• Title/Summary/Keyword: 최적공정 설계

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A study on the Degradation and By-products Formation of NDMA by the Photolysis with UV: Setup of Reaction Models and Assessment of Decomposition Characteristics by the Statistical Design of Experiment (DOE) based on the Box-Behnken Technique (UV 공정을 이용한 N-Nitrosodimethylamine (NDMA) 광분해 및 부산물 생성에 관한 연구: 박스-벤켄법 실험계획법을 이용한 통계학적 분해특성평가 및 반응모델 수립)

  • Chang, Soon-Woong;Lee, Si-Jin;Cho, Il-Hyoung
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • 제32권1호
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    • pp.33-46
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    • 2010
  • We investigated and estimated at the characteristics of decomposition and by-products of N-Nitrosodimethylamine (NDMA) using a design of experiment (DOE) based on the Box-Behken design in an UV process, and also the main factors (variables) with UV intensity($X_2$) (range: $1.5{\sim}4.5\;mW/cm^2$), NDMA concentration ($X_2$) (range: 100~300 uM) and pH ($X_2$) (rang: 3~9) which consisted of 3 levels in each factor and 4 responses ($Y_1$ (% of NDMA removal), $Y_2$ (dimethylamine (DMA) reformation (uM)), $Y_3$ (dimethylformamide (DMF) reformation (uM), $Y_4$ ($NO_2$-N reformation (uM)) were set up to estimate the prediction model and the optimization conditions. The results of prediction model and optimization point using the canonical analysis in order to obtain the optimal operation conditions were $Y_1$ [% of NDMA removal] = $117+21X_1-0.3X_2-17.2X_3+{2.43X_1}^2+{0.001X_2}^2+{3.2X_3}^2-0.08X_1X_2-1.6X_1X_3-0.05X_2X_3$ ($R^2$= 96%, Adjusted $R^2$ = 88%) and 99.3% ($X_1:\;4.5\;mW/cm^2$, $X_2:\;190\;uM$, $X_3:\;3.2$), $Y_2$ [DMA conc] = $-101+18.5X_1+0.4X_2+21X_3-{3.3X_1}^2-{0.01X_2}^2-{1.5X_3}^2-0.01X_1X_2+0.07X_1X_3-0.01X_2X_3$ ($R^2$= 99.4%, 수정 $R^2$ = 95.7%) and 35.2 uM ($X_1$: 3 $mW/cm^2$, $X_2$: 220 uM, $X_3$: 6.3), $Y_3$ [DMF conc] = $-6.2+0.2X_1+0.02X_2+2X_3-0.26X_1^2-0.01X_2^2-0.2X_3^2-0.004X_1X_2+0.1X_1X_3-0.02X_2X_3$ ($R^2$= 98%, Adjusted $R^2$ = 94.4%) and 3.7 uM ($X_1:\;4.5\;$mW/cm^2$, $X_2:\;290\;uM$, $X_3:\;6.2$) and $Y_4$ [$NO_2$-N conc] = $-25+12.2X_1+0.15X_2+7.8X_3+{1.1X_1}^2+{0.001X_2}^2-{0.34X_3}^2+0.01X_1X_2+0.08X_1X_3-3.4X_2X_3$ ($R^2$= 98.5%, Adjusted $R^2$ = 95.7%) and 74.5 uM ($X_1:\;4.5\;mW/cm^2$, $X_2:\;220\;uM$, $X_3:\;3.1$). This study has demonstrated that the response surface methodology and the Box-Behnken statistical experiment design can provide statistically reliable results for decomposition and by-products of NDMA by the UV photolysis and also for determination of optimum conditions. Predictions obtained from the response functions were in good agreement with the experimental results indicating the reliability of the methodology used.

An Optimization Study on a Low-temperature De-NOx Catalyst Coated on Metallic Monolith for Steel Plant Applications (제철소 적용을 위한 저온형 금속지지체 탈질 코팅촉매 최적화 연구)

  • Lee, Chul-Ho;Choi, Jae Hyung;Kim, Myeong Soo;Seo, Byeong Han;Kang, Cheul Hui;Lim, Dong-Ha
    • Clean Technology
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    • 제27권4호
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    • pp.332-340
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    • 2021
  • With the recent reinforcement of emission standards, it is necessary to make efforts to reduce NOx from air pollutant-emitting workplaces. The NOx reduction method mainly used in industrial facilities is selective catalytic reduction (SCR), and the most commercial SCR catalyst is the ceramic honeycomb catalyst. This study was carried out to reduce the NOx emitted from steel plants by applying De-NOx catalyst coated on metallic monolith. The De-NOx catalyst was synthesized through the optimized coating technique, and the coated catalyst was uniformly and strongly adhered onto the surface of the metallic monolith according to the air jet erosion and bending test. Due to the good thermal conductivity of metallic monolith, the De-NOx catalyst coated on metallic monolith showed good De-NOx efficiency at low temperatures (200 ~ 250 ℃). In addition, the optimal amount of catalyst coating on the metallic monolith surface was confirmed for the design of an economical catalyst. Based on these results, the De-NOx catalyst of commercial grade size was tested in a semi-pilot De-NOx performance facility under a simulated gas similar to the exhaust gas emitted from a steel plant. Even at a low temperature (200 ℃), it showed excellent performance satisfying the emission standard (less than 60 ppm). Therefore, the De-NOx catalyst coated metallic monolith has good physical and chemical properties and showed a good De-NOx efficiency even with the minimum amount of catalyst. Additionally, it was possible to compact and downsize the SCR reactor through the application of a high-density cell. Therefore, we suggest that the proposed De-NOx catalyst coated metallic monolith may be a good alternative De-NOx catalyst for industrial uses such as steel plants, thermal power plants, incineration plants ships, and construction machinery.

Decision Making Model Using Multiple Matrix Analysis for Optimum Transportation Equipment Selection of Modular Construction (다중매트릭스 분석기법을 통한 모듈러 건축의 최적 운송장비 선정 의사결정지원 모델)

  • Lee, HyunJeong;Lee, JooSung;Lim, Jitaek
    • Korean Journal of Construction Engineering and Management
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    • 제21권6호
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    • pp.84-94
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    • 2020
  • Modular architecture is very important not only in the design phase but also in the construction planning phase because it affects construction methods and module sizes depending on transport equipment. There are economic risks as well as quality, as there may be defects such as internal interiors or elimination of deadlines during transportation, and structural torsion caused by rainfall and shock. However, there is a lack of objective criteria or data to refer to in determining transport equipment that has a material effect on transport. Accordingly, there is no decision model to determine the optimum transportation equipment for each construction site. Therefore, it is necessary to develop a decision support model that can be compared to the review of transport equipment selection factors. The purpose of this study is to propose the transport equipment impact factors and decision support models for systematic review and objective decision making of each construction plan in the construction of small and medium-sized modulators. The decision model proposed in this study can be used as basic data for transport studies, ensuring objectivity and transparency in the equipment selection process.

태양광 고효율 저가화 기술동향

  • Gil, Jong-Seok
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.85-85
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    • 2015
  • 현재 태양광에너지 시장은 해마다 빠른 속도로 성장하는 추세이며 50 GWp/년 이상의 시장으로 변화하였고 앞으로도 전체적인 성장세는 지속 유지될 것으로 판단된다. 하지만 이와 아울러 각 Value chain 별로 많은 기업들이 생겨나게되어 각각의 기업들이 제품을 고효율 저가화 함으로서 경쟁력을 확보하기 위해 많은 노력들이 기울이고 있으며 본 강연에서는 이러한 측면에서 태양광 에너지의 분야별 고효율/저가화를 위한 기술동향을 살펴보고자 한다. 태양광 산업은 아직은 다소 높은 발전단가로 인해 일부 정부의 지원이나 정책에 의해 산업의 규모가 결정되게 되는데 주요한 지원제도는 RPS 제도와 FIT 제도가 있으며 우리나라는 초기 FIT 제도로 국가에서 태양광에서 생산된 전기를 높은 가격에 사주었으나 근래에들어 RPS 제도를 운영하게 되었으며 매전을 하면서 SMP에 준하는 수익을 창출하고 이와 아울러 REC 를 확보하여 확보된 REC 단가에 의해 추가적인 수익을 창출하는 구조의 발전사업이 진행되고 있다. 그리고 RPS나 FIT와 같은 정부의 지원없이도 발전단가의 경쟁력을 확보하는 시점을 그리드패러티라고 하며 이는 매우 중요한 의미를 갖는다. 태양광의 저가화는 그리드패러티 달성을 확보하기 위해 필수적으로 필요한 사안이며 앞으로도 이러한 저가화 / 고효율화 기술노력은 계속 진행될 것으로 판단된다. 우선 소재의 가격을 줄이기 위해 웨이퍼의 두께가 점점 박형화 되어가고 박형화 되면서도 안정적인 공정수율 및 효율을 향상시키기 위한 기술개발이 진행되고 있으며 Cell 분야에 있어서도 고효율을 위한 다양한 Texturing 기술 및 패시베이션 기술의 개발이 이루어 지고 있으며 고효율 컨셉의 MRT cell, Back contact cell 등 고효율 구조의 cell의 양산을 진행하고 있는 등 최근 n-type 기반의 고효율 cell 기술이 활발하게 양산화 검토가 이루어 지고 있다. 모듈 분야에 있어서는 저가/고효율화와 아울러 제품의 신뢰성 확보가 무엇보다도 중요하게 다루어 지고 있으며 이는 모듈이 최소 25년 이상 Field 에서 운용되어 수익창출이 가능해야 하므로 가장 중요한 요소중에 하나라고 할 수 있다. 신뢰성 측면에서 중요하게 다루어 지고 있는 것 중 하나가 PID 저감을 위한 노력이며 이와 관련된 각 소재의 개발이 가장 활발하게 진행되고 있으며 이와 아울러 장수명을 보장하기 위한 내구성이 겸비된 봉지재의 개발 또한 많은 관심을 불러 일으키고 있다. 저가/고효율화를 위해 CTM loss를 줄이기 위한 다양한 시도가 이루어지고 있으며 특수 형태의 리본으로 빛의 흡수를 증가시키거나 컨택저항을 최소화 하기위한 소재의 개발이 이루어 지고 있다. 태양광 시스템 분야의 경우 발전량과 수익창출에 있어 직접적인 영향을 미치는 분야로서 전체 시스템의 loss 를 줄이고 최적의 환경에서 최대한의 발전량을 확보하기 위한 array 설계 및 운용기술이 활발하게 개발되고 있으며 시스템에서의 loss를 줄여줄수 있는 마이크로 인버터나 multi string 인버터의 적용도 이루어 지고 있으나 저가화를 위한 추가적인 노력이 필요한 상황이다. 본 강연의 마지막으로 이러한 노력들의 산물인 특수 태양광 제품 및 시스템의 기술동향에 대해 살펴하고자 한다. 사막은 전체면적의 1/3을 차지할 정도로 넓은 면적을 자랑하지만 밤과 낮의 기온차 그리고 계통 선로의 부재 등 적용하기 어려운 환경적인 제약도 함께 존재하며 이러한 문제를 해결하기 위한 방안에 대해 살펴보고 최근 Hot issue 중의 하나인 수상 태양광 시스템의 장, 단점과 기술적 특성 등을 살펴보고자 한다.

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The Influence of Extrusion Ratio on Microstructure and Thermoelectric Properties of Rapidly Solidified N-type $Bi_2Te_{2.75}Se_{0.15}$ (급속응고된 N-type $Bi_2Te_{2.75}Se_{0.15}$ 열전재료의 미세조직과 열전특성에 미치는 압출비의 영향)

  • 이상일;홍순직;손현택;천병선;이윤석
    • Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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    • 한국분말야금학회 2001년도 추계학술강연 및 발표대회
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    • pp.30-30
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    • 2001
  • $Bi_2Te_3$계 열전재료는 200~400K 정도의 저온에서 네어지 변환효율이 가장 높은 재료로써 열전냉각, 바런재로 등에 응요하기 위하여ㅠ 제조법 및 특서에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. $Bi_2Te_3$계 화합물은 rhombohedral의 결정 구조를 가지는 층상 화 ;물로 결정대칭성으로 인해 연전기적으로 큰 이방성을 나타낸다. 현재는 일반향용고법에 의해서 입자를 a축 방향으로 성장시켜 큰 결정립을 가진 다결정재료를 사용하고 있으나, c면이 매우 취약하기 때문에 가공서이 나쁘다. 따라서 이와같은 단점을 개선하기 위하여 기계적 강도를 높일 수 있는 가공공정 및 합금설계에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 측히 열간 압출법으로 제조된 열전재료는 결정립의 미세화와 높은 이방성으로 성능지수와 기계적 강도를 향상시킬 수 있다는 연구결과가 보고되고 있다 또한 Schultz드의 연구결과에 의하면 $Bi_2Te_3$ 계 열전재료는 소성변형에 의하여 발생한 점결함에 의하여 캐리어 농도가 변화되며 이로 인하여 재료의 전기적 성질이 결정된다고 하였다. 따라서 상당히 큰 소성가공량과 열전측성과의 관계를 규명하는 것은 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 압출변수 중 소성가공량에 중요한 변수로 작요아는 압출비를 변화시켜 최적의 열간 소성가공량을 검토하고, 이에 따른 열전측성과 압출비와의 상관관계에 대하여 연구하는 것을 목적으로 하였다. 연구에 사용된 N형의 조성은$Bi_2Te_{2.75}Se_{0.15}$로서 순도 99.99를 사용하였고, dopant로 0.1wt%의 $SbI_3$를 사용하였다. $Bi_2Te_{2.75}Se_{0.15}$ 분말은 가스분사법(Gas atomization Process)를 이용하여, 용탕제조시 아르곤가스로 산화를 방지하였고, 냉매로는 질소가스를 이용하였다. 제조된 분말을 기ㅖ적 분급법을 이용하여 분급하였고, 냉매로는 질소가스를 이용하였다. 제조된 분말을 기계적 분급ㅂ법을 이용하여 분급하였고, 압출에 이용된 분말은 250$\mu\textrm{m}$이하의 크기를 사용하였다. 또한 분말제조과정 중 형성되는 표면산화층을 제거하기 위하여 36$0^{\circ}C$에서 4시간동안 수소 환원처리를 행하였다. 제조된 분말은 열간 압출을 위하여 Aㅣcan에 넣고 냉간성형체를 만들고, 진공처리를 한 후 밀봉하여 탈가스처리를 하였다. 압출다이는 압출비가 각각 28:1과 16:1인 평다이(9$0^{\circ}C$)를 사용하여 각각 내경이 9, 12cm이고, 길이가 50, 30cm인 압출재를 제조하였다. 열간압출한 후의 미세조직을 광학현미경으로 압출방향에 평행한 방향과 수직방향으로 관찰하였고, 열간 압출재 이방성을 검토하기 위하여 X선 회절분석을 실실하여 결정방위를 확인하였다. 전기 비저항 및 Seebeck 계수 측정을 위하여 각각 2$\times$2$\times$10$mm^3$ 그리고 5$\times$5$\times$10$mm^3$ 크기의 시편을 준비하였다.준비하였다.

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Study of the Washing Condition for High Quality of Solar Salt (고품질 천일염 생산을 위한 세정 조건 연구)

  • Han, Jae Woong;Kim, Hoon;Lee, Hyo-Jai
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • 제21권8호
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    • pp.298-303
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    • 2020
  • This study examined the washing conditions for high-quality solar salt. The salinity of the washing water was set to 5 % to prevent yield loss, and the temperatures of the washing water were 5, 10, 17.5, and 20 ℃. After washing the solar salt, the moisture content, salinity, insoluble matter, and sandy powder were measured from the solar salt. In addition, the color properties, L*[lightness], a*[redness], b*[yellowness], and yield were measured. The moisture content of the salt showed a tendency to increase when the temperature of the washing water was above 10 ℃, and the salinity and yield tended to decrease as the temperature of the washing water was high. The amount of insoluble matter decreased with decreasing temperature of the washing water. In the case of sandy powder, the highest value was 0.67 % at a washing water temperature of 5 ℃, and the value was 0.57 % under the other temperature conditions. Regarding the color properties, the b* [yellowness] of the color of the solar salt increased when the washing water temperature was high. This appeared to decrease the appearance quality. According to the above results, a washing water temperature above 10 ℃ was appropriate. The development of design factors of a high-quality solar salt production system is expected with experiments to define the drying conditions after the washing process.

Developing an improved water discharge anchor & trap bolt to prevent basic salt penetration to harbor structures (해수 염기 침투방지를 위한 성능개선 형 물배출 앵커 및 트랩볼트 개발에 관한 연구)

  • Ock, Jong-Ho;Moon, Sang-Deok;Lee, Hwa-Sun;Shin, Kyung-Soo
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • 제19권4호
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    • pp.674-682
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    • 2018
  • Large industrial motors require a large area because of the high risk of shutdown accidents and large industrial accidents due to the lowering of the dielectric strength of the armature windings and overheating problems. Therefore, there is a demand for a large-capacity motor that has small size, light weight, and excellent dielectric strength compared with conventional motors. Superconducting motors have advantages of high efficiency and output power, low size, low weight, and improved stability. This results from greatly increasing the magnetic field generation by using superconductive field coils in rotating machines such as generators and motors. It is very important to design and analyze the cooling system to lower the critical temperature of the wires to achieve superconducting performance. In this study, a field loss analysis and low-temperature heat transfer analysis of the cooling system were performed through the conceptual design of a 100-HP high-temperature superconducting synchronous motor. The field loss analysis shows that a uniform pore magnetic flux density appears when high-temperature superconducting wire is used. The low-temperature heat transfer analysis for gaseous neon and liquid neon showed that a flow rate of 1 kg/min of liquid neon is suitable for maintaining low-temperature stability of the high-temperature superconducting wire.

Effect of food waste properties on methane production (음식물쓰레기의 특성이 메탄생성량에 미치는 영향분석)

  • Lee, Soo Gwan;Choi, Hong Lim;Lee, Joon Hee
    • Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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    • 제22권3호
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    • pp.11-22
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    • 2014
  • The buffer capacity of food waste lowers during the collecting and transportation period. Food waste usually shows deficiency of micro nutrients especially molybdenum(Mo) and cobalt(Co). Therefore, food waste can be considered as a good mixture of livestock waste to enhance methane production. The objective of this study was to investigate the correlation between properties of substrates (local food waste and livestock manure) and methane yields for successive anaerobic fermentation process and its stable management. Food wastes were taken at an intermediate storage or treatment system provided by eight local authorities (Gangnam, Gangdong, Gwanak, Guro, Dongjak, Songpa, Yeongdeungpo, and Younsan) in Seoul. The solid content and potential methane yield of food wastes were average of 16% and $446.6STP-m{\ell}/g-VS$ (range from 334.8 to $567.5STP-m{\ell}/g-VS$) respectively. As for the beef cattle manure, the solid content and potential methane yield had an average of 26% and $280.6STP-m{\ell}/g-VS$ respectively. Potential methane yield had a positive correlation with fat content, and hydrogen content and a negative correlation with carbohydrate content ($r^2>0.8$). Therefore, the potential methane yield can be predicted based on the substrate characterization results with reasonable accuracy. Further research may be needed to investigate the relation of the properties of the mixture substrate and methane production rate. The mixtures may include food waste, livestock waste, and bulking agents (saw dust, rice hull, or agricultural byproducts etc.) to determine best combination of these substrates for maximum methane production rate.

The Effect of NH3 Concentration during Co-precipitation of Precursors from Leachate of Lithium-ion Battery Positive Electrode Active Materials (리튬이차전지 양극활물질의 암모니아 침출액에서 공침법에 의한 활물질 전구체의 합성에 대한 암모니아 농도의 영향)

  • Park, Sanghyuk;Ku, Heesuk;Lee, Kyoung-Joon;Song, Jun Ho;Kim, Sookyung;Sohn, Jeongsoo;Kwon, Kyungjung
    • Resources Recycling
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    • 제24권6호
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    • pp.9-16
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    • 2015
  • In a recycling scheme of spent lithium ion batteries, a co-precipitation process for the re-synthesis of precursor is essential after the leaching of lithium ion battery scraps. In this study, the effect of ammonia as impurity during the co-precipitation process was investigated in order to re-synthesize a precursor of Ni-rich cathode active material $LiNi_{0.6}Co_{0.2}Mn_{0.2}O_2$ (NCM 622). As ammonia concentration increases from 1 M (the optimum condition for synthesis of the precursors based on 2 M of metal salt solution) to 4 M, the composition of obtained precursors deviates from the designed composition, most notably for Ni. The Ni co-precipitation efficiency gradually decreases from 100% to 87% when the concentration of ammonia solution increases from 1 M to 4 M. Meanwhile, the morphological properties of the obtained precursors such as sphericity, homogeneity and size distribution of particles were also investigated.

X-Band 50 W Pulse-Mode GaN HEMT Internally Matched Power Amplifier (X-대역 50 W급 펄스 모드 GaN HEMT 내부 정합 전력 증폭기)

  • Kang, Hyun-Seok;Bae, Kyung-Tae;Lee, Ik-Joon;Cha, Hyen-Won;Min, Byoung-Gue;Kang, Dong-Min;Kim, Dong-Wook
    • The Journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science
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    • 제27권10호
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    • pp.892-899
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    • 2016
  • In this paper, an X-band 50 W internally matched power amplifier is designed and fabricated using an $80{\times}150{\mu}m$ GaN HEMT that is developed by the $0.25{\mu}m$ GaN HEMT process of ETRI. The optimum source and load impedances are experimentally extracted from the loadpull measurement using impedance-transform-prematching circuits, and the transistor performance is predicted. The power performance of the internally matched power amplifier, whose matching circuits are fabricated on a substrate with ${\varepsilon}_r$ of 10.2, is measured under the pulsed mode of $100{\mu}s$ pulse period and 10 % duty cycle, and the best output power of 47.46 dBm(55.5 W) and the power-added efficiency of 46.6 % are obtained at 9.2 GHz. The output power of 47~47.46 dBm(50~55.7 W) is measured in 9.0~9.5 GHz, and the power-added efficiency is measured to be greater than 43 % in 9.0~9.3 GHz and above 36 % in 9.4~9.5 GHz.