• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2015년도 전력전자학술대회 논문집
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• pp.149-150
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• 2015

압전 마이크로머신 초음파 트랜스듀서(Piezoelectric micro-machined ultrasonic transducers)는 DC 바이어스 전압을 인가해야 구동되는 특성을 가지고 있다. 따라서 초음파 트랜스 듀서를 구동하기 위한 전력증폭기는 DC 바이어스 전압이 요구되므로 기존의 전력증폭기에 비해 효율이 매우 낮아지게 된다. 이를 해결하기 위해 본 논문에서는 압전 마이크로머신 초음파 트랜스듀서를 구동하기 위한 고효율 전력증폭기를 제안한다. 전력증폭기는 AMP부와 전원부로 나뉘며, AMP부는 Class B Amp를 사용하여 높은 증폭 선형성을 갖는다. 전원부는 Amp를 구동하기위한 DC-DC converter가 에너지 회수 동작을 하므로 전력증폭기의 효율을 높일 수 있다. 본 연구에서는 압전 마이크로머신 초음파 트랜스듀서를 구동하기 위한 전력증폭기 회로를 제시하고 시뮬레이션과 실험을 통해 동작 특성을 검증한다.

• 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.

• 한국통신학회논문지
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• 제27권10C호
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• pp.993-998
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• 2002

전력증폭기에서는 특유의 비선형 특성에 의해 출력에 왜곡이 발생하므로 이를 보상할 수 있는 방안을 강구하여야 한다. 본 논문에서는 쇼트키 다이오드를 직렬로 삽입한 전력증폭기용 프리디스토터의 특성에 관하여 연구하였다. 이를 통해 쇼트키 다이오드의 비선형 특성을 이용한 프리디스토터를 전력증폭기 전단에 삽입하면 전력증폭기를 선형화 시킬 수 있음을 확인하였다. 즉, 입력 신호 레벨이 낮으면 입력된 신호는 전력증폭기로 그대로 들어가지만 입력 신호레벨이 높으면 프리디스토터에서 감쇄되어 전달된다. 그러므로 전력증폭기는 항상 saturation 영역에서만 동작하게 된다. Serenade 8.0을 이용하여 모의 실험을 통해 약 3% 가량의 효율이 개선됨을 확인할 수 있었다. 또한 500MHz에서 2.2㎓까지의 대역 중 1.8㎓ 대역에서 가장 확실한 비선형특성을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 정보통신설비학회논문지
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• 제2권4호
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• pp.42-51
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• 2003

본 논문에서는 무선 LAM 시스템에서 전력증폭기의 위상왜곡에 따른 출력 스펙트럼의 관계에 대해 분석하고자 하였으며, 이를 위해 전력증폭기의 ACPR. 특성과 OFDM방식의 고려사항을 고찰하였다. 또한, OFDM 변조방식과 전력증폭기의 비선형성과의 관계를 알기위해 최대. 54Mbps의 전송속도를 갖는 IEEE 802.11a 규격의 OFDM 변조부와 송신부를 시뮬레이션하였다. 전력증폭기의 비선형 특성은 AM-to-AM과 AM-to-PM으로 모델링 하였으며, 구성된 입력 신호원을 전력증폭기에 인가하여 위상왜곡에 따른 출력 스펙트럼 특성을 분석하였다. 출력 스펙트럼 분석결과 위상왜곡이 증가할수록 전력 증폭기의 AM-to-PM 특성이 $5^{\circ}$일 때 P1dB에서의 출력 스펙트럼은 요구 스펙트럼을 만족하였지만, $10^{\circ}$에서부터 $20^{\circ}$까지의 위상왜곡에서는 요구 스펙트럼을 만족하지 못함을 확인할 수 있었다. 또한, 전력증폭기의 비선형 특성으로 인해 생성되는 주파수 재성장으로 인한 전력증폭기의 출력 스펙트럼은 P1dB에서 만족하지 않는다. 따라서, AM-to-PM 왜곡 정도에 따라 back-off값이 요구되며, OFDM을 이용한 변조부의 경우 더 적은 back-off값이 요구됨을 알 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권3호
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• pp.40-47
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• 2009

본 논문에서는 W-CDMA 기지국용 envelope tracking 전력 증폭기의 선형성 특성을 개선하는 새로운 드레인 바이어스 기법을 제안한다. 기존의 envelope tracking 전력 증폭기에서 드레인 바이어스 전압은 트랜지스터의 문턱전압 근처까지 감소하여 선형성 특성이 크게 나빠진다. 이 문제를 해결하기 위해서 본 연구에서는 입력 신호가 작을 때는 드레인 바이어스 전압이 고정된 class AB로 동작하게 하고 입력 신호가 클 때는 envelope tracking 동작을 하도록 하는 방법을 제안한다. 또한, envelope tracking 동작에서 신호의 왜곡을 줄이도록 드레인 바이어스 전압과 입력 신호의 관계를 새로이 구한다. 제안된 기법의 효과를 검증하기 위하여 class AB Si-LDMOS 전력 증폭기를 사용하여 W-CDMA envelope tracking 전력 증폭기를 설계하였다. 제안된 드레인 바이어스 기법은 평균 효율을 저하시키지 않으면서 선형성 특성을 크게 개선하여 추가의 선형화 기법 없이도 W-CDMA 기지국용 전력 증폭기의 선형성 사양을 만족시키는 것을 시뮬레이션을 통해 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제12권1호
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• pp.37-43
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• 2001

본 논문에서는 전력증폭기의 선형성을 광대역으로 개선시키기 위하여 delay 특성의영향에 대하여 고려하였다. 사용된 전력 증폭기의 이득은 37dB이고, 3단의 1W급으로 설계되었다. Error 증폭기는 4단으로 설계되었으며 이득은 55dB이다. 그리고 방향성 결합기 및 전력 분배기를 설계하였으며, 또한 크기와 위상을 조절하기 위한 장치로 vector modulator를 사용하였다. 각 모듈을 통합하여 주파수 2.11GHz에서 2.2GHz까지 delay 특성을 고려한 광대역 선형 전력 증폭기를 설계하였으며, 30MHz의 대역폭에 걸쳐 C/I$_3$비가 25dB 이상의 개선 효과를 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.

• 한국통신학회논문지
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• 제26권4B호
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• pp.406-409
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• 2001

본 논문에서는 IMT-2000 대역에서 전방급전 전력증폭기의 선형성을 개선하여 효율과 대역폭을 극대화 하기 위해 Photonic Bandgap(PBG), 전치왜곡, 2차고조파 튜닝 방식으 f동시에 주 증폭기에 적용하였다. 2차 하모닉 성분이 2차고조파 튜닝 방식에 의해 우수하게 제거되고, 3차 하모닉 성분이 전치왜곡 방식에 의해 제거되며 출력단위 PBG느 s고아대역 특성으로 4차 하모닉 이상까지 제거하는 우수한 특성을 보여주었다. 총체적으로 기존의 전방급전 전력증폭기보다 IMD가 최고 15dBc, 효율은 4%, 대역폭은 2배이상 확대됨으로 전력효율과 대역폭을 극대화시킬 수 있었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제39A권10호
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• pp.613-615
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• 2014

본 논문에서는 TVWS(TV white space)용 광대역 고선형 전력증폭기의 설계 및 구현에 대해서 기술한다. TVWS용 전력증폭기는 기존의 방송시스템에 미치는 영향을 최소화하기 위해서 방사전력 및 스펙트럼 마스크를 엄격하게 제한해야 한다. 구현한 전력증폭기는 460 ~ 698MHz 대역에서 동작하며, $24.7{\pm}1dB$의 이득, -25dB 이하의 입력반사계수, -7.82dB 이하의 출력반사계수 그리고 22.2dBm 출력전력에서 -57.7dBc의 선형성을 갖는다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권1호
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• pp.92-96
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• 2011

본 논문에서는 CRLH 구조의 대역통과여파기를 이용하여 선형성이 개선된 전력증폭기를 구현하였다. CRLH 구조를 이용한 대역통과여파기외 구조는 윗변에는 인터디지트 형태의 신호선으로, 아랫면에는 CSRR 형태의 구조로 이루어져 있으며 via를 통해 윗면과 아랫면이 연결되어 있다. 전력증폭기의 동작대역에서 손실을 최소화하고 CRLH 전송 선로를 이용하여 2차 고조파 성분을 제한시켜서 전력증폭기의 선형성을 개선하였다. 2.l4GHz에서 동작하는 전력증폭기의 측정된 출력 전력은 33dBm 기준으로 2차 고조파는 -53.527 dBc, 3차 혼변조 신호는 -36.16 dBc, 부가전력효율은 33.14% 가 측정되었으며, 이는 기존의 전력증폭기에 비해 2차 고조파는 약 16 dB, 3차 혼변조 신호는 약 12 dB 개선되었다.