• 한국ITS학회 논문지
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• 제9권2호
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• pp.51-59
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• 2010

본 논문에서는 입력신호의 Peak to Average Power Ratio (PAR) 에 따라 원하는 출력전력 백-오프 (Output Power Back-Off, OPBO) 구간에서 최적의 효율특성을 가지는 반전 타입의 비대칭 도허티 전력증폭기의 설계 방법을 제안하였다. 원하는 OPBO 구간에서 비대칭 도허티 전력증폭기의 최적 효율특성을 얻기 위해 주 증폭기와 피킹 증폭기의 피크 전력비를 결정하였고 피크 전력비에 따른 $90^{\circ}$ 임피던스 변환기의 정확한 임피던스 값을 도출 하였다. 또한 비대칭 도허티 전력증폭기 설계시 최적의 성능을 얻기 위해 오프셋 라인의 길이와 전력 분배비를 계산하였다. 측정결과, 비대칭 도허티 전력증폭기는 CDMA 2000 1x 3-FA 테스트 신호에 대해서 평균 출력 전력 48.7 dBm에서 40%의 전력 효율과 -35 dBc의 인접 채널전력비를 얻었다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제9권2호
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• pp.422-427
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• 2005

본 논문에서는 무선 네트워크 장비에도 적용 가능한 WCDMA 중계기용 전력증폭기의 선형성 및 효율을 향상시키기 위한 도허티증폭기를 구현하였다. 입력 전력의 변화에 따라 고효율 전력증폭기를 구현하고자 능동 로드풀을 이용한 도허티 기술을 이용하고 기존의 증폭기의 낮은 효율 구간에서도 우수한 선형성과 고효율을 유지하도록 설계하였다. WCDMA 주파수 대역인 2.11$\~$2.17 CHz에서 CW 1-tone 실험 결과 치대 출력 전력 52.3 dBm에서 6dBm 백 오프 지점부터 50$\%$의 전력 부가 효율을 갖게 하여 기존의 AB급에 비해 13.3$\%$ 이상의 높은 효율을 가졌다. 또한 게이트 바이어스 조절을 통하여 선형성 개선의 최적 바이어스 점을 찾은 후 도허티증폭기에서는 4dB 이상의 IMD3가 개선됨을 알 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권2호
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• pp.124-128
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• 2006

본 논문에서는 CMRC(Compact Microstrip Resonants Cell)를 이용한 직렬 구조의 3-Way 도허티 증폭기를 연구하였다. CMRC는 선형성과 효율의 개선뿐만 아니라 기존의 선형성 개선 방법보다 간단하며 크기가 작고 가격이 저렴하다는 장점이 있다. 또한 기존의 병렬 구조의 3-way 도허티 증폭기가 아닌 하나의 디바이더만을 사용하는 직렬 구조의 3-Way 도허티 증폭기를 통해 그 크기를 줄일 수 있었다. 그 결과 CMRC를 사용한 제안된 3-Way 도허티 증폭기는 IMD3를 약 4.5 dB, PAE는 약 $9.2\%$ 개선시킬 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.815-824
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• 2005

본 논문에서 우리는 새로운 방식의 IMT-2000 대역 DGS(Defected Ground Structure) 도허 티 증폭기를 제안하였다. 근본적으로 도허티 증폭기의 능동 로드-풀 회로 해석 기법은 이상적인 고조파 단락 상태를 가정한다. 그러나 기존의 논문에서는 대부분 이러한 이상적인 고조파 단락을 간과하고 있었다. 우리는 도허티 주 증폭기의 부하 변조 동작에 필수적인 출력단의 임피던스 변환 전송 선로와 보조 증폭기의 출력 임피던스 보정을 위한 오프셋 전송 선로에 DGS를 적용함으로써 이러한 가정을 만족시킴과 동시에 이득, 효율 그리고 최대 출력 전력을 개선하였으며, 선형성 개선과 상당한 크기 감소 효과도 얻을 수 있었다. 제안된 DGS 도허티 증폭기의 2차, 3차 고조파는 비교 대상으로 제작된 일반적인 도허티 증폭기에 비해 각각 44.92 dB, 23.77 dB 이상 차단되었다. 그 결과로서 얻어진 DGS 도허티 증폭기의 P1 dB는 0.42 dB 증가하였고 드레인 효율은 최대 $13.4\%,$ 이득은 0.33 dB 증가하였으며, WCDMA 1 FA 신호에 대한 ACPR 특성이 최대 5.4 dEc 개선되었다. 게다가 주 증폭기와 보조 증폭기 경로에서 각각 $90^{\circ}$ 전기각에 해당하는 길이를 줄일 수 있어 전체 회로의 크기를 상당히 줄일 수 있었다.

• 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.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.141-142
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• 2006

본 논문에서는 단일 FET를 이용하여 900MHz/2.14GHz 이중 대역 고효율 도허티 전력증폭기 설계 구현을 하였다. 이중대역 도허티 전격증폭기의 출력전력은 900MHz 에서 35.91dBm, 2.14GHz에서 35.91 dBm의 출력을 얻었으며, 전력부가효율은 900MHz에서 40.32%, 2.14GHz에서는 40.47%의 효율을 획득 하였다. 또한 본 논문에서 단 하나의 능등소자를 이용하여 최대한의 출력전력을 얻기 위하여 최대 전력정합법을 사용하였으며 그 결과 이중대역 전력증폭기를 구현할 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권1호
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• pp.115-119
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• 2008

본 논문에서는 도허티 전력증폭기의 출력 정합단에 새로운 광전자밴드갭(PBG) 구조를 적용하여 높은 효율을 유지하면서 선형성을 개선시키도록 하였다. 제안된 나선형 PBG 구조는 비평면 제조 공정을 요구하지 않는 유전체 판 위에 패턴을 뜬 2차원의 규칙적인 격자이다. 실험결과를 통해서 보면, 이 구조는 접지 평면에 세 개의 셀을 식각시킨 기본적인 PBG 구조보다 더 넓은 저지대역과 더 높은 저지 특성을 갖는다. 또한 더욱 가파른 스커트 특성을 갖는다. 이 새로운 PBG 구조는 선형성 개선을 위하여 도허티 전력증폭기에 적용되어 질 수 있다. 나선형 PBG 구조를 적용한 도허티 전력증폭기의 3차 혼변조 왜곡(IMD3)은 코드분할 다중접속(CDMA) 응용에서 -33dBc이다. 제안된 PBG 구조가 없는 도허티 전력증폭기와 비교했을 때, PAE는 유지하면서 IMD3은 -8dBc 개선되었다. 더욱이 나선형 PBG 구조는 기본적인 PBG 구조보다 물리적인 크기가 줄어서 전력증폭기의 전체 크기를 줄일 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제20권8호
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• pp.813-822
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• 2009

본 논문에서는 1:2:2의 비대칭 3-stage 도허티 전력 증폭기의 동작을 살펴보고, Freescale사의 4 W, 10 W LDMOSFET을 이용하여 1 GHz에서 구현하였다. 두 번의 최대 효율 특성을 갖는 N-way 도허티 전력 증폭기와 비교 하였을 때, 비대칭 3-stage 도허티 전력 증폭기는 세 번의 최대 효율 특성을 갖도록 함으로써 백 오프된 출력 전력영역에서의 심각한 효율 저하를 극복할 수 있고, 주어진 변조 신호에서의 평균 효율을 최대화 할 수 있다. 효율 특성을 더욱 최적화하기 위해, 역 F급 전력 증폭기를 캐리어 및 피킹 전력 증폭기로 설계하였다. 또한, 적절한 로드모듈레이션 동작을 이끌어내기 위해, 포락선 추적 방법에 근거한 적응 게이트 바이어스 조절 신호를 두 개의 피킹 전력 증폭기에 인가하였다. 8.5 dB의 PAPR을 갖는 802.16e Mobile WiMAX 신호에 대해 제안된 비대칭 도허티 전력 증폭기는 36.85 dBm에서 55.46 %의 높은 효율 특성을 얻었고, -37.23 dB의 우수한 RCE 특성을 유지하였다. 본 논문에서는 처음으로 포화 증폭기와 적응 게이트 바이어스 조절 신호를 비대칭 3-stage 도허티 전력 증폭기에 적용하였으며, 이를 통해 기지국용 고효율 전력 송신기의 설계가 구현 가능함을 성공적으로 검증하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제9권5호
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• pp.72-79
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• 2010

본 논문은 GaN HEMT (Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor)를 이용하여 Class-E 스위칭 모드를 적용한 S-대역 레이더용 고효율 스위칭 도허티 전력증폭기를 설계 및 제작하였다. 제안된 도허티 전력증폭기는 캐리어 증폭기와 피킹 증폭기가 고효율 특성을 갖는 Class-E 스위칭 모드로 구성되었다. 측정을 위한 입력 RF 신호는 $100\;{\mu}s$의 펄스폭과 1 kHz의 PRF (Pulse Repetition Frequency)인 duty 10%인 펄스 신호를 사용하였다. 2.85 GHz의 주파수 대역에서 스위칭 도허티 전력증폭기 측정결과 포화전력에서 6 dB 떨어진 지점의 전력부가 효율 (power-added efficiency, PAE) 및 드레인 효율 (drain efficiency)은 각각 64%와 80.6%로 측정되었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제16권11호
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• pp.1059-1066
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• 2005

본 논문은 피드포워드 전력 증폭기의 효율 개선을 위한 도허티 증폭기의 적용에 관한 연구이다. 성능 분석을 위하여 중심 주파수 2.14 GHz의 WCDMA 4FA신호를 인가하여 평균 출력 전력 15 W에서 측정하였다. 적용한 도허티 증폭기는 동급 class AB 증폭기와 비교하여 고효율 저선형성의 특성을 나타내며 효율 개선을 위하여 피드포워드 전력 증폭기(FPA)의 주 증폭기로 사용되었다. 특성 변화를 분석하기 위해 선형성과 효율 특성이 다른 2가지 종류의 도허티 증폭기를 적용하였으며 각각의 FPA들은 평균 출력 15 W에서 효율은 $2\%$ 이상의 개선을 보였지만 선형성은 1.5 dBc 이상 저하되는 특성을 나타냈다. 저하된 선형성을 개선하기 위하여 부가적으로 오차 루프의 결합 계수(CF)와 오차 증폭기의 용량을 변화시켰다. CF와 오차 증폭기의 용량 변화로 효율 개선과 높은 선형성을 얻을 수 있었고 도허티 증폭기가 35 dBc 이상의 선형성을 유지하면 부가적인 변화 없이 평균 출력 전력 15 W에서 $2\%$ 이상의 효율 개선과 충분한 선형성을 얻을 수 있다.