주파수 도약 무전기용 광대역 전력증폭기를 설계한다. 효율 향상을 위해 B급 동작점에 입력을 과인가하는 구조로 설계한다. 광대역 트랜스퍼머와 궤환회로를 이용하여 광대역 특성을 가지도록 한다. 설계된 증폭기를 CAD 소프트웨어인 HP ADS를 이용하여 시뮬레이션 한다. 설계된 증폭기의 시뮬레이션 결과는 설계사양을 만족한다. 설계된 증폭기를 제작하고 측정한다. 제작된 증폭기의 측정 결과는 시뮬레이션 결과와 잘 일치하며 설계사양을 만족한다.
본 논문에서는 광대역 공간 전력 합성기에 적합한 새로운 구조의 광대역 렌즈 증폭기를 제안하였다. 제안된 렌즈 증폭기는 안정된 광대역 특성을 얻기 위하여 모든 소자를 평형 구조이면서 광대역 특성을 가지도록 설계하였다. 따라서 렌즈 증폭기의 입력부와 출력부 안테나는 팻 다이폴 안테나, 증폭부는 평형 증폭기, 빔 집중을 위한 지연 선로는 평형 구조의 CPS 선로를 각각 사용하였다. 제작된 $5{\times}5$ 이차원(2 dimensional) 렌즈 증폭기는 6 GHz에서 7.5 dB의 절대 이득, 37.4 dB의 EIPG, 그리고 19.6 %의 이득 대역폭을 얻었다. 기존의 렌즈 증폭기들에 비해 제안된 이차원 렌즈 증폭기는 중심 주파수 6 GHz 대역에서 넓은 3-dB 이득 대역폭을 제공하므로 C-band 무선 통신 시스템의 광대역 전력 합성기로 적합할 것으로 기대된다.
Journal of electromagnetic engineering and science
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제8권3호
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pp.91-95
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2008
This paper presents a direct-conversion I/Q up-mixer block, which supports $3{\sim}5$ GHz ultra-wideband(UWB) applications. It consists of a VI converter, a double-balanced mixer, a RF amplifier, and a differential-to-single signal converter. To achieve wideband characteristics over $3{\sim}5$ GHz frequency range, the double-balanced mixer adopts a shunt-peaking load. The proposed RF amplifier can suppress unwanted common-mode input signals with high linearity. The proposed direct-conversion I/Q up-mixer block is implemented using $0.18-{\mu}m$ CMOS technology. The measured results for three channels show a power gain of $-2{\sim}-9$ dB with a gain flatness of 1dB, a maximum output power level of $-7{\sim}-14.5$ dBm, and a output return loss of more than - 8.8 dB. The current consumption of the fabricated chip is 25.2 mA from a 1.8 V power supply.
Seo, Hong-Seok;Ahn, Joon-Tae;Park, Bong-Je;Chung, Woon-Jin
ETRI Journal
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제29권6호
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pp.779-784
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2007
In this paper, we report the experimental results of a hybrid wideband fiber amplifier. The amplifying medium is a concatenated hybrid fiber consisting of Er-doped fiber (EDF) and dispersion compensating fiber (DCF). The gain mechanisms are based on stimulated emission in the EDF and stimulated Raman scattering (SRS) in the DCF. Since we simultaneously use optical amplification by the two processes, the gain bandwidth is easily expanded over 105 nm by a two-tone pumping scheme. Using an experimental setup constructed with a hybrid structure of EDF-DCF-EDF, we analyzed the spectral behavior of amplified spontaneous emission for pumping powers. We achieved an optical gain of over 20 dB in the wavelength range from 1,500 to 1,600 nm under optimized pumping conditions to make the spectral gain shape flat.
An ultra-wideband microwave monolithic integrated circuit high-power amplifier with excellent input and output return losses for phased array jammer applications was designed and fabricated using commercial $0.25-{\mu}m$ AlGaN/GaN technology. To improve the wideband performance, resistive matching and a shunt feedback circuit are employed. The input and output return losses were improved through a balanced design using Lange-couplers. This three-stage amplifier can achieve an average saturated output power of 15 W, and power added efficiency of 10% to 28%, in a continuous wave operation over a frequency range of 6 GHz to 18 GHz. The input and output return losses were demonstrated to be lower than -15 dB over a wide frequency range.
본 논문에서는 C-band의 중심 주파수인 6 GHz 대역을 중심으로 광대역 공간 전력 합성기를 설계, 제작하여 그 특성을 고찰하였다. 제안된 공간 전력 합성기는 광대역 특성을 갖는 입ㆍ출력 안테나에 평면형 다이폴 안테나를 사용함으로서 기존의 공간 전력 합성기의 대역폭의 제한을 극복하였고 입ㆍ출력 안테나의 편파를 교차편파가 되도록 사용하였기 때문에 입력단과 출력단의 격러도를 높여서 공간 전력 합성기의 안정성을 향상 시켰다. 설계된 입력부와 출력부 안테나의 대역폭은 각각 24.8%와 23%의 대역폭을 얻었다. 제작한 4${\times}$l 공간 전력 합성기는 6 GHz에서 24.04 dB의 유효 등방성 이득(EIPG), 17% 이상의 이득 대역폭, 68.69%의 전력 합성 효율을 얻었다.
본 논문에서는 수중에서 운용하는 임베디드 능동 음향탐지 시스템에 적용하기 위한 광대역 송신 전력 증폭기 설계/제작/시험 과정에서 발생된 문제를 분석하고 해결방안을 제시한다. 최근 수중음향 분야에서도 탐지 성능을 향상시키기 위해 광대역 소나(Sound Navigation and Ranging, SONAR) 신호처리 연구가 진행되고 있으며 이를 위한 광대역 수중음향 송수신 장치 개발이 이루어지고 있다. 본 논문에서는 임베디드 시스템 특성상 복잡하지 않고 구현이 간단한 2 레벨 톱니파 형태의 Class D 급 PWM(Pulse Width Modulation) 신호 생성 방식을 사용하여 광대역 수중음향 신호를 생성한 이후에, 송신 증폭기를 통하여 다양한 형태의 송신 파형을 재생하고 수중에서 실험을 하는 과정에서 두가지 이상의 주파수를 가진 소나 신호를 동시에 재생한 경우, 원신호에 두 신호의 주파수 차의 정수배만큼 더해진 기생 주파수가 나타나는 현상이 발생하여 원하지 않은 송신 음원이 재생되는 문제가 있음을 발견하였다. 이러한 문제점의 원인을 분석하기 위해 MATLAB 및 Simulink를 이용하여 송신 하드웨어 및 PWM 제어 과정을 모델링하고 시뮬레이션 하였으며, 시뮬레이션을 통해 문제점을 재현하고 해결방안을 제시한다.
An optimal wideband gain flattened hybrid erbium-doped fiber amplifier/fiber Raman amplifier (EDFA/FRA) has been introduced. A new and effective optimization method called particle swarm optimization (PSO) is employed to find the optimized parameters of the EDFA/FRA. Numerous parameters which are the parameters of the erbium-doped fiber amplifier (EDFA) and the fiber Raman amplifier (FRA) define the gain spectrum of a hybrid EDFA/FRA. Here, we optimize the length, $Er^{3+}$ concentration, and pump power and wavelength of the EDFA and also pump powers and wavelengths of the FRA to obtain the flattest operating gain spectrum. Hybrid EDFA/FRA with 6-pumped- and 10-pumped-FRAs have been studied. Gain spectrum variations are 1.392 and 1.043 dB for the 6-pumped- and 10-pumped-FRAs, respectively, in the 108.5 km hybrid EDFA/FRAs, with 1 mW of input signal powers. Dense wavelength division multiplexing (DWDM) system with 60 signal channels in the wavelength range of 1529.2-1627.1 nm, i.e. the wide bandwidth of 98 nm, is studied. In this work, we have added FRA's pump wavelengths to the optimization parameters to obtain better results in comparison with the results presented in our previous works.
본 논문에서는 10개 단일 증폭기를 공간 결합하여 6~18 GHz의 광대역에서 동작하는 50 W급 공간 결합 고출력 전력 증폭기를 연구하였다. 동축형 공간 결합기는 안티-포달 안테나와 같은 원리로 동작하는 핀라인-마이크로스트립 라인 변환기로 이루어져 있으며, 이 변환기는 6~18 GHz의 광대역 특성을 갖도록 설계되었다. 그러므로 공간 결합기 설계에서 가장 중요한 부분은 PCB로 구현되는 핀라인-마이크로스트립 라인 변환기의 형상이며, 이는 Klopfensein의 최적 임피던스 Taper에 근거하여 설계한다. 또한, 10개로 구성된 단일 증폭기의 공간 결합 효율을 최대화 하기 위해 증폭 기간의 이득과 위상차를 각각 제어할 수 있는 CMOS 기반의 MFC(Multi-Function Core) MMIC와 10 W급 이상의 GaN 기반 종단 PA MMIC를 직접 개발하여 단일 증폭기에 내장하였다. 제작된 공간 결합 고출력 전력증폭기는 6~18 GHz의 거의 전대역에서 50 W 이상의 양호한 출력 특성을 보여준다.
최근 우주에서의 SAR(synthetic aperture radar) 시스템은 영상 해상도와 주파수가 높아지고 있다. 높은 품질의 영상 해상도 일수록 높은 대역폭이 요구되고 RF 구성을 사용하는 광대역 신호 발생기는 매우 복잡해지고 RF 소자의 불균형 성분이 증가한다. 그러므로 이러한 에러를 줄이고 성능을 개선하는것은 매우 중요하다. 본 연구에서, 광대역 신호 발생기의 송신 신호는 위상 잡음, 직교불균형, 비선형 증폭기의 에러 모델이 적용된다. 그리고 광대역 파형 발생기의 가능한 구조들을 정의하고 평가 방법으로 PSLR(peak side lobe ratio)과 ISLR(integrated side lobe ratio)을 측정하였다. 또한, 파형으로부터 진폭과 위상 에러를 추출하고 이차 다항식을 사용하여 비선형 소자에 따른 성능 변화를 검토 하였다. 마지막으로 고출력 증폭기의 비선형 에러를 보상하기 위한 사전왜곡방식을 적용하여 혼변조 성분에 의한 증폭기 출력의 왜곡이 15 dB 감소됨을 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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