• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권12호
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• pp.22-29
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• 2009

본 논문에서는 X-대역 펄스압축 반도체형 레이다를 위한 200W SSPA를 개발하였다. 개발한 X-대역 SSPA는 전치증폭단, 구동증폭단, 고출력을 위한 주전력 증폭단의 3단 연계구조형 증폭기로 구성되어있다. X-대역에서 200W 이상의 출력을 내기 위해 주전력 증폭단은 충분한 이득과 전력을 얻을 수 있는 GaN HEMT소자를 사용하여 병렬구조로 설계하였다. 개발한 SSPA는 주파수범위 9.2-9.6GHz, 펄스주기 1ms, 펄스폭 100us, 듀티사이클 10% 조건에서 전체이득 59dB 이상, 출력전력 200W이상의 성능을 가진다. 본 논문에서 개발한 SSPA는 펄스압축기술을 이용한 고품위 반도체 레이다시스템에 적용할 수 있다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제17권11호
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• pp.2479-2485
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• 2013

본 논문에서는 순차 바이어스를 이용한 반도체 레이더용 SSPA를 설계 하였다. 전력증폭기의 상승/하강 바이어스 지연에 의해 발생되는 신호의 왜곡을 제거하기 위하여 가변확장 펄스 생성기를 적용하였다. 최적화된 임피던스 매칭회로는 GaN-전력 소자의 높은 효율을 갖기 위하여 로드-풀 방식을 통한 마이크로파 특성 측정으로 설계되었다. 설계된 SSPA는 X밴드 반도체 레이더에 적용하기 위하여 전치 증폭기, 구동 증폭기 그리고 주 증폭기의 3개의 단으로 구성되었다. 그 결과로 200W 출력 펄스 최대 53.67dBm을 가지고 평균 52.85dBm의 SSPA를 만들 수 있었다. 본 논문에 제시된 반도체 펄스 압축 레이더 트랜시버 모듈의 최적화 설계는 추가적인 디지털 레이더에 대한 연구를 통해 소형화와 동작향상이 가능하다.

• 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.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.380-388
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• 2011

본 논문에서는 소형 하이브리드 HMIC(Hybrid Microwave Integrated Circuits)를 사용하여 레이더용 X-대역 63 watt 펄스 구동형(pulsed) SSPA(Solid State Power Amplifier)를 개발하였다. Pulsed SSPA는 전원공급기와 초단증폭기, 구동증폭기, 고출력을 위한 최종단 증폭기의 3단의 증폭기로 구성되어 있다. 70도의 고온에서도 듀티 1.2%이고, 짧은 펄스 폭에서 63 watts 이상의 출력을 얻었다. 제작된 모듈은 동작대역 내에서 포화 상태의 이득 37 dB 성능을 보였다. 입출력 정재파비는 1.5:1 미만을 만족하였다. 이 모듈은 +28 $V_{dc}$로 동작되고 400 mA 전력 소모를 가진다. 본 논문에서 개발한 SSPA는 고속으로 동작하는 펄스 도플러 레이더에 적용할 수 있다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.1-7
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• 2012

본 논문에서는 펄스압축 된 X-대역 마이크로파 신호를 60와트의 출력전력과 30%이상의 전력부가효율(PAE)으로 증폭시키는 반도체증폭기(SSPA)를 구현에 대하여 논의하였다. 구현된 60W의 SSPA는 케스케이드 결합 증폭기로 설계하였고 케스케이드(cascade) 결합 증폭기는 내부정합된 GaAs FET를 3단으로 구동증폭기를 설계하였으며 주 전력증폭단은 내부정합된 GaN HEMT(High Electron Mobility Transistor)로 설계하였다. 구현된 SSPA는 주파수 범위 $9.41{\pm}0.03GHz$, 펄스 주기 1ms, 펄스폭 100us, 듀티사이클 10% 조건에서 전체 이득 37dB 이상, 48dBm(60W)의 출력전력의 성능을 나타내었어 구현된 SSPA는 펄스압축기술을 이용한 디지털 선박용 레이다에 적용할 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제28권9호
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• pp.685-697
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• 2017

본 논문에서는 탐색 레이다에서 사용되는 C-대역의 고출력전력증폭장치 및 구성품의 설계, 제작과 측정에 대하여 기술하였다. 반도체 소자인 GaN(질화갈륨)을 적용하여 반도체전력증폭조립체를 설계 및 제작하였고, 설계 제작된 도파관 형태의 송신신호결합조립체를 통해 병렬로 구성된 반도체전력증폭조립체의 송신신호 출력을 결합하여 고출력 송신신호 출력을 발생한다. 제작된 고출력전력증폭장치는 C-대역 500 MHz 대역폭, 최대 10.5 % 듀티, 송신펄스폭 $0.0{\sim}000{\mu}s$에서 송신출력 44.98 kW(76.53 dBm) 이상이다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제26권3호
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• pp.227-233
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• 2023

In this paper, to substitute the existing TWTA(Travailing Wave Tube Amplifier) component in small radar system, we developed the Ku band SSPA(Solid-State Power Amplifier) based on the fabrication of power MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) chips. For the development of the 500 W SSPA, the 40 W-grade power MMIC was designed by ADS(Advanced Design System) at Keysight company with UMS GH015 library, and was processed by UMS foundry service. And 70 W main power modules were achieved the 2-way T-junction combiner method by using the 40 W-grade power MMICs. Finally, the 500 W SSPA was fabricated by the wave guide type power divider between the drive power amplifier and power modules, and power combiner with same type between power modules and output port. The electrical properties of this SSPA had 504 W output power, -58.11 dBc spurious, 1.74 °/us phase variation, and -143 dBm/Hz noise level.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.425-432
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• 2014

산악지형이 많은 한국 실정에서 국지적으로 발생하는 기상자료를 제공하기 위하여 진공관식 레이더 보다는 반도체를 이용한 소형의 X-band 기상레이더의 필요성이 요구되고 있다. 기상레이더의 이중 편파방식에 사용되는 반도체형 전력증폭기(SSPA)는 다수의 소출력 전력소자를 병렬로 결합함으로써 원하는 고출력을 얻을 수 있다. 이와 같이 고출력 전력증폭기에 적용되는 전력결합기는 경로손실, 고주파수, 고출력에 따른 안정저항의 문제, 열방출 특성을 해결하기 위하여 본 논문에서는 변형된 Gysel 전력결합기를 적용한 결과 격리도(isolation)의 우수성을 제시하였으며, 최대출력 54dBm, 25%의 효율을 갖는 기상레이더용 X-band 250W 급 반도체형 전력증폭기를 설계하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.421-432
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• 2020

본 논문에서는 S-밴드 군용 레이더에 사용되고 기존의 TWTA를 대체하기 위해 GaN HEMT 기반 증폭모듈을 이용하여 개발한 2kW급 반도체증폭기(SSPA)를 제안하였다. 제안한 SSPA는 8개의 증폭모듈로 이루어진 고출력증폭모듈, 구동증폭모듈, 제어모듈 및 전원공급 장치로 이루어져 있다. 제안한 SSPA는 1) 증폭모듈과 구성부품은 공간적 제약으로 작은 패키지에 통합설계 되었으며, 2) PCB 내장형 하모닉필터를 이용하여 고주파를 제거하였으며, 그리고 3) 입력신호의 듀티 변화에 대응하여 일정한 출력이 유지되도록 하는 자동이득조절기를 설계하였다. 제안된 SSPA는 최대 48 dB의 이득과 3.1~3.5 GHz의 주파수 대역에서 63-63.6 dBm의 출력 전력을 보였다. 자동이득조절 기능은 15-20 dBm의 입력전력 변동에도 대해서, 출력전력이 63dBm 전후로 일정하게 유지하는 것을 확인하였다. 마지막으로 MIL-STD-810의 시험기준을 만족하는 높은 (55 ℃) / 낮은 (-40 ℃) 온도시험 프로파일을 이용한 온도시험을 통해 개발된 시스템의 신뢰성을 검증하였다. 개발된 SSPA는 경량, 고출력, 고이득, 안전기능, 낮은 수리비, 짧은 수리시간 등 측면에서 기존의 TWTA 증폭기보다 우수한 것을 확인하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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• pp.327-330
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• 1998

A 2watts MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuits) SSPA(Solid State Power Amplifiers) for 20GHz band communication systems has been designed, manufactured and measured. The 0.15um pHEMT technologywith the gate size of 400um for single device was used for the fabrication of MMIC Power Amplifier chips. The precision MIC patterns for the peripherals like power combiner/divider and microstrip lines were realized using hard substrate for gold wire/ribbon bonding. The measured data shows that this MMIC SSPA has the linear gain of 18dB, output power of 33.42dBm(2.2Watts)at 20~21GHz.