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ISM 대역용 접힌 다이폴 능동 집적 안테나의 설계 (Design of ISM-band Folded Dipole Active Integrated Antenna)

  • 이재홍;서종수
    • 한국통신학회논문지
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    • 제26권11B호
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    • pp.1612-1619
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    • 2001
  • 본 논문에서는 ISM 대역의 전력 증폭기와 안테나를 직접 결합함으로써 회로 크기와 삽입손실을 최소화하고 고조파 동조를 용이하게 하기 위하여 접힌 다이폴 능동 집적 안테나(Folded Dipole Active Integrated Antenna)를 설계하고 그 성능을 실험, 분석하였다. 전력 증폭기의 시뮬레이션 정확성을 높이기 위하여 비선형 모델을 사용하였으며, Load pull 방식을 적용하여 최대 전력점을 구한 후 임피던스를 정합하였다. 실험 결과 구동증폭기를 포할한 전체 전력첨가효율(PAE)은 31.5%로 계산되었고, 송신 전력은 13.7dBm의 출력을 확인할 수 있었다. 그리고 2.44 GHz 대역용으로 제안한 안테나는 기존 다이폴 안테나보다 크기가 작으며, 안테나 이득을 포함한 전체 이득은 23.7 dB를 얻을 수 있었고, 기본파 대비 제 2 고조파 억압은 30dBc 이상의 양호한 특성을 나타내었다.

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3차 혼변조 신호의 전치왜곡과 2, 3차 고조파 억제를 통한 고선형성 고출력 전력 증폭기에 관한 연구 (Very High Linearity of High Power Amplifier by Reduction of $2^{nd}$, $3^{rd}$ Harmonics and Predistortion of $3^{rd}$ IMD)

  • 이종민;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제48권1호
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    • pp.50-54
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    • 2011
  • 본 논문에서는 고출력 증폭기의 출력 정합단에서 발생하는 2차, 3차 고조파 성분을 억제하여 단일 고출력 증폭기의 선형성을 개선시키고 $3^{rd}$ IMD의 전치 왜곡에 의한 선형성 개선 PAM (Power Amplifier Module)을 제안하였다. 고조파를 억제하기 위해 정합회로는 메타전자파 구조를 갖도록 설계되었으며 2, 3차 고조파가 각각 27 dBc 이상 억제되었다. $3^{rd}$ IMD의 전치 왜곡은 구동 증폭기에서 발생하는 $3^{rd}$ IMD의 위상을 조절하여 -30도가 되도록 하였으며 이때 고출력 증폭기에서 발생되는 $3^{rd}$ IMD와 상쇄를 일으켜 고출력 증폭기 보다 6 dBc 이상 개선된 고조파 성분을 갖도록 설계되었다. 제안된 PAM은 36.98 dBm의 출력 전력과 21.6 dB의 전력 이득, 29.4 %의 전력 효율을 얻었으며 2차 고조파가 -53 dBc로 참조 증폭기에 비해 20dBc 이상 억제되는 특성을 얻었다.

Single FET와 Class-F급을 이용한 이중대역 고효율 전력증폭기 설계 (Design of a Dual Band High PAE Power Amplifier using Single FET and Class-F)

  • 김선숙;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제45권1호
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    • pp.110-114
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    • 2008
  • 본 논문에서는 단일 FET를 이용하여 2.14GHz/5.2GHz 이중대역 고효율 Class F 전력증폭기를 설계 구현하였다. 전송선로를 이용하여 초기의 정합값을 적절히 이동시켜 하나의 능동소자로 2.14GHz/5.2GHz의 이중대역에서 동작되는 전력증폭기를 설계하였으며, 2.14GHz에서 32.65dBm의 출력과 11dB의 출력이득 36%의 전력효율을, 5.2GHz에서 7dB의 출력이득의 특성을 보였다. 고조파를 제어 회로를 설계하여 증폭기의 출력단에 추가 하여 Class F로 동작하는 이중대역 전력증폭기를 설계 하였다. 이중대역 Class F 전력증폭기는 2.14GHz에서 9.9dB의 출력이득과 30dBm의 출력, 55%의 전력효율을 가졌으며, 5.2GHz에서 11.7dB의 출력이득을 갖는 특성을 보였다. 고조파 제어 회로를 이용한 이중대역 Class F 전력증폭기가 전력효율을 향상시킴을 보였다.

주파수 체배기를 이용한 K-Band용 Hair-pin 발진기 (A K-band Hair-pin Oscillator Using a Frequency Doubler)

  • 현안선;김훈석;김종헌;이종철;김남영;정원채;홍의석
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제9권6호
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    • pp.833-842
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    • 1998
  • 본 논문에서는 hair-pin 공진기, GaAs MESFET, 그리고 주파수 체배기로 구성된 K-Band용 발진기가 제안 되며, 하이브리드 초고주파 집적회로(HMIC) 형태로 제작되고 그 마이크로파 동작 특성이 발표된다. $\lambda_g$/4 개방 스터브가 벼ir-pin 공진 발진기의 출력인 9GHz의 기본 주파수를 억제하기 위해 주파수 체배기에서 사 용되며I 출력 정합 회로가 2차 고조파 주파수인 18 GHz에서 최적화된다. 제안된 발진기는 -083dBm의 출력, -23 dBc의 기본 주파수 억압, 그리고 18.2 GHz에서 -86 dBc/Hz의 위상 잡음을 갖는다

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CSB용 J급 전력증폭기 설계 및 바이어스에 따른 진폭 변조 특성 (Design and Amplitude Modulation Characteristics with Bias of Class J Power Amplifier for CSB)

  • 김수경;구경헌
    • 한국항행학회논문지
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    • 제27권6호
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    • pp.849-854
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    • 2023
  • 본 논문은 LDMOS(laterally diffused metal oxide semiconductor)를 이용하여 동작점 Class J를 적용하고, 2차 하모닉 임피던스가 리액턴스 임피던스가 되도록 출력 정합회로를 최적화하여 고효율 전력증폭기를 설계 하였다. 설계한 전력증폭기는 주파수가 108 ~ 110 MHz에서, 전력부가효율(PAE; power added efficiency)은 PSAT 출력(54.5 dBm)에서 71.5%, P1dB 출력(51.5 dBm)에서 55.5%, 그리고 45 dBm에서 24.38%의 특성을 보였다. 공간변조 방식에서의 기준 신호인 CSB(carrier with sideband) 전력증폭기는 운용 출력이 45 dBm ~ 35 dBm이며, 그 출력에서 선형적인 SDM(sum in the depth of modulation) 특성(40% ± 0.3%)을 얻었다. 전력증폭기의 바이어스 동작점에 따른 진폭 변조도 특성를 측정하고, 선형적인 변조도 특성을 얻을 수 있는 최적의 동작점을 제안한다.

1:4 전송 선로 트랜스포머를 이용한 고출력 고효율 광대역 전력 증폭기의 설계 (Design of High-Power and High-Efficiency Broadband Amplifier Using 1:4 Transmission Line Transformer)

  • 김경원;서민철;조재용;유성철;김민수;김형철;오준희;심재우;양영구
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.121-128
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    • 2010
  • 본 논문에서는 부궤환 회로, 푸쉬풀 구조, 광대역 RF choke, 전송 선로 트랜스포머를 이용하여 30~512 MHz의 초광대역에서 동작하는 100 W 고효율 전력 증폭기를 설계하였다. 출력 전력을 향상시키고자 전송 선로를 이용한 트랜스포머에 병렬로 커패시터를 삽입하여 적절하게 로드 임피던스를 정합하였다. 제작한 광대역 전력 증폭기는 동작 주파수 대역에서 100 W 이상의 출력 전력과 $18.34{\pm}0.9\;dB$의 높고 고른 이득 특성을 보였다. one-tone 측정에서 2차 고조파는 -34 dBc 이하, 3차 고조파는 -12 dBc 이하의 선형성 특성을 보였으며, 출력 전력 100 W에서 약 40% 이상의 고효율 특성을 보였다.

TSSG 법으로 육성한 $LiB_3O_5 $ 단결정의 제2조화파 발생 특성 (Characteristics of Second Harmonic Generation in $LiB_3O_5 $ Crystals Grown by TSSG Method)

  • 권택용;오학태;주정진;백현호;김정남;윤수인
    • 한국광학회지
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    • 제5권1호
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    • pp.74-79
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    • 1994
  • 이 연구에서는 TSSG 법으로 육성한 LiB3O5(LBO) 단결정의 1064nm 광에 대한 type I 및 type II 제 2 조화파 발생(SHG) 특성을 조사하였다. Type I SHG의 위상정합각은 $\theta_m=90^{\circ}, \phi_m=11.6^{\circ}$였고 angular acceptance bandwidth는 각각 $\delta\theta_{int}L_{1/2}=3.3^{\circ}-cm^{1/2}, \theta\phi_{int}L=0.27^{\circ}-cm^{1/2}$로 측정되었다. Type II SHG의 위상정합각은 $\theta_m=20^{\circ}, \phi_m=90^{\circ}$였고 angular acceptance bandwidth는 각각 $\delta\theta_{int}L_=0.65^{\circ}-cm, \theta\phi_{int}L^{1/2}=3.5^{\circ}-cm^{1/2}$로 측정되었다. Type I NCPM SHG 온도는 $149^{\circ}C$였고 temperature bandwidth $\DeltaTL$$4.8^{\circ}C-cm$였다. Nd:YAG 레이저의 peak power 가 $171 MW/\textrm{cm}^2$ 일때 두께가 2.6 mm 인 LBO 결정의 SHG 변환효율은 약 1.8%였고, 이차 비선형 계수 $d_{32}는 약 0.74\pm0.05 pm/V$로 측정되었다.

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