본 논문은 다이플렉서를 이용하여 디지털 셀룰라 대역($f_o$=880 MHz)과 IMT-2000 대역($f_o$=2,140 MHz) 기지국에서 동시에 사용 가능한 이중 대역 전치 왜곡 선형 전력 증폭기(Predistortion Linear Power Amplifier: PD LPA)의 설계 방법을 제시하였다. 입 출력단에 사용된 다이플렉서는 결함 접지 구조(Defected Ground Structure: DGS)를 이용한 저역 통과 여파기와 높은 Q값을 갖는 캐패시터와 마이크로 스트립 스터브를 이용한 고역 통과 여파기로 이루어져 있다. 입출력 반사 계수 특성을 좋게 하기 위하여 3 dB 하이브리드 결합기를 이용한 반사형 타입의 전치 왜곡 선형화기를 설계하였다. IS-95 CDMA IFA 신호와 WCDMA IFA 신호를 이용하여 각 대역에서 제작된 이중 대역 전치 왜곡 선형 전력 증폭기의 인접 채널 누설비(Adjacent Channel Leakage Ratio: ACLR) 개선 정도를 측정한 결과 880 MHz 대역에서 약 10 dB, 2,140 MHz 대역에서 약 9.36 dB 개선되었다.
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템은 다수 반송파 전송의 특수한 형태로 주파수 선택적 페이딩이나 협대역 간섭에 대한 강건함이 증가하기 때문에 차세대 무선 광대역 통신 시스템의 전송 방식으로 큰 관성을 받고 있다. 하지만 출력 신호의 크기가 Rayleigh 분포를 갖기 때문에 무선 통신 환경에서 TWTA (Traveling Wave Tube Amplifier)와 같은 고출력 증폭기 (High Power Amplifier; HPA)의 비선형 특성으로 인하여 단일 반송파 전송 방식보다 심각한 비선형 왜곡이 발생하게 된다. 본 논문에서는 HPA의 비선형성에 의한 비선형 왜곡을 보상하기 위해 SCPWL (Simplicial Canonical Piecewise-Linear) 모델 기반의 새로운 디지털 사전왜곡기를 제안한다. 제안된 사전왜곡기의 성능평가를 위해 AWGN (Additive White Gaussian Noise) 채널 하에서 16-QAM과 64-QAM 변조 방식을 이용하고, 1024-point FFT/IFFT로 구현된 OFDM 시스템에서 다양한 실험을 실시하였다. 모의실험 결과, HPA에 의해 발생하는 비선형 왜곡을 효과적으로 보상함으로써 우수한 성능 향상이 있음을 확인하였다.
This paper describes the design and the simulation of a frequency doubler for millimeter-wave applications using distributed amplifier technology. The designed frequency multiplier has 10% bandwidth at 58GHz output. This paper investigates nonlinear analysis of pHEMT frequency multipliers utilizing AM-AM and AM-PM distortion characteristics of frequency doubler. The conversion loss is 2.1dB and harmonic suppression is larger than 18.6dBc with 5dBm input power
본 연구는 XeCl 레이저를 펌핑원으로 사용하여 파장 616nm, 펄스폭 106 ps의 분포궤환 색소레이저(DFDL)의 발진과 증폭특성을 측정하였다. 소광장치를 구성하여 얻은 DFDL 단일펄스의 효과적인 증폭을 위해 3단 증폭기를 사용하였다. 증폭기I,II는 전치증폭단으로서 이득길이 5 nm, 10 nm의 색소셀에 농도6$\times$10-4 [mol/ι](용매: Methanol)의 Rhodamine 610을 이득매질로 사용하였다. 증폭기 I은 2%의 ASE 발생과 1 mJ 이상의 펌핑 에너지에서 10배의 포화증폭율을 가지며, 증폭기 II는 2.5 mJ 이상의 펌핑 에너지에서 single-pass 증폭을 통하여 28배의 포화증폭율과 함께 15%의 ASE 발생이 측정되었으며, 최적 증폭을 위해 회절격자를 이용한 ASE 제거와 double-pass 증폭을 수행하여 45배의 에너지 증폭율을 얻었다. 최종증폭단인 증폭기III은 상.하.좌.우의 위치에서 여기되는 Bethune 셀에 농도 3$\times$10-4 [mol/ι](용매:Ethanol)의 Rhodamine 610을 이득매질로 사용하였으며, single-pass 증폭, double-pass 증폭에서 각각 168.2 $\mu$J과 471$\mu$J의 출력에너지를 얻었다.
We have demonstrated a high-power widely tunable sampled grating distributed Bragg reflector (SGDBR) laser integrated monolithically with a semiconductor optical amplifier (SOA) having a lateral tapered waveguide, which is the first to emit a fiber-coupled output power of more than 10 dBm using a planar buried heterostructure (PBH). The output facet reflectivity of the integrated SOA using a lateral tapered waveguide and two-layer AR coating of $TiO_2\;and\;SiO_2$ was lower than $3\;{\times}\;10^{-4}\;over$ a wide bandwidth of 85 nm. The spectra of 40 channels spaced by 50 GHz within the tuning range of 33 nm were obtained by a precise control of SG and phase control currents. A side-mode suppression ratio of more than 35 dB was obtained in the whole tuning range. Fiber-coupled output power of more than 11 dBm and an output power variation of less than 1 dB were obtained for the whole tuning range.
저 전력 소모는 의료용 이식 장치에서 매우 중요한 요소가 된다. 본 논문에 제안된 이식형 심장 박동 조절기의 감지 단에 필요한 저 전력 4차 Gm-C 필터는 다단 증폭 단으로 구현 되었다. 매우 큰 시상수를 구현하기 위해서 전류 분할 및 플로팅-게이트 기법이 적용된 OTA가 사용되었다. 측정 결과, 필터는 50 dB의 SFDR을 가지며, $1.8{\mu}$, W의 전력이 소모되었다. 전원 전압은 1.5 V가 공급되었고, 코어는 $2.4\;mm{\times}1.3\;mm$의 실리콘 면적을 차지한다. 제안된 필터는 1-poly 4-metal $0.35-{\mu}m$ CMOS 공정에서 제작되었다.
32 채널 이상의 파장다중화 광신호 전송에서 이득포화 광신호 사용법이 적용되었고, 이 이득 포화 광신호의 세 가지 다른 적용 방법들이 비교되었다. 이 세 가지 방법은 고출력 DFB LD 들만을 사용하는 경우, 광증폭기로 증폭된 입력광원들을 사용하는 경우, 그리고 하나의 이득포화 광원과 소수의 파장다중화 광원들을 사용하는 경우들이다. 하나의 포화 광원을 이용한 경우는 다시 이 광원의 파장 의존성을 확인하기 위해 1532.3 nm, 1545.7 nm, 그리고 1558.2 nm의 세 가지 경우가 비교되었다. 그 결과 입력광원이 증폭기로 증폭되더라도 ASE에 의한 잡음은 영향이 미미하였음을 확인하였고, 포화 광원의 파장위치는 장파장인 경우 이득이 1 dB 이상 감소하였으며 그 원인이 분석되었다.
본 연구에서는 초고주파 대역 소신호 트랜지스터를 이용하여 광대역 특성을 갖는 캐스코드 증폭기의 설계에 대하여 기술한다. 캐스코드 구조를 사용함으로써, 중간대역 이득의 감소를 피하면서 밀러 효과를 감소시켜 차단주파수를 확장시켰다. 또한 입력 매칭을 용이하게 하고 광대역에서 리플이 작은 이득 특성을 얻기 위해 피드백 회로를 이용하였다. 종래에 광대역 증폭기로 평형 증폭기나 분산형 증폭기가 자주 사용되지만, 본 연구에서는 기존보다 회로의 크기를 감소시키면서 광대역 이득특성을 얻을 수 있도록 캐스코드 구조의 증폭기를 설계하였다. 실제 측정에서 1000-2000MHz사이에서 $8.5dB{\pm}1.5dB$의 이득을 보였다. 제작된 캐스코드 증폭기는, 비록 약간의 주파수 이동이 있으나, 예측 결과와 유사하게 1000MHz 이상의 대역폭에서 8dB 이상의 평탄한 이득을 가졌다.
단일 모드 광원이 집적된 Mach-Zehnder간섭계형 파장 변환기를 제작하여 세계 최초로 10 Gb/s에서 파장 변환 특성을 확인하였다. 제작된 파장 변환기는 수동 도파로 영역에서의 전파 손실을 줄이기 위해 undoped InP층이 수동 도파로 위에 형성된 새로운 BRS 구조를 사용하였다. 단일 모드 광원으로 손실 결합형 분포 궤환형 반도체 레이저(loss-coupled distributed feedback laser; LC-DFB LD)를 사용하여, 파장 변환기에 있는 반도체 광증폭기의 주입전류가 200 mA까지 측모드 억제율이 30 dB 이상의 값을 나타내었다. 제작된 LC-DFB LD 집적 파장 변환기는 10 Gb/s의 동적 파장 변환 특성 측정 결과, 7 dB 정도의 소광비를 갖는 eye 패턴을 얻을 수 있었으며, power penalty는 $10^{-9}$ bit error rate에서 2.8 dB의 값을 나타내었다.
최근 들어, 차세대 무선 광대역 통신 시스템의 전송 방식으로 큰 관심을 받고 있는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템은 다수 반송파 전송의 특수한 형태로 볼 수 있으며 하나의 데이터열이 보다 낮은 데이터 전송률을 갖는 부반송파를 통해 전송된다. OFDM을 사용하는 중요한 이유 중 하나는 OFDM을 사용하면 주파수 선택적 페이딩이나 협대역 간섭에 대한 강건함이 증가하기 때문이다. 하지만 출력 신호의 크기가 Rayleigh 분포를 갖기 때문에 무선 통신 환경에서 SSPA (Solid State Power Amplifier)와 같은 고출력 증폭기 (High Power Amplifier; HPA)의 비선형 특성으로 인하여 단일 반송파 전송 방식보다 심각한 비선형 왜곡이 발생하게 된다. 본 논문에서는 OFDM 신호의 높은 PAPR (Peak-to-Average Power Ratio)과 HPA의 비선형성에 의한 신호의 왜곡과 스펙트럼의 확산을 방지하기 위해 canonical piecewise-linear (PWL) 모델 기반의 디지털 사전왜곡기를 제안한다. 제안된 사전왜곡기의 성능평가를 위해 AWGN (Additive White Gaussian Noise) 채널 하에서 QPSK, 16-QAM, 64-QAM 변조 방식을 이용하고, 1024-point FFT/IFFT로 구현된 OFDM 시스템에 대한 모의실험을 실시한 결과, 비트오율과 비선형성 개선측면에서 우수한 성능을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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