• 제목/요약/키워드: Balanced amplifier

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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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Ku-Band Sub-Harmonically Pumped Single Balanced Resistive Mixers with a Low Pass Filter Using Photonic Band Gap

  • Kim, Jae-Hyuk;Park, Hyun-Joo;Lee, Jong-Chul;Kim, Nam-Young
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제11권4호
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    • pp.599-609
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    • 2000
  • In this paper, sub-harmonically pumped single balanced resistive mixers are presented . Frequency bandwidth is selected for a Ku-band, which is 11.75-12.25GHz for RF, 5.375∼5.625 GHz for LO, and 1 GHz for IF signals. A rat-race hybrid is designed for the accomplishment of single balanced type. A low pass filter (LPF) with photonic band gap(PBG) structure is used for good conversion loss and unwanted harmonics suppression. Two types of mixers are suggested, which are one with no gate bias for no DC power consumption and the other with the IF amplifier for conversion gain. When a LO signal with the power of 6 dBm at 5.5 GHz is injected, a conversion loss of 12.17dB and a conversion gain of 7.83 dB are obtained for each mixer. For the both mixers , LO to RF isolation of 20 dB and LO to IF isolation of 60dB are obtained. With the RF power of -30dBm to -3dBm, the mixer shows linear characteristics region of IF. this mixer can be applied for Ku-band and other microwave communication systems.

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A Differential Voltage-controlled Oscillator as a Single-balanced Mixer

  • Oh, Nam-Jin
    • International journal of advanced smart convergence
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    • 제10권1호
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    • pp.12-23
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    • 2021
  • This paper proposes a low power radio frequency receiver front-end where, in a single stage, single-balanced mixer and voltage-controlled oscillator are stacked on top of low noise amplifier and re-use the dc current to reduce the power consumption. In the proposed topology, the voltage-controlled oscillator itself plays the dual role of oscillator and mixer by exploiting a series inductor-capacitor network. Using a 65 nm complementary metal oxide semiconductor technology, the proposed radio frequency front-end is designed and simulated. Oscillating at around 2.4 GHz frequency band, the voltage-controlled oscillator of the proposed radio frequency front-end achieves the phase noise of -72 dBc/Hz, -93 dBc/Hz, and -113 dBc/Hz at 10KHz, 100KHz, and 1 MHz offset frequency, respectively. The simulated voltage conversion gain is about 25 dB. The double-side band noise figure is -14.2 dB, -8.8 dB, and -7.3 dB at 100 KHz, 1 MHz and 10 MHz offset. The radio frequency front-end consumes only 96 ㎼ dc power from a 1-V supply.

높은 채널 분리 특성을 가지는 1550nm 대역 4 파장 광모듈 및 광중계기 제작 (Implementation of 4-Wavelength Optical Transceiver with Excellent Transfer/Isolation Characteristics)

  • 이유종
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2003년도 춘계종합학술대회
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    • pp.787-790
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    • 2003
  • OADM (optical add-drop multiplexer)과 광트랜시버 (optical transceiver)를 사용하여 1510 nm와 1530 nm 파장을 각각 upload용과 download용으로 사용하여 광선로의 추가적인 포설없이 기존의 광선로를 재활용함으로써 비용 절감효과와 통신용량의 증가 사용자수의 증가 등 다양한 이익을 창출할 수 있다. 먼저 기존의 2개 파장이 지나는 광섬유에 fusion splicer를 이용하여 OADM을 부착하고, 1510 nm 와 1530 nm 파장을 DFB (distributed feedback) LD (laser diode) 와 tunable LD를 사용하여 파장의 변화를 관찰하였다. 이때 광통신 시 발생하는 감쇠 및 손실 특성을 알아보았으며 광트랜시버의 핵심부품중 하나인 LNA (low noise amplifier)를 balanced 타입으로 직접 제작하여 network analyzer로 측정한 결과 각각의 S$_{11}$, S$_{21}$, S$_{22}$는 -19.98 dB, 11.5 dB, -20.02 dB의 값이 얻어졌다.다.

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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.

도파관 하이브리드 커플러를 이용한 X-대역 모노펄스 레이더용 이미지 제거 SSB 변조기 설계 (Design of Image Rejection SSB Modulator for X-Band Monopulse RADAR using Waveguide Hybrid Coupler)

  • 고영목;나극환
    • 대한전자공학회논문지TC
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    • 제48권6호
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    • pp.34-40
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    • 2011
  • 본 논문에서는 도파관 하이브리드 커플러를 이용한 X-대역 모노펄스 레이더용 이미지 제거 SSB 변조기 설계에 대해 연구하였다. 일반적으로 SSB 변조기는 입력되는 IF(RF)신호와 LO 신호를 혼합하여 특정한 RF(IF) 주파수 대역으로 변환한다. 이 경우 SSB 변조기는 RF 대역에서 한쪽 측파대를 전송하기 위해, 이미지 신호와 LO 신호의 제거가 요구된다. LO 신호와 IF 신호를 혼합하기 위해, 도파관 하이브리드 커플러와 크리스탈 믹서 다이오드를 이용하여 평형믹서를 설계하였으며, 두 크리스탈 믹서 다이오드 입력에 적합한 $90^{\circ}$ 위상차를 갖는 IF(+)와 IF(-)신호 생성을 위한 IF 증폭기를 설계하였다. 설계된 각각의 도파관과 IF 증폭기 케이스는 고주파수 대역에서 높은 전기적 신뢰성을 유지하기 위해 딥 브레이징 기술을 이용하여 알루미늄으로 제작하였으며 제작된 SSB 변조기 측정결과 LO 신호와 측파대 신호 제거비는 각각 14.2dB와 18.5dB의 양호한 결과를 얻었다.

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.

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.

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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피드백 구조를 갖는 광대역 캐스코드 증폭기의 설계 (Design of Wideband Cascode Amplifiers Using a Feedback Structure)

  • 이재훈;임종식
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권1호
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    • pp.720-725
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    • 2015
  • 본 연구에서는 초고주파 대역 소신호 트랜지스터를 이용하여 광대역 특성을 갖는 캐스코드 증폭기의 설계에 대하여 기술한다. 캐스코드 구조를 사용함으로써, 중간대역 이득의 감소를 피하면서 밀러 효과를 감소시켜 차단주파수를 확장시켰다. 또한 입력 매칭을 용이하게 하고 광대역에서 리플이 작은 이득 특성을 얻기 위해 피드백 회로를 이용하였다. 종래에 광대역 증폭기로 평형 증폭기나 분산형 증폭기가 자주 사용되지만, 본 연구에서는 기존보다 회로의 크기를 감소시키면서 광대역 이득특성을 얻을 수 있도록 캐스코드 구조의 증폭기를 설계하였다. 실제 측정에서 1000-2000MHz사이에서 $8.5dB{\pm}1.5dB$의 이득을 보였다. 제작된 캐스코드 증폭기는, 비록 약간의 주파수 이동이 있으나, 예측 결과와 유사하게 1000MHz 이상의 대역폭에서 8dB 이상의 평탄한 이득을 가졌다.