• 제목/요약/키워드: RF 전력증폭기

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전력증폭기 모델링을 위한 최소 샘플링 주파수 연구 (Minimal Sampling Rate for Quasi-Memoryless Power Amplifiers)

  • 박영철
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제44권10호
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    • pp.185-190
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    • 2007
  • 무선 단말기용 전력증폭기의 모델링을 위한 최소 샘플링 주파수에 대해 실험 및 시뮬레이션을 통해 연구하였다. 비선형 소자의 모델링은 소자의 비선형성 해석 및 디지털 전치왜곡기 등의 응용분야에서 활용되나, 소자 모델링용 샘플링 주파수에 대한 그동안의 연구 결과에 의하면 최소한 입력신호의 Nyquist 조건이 만족될 경우 주어진 비선형 소자의 모델링이 가능하다고 보고되어 왔다. 하지만 광대역 신호용 소자 모델링의 경우 A/D 변환기 주파수 성능이 충분하지 못하거나 구현이 매우 난해하며, 높은 샘플링 주파수로 인한 전력소모가 무선단말에 적용하기에는 무시하지 못할 수준이다. 따라서 본 연구에서는 단말기용 메모리리스 전력증폭기의 선형화 기술에 사용되기 위한 샘플링 주파수에 있어, 입력 신호의 Nyquist 조건 이하로 샘플링하여 전력증폭기의 모델링에 성공적으로 적용할 수 있는 방법에 대해 제안한다. 이 경우 전체 시스템의 광대역 주파수 응답이 보장되어야하며 이를 위해 광대역 샘플러 및 시간 영역에서의 비선형 모델링이 제안되었다. 시뮬레이션 결과 샘플링 주파수 조건에 상관없이 동일한 AMAM, AMPM 비선형성을 해석할 수 있었으며, 880MHz, 23dBm 무선단말용 전력증폭기에 적용하여 측정한 결과 또한 샘플링 조건의 변화에 대해 모델링 결과는 0.8dB 이내의 변화를 보임을 알 수 있었다. 샘플링 시스템은 크기시호 복원을 위한 포락선 검출기, 복소신호 추출을 위한 위상천이기 및 광대역 샘플러 등으로 구성되었으며, QPSK 신호를 인가하여 전력증폭기의 비선형성 검출에 활용하였다. 이 시스템은 단말용 전치왜곡기에 활용하여 단말 출력 성능 개선에 활용 될 수 있다.

입자 가속기용 수냉식 고전력 증폭기 구현 (Implementation of An Water-Cooled High Power Amplifier for Particle Accelerator)

  • 윤영철;김영
    • 한국항행학회논문지
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    • 제21권1호
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    • pp.66-71
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    • 2017
  • 본 논문은 입자 가속기에 이용되는 165 MHz, 5 kW 고전력 증폭기의 제작에 대한 내용을 서술하였다. 이 고전력 증폭기 구성은 주 증폭기를 구동할 수 있는 드라이브 증폭기 모듈, 16개의 600 W 클래스 AB 푸쉬풀 증폭기 모듈 그리고 이 모듈 출력을 분배 또는 결합하기 위해 집중소자 LC로 구현한 입출력의 윌킨슨 결합기로 구성되어 있다. 그리고 정상적인 출력과 부하에서 반사되는 전력을 감시하여 증폭기를 보호하기 위한 방향성 결합기가 구성되어있으며, 600 W 주 증폭기는 입력전원에 의해서 발생되는 열을 방출시키기 위해서 방열판 밑에 물을 통과시키는 관을 넣어 방열하는 워터 쿨링 방법을 사용하였다. 여기서 구현된 증폭기는 중심주파수 165 MHz에서 포화 전력레벨이 5.0 kW 출력레벨에서 62.5 %의 효율을 얻었다.

2.14-GHz 대역 고효율 Class-F 전력 증폭기 개발 (Development of a 2.14-GHz High Efficiency Class-F Power Amplifier)

  • 김정준;문정환;김장헌;김일두;전명수;김범만
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제18권8호
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    • pp.873-879
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    • 2007
  • 본 논문에서는 Freescale사의 Si-LDMOSFET 4-W 소자를 이용하여 고효율 class-F 전력 증폭기를 구현하였다. Class-F 전력 증폭기를 구현하는데 있어서 모든 하모닉 성분들에 대해 원하는 임피던스를 갖도록 조정하기는 불가능하기 때문에 2차와3차 하모닉 성분만을 조율하여 회로의 간결함과 동시에 상대적으로 높은 효율을 얻을 수 있었다. 또한, 본 논문에 설계된 증폭기는 보다 정확하게 하모닉 성분을 조율하기 위해, LDMOSFET의 대신 호 등가 모델에서 가장 큰 영향을 미치는 drain-source capacitance(Cds)와 bonding inductance(Lb)를 추출하여 하모닉 조율 회로를 설계하였다 제작된 고효율 class-F 전력 증폭기의 측정 결과 drain-efficiency(DE) 65.1%, power-added-efficiency(PAE) 60.3%의 효율을 얻을 수 있었다.

OFDM-ROF 가입자링크의 인접채널전력비 해석 (Comparative Adjacent Channel Power Ratio Analysis in an OFDM-RoF Access Link)

  • ;;송주빈
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제43권5호
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    • pp.17-23
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    • 2006
  • 본 논문에서는 광대역통합망 응용을 위하여 ROF 링크와 접속된 무선 OFDM 시스템의 인접채널전력비를 해석하였다. RF 증폭기에서 비선형 효과에 의한 인접채널전력비의 해석을 다룬 기존의 결과들과 다르게 본 논문에서는 ROF 링크를 포함한 유무선통합 링크에 대하여 IEEE 802.11a의 5.8GHz OFDM 신호의 인접채널전력비를 해석하고 시뮬레이션한 결과를 보였다.

Ku 대역 대용량 공용데이터링크용 RF 송수신기 설계 (Transceiver Design for Terminal Operating with Common Data Link on Ku-Band)

  • 정병구;서정원;류지호
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제26권11호
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    • pp.978-984
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    • 2015
  • 본 논문에서는 유무인항공기에서 사용될 통달거리 200 km, 전송속도 45 Mbps급 데이터 전송장비의 RF 송수신기에 대해 다룬다. RF 송수신기는 Ku 대역에서 동작하도록 설계되었으며, 상/하향 변환모듈, 고출력 증폭 모듈, 전단 처리 모듈로 구성된다. 제안된 RF 송수신기의 성능을 만족시키기 위해 출력신호 레벨이 10 W급인 전력 증폭기가 요구되었으며, 이는 GaN 소자기반의 전력증폭기로 구현되었다. 또한, 적응형 전송속도 변환기능이 요구되었고, 이를 위해 다양한 대역폭의 신호를 수신할 때의 상호 주파수 간섭을 최소화하기 위하여 6종의 SAW 필터로 구성된 수신기 구조가 적용되었다. 시스템 요구사항의 만족 여부를 확인하기 위해 AWR 시뮬레이션 툴을 이용하였다.

위성 통신용 주파수 하향 변환기의 설계 및 제작 (Design and Implementation of Frequency Down Converter for Satellite Communication)

  • 이승대;나상엽
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권2호
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    • pp.801-807
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    • 2012
  • 본 논문에서는 LC 필터 기술을 기반으로 하는 주파수 단일 하향 변환기를 설계 및 제작하였다. 설계한 단일 하향 변환기는 저잡음 증폭기, 혼합기 IF 증폭기, LC 필터로 구성하였으며 DC block 커패시터와 RF bypass 커패시터로 구성된다. 설계한 변환기는 IC를 LC 필터로 대치하여 전력을 감소시키고 제작비용을 낮추어주는 효과를 보인다. 본 논문에서 설계, 제작한 단일 하향 변환기는 이득이 약 10dBm이고 70MHz에서 18MHz의 대역폭을 실현하였다.

0.25${\mu}{\textrm}{m}$ 표준 CMOS 공정을 이용한 RF 전력증폭기 (RF Power Amplifier using 0.25${\mu}{\textrm}{m}$ standard CMOS Technology)

  • 박수양;전동환;송한정;손상희
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1999년도 추계종합학술대회 논문집
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    • pp.851-854
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    • 1999
  • A high efficient, CMOS RF power amplifier at a 2.SV power supply for the band of 902-928MHz was designed and analyzed in 0.25${\mu}{\textrm}{m}$ standard CMOS technology. The output power of designed amplifier is being digitally controlled from a minimum of 2㎽ to a maximum of 21㎽, corresponding to a dynamic range of l0㏈ power control. The frequency response of this power amplifier is centered roughly at 915MHz. The power added efficiency of designed amplifer is almost 48% at maximum output power of 21㎽.

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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.

RF Modulator 개선을 통한 MC50 사이클로트론의 성능 향상

  • 조성진;박연수;한준용;정인수;이민용;김재홍;황원택
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.509-509
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    • 2012
  • RF는 사이클로트론에서 빔을 원하는 에너지로 가속하기 위해 쓰인다. MC50 사이클로트론에는 두 개의 DEE가 있고 각각 독립된 LLRF모듈과 증폭기를 통해 제어된다. 주요 제어변수는 DEE1,2의 Voltage와 양단간의 Phase인데 이는 RF Generator에서 특정 주파수로 발생된 RF 시그널의 Amplitude와 Phase를 RF Modulator에서 변조하므로 제어되어진다. 지금 현재의 Modulator는 오래되어 DEE Voltage의 컨트롤이 잘 이루어지지 않고 있고 가끔 연결부위에서 문제를 보여 새 Modulator를 제작하게 되었다. 새로 제작된 Modulator를 구형과 비교해 볼 때 Driving Amplifier에서 소모되는 전력이 7~14% 줄어드는 효과를 볼 수 있었다.

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X-대역 레이더용 SSPA 모듈 설계 및 제작 (Design and fabrication of SSPA module in X-band for Radar)

  • 양성수
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제13권5호
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    • pp.943-948
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    • 2018
  • 본 논문에서는 GaN MMIC를 활용하여 X-band 레이더용 SSPA모듈을 설계 및 제작하였다. SSPA의 구동 증폭기 단은 Gain Loss를 감안하여 GaN MMIC를 2단으로 구성하였다. 그리고 고출력 SSPA 모듈 구성을 위해 전력증폭단을 4단으로 설계함에 따라 전력분배기와 전력합성기는 4way 방식으로 설계하였다. 제작된 전력 분배기는 -3.0dB 이상의 손실을 나타내었으며, 전력합성기는 -0.2dB의 입출력 손실과 각 포트 간 위상차는 평균 $2^{\circ}$로 양호한 특성을 보이고 있다. 제작한 SSPA모듈 실험 측정 결과 9~10GHz 주파수 대역에서의 Gain은 48.0dB 이상인 것을 확인하였으며, P(sat)=88.3W (49.46dBm) 이상, PAE=30.3% 이상임을 확인하였다. 본 논문에서 제작된 X-Band SSPA 모듈 성능 확인과 전력분배기/합성기 개선을 통해 향후 SSPA모듈에 대한 RF성능 개선에 많이 활용될 수 있을 것이다.