• 제목/요약/키워드: 2.4 GHz Power Amplifier

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펄스 변조 및 전원 스위칭 방법을 혼용한 X-대역 50 W Pulsed SSPA 설계 및 제작 (Design and Fabrication of X-Band 50 W Pulsed SSPA Using Pulse Modulation and Power Supply Switching Method)

  • 김효종;윤명한;장필식;김완식;이종욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.440-446
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    • 2011
  • 본 논문에서는 레이더 시스템에 적용이 가능한 50 W 출력을 가지는 X-대역 pulsed SSPA(Solid State Power Amplifier)를 설계 및 제작하였다. SSPA를 펄스 모드로 동작시키는 방법으로 펄스 변조 방법과 전원 스위칭 방법을 혼용한 방법을 제안하였다. SSPA는 구동 증폭기, 고출력 증폭기, 펄스 변조기로 구성되며, 충분한 이득과 출력 크기를 얻기 위해 25 W GaAs FET 4개를 병렬 구조로 구성하였다. 측정 결과 1.12 GHz 대역폭에서 출력 50 W, 이득 44.2 dB의 성능을 가졌다. 또한, pulse droop은 1 dB 이하로 설계 목표를 만족하였으며, 12.45 ns 이하의 상승/하강 시간을 가졌다. 제작된 X-대역 pulsed SSPA 크기는 $150{\times}105{\times}30\;mm^3$로 매우 작은 크기를 가졌다.

A 0.18-μm CMOS UWB LNA Combined with High-Pass-Filter

  • Kim, Jeong-Yeon;Kim, Chang-Wan
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제9권1호
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    • pp.7-11
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    • 2009
  • An Ultra-WideBand(UWB) Low-Noise Amplifier(LNA) is proposed and is implemented in a $0.18-{\mu}m$ CMOS technology. The proposed UWB LNA provides excellent wideband characteristics by combining a High-Pass Filter (HPF) with a conventional resistive-loaded LNA topology. In the proposed UWB LNA, the bell-shaped gain curve of the overall amplifier is much less dependent on the frequency response of the HPF embedded in the input stage. In addition, the adoption of fewer on-chip inductors in the input matching network permits a lower noise figure and a smaller chip area. Measurement results show a power gain of + 10 dB and an input return loss of more than - 9 dB over 2.7 to 6.2 GHz, a noise figure of 3.1 dB at 3.6 GHz and 7.8 dB at 6.2 GHz, an input PldB of - 12 dBm, and an IIP3 of - 0.2 dBm, while dissipating only 4.6 mA from a 1.8-V supply.

S-대역 300 W급 GaN HEMT 고조파 튜닝 내부 정합 전력증폭기 (S-Band 300-W GaN HEMT Harmonic-Tuned Internally-Matched Power Amplifier)

  • 강현석;이익준;배경태;김세일;김동욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제29권4호
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    • pp.290-298
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    • 2018
  • 본 논문에서는 Wolfspeed사의 CGHV40320D GaN HEMT를 사용하여 LTE 밴드 7 대역에서 동작하는 S-대역 300 W급 내부 정합 전력증폭기를 설계하고 제작하였다. 비선형 모델을 바탕으로 기본주파수 및 고조파에서 소스풀 및 로드풀 시뮬레이션을 수행하여 최적 임피던스를 추출하였고, 세라믹 패키지 내부에 고조파 임피던스를 튜닝한 정합회로가 적용되었다. 비유전율 40의 고유전율 기판과 RF35TC PCB 기판을 사용하여 제작된 내부 정합 전력증폭기는 펄스 주기 1 ms, 듀티 10 %의 펄스 모드 조건에서 전력 성능이 측정되었으며, 2.62~2.69 GHz에서 257~323 W의 최대 출력 전력과 64~71 %의 드레인 효율, 11.5~14.0 dB의 전력 이득을 보였다. LTE 신호 기반의 ACLR 측정에서는 79 W의 평균 출력 전력에서 42~49 %의 드레인 효율을 보였고 2.62 GHz를 제외한 전체 주파수 대역에서 -30 dBc 이하의 성능을 보였다.

무선 LAN용 저전압 고효율 E급 증폭기 설계 (Design of A Low Voltage High Efficiency Class-E Amplifier for Wireless LAN)

  • 박찬혁;구경헌
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2005년도 종합학술발표회 논문집 Vol.15 No.1
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    • pp.87-90
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    • 2005
  • High-efficiency switched-mode circuits such as the class-E amplifier are well-known in the MHz frequency range. The class-E amplifier is a type of switching mode amplifier offering very high efficiency approaching 100%. In this paper of the class-E amplifier by using pHEMT device, the design has been done theoretically and experimentally, with simulation by using the harmonic balance method using circuit simulator. The amplifier using microstrip circuit and the pHEMT demonstrate 66% power-added- efficiency (PAE) at 2.4GHz with 17.6dBm of output power.

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0.25 μm AlGaN/GaN HEMT 소자 및 9 GHz 대역 전력증폭기 (0.25 μm AlGaN/GaN HEMT Devices and 9 GHz Power Amplifier)

  • 강동민;민병규;이종민;윤형섭;김성일;안호균;김동영;김해천;임종원;남은수
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제27권1호
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    • pp.76-79
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    • 2016
  • 본 논문에서는 ETRI에서 개발된 50 W GaN-on-SiC HEMT 소자를 이용하여 X-band에서 동작하는 50 W 펄스 전력증폭기의 개발 결과를 정리하였다. 제작된 50 W GaN HEMT 소자는 $0.25{\mu}m$의 게이트 길이를 갖고, 총 게이트 폭은 12 mm인 소자이다. 펄스 전력증폭기는 9.2~9.5 GHz 주파수 대역에서 50 W의 출력전력과 6 dB의 전력이득 특성을 나타내었다. 전력소자의 전력밀도는 4.16 W/mm이다. 제작된 GaN-on-SiC HEMT 소자와 전력증폭기는 X-대역 레이더 시스템 등 다양한 응용분야에 적용이 가능할 것으로 판단된다.

광대역 공간 전력 합성을 위한 렌즈 증폭기에 관한 연구 (A Study on the Lens Amplifier for Wideband Spatial Power Combining)

  • 권오선;권세웅;이병무;윤영중
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제17권5호
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    • pp.483-489
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    • 2006
  • 본 논문에서는 광대역 공간 전력 합성기에 적합한 새로운 구조의 광대역 렌즈 증폭기를 제안하였다. 제안된 렌즈 증폭기는 안정된 광대역 특성을 얻기 위하여 모든 소자를 평형 구조이면서 광대역 특성을 가지도록 설계하였다. 따라서 렌즈 증폭기의 입력부와 출력부 안테나는 팻 다이폴 안테나, 증폭부는 평형 증폭기, 빔 집중을 위한 지연 선로는 평형 구조의 CPS 선로를 각각 사용하였다. 제작된 $5{\times}5$ 이차원(2 dimensional) 렌즈 증폭기는 6 GHz에서 7.5 dB의 절대 이득, 37.4 dB의 EIPG, 그리고 19.6 %의 이득 대역폭을 얻었다. 기존의 렌즈 증폭기들에 비해 제안된 이차원 렌즈 증폭기는 중심 주파수 6 GHz 대역에서 넓은 3-dB 이득 대역폭을 제공하므로 C-band 무선 통신 시스템의 광대역 전력 합성기로 적합할 것으로 기대된다.

2.4 GHz ZigBee 응용을 위한 저전력 CMOS LNA 설계 (Design of Low Power CMOS LNA for 2.4 GHz ZigBee Applications)

  • 조인신;염기수
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2006년도 춘계종합학술대회
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    • pp.259-262
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    • 2006
  • 본 논문에서는 2.4 GHz ZigBee 응용을 위한 저전력 CMOS LNA(Low Noise Amplifier)를 설계하였다. 제안된 회로의 설계에서 TSMC $0.18{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하였고 current-reused stage를 이용한 2단 cascade 구조를 채택하였다. 본 논문에서는 LNA 설계 과정을 소개하고 ADS(Advanced Design System)를 이용한 모의실험 결과를 제시하여 검증하였다. 모의실험 결과, 1.0V의 전압이 인가될 때 1.38mW의 매우 낮은 전력 소모를 확인하였다. 또한 13.83dB의 최대 이득, -20.37dB의 입력 반사 손실, -22.48dB의 출력 반사 손실 그리고 1.13dB의 잡음 지수를 보였다.

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Design of a 2.4GHz 2 stage Low Noise Amplifier for RF Front-End In a 0.35${\mu}{\textrm}{m}$ CMOS Technology

  • Kwon, Kisung;Hwang, Youngseung;Jung, Woong
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2002년도 종합학술발표회 논문집 Vol.12 No.1
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    • pp.11-15
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    • 2002
  • 3 V, 2.46GHz Low Noise Amplifier (LNA) have been designed for standard 0.35$\mu\textrm{m}$ CMOS process with one poly and four metal layers. This design includes on-chip biasing, matching network and multilayer spiral inductors. The single-ended amplifier provides a forward gain of 20.5dB with a noise figure 3.35dB, and an IIP3 of -6dBm while drawing 59mW total Power consumption

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위상배열구조 위성단말용 X대역 GaAs 기반 FEM MMIC 국산화 개발 (FEM MMIC Development based on X-Band GaAs for Satellite Terminals of Phase Array Structure)

  • 김영훈;이상훈;박병철;문성진
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.121-127
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    • 2024
  • 본 논문에서는 다중 위상배열 구조의 위성통신단말 송수신모듈 적용을 위한 핵심부품인 FEM(Front-End Module) MMIC를 구성품인 전력증폭기 (PA: Power Amplifier)와 저잡음증폭기 (LNA: Low Noise Amplifier)를 단일칩으로 설계하여 제작, 검증하였다. Win-semiconductors사의 화합물반도체 공정인 GaAs PP10 (100nm) 공정을 사용하여 제작하였으며, 전용 시험보드를 이용하여 운용 주파수 대역 7.2-10.5GHz 동작, 출력 1W, 잡음지수 1.5dB 이하의 특성을 확보하였다. 개발된 FEM MMIC는 단일칩으로도 활용이 가능하며, 구성품인 PA, LNA도 각각의 소자로도 활용이 가능하다. 개발된 소자는 해외 부품의 국산화 대체와 X대역을 사용하는 민수/군수의 다양한 응용분야에서 사용될 것이다.

Doherty증폭기를 이용한 Feedforward전력 증폭기의 효율 개선에 관한 연구 (A Study for Efficiency Improvement of Feedforward Power Amplifier by Using Doherty Amplifier)

  • 이택호;정성찬;박천석
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제16권11호
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    • pp.1059-1066
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    • 2005
  • 본 논문은 피드포워드 전력 증폭기의 효율 개선을 위한 도허티 증폭기의 적용에 관한 연구이다. 성능 분석을 위하여 중심 주파수 2.14 GHz의 WCDMA 4FA신호를 인가하여 평균 출력 전력 15 W에서 측정하였다. 적용한 도허티 증폭기는 동급 class AB 증폭기와 비교하여 고효율 저선형성의 특성을 나타내며 효율 개선을 위하여 피드포워드 전력 증폭기(FPA)의 주 증폭기로 사용되었다. 특성 변화를 분석하기 위해 선형성과 효율 특성이 다른 2가지 종류의 도허티 증폭기를 적용하였으며 각각의 FPA들은 평균 출력 15 W에서 효율은 $2\%$ 이상의 개선을 보였지만 선형성은 1.5 dBc 이상 저하되는 특성을 나타냈다. 저하된 선형성을 개선하기 위하여 부가적으로 오차 루프의 결합 계수(CF)와 오차 증폭기의 용량을 변화시켰다. CF와 오차 증폭기의 용량 변화로 효율 개선과 높은 선형성을 얻을 수 있었고 도허티 증폭기가 35 dBc 이상의 선형성을 유지하면 부가적인 변화 없이 평균 출력 전력 15 W에서 $2\%$ 이상의 효율 개선과 충분한 선형성을 얻을 수 있다.