• 제목/요약/키워드: load impedance

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Systematic Approach for Design of Broadband, High Efficiency, High Power RF Amplifiers

  • Mohadeskasaei, Seyed Alireza;An, Jianwei;Chen, Yueyun;Li, Zhi;Abdullahi, Sani Umar;Sun, Tie
    • ETRI Journal
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    • 제39권1호
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    • pp.51-61
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    • 2017
  • This paper demonstrates a systematic approach for the design of broadband, high efficiency, high power, Class-AB RF amplifiers with high gain flatness. It is usually difficult to simultaneously achieve a high gain flatness and high efficiency in a broadband RF power amplifier, especially in a high power design. As a result, the use of a computer-aided simulation is most often the best way to achieve these goals; however, an appropriate initial value and a systematic approach are necessary for the simulation results to rapidly converge. These objectives can be accomplished with a minimum of trial and error through the following techniques. First, signal gain variations are reduced over a wide bandwidth using a proper pre-matching network. Then, the source and load impedances are satisfactorily obtained from small-signal and load-pull simulations, respectively. Finally, two high-order Chebyshev low-pass filters are employed to provide optimum input and output impedance matching networks over a bandwidth of 100 MHz-500 MHz. By using an EM simulation for the substrate, the simulation results were observed to be in close agreement with the measured results.

고조파 차단 특성을 가지는 정합용 튜너와 바이어스 선로를 이용한 증폭기 설계 (A Design of Amplifier Using Harmonic Termination Impedance Matching Tuner and Bias Line)

  • 이진국;김수태;임종식;정용채
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제16권12호
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    • pp.1186-1193
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    • 2005
  • 본 논문은 비대칭 나선 구조의 결함 접지 구조(Defected Ground Structure: DGS)를 이용한 새로운 3 dB 브랜치 라인 하이브리드를 제안하였다. 본 논문에 제시된 3 dB 브랜치 라인 하이브리드는 2차와 3차 고조파 성분을 효과적으로 차단할 수 있는 특성을 갖는다. 또한 고조파 성분뿐만 아니라 저주파 혼변조 성분을 효과적으로 제거할 수 있는 DGS $\lambda$/4 바이어스 라인을 제안하였다. 고조파 차단 특성을 가지는 브랜치 라인 하이브리드 튜너와 바이어스 라인을 이용하여 IMT-2000 기지국 송신 대역에서 동작하는 증폭기의 2차, 3차 고조파 성분을 각각 25 dB과 27 dB 감쇄하였다. 본 논문에서 제시한 회로를 이용하면 기존 방법보다 훨씬 용이한 증폭기의 고조파로드-풀 회로를 쉽게 구현할 수 있다.

25kV 전기철도 고조파 보상을 위한 고전력 능동전력필터 시스템에 관한 연구 (The High Power Active Filter System for Harmonic Compensation of 25kv Electric Railway)

  • 김재철;노성찬;이유경
    • 한국철도학회논문집
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    • 제9권6호
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    • pp.761-765
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    • 2006
  • At present, harmonic currents cause serious problems in power conversion system using the semiconductor switching device. Also some of the conversion system provokes harmonic currents against to the main power supply system and causes hindrances for the system. Main power impedance of the traditional LC passive filter method, influences on the filter characteristics and amplifies the harmonics when resonance phenomenon is occurred. And the traditional existing 2 level inverter systems show the limit in capacity of voltage and current in case of occurring sudden load change. So, to solve this problem active filter which uses cascaded H-bridge multi level inverter has been designed and ex-filter system circuits were totally investigated. With multi level active filtering system not only the size of filter but also the size of filter for transformer can be reduced by half and so as to the weight, while the capacity of inverter can be double sized and wave forms can be compensated exactly and precisely. Also by the benefit of the increase in rating capacity, the various currents owing to the load fluctuation can be dealt more steadily. In order to simulate the wave form of harmonics based on the measured data on the AC 25kV high speed Domestic Commercial railway, it was simulated with PSCAD/EMTDC and PSIM. Based on the results of this demonstration, the power supply system and inverter system would be more stable and also promoting its efficiency.

복합자성유전체를 이용한 항공기 CLAS 안테나 개발 (An Aircraft CLAS Antenna Design using Composite Magneto-dielectric Material)

  • 김요식;배기형;유병길;김민성;박찬익
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권10호
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    • pp.820-826
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    • 2013
  • 본 논문에서는 스마트 스킨 기술을 활용한 소형경량 및 광대역 특성을 갖는 항공기용 안테나 내장 스킨 구조(CLAS: Conformal Load bearing Antenna Structure)를 설계하였다. 제안된 CLAS 안테나는 전기적 성능을 만족하기 위해 전도성 매쉬, 외부표피, 복사소자, 내부심재 및 하우징 등으로 구성하였다. 특히, 복사소자의 경우 복합자성유전체와 PCB에 에칭된 방사체로 구성되어 있으며 방사체는 복합자성유전체에 삽입되어 슬롯형 폴디드 대수주기 구조(Folded Log-Periodic)를 갖는다. 제안된 CLAS 안테나는 복합자성유전체에 의해 공진주파수가 낮아지고 임피던스 매칭특성이 향상되었으며 측정 결과, 안테나의 소형경량 및 광대역 특성을 확인하였다.

하이브리드 반도체 변압기의 1차측 정보를 이용한 2차측 간접 정전압 제어 기법 (Secondary Indirect Constant Voltage Control Technique for Hybrid Solid State Transformer using Primary Side Information)

  • 이태영;윤춘기;조영훈
    • 전력전자학회논문지
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    • 제25권5호
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    • pp.420-423
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    • 2020
  • This study proposes an indirect constant voltage control algorithm for hybrid solid-state transformers (HSSTs) by using primary side information. Considering the structure of HSSTs, measuring voltage and current information on the primary side of a transformer is necessary to control the converter and inverter of the power converter. The secondary side output voltage is measured to apply the conventional secondary side constant voltage control algorithm, and thus, the digital control board requires the same rated insulation voltage as that of the transformer. To solve this problem, the secondary voltage of the transformer obtained from the tap voltage is used. Moreover, output voltage decreases as load increases because the proposed indirect constant voltage control scheme does not consider the cable impedance between the secondary output terminal and the load. This study also proposes a technique for compensating the secondary output voltage by using the primary current of the transformer and the resistance value of the cable. An experiment is conducted using a scale-down HSST prototype consisting of a 660 V/220 V tap transformer. The problem of the proposed indirect constant voltage control strategy and the improvement effect due to the application of the compensation method are compared using the derived experimental results.

LTE-Advanced 표준을 지원하는 $0.13-{\mu}m$ CMOS Active-RC 필터 설계 (A $0.13-{\mu}m$ CMOS Active-RC Filter for LTE-Advanced Systems)

  • 이경욱;김종명;박민경;현석봉;정재호;김창완
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2011년도 추계학술대회
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    • pp.396-397
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    • 2011
  • 본 논문은 LTE-Advanced 시스템을 위한 멀티채널을 선택할 수 있는 저역통과필터를 제안한다. 제안하는 필터는 5 MHz, 10 MHz, 그리고 40 MHz의 3가지 모드의 차단주파수를 제공하며 Active-RC 5차 Chebyshev 구조로 설계되었다. 저전력을 확보하면서 40 MHz의 높은 차단 주파수를 확보하기 위해서 부성 저항을 가지는 PMOS Cross-Connection Load를 사용한 연산증폭기를 필터에 적용하였다. 더불어 공정, 전압, 그리고 온도에 의한 각각의 차단주파수 변화에 대응할 수 있도록 각각 3-bit 제어 가능한 튜닝회로를 추가하였다. 제안하는 필터는 $0.13-{\mu}m$ CMOS 공정을 사용하여 설계하였으며 1.2V 전압에서 총 20.2 mW 전력을 소모한다.

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0.1-μm GaAs pHEMT 공정을 이용한 높은 변환이득을 가지는 W-대역 캐스코드 혼합기 설계 (Design of W-band Cascode Mixer with High Conversion Gain using 0.1-μm GaAs pHEMT Process)

  • 최원석;김형진;김완식;김종필;정진호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.127-132
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    • 2018
  • 본 논문에서는 W-대역에서 동작하는 고이득 캐스코드 혼합기를 설계 및 제작하였다. W-대역과 같이 높은 주파수 대역에서는 소자의 성능저하로 인해 혼합기의 변환손실이 커지게 된다. 이는 송수신단 구성 시 RF 버퍼 증폭기와 같은 추가적인 이득을 줄 수 있는 회로의 추가로 이어지고 이는 시스템 전체의 선형성 및 안정성에 영향을 미친다. 따라서 혼합기 설계 시 변환이득을 최대화하는 설계가 필요하다. 본 논문에서는 혼합기의 변환이득을 최대화하는 것에 초점을 두고 높은 변환이득을 얻기 위해 혼합기의 바이어스를 최적화하였고, 로드-풀 시뮬레이션을 이용하여 출력 정합회로를 최적화하였다. 설계된 회로는 $0.1-{\mu}m$ GaAs pHEMT 공정을 이용하여 제작하였고, 측정을 통해 성능을 검증하였다. 제작된 회로는 W-대역에서 -4.7 dB의 최대 변환이득과 2.5 dBm의 입력 1-dB 감쇄 전력이 측정되었다.

Class F 전력 증폭기의 드레인 전압 변화에 따른 고조파 조정 회로의 최적화 (Optimization of Harmonic Tuning Circuit vary as Drain Voltage of Class F Power Amplifier)

  • 이종민;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제46권1호
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    • pp.102-106
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    • 2009
  • 본 논문은 EER(Envelope Elimination and Restoration)에 적용된 class F 전력 증폭기의 드레인 전압의 변화에 따른 출력 정합회로의 최적화에 대하여 연구하였다. EER 구조에 적용된 class F PA의 PAE(Power Added Efficiency)를 개선하기 위해 고조파 조정 회로에 Varactor 다이오드를 사용하였다. 포락선의 변화에 따라 2차 고조파는 단락 시키고 3차 고조파는 개방 시키도록 설계되었으며 본 논문에서 제안된 고조파 조정 회로를 통해 드레인 전압이 25 V에서 30 V까지 변화할 때 수 %의 PAE 개선 효과를 얻을 수 있었다.

복소전력의 변화율을 이용한 동기탈조 검출 알고리즘에 관한 연구-Part I: 복소평면에서의 복소전력의 궤적변화 (A Study on the Out-of-Step Detection Algorithm using Time Variation of Complex Power-Part I : The Variation of Complex Power Trajectory in Complex Plane)

  • 권오상;김철환
    • 대한전기학회논문지:전력기술부문A
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    • 제54권7호
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    • pp.345-351
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    • 2005
  • An out-of-step condition results from the loss of the synchronism of the generators. A disturbance in a power system causes the generator angle to oscillate. When there is a severe disturbance such as a heavy current fault loss of major generation or loss of a large block of load, the oscillation can be severe and even increase largely and finally the out-of-step condition may un. During the power swing and out-of-step conditions, the apparent impedance at a relay location changes, and the power flow also changes as the angle difference is varied. This paper presents a method to analyze the trajectory of complex power during a power swing and out-of-step condition. The trajectory of the complex power is analyzed when a power swings and a fault occurs. Moreover, the complex power is analyzed when the ratios between the voltages at both sides and the line impedances are changed. These methods are verified through simulation using the ATP/EMTP MODELS.

Taper형 초음파 진동자의 대역폭 개선에 관한 연구 (A Astudy on Bandwidth Enhancement of a Ultrasonic Transducer with a Taper)

  • 정봉규
    • 수산해양기술연구
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    • 제35권3호
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    • pp.312-322
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    • 1999
  • A ultrasonic transduce with a single acoustic matching layer has been designed as an attempt to increase the bandwidth of underwater transducer. The wideband resonance condition was accomplished by attaching a single matching layer on the front face of a ceramic resonator composed of a piezoelectric bar, a taper part and a head part. A modified Mason's model was used for the performance analysis and the design of transducers, and the constructed transducers were tested experimentally and numerically by changing the impedance and thickness of the matching layer in the water tank.The obtained results are summarized as follows:1. Measured resonant and antiresonant frequencies of the piezoelectric transducer with no matching layer in air were 24.7 kHz and 25.6 kHz, respectively. 2. Two resonant frequencies of the piezoelectric transducer with a single matching layer were 21.7 kHx and 26.9 kHz, respectively, in air and 21.4 kHz and 22.7 kHz, respectively, with a water load.3. Two distinct resonance peaks in the transmitting voltage response(TVR) of the developed transducer were observed at 22.0 kHz and 25.8 kHz, respectively, with center frequency of 24.0 kHz. The values of TVR at these frequencies were 130.1 dB re $1 \muPa$/V at 22.0 kHz and 128.5 dB re $1 \muPa$/V at 25.8 kHz, respectively.Reasonable agreement between the experimental results and the numerical values was achieved.

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