• 한국전자파학회논문지
• /
• 제17권2호
• /
• pp.129-133
• /
• 2006

사전 왜곡형 선형 증폭기는 회로가 간단하고 제작 비용이 적은 장점이 있으나, 상호 변조 왜곡 hump 특성 때문에 낮은 출력 전력에서 상호 변조 왜곡 특성이 나빠지는 단점이 있다. 본 논문에서는 출력 전력에 따라 전력 증폭기의 바이어스를 제어하는 방법으로 이와 같은 단점을 개선하였다. AB급 바이어스를 사용한 16 W급 사전 왜곡형 전력 증폭기에 본 논문에서 제안한 방법을 적용한 결과, 넓은 출력 전력 범위에서 약 10 dB의 3차 상호변조 왜곡 특성이 개선됨을 확인하였다.

• ETRI Journal
• /
• 제36권6호
• /
• pp.924-930
• /
• 2014

This paper presents a $0.13{\mu}m$ CMOS 3-level envelope delta-sigma modulation (EDSM) RF signal generator, which synthesizes a 2.6 GHz-centered fully symmetrical 3-level EDSM signal for high-efficiency power amplifier architectures. It consists of an I-Q phase modulator, a Class B wideband buffer, an up-conversion mixer, a D2S, and a Class AB wideband drive amplifier. To preserve fast phase transition in the 3-state envelope level, the wideband buffer has an RLC load and the driver amplifier uses a second-order BPF as its load to provide enough bandwidth. To achieve an accurate 3-state envelope level in the up-mixer output, the LO bias level is optimized. The I-Q phase modulator adopts a modified quadrature passive mixer topology and mitigates the I-Q crosstalk problem using a 50% duty cycle in LO clocks. The fabricated chip provides an average output power of -1.5 dBm and an error vector magnitude (EVM) of 3.89% for 3GPP LTE 64 QAM input signals with a channel bandwidth of 10/20 MHz, as well as consuming 60 mW for both channels from a 1.2 V/2.5 V supply voltage.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.105-112
• /
• 2017

이동통신 시스템의 멀티미디어 서비스 확산과 고속통신 기능의 수요를 충족시키기 위해서 다중대역 전력증폭기의 고효율, 광대역 특성 및 비선형 특성의 개선이 필요하다. 본 연구에서는 J-급 전력증폭기 동작조건을 만족하는 2차 고조파 정합회로를 단일-스터브 정합회로로 구성하였다. 광대역 J-급 동작조건을 만족시키기 위해 단일-스터브 정합회로는 낮은 특성임피던스를 갖는 것이 필요하다. 본 연구에서는 낮은 특성 임피던스를 갖는 단일-스터브 정합회로를 패키지 내에 높은 유전율의 세라믹 기판을 이용하여 구현하였다. 이에 따라 2차 고조파 정합회로가 패키지된 GaN HEMT와 외부 기본파 정합회로를 이용하여 넓은 주파수 대역에서 J-급 출력 임피던스 조건을 만족하는 전력증폭기를 구현하였다. 제작된 J-급 전력증폭기 측정 결과, 1.8~2.7 GHz(900 MHz)의 대역폭에서 50 W(47 dBm) 이상의 출력전력과 최대 72.6 %의 드레인 효율, 최대 66.5 %의 PAE 특성을 확인하였다.

• 전기전자학회논문지
• /
• 제4권2호
• /
• pp.241-248
• /
• 2000

채널간의 상호 변조에 의한 왜곡성분이 주로 전력 증폭기의 비선형성에 의해 발생하는 CDMA 시스템에서는 선형 전력 증폭기를 필요로 하게 된다. 본 논문에서는 평형 MESFET 전치 왜곡 선형화기가 추가된 새로운 형태의 선형화 방법을 제안하였다. 제안된 선형화기는 한국 PCS주파수 대역에서 30dBm A급 전력 증폭기에 연결하여 시뮬레이션하였으며 실험 결과를 통하여 1dB 압축점은 2dBm, 상호변조왜곡은 12.5dBc정도 개선됨을 보였다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제28권6호
• /
• pp.435-443
• /
• 2017

본 논문에서는 cascode 구조가 적용된 Class-E 스위칭 모드 CMOS 전력증폭기의 common-gate 트랜지스터 게이트 바이어스 효과에 대해 분석하였다. 게이트 바이어스 효과를 확인하기 위해서 전력증폭기의 DC 전력소모, 효율을 분석하였다. 분석 결과를 통해서 전력증폭기의 최고 효율을 보여주는 common-gate 트랜지스터의 게이트 바이어스가 일반적으로 사용하는 전력증폭기 전원 전압보다 낮음을 확인하였다. 트랜지스터의 게이트 바이어스가 계속 감소함에 따라 on-저항을 확인하여 커지고, 이에 따라 출력, 효율이 감소하는 것도 확인하였다. 이 두 가지 현상을 통해 게이트 바이어스가 스위칭 모드 전력증폭기에 미치는 영향을 분석하였다. 이 분석을 증명하기 위해서 $0.18{\mu}m$ RF CMOS 공정으로 1.9 GHz 스위칭 모드 전력증폭기를 설계하였다. 앞에서 설명한 것처럼 전력증폭기의 최대 효율은 전력증폭기의 인가 전압(3.3 V)보다 낮은 2.5 V에서 확인할 수 있었다. 이 때 최고 출력은 29.1 dBm, 최고 효율은 31.5 %이다. 측정 결과를 통해서 스위칭 모드 전력증폭기 common-gate 트랜지스터의 게이트 바이어스 효과를 실험적으로 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제9권2호
• /
• pp.262-267
• /
• 2005

본 논문에서는 여러 가지 효율 개선 방법 중에서 Doherty Amplifier에 관해 논하였다. 간단한 회로를 이용하여 하나의 PEP 180w급 LDMOS를 사용하여 효율성과 선형성 개선에 관한 성능분석을 하였다 제작된 Doherty Amp의 성능을 검증하기 위해 Balanced Class AB Amplifier와 성능을 비교하였다. 실험결과 peaking Amp의 $V_gs.P$가 1.53V일 때 효율이 최대 11.6$\%$ 이상 증가되었으며 매뉴얼로 gate bias 조절을 통하여 선형성 개선의 최적 bias point를 찾은 후 WCDMA 4fA에서는 $V_gs.P$가 3.68V일 때 IMSR (InterModulation to Signal Ratio)이 최대 3.34dB가 증가됨을 보였다. 특히 1.53V로 peaking amp의 bias point를 맞추게 되면 출력 전력 434Bm에서 -324Bc 이하의 IMSR과 탁월한 효율 증가를 얻을 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제23권9호
• /
• pp.1087-1093
• /
• 2012

본 논문에서는 ASK(Amplitude Shift Keying) 송신기, 한 쌍의 루프 안테나 및 ASK 수신기로 구성되는 HF-대역 자기장 통신 시스템을 구현하였다. 특히, E급 증폭기를 사용하는 ASK 송신기의 데이터 변조 방법으로 Drain 바이어스 전압을 입력 데이터에 따라 두 가지 레벨로 가변하여 공급하는 바이어스 스위칭 회로를 새롭게 제안하였다. E급 증폭기는 저가의 IRF510 power MOSFET를 이용하여 6.78 MHz에서 최대 5 W 출력과 동작 바이어스 전체에서 75 % 이상의 효율이 측정되었다. ASK 수신기는 Log 증폭기, 필터 및 비교기로 구현하여 -78 dBm의 수신 감도를 구현하였다. 자기장 통신 시스템의 최대 통신 거리를 예측하기 위하여 근역장과 원역장에서의 자기 장 유도식을 활용하여 전송 손실을 계산하는 방법을 고안하였다. 또한, $30{\times}30cm^2$ 크기의 사각형 루프 안테나쌍 을 이용한 실내 전송 실험을 수행하여 제시한 방법의 타당성을 확인하였다. 전송 손실 추정 결과, 1 W 출력과 -70 dBm 수신 감도를 가질 경우 최대 35 m의 수신거리가 계산되었다. 최종적으로 설계된 ASK 송신부와 ASK 수신부를 루프 안테나 쌍에 연결하여 5 m 거리에서 통신이 이루어짐을 확인하였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
• /
• 제15권2호
• /
• pp.82-88
• /
• 2015

The magnetron, a vacuum tube, is currently the usual high-power microwave power source used for microwave heating. However, the oscillating frequency and output power are unstable and noisy due to the low quality of the high-voltage power supply and low Q of the oscillation circuit. A heating system with enhanced reliability and the capability for control of chemical reactions is desired, because microwave absorption efficiency differs greatly depending on the object being heated. Recent studies on microwave high-efficiency power amplifiers have used harmonic processing techniques, such as class-F and inverse class-F. The present study describes a high-efficiency 100 W GaN-HEMT amplifier that uses a harmonic processing technique that shapes the current and voltage waveforms to improve efficiency. The fabricated GaN power amplifier obtained an output power of 50.4 dBm, a drain efficiency of 72.9%, and a power added efficiency (PAE) of 64.0% at 2.45 GHz for continuous wave operation. A prototype microwave heating system was also developed using this GaN power amplifier. Microwaves totaling 400 W are fed from patch antennas mounted on the top and bottom of the microwave chamber. Preliminary heating experiments with this system have just been initiated.

• 대한전자공학회논문지SD
• /
• 제47권11호
• /
• pp.6-12
• /
• 2010

본 논문에서는 시그마-델타 변조기에 기반 한 D급 오디오 증폭기를 제안한다. 16-비트 병렬의 디지털 입력신호는 4-차 디지털 시그마-델타 변조기에 의해 2-비트의 신호로 직렬화되고, 이 신호는 4-차 아날로그 시그마-델타 변조기로 인가된다. 아날로그 시그마 델타 변조기의 출력단의 파워 스위치는 3-레벨로 동작하며, 3-레벨의 펄스 밀도 변조(PDM) 출력 신호는 LC-필터를 통해 저역 통과되어 스피커에 전달된다. 아날로그 시그마-델타 변조기의 첫 단의 적분기는 디지털 시그마-델타 변조기의 출력으로부터 샘플된 이산 시간 영역의 신호를 입력으로 받아들이고, 동시에 파워 스위칭 단의 연속 시간 영역의 출력 신호를 부궤환(feedback) 받기 위해 스위치드-캐패시터 적분기와 연속시간 영역의 적분기를 혼합된 형태로 구현되었다. 제안된 클래스-D 오디오증폭기는 CMOS 0.13-um 공정을 이용해 제작되었으며 100-Hz 부터 20-kHz의 신호 주파수 영역에서 동작한다. 제작된 D급 오디오 증폭기는 4-${\Omega}$ 부하 저항에서 최대 18.3-mW을 내고 0.035-%의 전고조파 왜율(total harmonic distortion pluse noise : THD+N) 성분과 80-dB의 입력신호 대역폭(dynamic range)을 갖는다. 아날로그 및 디지털 변조기는 1.2-V 전원 전압으로 동작하며 총 457-uW의 전력을 소모한다.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제16권11호
• /
• pp.1059-1066
• /
• 2005

본 논문은 피드포워드 전력 증폭기의 효율 개선을 위한 도허티 증폭기의 적용에 관한 연구이다. 성능 분석을 위하여 중심 주파수 2.14 GHz의 WCDMA 4FA신호를 인가하여 평균 출력 전력 15 W에서 측정하였다. 적용한 도허티 증폭기는 동급 class AB 증폭기와 비교하여 고효율 저선형성의 특성을 나타내며 효율 개선을 위하여 피드포워드 전력 증폭기(FPA)의 주 증폭기로 사용되었다. 특성 변화를 분석하기 위해 선형성과 효율 특성이 다른 2가지 종류의 도허티 증폭기를 적용하였으며 각각의 FPA들은 평균 출력 15 W에서 효율은 $2\%$ 이상의 개선을 보였지만 선형성은 1.5 dBc 이상 저하되는 특성을 나타냈다. 저하된 선형성을 개선하기 위하여 부가적으로 오차 루프의 결합 계수(CF)와 오차 증폭기의 용량을 변화시켰다. CF와 오차 증폭기의 용량 변화로 효율 개선과 높은 선형성을 얻을 수 있었고 도허티 증폭기가 35 dBc 이상의 선형성을 유지하면 부가적인 변화 없이 평균 출력 전력 15 W에서 $2\%$ 이상의 효율 개선과 충분한 선형성을 얻을 수 있다.