초록
본 논문에서는 DGS(Defected Ground Structure)에 대한 새로운 등가 회로를 제안하였으며, 이를 IMT-2000용 AB급 대전력 증폭기 설계에 적용하여 증폭기의 성능을 향상시켰다. 새로운 DGS 등가 회로는 병렬의 LC 공진기와 병렬 형태의 캐패시턴스로 구성되어 금속 접지면에 에칭된 결함으로 인한 프린징(fringing) 효과를 반영하도록 하였으며, 전력 증폭기 출 단 정합 회로를 최적화하기 위하여 사용되었다. 이전의 논문에서도 하모닉 성분의 억제와 증폭기의 효율 개선을 위하여 DGS를 사용하였으나 DGS 등가 회로의 해석은 없었으며(1), 본 논문에서는 이를 개선하여 회로 시뮬레이션을 통한 정한 DGS의 등가 회로를 AB급 증폭기의 출력 단 정합회로에 적용함으로써 성능 향상과 함께 증폭기 제작 후에 튜닝이 거의 필요없는 정확한 설계 방법을 제시하였다. 이와 같이 제안된 전력 증폭기의 설계 방법은 정확한 설계 결과를 제공함으로써 최적 부하 조건과 하모닉 성분의 제거 성능을 동시에 만족시킬 수 있었다. 제안된 방법의 효과를 입증하기 위하여 DGS를 적용한 기존의 방법과 새로이 제안된 방법을 사용하여 20W급의 전력 증폭기를 설계 및 제작하였으며, 그 측정 결과를 비교하였다.
In this paper, a new equivalent circuit for a defected ground structure(DGS) is proposed and adapted to design of a power amplifier for performance improvement. The DGS equivalent circuit presented in this paper consists of parallel LC resonator and parallel capacitance to describe the fringing fields due to the etched defects on the metallic ground plane, and also is used to optimize the matching circuit of a power amplifier. A previous research has also used a DGS for harmonic rejection and efficiency improvement of a power amplifier(1), however, there was no exact equivalent circuit analysis. In this paper, we suggest a novel design method and show the performance improvement of a class AB power amplifier by using the equivalent circuit of a DGS applied to output matching circuit. The design method presented in this paper can provide very accurate design results to satisfy the optimum load condition and the desirable harmonic rejection, simultaneously. As a design example, we have designed a 20W power amplifier with and without circuit simulation of DGS, and compared the measurement results.
