• 제목/요약/키워드: nonlinear power amplifier

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비선형 전력증폭기로인한 DS-CDMA 통신시스템의 성능분석 (Performance analysis of Non-linear Power Amplifier on The DS-CDMA Systems)

  • 최성호;목진담;손동철;김성철;정희창
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제2권4호
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    • pp.531-538
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    • 1998
  • 본 논문에서는 CDMA시스템의 성능분석시 이동 무선 단말기의 RF 측면에서 요구 사항인 낮은 전력소비, 단말기의 소형화 등을 만족시키기 위해 증폭기의 효율을 높혀주기 위한 비선형 전력 증폭기를 사용함에 있어서 증폭기의 비선형성 즉 AM-AM, AM-PM의 특성으로 인한 시스템의 성능저하에 대한 분석을 하였다. CDMA 송수신기를 구성하여 시간영역에서의 왜곡된 신호의 파형, 신호성좌(signal vector constellation) 특성을 통해 증폭기의 진폭, 위상 비선형성으로 인해 심볼간 간섭이나 위상 왜곡등의 현상이 나타남을 알 수 있었다. 또한 주파수 영역에서의 전력스펙트럼밀도의 분석을 통해 진폭특성의 비선형성으로 인해 측대파 재생의 현상이 두드러짐을 볼 수 있었다. 이러한 현상으로 인해 타 사용자와 이웃채널사용자의 간섭전력의 증가로 인해 BER성능 이 저하됨을 볼 수 있었다. 이러한 분석방법은 전력증폭기의 비선형성뿐만 아니라 혼합기나 스위치 등과 같은 다른 비선형 부품의 특성으로 인한 성능분석에도 적용할 수 있을 것으로 생각된다. 또한 서로 다른 시스템상 호간의 이웃채널간섭이나 불요파 방사등의 영향을 분석하는데도 도움이 될 것으로 생각된다.

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A CMOS Stacked-FET Power Amplifier Using PMOS Linearizer with Improved AM-PM

  • Kim, Unha;Woo, Jung-Lin;Park, Sunghwan;Kwon, Youngwoo
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제14권2호
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    • pp.68-73
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    • 2014
  • A linear stacked field-effect transistor (FET) power amplifier (PA) is implemented using a $0.18-{\mu}m$ silicon-on-insulator CMOS process for W-CDMA handset applications. Phase distortion by the nonlinear gate-source capacitance ($C_{gs}$) of the common-source transistor, which is one of the major nonlinear sources for intermodulation distortion, is compensated by employing a PMOS linearizer with improved AM-PM. The linearizer is used at the gate of the driver-stage instead of main-stage transistor, thereby avoiding excessive capacitance loading while compensating the AM-PM distortions of both stages. The fabricated 836.5 MHz linear PA module shows an adjacent channel leakage ratio better than -40 dBc up to the rated linear output power of 27.1 dBm, and power-added efficiency of 45.6% at 27.1 dBm without digital pre-distortion.

비선형 고전력 증폭기를 가진 이종 직교주파수분할다중화 시스템에서 스펙트럼 공유/중복 효과에 대한 연구 (A Study on the Effect of Spectrum Sharing/Overlapping in a Heterogeneous OFDM System with Nonlinear High Power Amplifiers)

  • 이성복;박재현;박재철;강규민
    • 한국통신학회논문지
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    • 제41권12호
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    • pp.1707-1714
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    • 2016
  • 이 논문은 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)기반의 이종 네트워크에서 주파수 공존 방식에 따른 시스템 전체의 전송률을 분석한다. 특히, 시간 축 또는 주파수 축 기준으로 직교한 형태의 공존 방식과 비직교 방식의 공존 방식 간의 성능을 비교하였으며, 비직교 공존 방식에서 이종 네트워크의 주파수 공유 또는 겹침(overlapping)이 전체 전송률에 미치는 영향을 분석하였다. 또한 실제 구현 환경을 고려하기 위해 송신단에 HPA(High Power Amplifier)의 nonlinear effect를 추가하여 이 HPA 파라미터에 따른 성능 분석을 하였으며 이에 따른 최적화된 이종 네트워크의 주파수 공존 전략을 제시하였다.

비선형 인덱싱 함수 Tanh로 구현한 디지털 전치 왜곡을 이용한 RF 전력증폭기의 선형성 향상 (Linearity Enhancement of RF Power Amplifier Using Digital Predistortion with Tanh as a Nonlinear Indexing Function)

  • 성연중;조춘식;이재욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.430-439
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    • 2011
  • 본 논문에서는 900 MHz 대역에서 동작하는 RF 전력증폭기의 선형성 향상을 위한 디지털 전치 왜곡을 구현하였다. 비선형 인덱싱 함수로 tanh를 사용하여 디지털 전치 왜곡을 구현하여, 신호 진폭에 비례하는 인덱싱 함수로 구현하기 이전의 디지털 전치 왜곡과 비교하여 선형성 향상을 검증하였다. 디지털 전치 왜곡은 Look-up Table(LUT) 방식으로 구현하였으며, 시뮬레이션을 위하여 전력증폭기의 모델링은 Saleh 모델을 적용하였고, 실제 측정을 위하여 상용 증폭기를 사용하였다. LUT의 크기는 256개의 Table로 구현하였으며, 추정을 위한 적응형 알고리즘으로는 NLMS(Normalized Least Mean Square) 알고리즘을 사용하였다. 제안한 방법을 사용하여 인접 채널 누설비(ACLR)를 15 dB까지 개선시킬 수 있었다.

회로 특성 파라미터에 근거한 전력 증폭기의 비선형 응답 특성 (Analysis of Power Amplifier Nonlinear Response Based on Practical Circuit Parameters)

  • 박용국;김형석
    • 전기학회논문지
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    • 제61권5호
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    • pp.721-725
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    • 2012
  • In this paper, a novel analysis on the nonlinear response of a power amplifier (PA) with the intermodulation distortion (IMD) asymmetry is proposed based on the mutislice behavioral model. The coefficients of the odd-order and even-order polynomial of that model are represented with the PA practical circuit parameters such as intercept points, gain and amplitudes of excitation inputs. We also develop the analytic expressions to distinguish baseband frequency effect from second harmonic effect on the IMD asymmetry. We also validate the derived analytic expressions through measurements.

비선형 HPA를 가진 M-QAM 시스템에서 비선형 Volterra 등화기의 수렴 속도 향상을 위한 병렬 M-band DWT-LMS 알고리즘 (Parallel M-band DWT-LMS Algorithm to Improve Convergence Speed of Nonlinear Volterra Equalizer in MQAM System with Nonlinear HPA)

  • 최윤석;박형근
    • 한국통신학회논문지
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    • 제32권7C호
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    • pp.627-634
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    • 2007
  • 고효율 변조기법 (16 QAM or 64QAM)이 비선형 고전력 증폭기 (High-Power Amplifier; HPA)를 사용하는 통신시스템에 적용되었을 때 비선형 왜곡에 의해 성능저하가 발생할 수 있다. 이런 비선형 왜곡은 수신부에서 복잡도가 낮은 LMS 알고리즘을 적용한 적응적 비선형 Volterra 등화기를 사용하여 보상할 수 있지만, 매우 느린 수렴 속도를 가지는 단점이 있다. 본 논문에서는 수렴 속도를 향상시키기 위한 병렬 M대역 이산 웨이블릿 변환영역 LMS (Parallel M-band Discrete Wavelet Transform Least Mean Square) 알고리즘을 제안한다. 모의실험을 통하여 제안된 기법이 기존의 시간 영역 LMS 알고리즘과 변환 영역 LMS 알고리즘들에 비해 수렴 속도가 우수함을 보여준다.

공통 게이트 MESFET를 이용한 전치왜곡 선형화기 설계 (Design of Predistortion Linearizer using Common-Gate MESFET)

  • 주성남;박청룡;최조천;최충현;김갑기
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2003년도 추계종합학술대회
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    • pp.53-56
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    • 2003
  • 전력증폭기의 비선형성에 의해 채널간의 상호 변조 왜곡성분이 주로 발생하는 CDMA 시스템에서는 선형 전력증폭기가 요구된다. 본 논문에서는 평형 MESFET 전치왜곡 선형화기가 추가된 형태의 선형전력증폭기를 통한 선형화 방법을 제안하였다. 제안된 선형화기는 한국 PCS주파수 대역에서 G1dB가 12.1dB이고 P1dB가 30dBm인 A급 전력증폭기에 연결하여 시뮬레이션 하였다. 종단전력증폭기에 1850 MHz와 1851.23 MHz의 2-tone 신호를 인가한 결과 3차 혼변조가 약 22dB 개선되었다.

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공통 게이트 MESFET를 이용한 전치왜곡 선형화기 설계에 관한 연구 (A study on the Design of Predistortion Linearizer using Common-Gate MESFET)

  • 김갑기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제7권7호
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    • pp.1369-1373
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    • 2003
  • 전력증폭기의 비선형성에 의해 채널간의 상호 변조 왜곡성분이 주로 발생하는 CDMA 시스템에서는 선형 전력증폭기가 요구된다. 본 논문에서는 평형 MESFET 전치왜곡 선형화기가 추가된 형태의 선형 전력증폭기를 통한 선형화 방법을 제안하였다. 제안된 선형화기는 한국 PCS주파수 대역에서 G1㏈가 12.1㏈이고 P1㏈가 30㏈m인 A급 전력증폭기에 연결하여 시뮬레이션 하였다. 종단전력증폭기에 1850MHz와 1851.23MHz의 2-tone 신호를 인가한 결과 3차 혼변조가 약 22㏈ 개선되었다.

다중밴드 안테나 시스템을 위한 CRLH 전송선로를 이용한 이중대역 Class F 전력증폭기 (Dual-Band Class F Power Amplifier using CRLH-TLs for Multi-Band Antenna System)

  • 김선영;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제45권12호
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    • pp.7-12
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    • 2008
  • 본 논문에서는 다중밴드 안테나 시스템을 위한 고효율 전력증폭기를 제시하였다. 하나의 LDMOSFET으로 이중대역에서 동작하는 class F 전력증폭기를 설계하였다. 전력증폭기의 동작 주파수는 각각 900 MHz와 2.14 GHz이다. 이중대역 동작을 위해 집중 소자로 구현한 Composite Right/Left-Handed(CRLH) 전송선로의 단위 셀을 이용하여 증폭기의 정합단과 고조파 조절 회로를 설계하였다. CRLH 전송선로는 임의로 이중대역 조절이 가능한 메타물질 전송선으로 사용될 수 있다. 증폭기의 정합단에 CRLH 전송선의 주파수 오프셋과 비선형 위상 기울기 특성을 이용하여 임의의 이중대역에서 CRLH 전송선의 동작을 가능하게 하였다. 높은 효율을 얻기 위해 모든 고조파 성분을 조절하는 것은 현실적으로 어려운 일이기 때문에 집중 소자로 구현된 CRLH 전송선을 이용하여 2차와 3차 고조파만을 조절하였다. 또한, 제안된 전력증폭기는 더 높은 효율을 얻기 위하여 출력 정합단 뿐만 아니라 입력 정합단에도 고조파 조절 회로를 사용하여 구현하였다.

IMT-2000 단말기용 InGaP/GaAs HBT MMIC 전력증폭기 설계 및 제작 (Design & Fabrication of an InGaP/GaAs HBT MMIC Power Amplifier for IMT-2000 Handsets)

  • 채규성;김성일;이경호;김창우
    • 한국통신학회논문지
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    • 제28권11A호
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    • pp.902-911
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    • 2003
  • 에미터 면적이 2.0${\times}$20 $\mu\textrm{m}$$^2$인 단위 InGaP/GaAs HBT power cell을 이용하여 IMT-2000 단말기용 MMIC 2단 전력 증폭기를 설계 및 제작하였다. 온도 변화에 따른 전력증폭기의 RF 특성 변화를 보상시킬 수 있으며, 외부 조절 전압으로 대기전류를 줄일 수 있는 능동 바이어스 회로를 채택하였다. HBT의 실측정 S 파라미터와의 fitting을 통하여 비선형 등가 회로 파라미터를 추출하였고, load-pull 시뮬레이션으로 최대 출력 정합 임피던스를 결정하였다. 제작 및 측정 결과, MMIC 2단 전력증폭기는 on-wafer 측정에서 23 ㏈의 전력 이득과 28.4 ㏈m의 출력 전력( $P_{1-}$㏈/) 및 31%의 전력 부가 효율을 얻었으며, FR-4 기판상에 off-chip 출력정합회로를 구현한 COB 측정에서 22.3 ㏈의 전력이득과 26 ㏈m의 출력전력 및 28%의 전력부가효율을 얻었으며, -40 ㏈c의 ACPR 특성을 얻었다..