여 선형 결함들뿐만 아니라 모든 비선형 효과까지 효율적으로 보상함을 확인하였다.

λ/4 DGS 바이어스 선로를 이용한 전력증폭기 설계 (Power Amplifier Design using λ/4 DGS(Defected Ground Structure) Bias Line)

  • 정시균;정용채
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제13권9호
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    • pp.924-931
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    • 2002
  • 본 논문에서, 기존의 λ/4 전원 전송선로의 접지면에 아령 모양의 DGS(Defected Ground Structure)를 추가한 새로운 형태의 λ/4 전원 전송선로를 제안하였다. DGS A/4 전원 전송선로는 높은 특성 임피던스 값을 유지하면서, 기존의 전원 선로보다 폭은 더 넓어지고 길이는 더 짧아졌다. 제안된 전원 선로가 신호 전송선로에 부착되면, 2차 고조파 성분뿐만 아니라 3차 고조파 성분 역시 감쇄시킬 수 있다. 증폭기에서 고조파 감쇄 특성을 갖는다면, 효율과 선형성이 개선되어진다. 제안된 전원 선로는 IMT-2000 기지국 송신 대역 전력 증폭기에 적용하였다. 본 논문에서는 제안된 새로운 DGS 구조 λ/4 전원 선로를 이용한 전력 증폭기의 검증을 위해, DGS 시뮬레이션과 실험 결과들을 제시하였다. 실험 결과, 기존의 구조에 비해 3차 고조파 성분은 26.5 dB 감쇄되었고, 효율은 약 9.1% 정도 향상되었으며, 3차 혼변조 왜곡 특성은 4.5 dB 개선되었다.

전력증폭기의 효율 및 선형성 개선을 위한 포락선 제거 및 복원 송신기 (Envelope Elimination and Restoration Transmitter for Efficiency and Linearity Improvement of Power Amplifier)

  • 조영균;김창완;박봉혁
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제26권3호
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    • pp.292-299
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    • 2015
  • 본 논문에서는 3-레벨 인코딩 기법을 적용하여 시스템의 효율과 선형성을 개선할 수 있는 새로운 구조의 EER 송신기를 제안하였다. 제안된 송신기는 첨두 전력 대 평균 전력비에 상관없이 동일한 크기의 신호만을 증폭하고, 채널대역 내의 양자화 노이즈를 감소시켜 높은 효율을 얻을 수 있으며, 포락선 신호와 위상 신호 간 시간 부정합 특성을 개선하여 높은 선형성을 가질 수 있도록 하였다. 130 nm CMOS 공정으로 제작된 송신기 칩은 8.5 dB의 첨두 전력 대 평균전력비를 갖는 LTE 20 MHz 신호에 대해 2.13 GHz의 반송주파수에서 3.7 %의 오류 벡터 크기와 37.5 dBc의 인접 채널 누설비 특성을 보인다.