• 한국전자파학회논문지
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• 제28권4호
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• pp.286-297
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• 2017

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.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권1호
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• pp.77-83
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• 2011

본 논문에서는 차세대 무선통신 중계기 및 기지국용 50W급 Doherty 전력증폭기를 설계 및 제작하였다. Doherty 전력증폭기의 보조증폭기를 구현하기 위하여 Gate 바이어스 조절회로를 사용하였다. Gate 바이어스 조절회로는 보조증폭기를 구현할 수 있으나 Doherty 전력증폭기의 출력특성을 개선하기에는 제한된 특성을 가졌다. 이를 해결하고자 Drain 바이어스 조절회로를 첨가였다. 그리고 Doherty 전력증폭기의 효율을 개선하고자 일반적인 2-way 구조가 아닌 3-way 구조를 적용하여 3-way GDCD(Gate and Drain Control Doherty) 전력증폭기를 구현하였다. 비유전율(${\varepsilon}r$) 4.6, 유전체 높이(H) 30 Mill, 동판두께(T) 2.68 Mill(2 oz)인 FR4 유전체를 사용하여 마이크로스트립 선로와 칩 캐패시터로 정합회로를 구성하였다. 실험결과 3GPP 동작 주파수 대역인 2.11GHz ~ 2.17GHz에서 이득이 57.03 dB이고, PEP 출력이 50.30 dBm, W-CDMA 평균전력 47.01 dBm, 5MHz offset 주파수대역에서 -40.45 dBc의 ACLR로써 증폭기의 사양을 만족하였다. 특히 3-way GDCD 전력증폭기인 일반전력증폭기에 비해 동일 ACLR에 대하여 우수한 효율 개선성능을 보였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권5호
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• pp.128-136
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• 2006

본 논문에서는 3GPP 중계기 및 기지국용 50W급 Doherty 전력증폭기를 설계 및 제작하였다. 이상적인 Doherty 전력증폭기는 효율개선과 고출력 특성이 뛰어나지만 이를 구현하기 위해서는 바이어스 조절이 어렵다. 이를 해결하고자 기존의 Gate 바이어스 조절회로를 가진 Doherty(GDCHD) 전력증폭기에 Drain 바이어스 조절회로를 첨가한 GDCHD(Gate and Drain Control Hybrid Doherty) 전력증폭기를 구현하였다. 실험결과 3GPP 동작주파수 대역인 $2.11{\sim}2.17\;GHz$에서 이득이 57.03 dB이고, PEP 출력이 50.30 dBm, W-CDMA 평균전력 47.01 dBm, 5MHz offset 주파수대역에서 -40.45 dBc의 ACLR 특성을 가졌으며, 각각의 파라미터는 설계하고자 하는 증폭기의 사양을 만족하였다. 특히 GDCHD 전력증폭기는 일반적인 Doherty 전력증폭기에 비해 ACLR에 따른 효율 개선성능이 우수하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제8권2호
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• pp.75-82
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• 2009

본 논문에서는 Doherty 전력 증폭기의 선형성을 증가시키는 mechanism을 이용하여 선형성을 증가시키고, 선형성 개선으로 인한 효율 감소를 보상할 수 있는 방법을 제안하였다. 또한 이를 검증하기 위하여 제안된 방법으로 20W급 전력 증폭기를 설계 및 제작하였다. 제작된 class-F를 이용한 3-way 증폭기는 2-way 증폭기보다 선형성이 약 10dBc개선되었으며, 효율은 1.5% 가량 개선되었다. 또한 3-way 증폭기와 비교하였을 때, 선형 특성은 비슷하였으나, 효율 특성은 약 3.5% 개선되었다. 본 논문에서 제안한 F급 바이어스를 이용한 3-way Doherty 전력 증폭기는 선형성 및 효율 향상에 적합함을 확인할 수 있으며, 향후 다양한 무선 통신 시스템의 전력 증폭기에 적용되리라 기대한다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권3호
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• pp.1-8
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• 2005

본 논문에서는 3GPP 중계기 및 기지국용 60W급 Doherty 전력증폭기를 설계 및 제작하였다. Doherty 전력증폭기는 효율개선과 고출력 특성이 뛰어나지만 보조증폭기의 구현이 어렵다. 이를 해결하고자 일반적인 Doherty 전력증폭기에 보조증폭기의 Gate 바이어스 조절회로를 첨가한 GCHD(Gate Control Hybrid Doherty) 전력증폭기를 구현하였다. 실험결과 3GPP 동작주파수 대역인 $2.11\~2.17GHz$에서 이득이 62.55 dB이고, PEP 출력이 50.76 dBm, W-CDMA 평균전력 47.81 dBm, 5MHz offset 주파수대역에서 -40.05 dBc의 ACLR 특성을 가졌으며, 각각의 파라미터는 설계하고자 하는 증폭기의 사양을 만족하였다. 특히 GCHD 전력증폭기는 일반전력증폭기에 비해 ACLR에 따른 효율 개선성능이 우수하였다.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제55권2호
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• pp.68-71
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• 2006

A class-E power amplifier is designed using 0.25$\mu$m standard CNMOS technology at 900MHz and the reliability characteristics are studied with the load network. The reliability characteristics is improved when a finite DC-feed inductor is used instead of RF choke. At the one you halt, the PAE(Power Added Efficiency) decreases from 58.0$\%$ to 35.7$\%$ and output power decreases from 120mW to 74mW in power amplifier using RF choke. However, when a finite DC-feed inductor is used with load the PAE decreases from 58.5$\%$ to 54.8$\%$ and output power decreases from 121mW to 112mW. From the simulated results, the class-E power amplifier with a finite DC-feed inductor shows superior reliability characteristics compared to rower amplifier using RF choke inductor.

• JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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• 제16권3호
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• pp.339-345
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• 2016

This paper presents a two-stage power amplifier MMIC using a $0.4{\mu}m$ GaN-HEMT process. The two-stage structure provides high gain and compact circuit size using an integrated inter-stage matching network. The size and loss of the inter-stage matching network can be reduced by including bond wires as part of the matching network. The two-stage power amplifier MMIC was fabricated with a chip size of $2.0{\times}1.9mm^2$ and was mounted on a $4{\times}4$ QFN carrier for evaluation. Using a downlink LTE signal with a PAPR of 6.5 dB and a channel bandwidth of 10 MHz for the 2.6 GHz band, the power amplifier MMIC exhibited a gain of 30 dB, a drain efficiency of 32%, and an ACLR of -31.4 dBc at an average output power of 36 dBm. Using two power amplifier MMICs for the carrier and peaking amplifiers, a Doherty power amplifier was designed and implemented. At a 6 dB back-off output power level of 39 dBm, a gain of 24.7 dB and a drain efficiency of 43.5% were achieved.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.807-813
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• 2008

본 논문에서는 선형성 증가를 위해 도허티 증폭기의 게이트 바이어스를 조정하는 방식을 제시하였다. 도허티 증폭기의 선형성 향상은 출력 결합 지점에서의 고조파 상쇄를 통해 이루어진다. 하지만 고조파의 상쇄는 그 크기와 위상이 출력 지점에서 같은 크기와 서로 다른 위상을 가지고 있어야 이루어질 수 있는데, 넓은 출력 전력 범위에서 위와 같은 조건을 만족시키는 것은 쉽지 않다. 선형성 증가를 위해 도허티 증폭기의 캐리어 증폭기와 피킹 증폭기의 선형성 특성을 입력 전력과 각 증폭기의 게이트 바이어스를 조정함으로써 살펴보았다. 살펴본 특성을 기본으로 하여 고조파 상쇄 전력 범위를 증가시키기 위해, 각 전력 레벨에 맞는 게이트 바이어스를 증폭기에 인가하였다. 게이트 바이어스 제어를 통한 선형성 향상을 알아보기 위해, 2.345 GHz에서 Eudyna사의 10-W PEP GaN HEMT EGN010MK 소자를 이용하여 도허티 전력 증폭기를 설계하였고, $P_{1dB}$로부터 10 dB back-off 지점인 33 dBm에서 고효율과 고선형성을 위해 최적화 되었다. WCDMA 1-FA 신호에 대해 제안된 게이트 바이어스 컨트롤 된 도허티 증폭기는 2.8 dB의 선형성 개선을 확인할 수 있었으며, 26 %의 PAE를 확인할 수 있었다. 또한, 802.16-2004 신호에 대해 RCE가 2 dB 증가됨을 확인할 수 있었다.

• 한국신뢰성학회지:신뢰성응용연구
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• 제14권2호
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• pp.97-102
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• 2014

Radar is an object-detection system that uses radio waves to determine the range, altitude, direction, or speed of objects. High power amplifier Module is the most critical part of the high-power radar transmitter systems. It can be used to detect aircraft, ships, spacecraft, guided missiles, motor vehicles, weather formations, and terrain. Research related to radar has been conducted in various fields according to improvement of the communication technology. But only performance-originated technology development has been dashed; study concerning environment duality and safety concerning reliability are still insufficient. In general, radar module is exposed to the outside, on the means of moving or fixed in a certain place. It should be guaranteed sufficient immunity for a variety of environmental stresses that can occur in the outdoor. HALT is a great process used for quickly finding failure mechanisms in a hardware design and product. By applying various kinds and extreme level of stresses, we can find the operating limits of products. In thesis, we conducted HALT test of the high power amplifier modules which used in military and automotive radar. After the test, we analyzed environmental weaknesses of high power amplifier modules using conventional construction data.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제30권8호
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• pp.901-906
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• 2006

In this paper, the power amplifier using active bias circuits for LDMOS(Lateral Diffused Metal Oxide Semiconductor) MRF-21180 is designed and fabricated. According to change the temperature, the gate voltage of LDMOS is controlled by the fabricated active bias circuits which is made of PNP transistor to suppress drain current. The driving amplifier using MRF-21125 and MRF-21060 is made to drive the LDMOS MRF-21180 power amplifier. The variation of current consumption in the fabricated 60 watt power amplifier has an excellent characteristics of less than 0.1 A, whereas a passive biasing circuit dissipates more than 0.5 A. The implemented power amplifier has the gain over 9 dB, the gain flatness of less than $\pm$0.1 dB and input and output return loss of less than -6 dB over the frequency range 2.11 $\sim$ 2.17 GHz. The DC operation point of this power amplifier at temperature variation 0 $^{\circ}C$ to 60 $^{\circ}C$ is fixed by active bias circuit.