• 제목/요약/키워드: Solid State Power Amplifier

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레이다용 C-대역 GaN 기반 고출력전력증폭장치 설계 및 제작 (Design and Fabrication of C-Band GaN Based on Solid State High Power Amplifier Unit for a Radar System)

  • 정형진;박지웅;진형석;임재환;박세준;강민우;강현철
    • 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.

1.5 kW, 2.7-2.9 GHz, 반도체 펄스 전력 증폭기 설계 및 제작 (Design and fabrication on 2.7-2.9 GHz, 1.5 kW pulsed Solid state power amplifier)

  • 장성민;최길웅;주지한;최진주;박동민
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2005년도 종합학술발표회 논문집 Vol.15 No.1
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    • pp.91-96
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    • 2005
  • In this paper, describes the design and performance of a 1.5 kW solid-state pulsed power amplifier, operating over 2.7-2.9 GHz at a duty of 10% and with a pulse width of 100 us for radar application. The solid-state pulsed power amplifier configures a series of 8-stage cascaded power amplifier with different RF output power levels. Low loss Wilkinson combiners are used to combine output powers of six 300W high power solid state modules. Tests show peak output power of 1.61 kW, corresponding to PAE of 26.2% over 2.7-2.9 GHz with pulse width of 100 us and a PRF of 1 kHz.

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X-대역 펄스압축 Solid State Radar를 위한 200W SSPA 개발 (Implementation of the 200-Watts SSPA for X-band Pulse Compression Solid State Radar)

  • 김민수;이춘성;이상록;이영철
    • 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.

열음향 응용을 위한 1 kW급 UHF 대역 반도체 펄스 전력증폭기 (UHF-Band 1 kW Solid State Pulsed Power Amplifier for Thermoacoustic Imaging Application)

  • 이승민;박승표;최승범;이문규
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제27권1호
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    • pp.92-95
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    • 2016
  • 본 논문에서는 UHF 대역인 900 MHz에서 열음향 영상(thermoacoustic imaging, TAI) 응용을 위한 1 kW급 반도체 펄스 전력 증폭기를 설계 및 제작하였다. 반도체 펄스 전력 증폭기는 단펄스(short pulse) 동작을 위하여 펄스 폭 $80{\mu}s$, 듀티사이클 1 %, 900 MHz의 캐리어 주파수 조건에서 설계되었다. 전체 전력 증폭기는 16개의 단일 전력 증폭기를 윌킨슨 전력 분배기를 통해 결합하여 제작되었고, 사용된 능동 소자는 Freescale사의 MRFE6P9220HR3 LDMOSFET이 사용되었다. 제작된 전력 증폭기는 입력 전력이 -16 dBm일 때 중심주파수에서 60.2 dBm의 출력 전력과 76.2 dB의 전력 이득, 그리고 25 %의 드레인 효율 특성을 나타내었다.

7-11 GHz, 광대역 MPM 설계 및 제작 (Design and fabrication on 7-11 GHz, Broadband MPM)

  • 최길웅;이유리;김기호;최진주;소준호
    • 한국ITS학회 논문지
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    • 제5권1호
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    • pp.13-19
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    • 2006
  • 본 논문에서는 7 - 11 GHz 대역에서 동작하는 광대역 Microwave Power Module (MPM)을 설계하고 제작하였다. MPM 은 TWT (Traveling Wave Tube)와 SSA (Solid State Amplifier)로 구성되며, TWT와 SSA의 이득을 최적으로 배분하여 잡음지수를 줄일 수 있도록 설계하였다. Agilent사의 ADS (Advanced Design System)을 이용하여 SSA의 컴퓨터 모델링과 시뮬레이션을 수행 하였으며, 직렬 분포형 증폭기 구조를 이용하여 설계 및 제작하였다. 제작된 광대역 MPM은 7 - 11 GHz 대역에서 8.3 - 10.02 dB의 잡음 지수, 9 GHz에서 38.12 dBm의 출력 전력이 측정되었다.

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순차바이어스를 이용한 반도체 레이더용 SSPA 설계 (A Design for Solid-State Radar SSPA with Sequential Bias Circuits)

  • 구융서
    • 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.

Gysel 전력결합기를 이용한 고출력 X-band SSPA 설계 (High power X-band SSPA Design using Gysel Power Combiner)

  • 이상록;임은재;이영철
    • 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.

40 W급 고출력 MMIC 개발과 고출력 증폭기 모듈 결합을 통한 Ku 밴드 반도체형 송신기(SSPA) 개발에 관한 연구 (Study on the Ku band Solid-State Power Amplifier(SSPA) through the 40 W-grade High Power MMIC Development and the Combination of High Power Modules)

  • 나경일;박재웅;이영완;김혁;강현철;김소수
    • 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.