Journal of electromagnetic engineering and science
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제16권4호
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pp.241-247
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2016
This paper proposes the design and measurement of a 6-18 GHz front-end receiver module that has been combined into a one- channel output from a two-channel input for electronic warfare support measures (ESM) applications. This module includes a limiter, high-pass filter (HPF), power combiner, equalizer and amplifier. This paper focuses on the design aspects of reducing the noise figure (NF) and matching the phase and amplitude. The NF, linear equalizer, power divider, and HPF were considered in the design. A broadband receiver based on a combined configuration used to obtain low NF. We verify that our receiver module improves the noise figure by as much as 0.78 dB over measured data with a maximum of 5.54 dB over a 6-18 GHz bandwidth; the difference value of phase matching is within $7^{\circ}$ between ports.
Park, Jun-Chul;Kim, Dong-Su;Yoo, Chan-Sei;Lee, Woo-Sung;Yook, Jong-Gwan;Chun, Sang-Hyun;Kim, Jong-Heon;Hahn, Cheol-Koo
Journal of electromagnetic engineering and science
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제11권1호
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pp.16-26
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2011
This paper presents high power and high efficiency Doherty amplifiers for 2.345 GHz wireless broadband (WiBro) applications that use a Nitronex 125-W ($P_{3dB}$) GaN high electron mobility transistor (HEMT). Two- and three-way Doherty amplifiers and a saturated Doherty amplifier using Class-F circuitry are implemented. The measured result for a center frequency of 2.345 GHz shows that the two-way Doherty amplifier attains a high $P_{3dB}$ of 51.5 dBm, a gain of 12.5 dB, and a power-added efficiency (PAE) improvement of about 16 % compared to a single class AB amplifier at 6-dB back-off power region from $P_{3dB}$. For a WiBro OFDMA signal, the Doherty amplifier provides an adjacent channel leakage ratio (ACLR) at 4.77 MHz offset that is -33 dBc at an output power of 42 dBm, which is a 9.5 dB back-off power region from $P_{3dB}$. By employing a digital pre-distortion (DPD) technique, the ACLR of the Doherty amplifier is improved from -33 dBc to -48 dBc. The measured result for the same frequency shows that the three-way Doherty amplifier, which has a $P_{3dB}$ of 53.16 dBm and a gain of 10.3 dB, and the saturated Doherty amplifier, which has a $P_{3dB}$ of 51.1 dBm and a gain of 10.3 dB, provide a PAE improvement of 11 % at the 9-dB back-off power region and 7.5 % at the 6-dB back-off region, respectively, compared to the two-way Doherty amplifier.
A novel balanced distributed amplifier (DA) was proposed using novel impedance transforming MEMS baluns. The impedance transforming MEMS balun is matched to $50{\Omega}$ at one input port and $25{\Omega}$ at two output ports. It is based on the electric field mode-change method, thus it is strongly independent of frequency and very compact. The novel balanced DA consists of two $25{\Omega}$-matched DAs and these are combined by $50{\Omega}$-to-$25{\Omega}$ baluns. Theoretically, it has two times wider bandwidth and power capability than the conventional DA. So as to verify the proposed concept, we designed and fabricated a conventional DA and the proposed one using 0.15-${\mu}m$ GaAs pHEMT technology.
본 논문에서는 초고속 광대역 무선 멀티미디어 서비스를 양방향으로 제공하는 시스템을 위한 다 채널 중간주파수 변환 모듈을 설계하고 성능을 분석하였다. 먼저 송수신기를 구성하는 각 부분에 대한 기본적인 이론을 소개하고 이를 바탕으로 송수신부를 설계하고 각 모듈별로 무 변조, 변조시의 특성 및 광 대역 다 채널 신호의 발생과정에서의 채널에 따른 특성을 시간 및 주파수 영역에서 측정하였다. 송수신부의 국부 발진 신호의 위상잡음 특성은 70dBc/kHz 이하로 특성이 우수하다. 대역내 주파수 특성은 송수신 특성이 평탄하게 측정되었다. 한편 송수신기의 자동이득조절 기능은 상당히 우수한 것으로 나타났다. 또한 이웃채널 간섭의 영향과 스퓨리어스 방사에 대한 성능분석도 하였다.
본 논문에서는 LC 필터 기술을 기반으로 하는 광대역 주파수 이중 하향변환기(Frequency Double Down-Converter)를 설계 및 제작하였다. 설계한 이중 하향변환기는 저잡음 증폭기, 혼합기, IF 증폭기, LC 필터 등으로 구성되며, DC-Block 커패시터와 RF-Bypass 커패시터로 구성된다. 설계 시에 기존 변환기의 능동소자를 수동소자로 구현하였으며 이에 따라 전력감소 및 저가의 비용을 실현할 수 있었다. 측정 결과, 제작한 주파수 이중 하향변환기는 중심 주파수 63MHz 에서 대역폭 100MHz (13~113MHz)인 광대역을 실현하였으며, 이득은 약 40dB 임을 확인하였다.
본 논문에서는 게이트 길이 $0.5{\mu}m$의 GaAs PHEMT를 이용하여 5 GHz 대역 무선랜에 사용 가능한 MMIC 2단 전력증폭기를 설계 제작하였다. PHEMT 게이트 폭을 MMIC 전력증폭기에 요구되는 선형성과 PAE(전력부가효율)을 동시에 충족시키기 위하여 최적화하였다. 입력 P1dB로부터 3dB back-off전력에서 25dBc이상의 IMD와 공급전압 3.3V에서 22dBm 이상의 출력을 얻기 위하여 $0.5{\mu}m\times600{\mu}m$크기의 구동단 PHEMT와 $0.5{\mu}m\times3000{\mu}m$ 크기의 증폭단 PHEMT를 사용하였다. 2단 MMIC 전력증폭기는 광대역 특성으로 HIPERLAN/2와 IEE802.11a에서 사용할 수 있도록 설계하였다. 제작된 PHEMT MMIC 전력증폭기는 3.3V에서 동작할 때 최대 20.1dB의 선형 이득과 22dBm의 최대 출력전력, 24%의 PAE을 보여주며, 입력과 출력 정합회로를 온 칩으로 설계한 전력증폭기의 칩 크기는 $1400\times1200{\mu}m^2$이다.
피드포워드 방식을 이용하여 광대역, 선형 이득 제어 특성을 갖는 SiGe HBT 가변 이득 증폭기를 설계 및 제작하였다. 가변 이득 증폭기는 능동 발룬, 차동형 주 증폭기, 피드포워드 블록, 전압 조절부로 구성 되었으며, 주 증폭기와 피드포워드 블록의 신호가 역위상으로 상쇄되어 광대역의 선형 이득 제어가 가능하도록 각 부분을 최적화 시켰다. 설계된 가변 이득 증폭기는 STMicroelectronics사(社)의 0.35 ${\mu}m$ Si-BiCMOS 공정을 이용하여 제작하였다. 제작 및 측정 결과, 피드포워드 방식의 가변 이득 증폭기는 4 GHz($4\;GHZ{\sim}8\;GHz$)의 광대역 특성을 나타내었다. 또한, 제작된 가변 이득 증폭기는 6 GHz에서 9.3 dB의 최대 이득과 0.6 - 2.6 V의 조절 전압 인가시 19.6 dB의 이득 조절 범위 특성을 나타내었으며, 8 GHz에서 -3 dBm의 출력 전력 특성을 각각 나타내었다.
3G부터 4G LTE까지의 전체 대역에 적용이 가능한 저전력, 광대역 저잡음증폭기를 설계하였다. 설계한 광대역 다중입력 저잡음증폭기는 기존의 3G인 CDMA의 대역인 1.2GHz대역과 LTE대역인 2.5GHz대역까지 넓은 주파수 대역을 안정적으로 증폭이 가능하고, 다중입력방식을 통해 입력신호의 크기에 관계없이 안정적인 증폭이 가능하도록 설계하였다. 설계된 저잡음증폭기는 1.2V의 공급전압에서 약 0.6mA의 전류를 소모하고, 이는 Cadence사의 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 낮은 입력신호에 대응한 증폭은 최대 20dB이고, 신호에 따라 최저 -10dB의 이득값을 얻을 수 있었다. 잡음특성(NF : Noise Figure)은 High Gain모드에서 15dB이하, Low Gain 모드에서 3dB이하를 가진다.
The common-source low noise amplifier(LNA) with inductive degeneration using a genetic algorithm is designed and tested for a down converter in an industrial, scientific and medical (ISM) band application and a wireless broadband internet service (WiBro). The genetic algorithm optimizes the reflection coefficients to be well matched the input and output ports between multistage transistor amplifiers, and it generates low voltage standing wave ratio as well as gain flatness of the amplifier. The stability and the gain flatness of the LNA have been improved by combining the matching circuits and the series feedback microstrip lines with inductive degeneration at common-source port. In the frequency range of ISM band and WiBro application operating at $2.3GHz{\sim}2.5GHz$, the measured power gain and maximum voltage standing wave ratio (VSWR) of the LNA are $41{\pm}0.5dB$ and 1.3, and the noise figure of the LNA is lower than 0.85dB. The above results are agreed well with the theoretical values of the amplifiers.
본 논문에서는 TVWS(TV white space)용 전력증폭기의 설계 및 구현에 대해서 기술한다. TVWS용 전력증폭기는 기존의 방송시스템에 미치는 영향을 최소화하기 위해서 방사전력 및 스펙트럼 마스크를 엄격하게 제한해야 한다. 구현한 전력증폭기는 470 ~ 698MHz 대역에서 동작하며, 이득특성은 최대 48.63dB, 최저 43.45dB로 측정되었고, -21.32dB 이하의 입력반사계수, -4.29dB 이하의 출력반사계수를 갖는다. 출력전력과 선형성은 28.79dBm 출력시 -45.24dBc의 선형성을 갖는다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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