The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science (한국전자파학회논문지)

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Design and Fabrication of C-Band GaN Based on Solid State High Power Amplifier Unit for a Radar System

레이다용 C-대역 GaN 기반 고출력전력증폭장치 설계 및 제작

  • 정형진 (LIG넥스원 레이다연구소) ;
  • 박지웅 (LIG넥스원 레이다연구소) ;
  • 진형석 (LIG넥스원 레이다연구소) ;
  • 임재환 (LIG넥스원 레이다연구소) ;
  • 박세준 (LIG넥스원 레이다연구소) ;
  • 강민우 (LIG넥스원 레이다연구소) ;
  • 강현철 (알에프에이치아이씨)
  • Received : 2017.07.18
  • Accepted : 2017.09.18
  • Published : 2017.09.30
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Abstract

In this paper, it is presented the result of design and fabrication for C-band solid state high power amplifier unit and components using in search radar. The solid state power amplifier(SSPA) assembly was fabricated using GaN(Gallium Nitride), which is semiconductor device, and the transmit signal output power of the solid state high power amplifier unit is generated by combining the transmit signal power of the solid state power amplifier configured in parallel through a design and fabricated waveguide type transmit signal combine assembler. Designed solid state high power amplifier unit demonstrated C-band 500 MHz bandwidth, maximum 10.5% duty cycle, transmit pulse width from $0.0{\mu}s{\sim}000{\mu}s$, and transmit signal power is 44.98 kW(76.53 dBm).

본 논문에서는 탐색 레이다에서 사용되는 C-대역의 고출력전력증폭장치 및 구성품의 설계, 제작과 측정에 대하여 기술하였다. 반도체 소자인 GaN(질화갈륨)을 적용하여 반도체전력증폭조립체를 설계 및 제작하였고, 설계 제작된 도파관 형태의 송신신호결합조립체를 통해 병렬로 구성된 반도체전력증폭조립체의 송신신호 출력을 결합하여 고출력 송신신호 출력을 발생한다. 제작된 고출력전력증폭장치는 C-대역 500 MHz 대역폭, 최대 10.5 % 듀티, 송신펄스폭 $0.0{\sim}000{\mu}s$에서 송신출력 44.98 kW(76.53 dBm) 이상이다.

Keywords

References

  1. A. Mizuhara, "Bandwidth and group delay extension for an X-band 250 kW C W klystron for JPL/NASA deep space radar", IEEE International Vacuum Elecronics Conf., pp. 77-88, Apr. 2004.
  2. R. Dionisio, G. Andriolo, "High power X-band helix TWT for airbone radar applications", IEEE International Vacuum Electronics Conf., pp. 357-358, Apr. 2002.
  3. Michael Hanczor, Mahesh Kumar, "12-kW S-band solid-state transmitter for modern radar system", IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, vol. 41, no. 12, pp. 2237-2242, 1993. https://doi.org/10.1109/22.260712
  4. A. R. Barnes, M. T. Moore, M. B. Allenson, and R. G. Davis, "A compact 6 to 18 GHz power amplifier module with 10 W output power", 1999 IEEE MTTS International Microwave Symposium Digest, Anaheim, USA, vol. 3, pp. 959-962, Jun. 1999.
  5. 김민수, 이춘성, 이상록, 이영철, "X-대역 펄스압축 solid state radar를 위한 200W SSPA 개발", 대한전자공학회논문지, 46(12), pp.22-29, 2009년 12월.
  6. U. K. Mishra, P. Parikh, and Wu Yi-Feng, "AlGaN/GaN HEMTs-an overview of device operation applications", Proc. of IEEE, vol. 90. no. 6, pp. 1022-1031, Jun. 2002. https://doi.org/10.1109/JPROC.2002.1021567
  7. 이정원, 임재환, 강명일, 한재섭, 김종필, 이수호, "레이더용 S대역 GaN 반도체 전력 증폭 장치 설계 및 제작", 한국전자파학회논문지, 22(12), pp.1139-1147, 2011년 12월. https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2011.22.12.1139
  8. K. H. Kim, Y. R. Lee, and J. H. Joo, "1.5 kW S-band solid-state pulsed power amplifier with digitally controlled automatic gain equalizer circuit", Proceedings of Asia-Pacific Microwave Conference, 2006.
  9. 허전, 진형석, 장호기, 김보균, 조숙희, "선박 레이더용 X-대역 300 W급 GaN HEMT 반도체 전력 증폭 장치 설계 및 제작", 한국전자파학회논문지, 23(11), pp. 1239-1247, 2012년 11월. https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2012.23.11.1239
  10. 임재환, 진형석, 유성현, 박종선, 김태훈, 임덕희, "레이더용 X대역GaN 반도체 송수신기설계 및 제작", 한국전자파학회논문지 25(2), pp.172-182, 2014년 2월. https://doi.org/10.5515/KJKIEES.2014.25.2.172