• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제15권2호
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• pp.82-88
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• 2015

The magnetron, a vacuum tube, is currently the usual high-power microwave power source used for microwave heating. However, the oscillating frequency and output power are unstable and noisy due to the low quality of the high-voltage power supply and low Q of the oscillation circuit. A heating system with enhanced reliability and the capability for control of chemical reactions is desired, because microwave absorption efficiency differs greatly depending on the object being heated. Recent studies on microwave high-efficiency power amplifiers have used harmonic processing techniques, such as class-F and inverse class-F. The present study describes a high-efficiency 100 W GaN-HEMT amplifier that uses a harmonic processing technique that shapes the current and voltage waveforms to improve efficiency. The fabricated GaN power amplifier obtained an output power of 50.4 dBm, a drain efficiency of 72.9%, and a power added efficiency (PAE) of 64.0% at 2.45 GHz for continuous wave operation. A prototype microwave heating system was also developed using this GaN power amplifier. Microwaves totaling 400 W are fed from patch antennas mounted on the top and bottom of the microwave chamber. Preliminary heating experiments with this system have just been initiated.

• 전자공학회논문지A
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• 제29A권2호
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• pp.18-23
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• 1992

Recently, SSPAs(Solid-State Power Amplifiers) with high linearity and efficiency replace TWTAs (Traveling-Wave-Tube Amplifiers) in satellite transponders. In this paper, a power amplifier with maximum output power is designed and constructed using GaAs FET(MGF-1302) as a test model for the development of SSPAs. For conjugate matching of input and output network, transimission lines and stubs are optimized using microwave CAD program, LINMIC+. Power amplifier is realized on the teflon substrate($\in$S1rT=2.45) with a bandwidth of 1GHz at a center frequency of 8GHz. Maximum stable gain of simulation and simulation and experimental result is obtained 9.23, 7.65 dB, respectively.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제9권2호
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• pp.98-104
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• 2009

An InGaP/GaAs MMIC LC VCO designed with Harmonic Noise Frequency Filtering(HNFF) technique is presented. In this VCO, internal inductance is found to lower the phase noise, based on an analytic understanding of phase noise. This VCO directly drives the on-chip double balanced mixer to convert RF carrier to IF frequency through local oscillator. Furthermore, final power performance is improved by output amplifier. This paper presents the design for a 1.721 GHz enhanced LC VCO, high power double balance mixer, and output amplifier that have been designed to optimize low phase noise and high output power. The presented asymmetric inductance tank(AIT) VCO exhibited a phase noise of -133.96 dBc/Hz at 1 MHz offset and a tuning range from 1.46 GHz to 1.721 GHz. In measurement, on-chip down-converter shows a third-order input intercept point(IIP3) of 12.55 dBm, a third-order output intercept point(OIP3) of 21.45 dBm, an RF return loss of -31 dB, and an IF return loss of -26 dB. The RF-IF isolation is -57 dB. Also, a conversion gain is 8.9 dB through output amplifier. The total on-chip down-converter is implanted in 2.56${\times}$1.07 mm$^2$ of chip area.

• 한국전자파학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.688-693
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• 1999

본 논문에서는 공기 절연 적층형 마이크로스트립 구조의 새로운 MMIC 3dB 커플러를 제안하였다. 제안된 커플러의 제작은 아주 간단하며, 유전체 공정을 필요로 하지 않는다. 제안된 커플러의 구조 해석을 위해서 HP-Momentum을 이용하였으며, 이를 통해 제안된 커플러의 구조를 최적화 하였다. 제작된 커플러는 22 GHz대역폭(23~GHz~45GHz)을 갖고 있었다. 또한, 제안된 커플러를 이용하여 Ka-Band용 평형 2단 증폭기를 성공적으로 제작하였다.

• 한국전자파학회:학술대회논문집
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• 한국전자파학회 2003년도 종합학술발표회 논문집 Vol.13 No.1
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• pp.326-329
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• 2003

In this paper, we designed and implemented a high power amplifier(HPA) to achieve the high Power Added Efficiency(PAE) over 40% at the 90W output power for the ISM-band(fo=2.45GHz). HPA presented in this paper has 3-stage drive amplifier and 1-stage final amplifier. In the final amplifier, we utilized balanced amplifier configuration with GaAs FET and each of two amplifiers has the push-pull configuration to increase PAE. From the measurement results, we obtained PAE of 42.95% at the 90.57W output power.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.276-282
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• 2015

지금까지 LDMOS를 사용한 전력증폭기는 AB-급 및 도허티 방식으로 60 MHz 대역폭의 협대역에서 55 %의 효율을 보여주고 있으나, 기지국의 전력증폭 모듈의 RRH의 적용에 따라 100 MHz 이상의 대역폭 확장과 60 % 이상의 고효율 전력증폭기를 요구하고 있으므로, 본 연구에서는 GaN 소자를 이용하여 2차 고조파 부하가 순수한 리액턴스 성분만을 포함하고, 광대역 특성을 갖도록 출력단 정합회로를 최적화하여 J-급 전력증폭기를 설계하였다. 측정 결과, W-CDMA 주파수 대역을 포함한 1.6~2.3 GHz에서 연속파 신호를 입력하였을 때 60~75 %의 전력 부가 효율 특성을 갖는 45 W급 J-급 전력증폭기를 구현하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권12호
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• pp.1-6
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• 2008

본 논문에서는 전력증폭기의 입력신호의 크기에 따라 CMOS class-E 전력증폭기의 게이트와 드레인의 바이어스 전압을 조절함으로써 낮은 출력전력에서도 80% 이상의 고효율 특성을 갖는 CMOS class-E 전력증폭기를 설계하였다. 입력신호의 포락선을 검파하여 전력증폭기의 바이어스 전압을 조절하는 방법을 이용하였고, 동작주파수는 2.14GHz, 출력전력은 22dBm에서 25dBm, 전력부가효율은 모든 입력전력레벨에서 80.15%에서 82.96%의 특성을 얻을 수 있었다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제45권12호
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• pp.7-12
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• 2008

본 논문에서는 다중밴드 안테나 시스템을 위한 고효율 전력증폭기를 제시하였다. 하나의 LDMOSFET으로 이중대역에서 동작하는 class F 전력증폭기를 설계하였다. 전력증폭기의 동작 주파수는 각각 900 MHz와 2.14 GHz이다. 이중대역 동작을 위해 집중 소자로 구현한 Composite Right/Left-Handed(CRLH) 전송선로의 단위 셀을 이용하여 증폭기의 정합단과 고조파 조절 회로를 설계하였다. CRLH 전송선로는 임의로 이중대역 조절이 가능한 메타물질 전송선으로 사용될 수 있다. 증폭기의 정합단에 CRLH 전송선의 주파수 오프셋과 비선형 위상 기울기 특성을 이용하여 임의의 이중대역에서 CRLH 전송선의 동작을 가능하게 하였다. 높은 효율을 얻기 위해 모든 고조파 성분을 조절하는 것은 현실적으로 어려운 일이기 때문에 집중 소자로 구현된 CRLH 전송선을 이용하여 2차와 3차 고조파만을 조절하였다. 또한, 제안된 전력증폭기는 더 높은 효율을 얻기 위하여 출력 정합단 뿐만 아니라 입력 정합단에도 고조파 조절 회로를 사용하여 구현하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.152-158
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• 2004

Subharmonic injection locking 방식을 이용하여 디지털 위성방송 시스템의 신호원으로 사용될 수 있는 낮은 위상 잡음과 우수한 전력 효율을 갖는 X-band 주파수 합성기를 설계, 제작하였다. 주파수 합성기는 위상 고정 발진기의 역할과 동시에 고조파 발생기로 동작하는 1.75 GHz의 주 발진기(master발진기)와 10.5 GHz 부 발진기(slave 발진기)로 구성되어 있다. PLL 방법을 적용하여 구성된 1.75 GHz 주 발진기는 능동부를 형성하는 트랜지스터와 버퍼 증폭기의 역할을 하는 BJT 트랜지스터를 직렬 연결하여 사용하였는데 첫 단은 위상고정 발진기의 역할을 하고 둘째 단은 45 GHz의 차단 주파수(cutoff frequency)를 갖는BJT를 사용함으로써 고조파 발생기로 동작하게 하여 안정적으로 Injection Locking 될 수 있도록 인가될 신호인 6차 고조파의 크기를 충분히 크게 발생시키도록 하였다. 고조파 발생기로부터 발생한 6차 고조파는 뒤에 위치한 약 45 dB 이득을 갖는 증폭기로 동작하는 부 발진기에 인가되어 Injection Locking 된다. 이러한 특성을 갖는 회로 구조를 이용하여, ILO 방식을 이용함으로 얻는 간단한 회로 구조와 낮은 위상 잡음 특성은 물론 보다 우수한 전력 효율을 갖는 10.5 GHz 주파수 합성기를 설계 제작하였다. 제작된 10.5 GHz 주파수 합성기는 7.4 V/49 mA,-0.5 V/4 mA의 전력 소모와 4.53 dBm의 출력 전력, 그리고 10 kHz와 100 kHz 이격 주파수에서 각각 -95.09 dBc/Hz와-108.90 dBc/Hz의 위상 잡음 특성을 얻었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.440-446
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• 2011

본 논문에서는 레이더 시스템에 적용이 가능한 50 W 출력을 가지는 X-대역 pulsed SSPA(Solid State Power Amplifier)를 설계 및 제작하였다. SSPA를 펄스 모드로 동작시키는 방법으로 펄스 변조 방법과 전원 스위칭 방법을 혼용한 방법을 제안하였다. SSPA는 구동 증폭기, 고출력 증폭기, 펄스 변조기로 구성되며, 충분한 이득과 출력 크기를 얻기 위해 25 W GaAs FET 4개를 병렬 구조로 구성하였다. 측정 결과 1.12 GHz 대역폭에서 출력 50 W, 이득 44.2 dB의 성능을 가졌다. 또한, pulse droop은 1 dB 이하로 설계 목표를 만족하였으며, 12.45 ns 이하의 상승/하강 시간을 가졌다. 제작된 X-대역 pulsed SSPA 크기는 $150{\times}105{\times}30\;mm^3$로 매우 작은 크기를 가졌다.