• 제목/요약/키워드: Balanced Power Amplifier

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Miniaturized LNB Downconverter MMIC for Ku-band Satellite Communication System using InGaP/GaAs HBT Process

  • Lee, Jei-Young;Lee, Sang-Hun;Lee, Jong-Chul;Kim, Jong-Heon;Lee, Byunje;Park, Chan-Hyeong;Kim, Nam-Young
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제4권1호
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    • pp.37-42
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    • 2004
  • In this paper, LNB(low noise block) downconverter MMIC is designed for Ku-band satellite communication system using InGaP/GaAs HBT high linear process. Designed MMIC consists of low noise amplifier, double balanced mixer, and IF amplifier with a total chip area of 2.6${\times}$1.1 $\textrm{mm}^2$. Designed MMIC has the characteristics of over 37.5 ㏈ conversion gain, 14 ㏈ noise figure, ripple of 3 ㏈, and output-referred $P_{1dB}$TEX>(1 ㏈ compression power) of 2.5 ㏈m with total power dissipation of 3 V, 50 mA.

3차 혼변조 왜곡 특성이 우수한 K-band 상향변환기 설계 (The Design of K-band Up converter with the Excellent IMD3 Performance)

  • 정인기;이영철
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제8권5호
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    • pp.1120-1128
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    • 2004
  • 본 논문에서는 우수한 OIP3(ouput intercept point) 특성을 가지는 평형전력증폭단을 설계하고 이를 적용하여 K-band 상향변환기를 설계 및 제작하였다. 상향변환기의 구성은 전력 증폭기단, 국부발진신호 제거필터, 주파수혼합기및 IF단으로 구성하였으며 RF 경로의 동작 유무를 판단하기 위한 국부 루프 경로와 출력 전력을 감시하기 위한 감시 단자로 구성하여 소요되는 전력을 예측하였다. K-대역 MMIC를 이용하여 평형전력증폭단을 제작하였으며 전력 예측값에 의하여 상향변환기를 설계 제작하였다. 설계된 상향변환기의 이득은 $40\pm$2dB, PldB는 29dBm의 특성을 가지며, OIP3는 37.25dBm의 높은 특성이 나타내었다. 특히 전력증폭단의 MMIC를 조정하여 30dB이상의 이득을 제어하였다. 본 논문에서 제작한 상향변환기는 PTP 및 PTMP용 트랜시버에 사용할 수 있으며, QAM 및 QPSK 변조방식을 이용하는 디지털 통신 시스템 및 BWA(Broad Wireless System)에도 적용할 수 있다.

VSAT용 14.0-14.5 GHz 3와트 SSPA의 설계 및 제작연구 (Design of 14.0-14.5 GHz 3Watt SSPA for VSAT Applications)

  • 전광일;박진우
    • 한국통신학회논문지
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    • 제19권5호
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    • pp.920-927
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    • 1994
  • 본 논문에서는 소형, 저가격으로 데이터와 음성 신호의 양방향 전송을 위한 VSAT용 14.0~14.5GHz3Watt SSPA의 설계와 실험결과를 기술하였다. 설계된 SSPA는 VSAT에서 요구되는 성능을 만족시키기 위하여 저잡음 GaAs FET를 이용한 두단의 저잡음 증폭기, 중전력 GaAs FET를 이용한 두단의 중전력 증폭기, \ulcorner시 고출력 증폭을 위하여 내부 정합된 전력 GaAs FET와 3dB branch line coupler를 이용한 balanced 증폭기를 포함하는 삼단 전력증폭기로 구성 하였다. 제작된 SSpA의 특성으로 소신호 전력이득 42dB, 잡음지수 7dB, 1dB 이득 억압점에서 출력 신호 35dBm. 그리고 입출력 VSWR로 2.0 그리고 1.5를 측정할 수 있었다.

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평형구조를 이용한 지표투과레이다용 2 GHz 대역 고효율 펄스발생기 (A High-Efficiency 2 GHz Balanced Pulse Generator for Ground Penetrating Radar System)

  • 정희창;서문교
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제28권11호
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    • pp.928-931
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    • 2017
  • 본 논문에서는 지표투과레이다용 2 GHz 대역 고효율 펄스발생기의 설계 및 측정결과에 대하여 기술하였다. 기존의 분산증폭기 기반 펄스 발생기의 입출력 정합특성을 개선하기 위해 $90^{\circ}$ 하이브리드 커플러를 이용한 평형 구조를 응용해 설계하였다. 설계된 펄스발생기는 PCB 공정을 이용하여 제작하였다. 펄스 발생기는 5 V 전원 공급 장치에서 약 1 mA 전류를 소모하며, 27.6 %의 전력 효율을 가진다. 출력 전압 진폭은 100 MHz의 PRF(Pulse Repetition Frequency: 펄스 반복 주파수)에서 $3.7V_{pp}$이다. 펄스의 폭은 약 2 ns이며 1.7~2.6 GHz의 동작 주파수에서 입출력 반사손실은 10 dB 이상이다.

펄스 폭 가변을 이용한 X-대역 고효율 60 W 전력 증폭 모듈 설계 (Design of X-Band High Efficiency 60 W SSPA Module with Pulse Width Variation)

  • 김민수;구융서;이영철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제23권9호
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    • pp.1079-1086
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    • 2012
  • 본 논문에서는 반도체형 전력 증폭기의 바이어스를 개선하기 위하여 순차 제어 회로와 펄스 폭 가변 회로를 적용한 X-대역 60 W 고효율 전력 증폭 모듈을 설계하였다. 순차 제어 회로는 전력 증폭 모듈을 구성하는 각 증폭단의 GaAs FET의 드레인 전원을 순차적으로 스위칭하도록 회로를 구성하였다. 드레인 바이어스 전원의 펄스 폭을 RF 입력 신호의 펄스 폭보다 넓게 하여 전력 증폭 모듈의 입력 신호가 있을 때만 스위칭 회로를 순차적으로 구동시킴으로써 전력 증폭 모듈의 열화에 따른 출력 신호의 왜곡과 효율을 향상시킬 수 있다. 60 W 전력 증폭 모듈은 고출력 GaAs FET를 이용하여 전치 증폭단, 구동 증폭단과 주전력 증폭단으로 구성하였으며, 주전력 증폭단은 전력결합기를 이용한 평형증폭기 구조로 구현하였다. 설계된 전력 증폭 모듈은 9.2~9.6 GHz에서 듀티사이클 10 %로 동작시켰을 때 50 dB의 전력 이득, 펄스 주기 1 msec, 펄스 폭 100 us, 출력 전력 60 W에서 동작함에 따라 펄스-SSPA 형태로 반도체 펄스 압축 레이더 등에 적용할 수 있다.

Field programmable analog arrays for implementation of generalized nth-order operational transconductance amplifier-C elliptic filters

  • Diab, Maha S.;Mahmoud, Soliman A.
    • ETRI Journal
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    • 제42권4호
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    • pp.534-548
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    • 2020
  • This study presents a new architecture for a field programmable analog array (FPAA) for use in low-frequency applications, and a generalized circuit realization method for the implementation of nth-order elliptic filters. The proposed designs of both the FPAA and elliptic filters are based on the operational transconductance amplifier (OTA) used in implementing OTA-C filters for biopotential signal processing. The proposed FPAA architecture has a flexible, expandable structure with direct connections between configurable analog blocks (CABs) that eliminates the use of switches. The generalized elliptic filter circuit realization provides a simplified, direct synthetic method for an OTA-C symmetric balanced structure for even/odd-nth-order low-pass filters (LPFs) and notch filters with minimum number of components, using grounded capacitors. The filters are mapped on the FPAA, and both architectures are validated with simulations in LTspice using 90-nm complementary metal-oxide semiconductor (CMOS) technology. Both proposed FPAA and filters generalized synthetic method achieve simple, flexible, low-power designs for implementation of biopotential signal processing systems.

전자식 레이더 반사기를 위한 X-band 마이크로웨이브 증폭기 설계 및 구현 (Design and fabrication of the X-band microwave amplifier for Electronic Radar Reflector)

  • 정종혁;양규식
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제2권3호
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    • pp.275-282
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    • 1998
  • 본 연구에서는 X밴드 전자식 레이더 반사기에 사용하기 위한 마이크로웨이브 5단 전력증폭기를 평형증폭기 구조를 이용하여 설계하고 제작하였다. 사용한 기판은 FR4이고, 사용한 소자는 FHX35LG, FLK012WF와 FLK022WG이다. 회로의 설계와 최적화는 마이크로웨이브 CAD 프로그램인 CNL/2를 사용하였다. 설계한 주파수 대역에서 측정된 결과는 46dB의 이득과 -14.2dB의 입력반사손실, -16.6dB의 출력반사손실을 나타내며, IM$_3$은 32dBc였다. 측정 결과는 시뮬레이션 결과와 거의 일치하였다.

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온도센서를 사용하지 않는 MEMS 마이크로히터 온도제어시스템 (A Sensorless and Versatile Temperature-Control System for MEMS Microheaters)

  • Bae, Byung-Hoon;Yeon, Jung-Hoon;Flachsbart Bruce R.;Shannon Mark A.
    • 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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    • 제55권11호
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    • pp.544-547
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    • 2006
  • In this paper, we present a temperature-controlled system for MEMS electrical resistance heaters without a temperature sensor. To rapidly control the heater temperature, the microheater system developed consists of a power supply, power amplifier, digital ${\underline{P}}roportional-{\underline{I}}ntegral-{\underline{D}}ifferential$ (PID) controller, and a quarter bridge circuit with the microheater and three resistors are nominally balanced. The microheaters are calibrated inside a convection oven to obtain the temperature coefficient with a linear or quadratic fit. A voltage amplifier applies the supply voltage proportional to the control signal from the PID controller. Small changes in heater resistance generate a finite voltage across the quarter bridge circuit, which is fed back to the PID controller to compare with the set-point and to generate the control signal. Two MEMS microheaters are used for evaluating the developed control system - a NiCr serpentine microheater for a preconcentrator and a Nickel microheater for ${\underline{P}}olymerase\;{\underline{C}}hain\;{\underline{R}}eaction$ (PCR) chip.

GaN HEMT를 이용한 S-대역 레이더시스템용 고출력 펄스 SSPA 설계 (A Design of High Power Pulsed Solid State Power Amplifier for S-Band RADAR System Using GaN HEMT)

  • 김기원;곽주영;조삼열
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 1부
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    • pp.168-171
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    • 2010
  • 본 논문에서는 GaN HEMT 소자를 이용한 고출력 고효율 특성을 가지는 광대역 SSPA의 개발을 다루고 있다. 개발한 SSPA는 8W 급과 15W 급의 GaN HEMT 소자를 사용하여 Pre-Drive 증폭단을 구성하였으며, Drive 증폭단은 50W/150W급 GaN HEMT 소자를 직/병렬구조로 사용하였다. Main 증폭단은 4-way 분배기와 결합기를 이용한 Balanced Structure를 적용하여 높은 출력을 구현하였으며, 안정적인 동작을 위하여 음(-)전원 제어 회로와 출력신호 검출 회로를 포함하고 있다. 제작된 SSPA의 사용가능 대역은 2.9GHz~3.3GHz로 단일전원을 사용하고 있으며 100us 펄스 폭, 10% Duty Cycle 조건에서 60dB의 전압이득, 1kW 출력과 약 28% 효율 특성을 가지는 것으로 측정되었다. 본 논문에서 개발한 SSPA는 S-대역을 사용하는 레이더시스템의 송신단에 적용될 수 있다.

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5 GHz 무선랜용 수신기의 설계 (CMOS Front-End for a 5 GHz Wireless LAN Receiver)

  • 이혜영;유상대;이주상
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 B
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    • pp.894-897
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    • 2003
  • Recently, the rapid growth of mobile radio system has led to an increasing demand of low-cost high performance communication IC's. In this paper, we have designed RF front end for wireless LAN receiver employ zero-IF architecture. A low-noise amplifier (LNA) and double-balanced mixer is included in a front end. The zero-IF architecture is easy to integrate and good for low power consumption, so that is coincided to requirement of wireless LAN. But the zero-IF architecture has a serious problem of large offset. Image-reject mixer is a good structure to solve offset problem. Using offset compensation circuit is good structure, too. The front end is implemented in 0.25 ${\mu}m$ CMOS technology. The front end has a noise figure of 5.6 dB, a power consumption of 16 mW and total gain of 22 dB.

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