• 제목/요약/키워드: 선형 전력증폭기

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1.9 GHz대 AlGaAs/GaAs HBT MMIC 전력증폭기 설계 (Design of a 1.9-GHz Band AlGaAs/GaAs HBT MMIC Power Amplifier)

  • 채규성;김성일;민병규;박성호;이경호
    • 한국전자파학회:학술대회논문집
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    • 한국전자파학회 2000년도 종합학술발표회 논문집 Vol.10 No.1
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    • pp.220-224
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    • 2000
  • AlGaAs/GaAs HBT를 이용하여 1.9 GHz 대역 2단 MMIC 전력증폭기를 설계하였다. HBT의 실측 S 파라미터를 이용하여 정합회로를 설계하였으며, 목적에 따라 적절한 형태의 출력 정합 회로를 하이브리드 형태로 칩 외부에 부가할 수 있도록 설계하였다. HBT의 실측정 S 파라미터의 fitting을 통하여 비선형 등가모델을 추출하였고, load-pull 시뮬레이션으로 최대 출력 정합 임피던스를 결정하였다. 시뮬레이션 결과, 29 dBm의 출력 전력, 40 %의 전력 부가 효율, 그리고 16 dB의 전력 이득을 얻었다.

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적응형 바이어스 조절 회로와 2차 고조파 종단 회로를 이용한 고선형성 고효율 DMB CMOS 전력증폭기 (A Highly Linear and Efficient DMB CMOS Power Amplifier with Adaptive Bias Control and 2nd Harmonic Termination circuit)

  • 최재원;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제44권1호
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    • pp.32-37
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    • 2007
  • 고효율과 고선형성을 갖는 DMB CMOS 전력증폭기가 제안되어 있다. 이 논문에서는 0.13-um 표준 CMOS 공정이 적용되어졌고 제안된 전력증폭기의 모든 구성 소자는 출력 정합 회로망과 적응형 바이어스 조절 회로를 포함하여 하나의 칩속에 완전히 집적되어졌다. 효율과 선형성을 동시에 개선시키기 위하여 적응형 바이어스 조절 회로가 드레인 노드에 위치한 2차 고조파 종단 회로와 함께 적용되어졌다. 전력증폭기는 각각 16.64 dBm의 $P_{1dB}$, 38.31 %의 효율 (PAE), 그리고 24.64 dB의 출력 이득을 보였다. 3차 혼변조왜곡 (IMD3)과 5차 혼변조왜곡 (IMD5)은 각각 -24.122 dBc, -37.156 dBc 이다.

비대칭 차동 인덕터를 이용한 2.4-GHz 선형 CMOS 전력 증폭기 (Differential 2.4-GHz CMOS Power Amplifier Using an Asymmetric Differential Inductor to Improve Linearity)

  • 장성진;이창현;박창근
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제23권6호
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    • pp.726-732
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    • 2019
  • 본 연구에서는 차동 구조의 고주파 증폭기를 위한 비대칭 차동 인덕터를 제안하였다. 제안 된 비대칭 차동 인덕터는 증폭기 내 차동 신호 간 위상 오차를 완화하기 위한 것으로서, 차동 인덕터에 형성되는 Center-tap의 위치를 조정하여, 전력 증폭기를 구성하는 구동 증폭기의 차동 신호에서 바라보이는 임피던스가 동일하게 형성 되도록 하였다. 이를 통하여 기존 차동 인덕터를 사용하는 경우 대비 AM-to-AM 및 AM-to-PM 왜곡이 완화됨을 확인 하였다. 제안하는 비대칭 차동 인덕터의 효용성을 확인하기 위하여 180-nm RFCMOS 공정을 이용하여 2.4-GHz CMOS 전력 증폭기를 설계하였으며, EVM 5% 기준 20 dB의 전력 이득과 17 dBm의 최대 선형 출력 전력을 얻었다.

고효율 전력증폭기 설계를 위한 가변 바이어스 기법 (Variable Bias Techniques for High Efficiency Power Amplifier Design)

  • 이영민;김경민;구경헌
    • 한국항행학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.358-364
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    • 2009
  • 본 논문에서는 설계된 전력증폭기에서 가변 바이어스 기법을 이용하면 전력부가효율을 증가시킬 수 있다는 것을 보였다. 서로 다른 출력전력을 갖는 이중 모우드에서 높은 효율을 얻기 위하여 가변 바이어스 기법을 이용하고 바이어스 변화에 따른 영향을 시뮬레이션 하였다. 게이트 전압을 고정하고 드레인 바이어스를 시뮬레이션으로 최적값을 구하여 이를 변화하여 전력증폭기의 효율을 향상시킬 수 있었다. 또한 전력증폭기의 비선형 특성을 분석하고 디지털 사전왜곡 기법을 이용하여 이중 대역 증폭기의 송신기의 ACPR 특성을 최대 10dB 개선되었다.

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MIMO 송신기에서 결합한 되먹임 신호에 기반한 디지털 전치왜곡 기법 (Digital Predistortion Technique for MIMO Transmitters)

  • 정의림
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37C권12호
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    • pp.1289-1295
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    • 2012
  • 본고에서는 MIMO 송신기에서 비선형 전력증폭기를 선형화하기 위한 디지털 전치왜곡 기법을 제안한다. 기존의 시스템에서는 각 전력증폭기에 한 개씩 되먹임 회로가 필요한 반면 본고에서 제안하는 전치왜곡 시스템은 전력증폭기 출력 신호를 모두 결합하여 한 개의 되먹임 회로만 가지는 특징이 있다. 따라서 기존 시스템에 비해 훨씬 간단한 구조를 가진다. 이러한 구조를 바탕으로 결합된 피드백 신호로부터 각 전력증폭기를 선형화하는 전치왜곡 알고리즘을 제안한다. 모의실험 결과에 의하면 제안된 방식은 각 전력증폭기에 하나씩 되먹임 회로를 구성한 기존 방식과 거의 동일한 선형화 특성을 보임을 확인하였다.

Composite Right/Left-Handed Transmission Lines 결합기를 이용하여 선형성과 효율을 향상한 outphasing E급 전력 증폭기 (Linearity and Efficiency Improved outphasing Class-E Power Amplifier Using Composite Right/Left-Handed Transmission Lines Combiner)

  • 은상기;조춘식;이재욱;김재흥
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제19권12호
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    • pp.1313-1321
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    • 2008
  • Composite right/left-handed transmission lines(CRLH-TL) 결합기를 이용한 outphasing E급 전력 증폭기를 2.4 GHz 대역에서 동작하도록 설계하였다. CRLH 전송 선로가 포함된 전력 결합기는 2차와 3차 고조파를 억제하여 선형성을 향상시켰다. 또한, 기존의 outphasing 전력 증폭기가 갖고 있던 출력 손실 문제를 해결하여 PAE 측면에서도 이점을 얻었다. 본 연구에서는 14 dBm의 전력이 인가되었을 때 31.8 dBm의 최대 출력 전압을 측정하였으며, 이 때 PAE는 약 50 %로 확인되었다. 선형성 향상을 확인하기 위한 IMD3 측정에서는 일반적인 기존의 ${\lambda}/4$ 전송 선로를 사용하는 outphasing 전력증폭기를 사용하였을 때보다 약 5 dB 정도의 향상을 확인할 수 있었다.

CMRC(Compact Microwave Resonance Circuit) 구조를 적용한 고효율, 고선형성 Class-F 전력증폭기 (A Highly Efficiency, Highly linearity Class-F Power Amplifier Using CMRC Structure)

  • 이종민;서철헌
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제44권7호통권361호
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    • pp.12-16
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    • 2007
  • 본 논문은 일반적으로 고효율 특성을 가지고 있는 class-F 전력 증폭기의 출력 단에서 기생되는 2차 고조파 성분을 제거함으로 3차 IMD (Intermodulation distortion) 특성을 개선하였다. class-F 전력 증폭기의 경우 과부동 특성으로 인해 고효율을 얻을 수 있으나 선형성 측면에서는 많은 단점을 가지고 있다. 따라서 본 논문은 특별한 선형화 기술을 적용하지 않고 CMRC 구조를 적용하여 2차 고조파를 제거하여 선형성을 나타내는 U 특성을 개선하였다. CMRC 구조의 경우 광대역 저지대역 특성을 가지고 있으며 PBG 구조 보다 작은 크기로 더 좋은 특성을 얻을 수 있다.

HPA의 비선형 위상 왜곡을 고려한 타입기반 군 지연 등화기 (Type-Based Group Delay Equalizer Considering the Nonlinear Phase Distortion of HPA)

  • 김용국;조병각;백광훈;유흥균
    • 한국통신학회논문지
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    • 제37A권10호
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    • pp.895-902
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    • 2012
  • 본 논문에서는 비선형 전력증폭기(PA:power amplifier)의 AM/PM 비선형 왜곡특성을 포함하는 군 지연을 보상하는 새로운 등화기를 제안한다. 군 지연 특성은 각 주파수 성분에 따라 서로 다르게 나타나는 상수가 아닌 비선형 시간지연이다. 전력증폭기에서 발생되는 AM/PM 특성으로 인한 위상 왜곡 현상은 군 지연을 증가시키는 주요한 요인이다. 이러한 군 지연 왜곡으로 신호 성상도에서 신호는 퍼지면서 회전하게 된다. 위와 같은 문제점을 고려하여 각 주파수 성분에 따라 다르게 나타나는 비선형 시간지연을 정적인 군지연으로 구분하고, PA의 AM/PM 특성인 입력신호 크기에 따라서 위상 천이가 다르게 발생하는 것을 동적인 군 지연으로 구분한다. 정적인 군 지연은 주파수 영역에서 Type-Based 방법으로 위상 왜곡을 추정 및 보상하고 동적인 군 지연은 시간영역에서 위상회전을 보상한다. 제안된 군 지연 보상기법으로 전력증폭기의 AM/PM 특성을 포함한 군 지연 특성을 충분히 보상할 수 있음을 확인하였다.

Affine Projection 알고리즘에 기초하여 구현한 디지털 전치왜곡을 이용한 RF 전력증폭기의 선형성 향상 (Linearity Enhancement of RF Power Amplifier Using Digital Pre-Distortion Based on Affine Projection Algorithm)

  • 성연중;조춘식;이재욱
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.484-490
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    • 2012
  • 본 논문에서는 900 MHz 대역에서 동작하는 RF 전력증폭기의 선형성 향상을 위한 디지털 전치 왜곡을 구현하였다. Affine Projection(AP) 알고리즘에 기초한 디지털 전치 왜곡을 통하여 RF 전력증폭기의 선형성이 향상되는 것을 입증하였으며, 디지털 전치 왜곡은 Look-up Table(LUT) 방식으로 구현하였다. AP 알고리즘에 기초한 DPD 시스템과 Normalized Least Mean Square(NLMS) 알고리즘에 기초한 DPD 시스템의 성능을 비교하여 AP 알고리즘을 사용한 DPD 시스템의 성능 향상을 검증하였다. 실제 측정을 위하여 상용 증폭기를 사용하였으며, 제안한 방법을 사용하여 인접 채널 누설비(ACLR)를 약 21 dB까지 개선시킬 수 있었다.