• 한국전자파학회논문지
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• 제24권4호
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• pp.394-402
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• 2013

본 논문은 GaN(Gallium Nitride) HEMT(High Electron Mobility Transistor)를 이용한 S대역 레이더용 전력증폭기 설계하고 제작된 스위칭 모드 전력증폭기의 ruggedness 시험에 관련된 내용을 기술하였다. 고효율 특성을 위해 전력증폭기를 Class-F로 설계하였으며, 측정을 위한 입력 신호는 $100{\mu}s$의 pulse width 및 10 %의 duty cycle인 pulse 신호를 사용하였다. 제작된 Class-F 전력증폭기의 중심 주파수에서 측정한 결과, 8.7 dB의 전력 이득과 42 dBm의 출력 전력, 54.2 %의 전력 부가 효율(PAE) 및 62.6 %의 드레인 효율이 측정되었다. 또한, 전력증폭기의 신뢰성 시험의 일환으로 Ruggedness 시험을 위한 실험 구성을 제안하고, VSWR(Voltage Standing Wave Ratio)을 변화시켜 출력 전력과 효율을 측정하였다. 설계된 전력증폭기가 VSWR 변화에 따라 출력 전력 32.6~41.1 dBm까지 변화하고, 드레인 효율은 23.4~63 %까지 변하는 특성을 얻을 수 있었다.

• 기술사
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• 제10권2호
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• pp.27-34
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• 1977

이상적으로 100%의 전력변환능율을 갖는 새로운 증폭기인 Class-D전력증폭기의 원리, 성능 및 응용 등에 관하여 고찰하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권9호
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• pp.1065-1071
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• 2010

본 논문에서는 새로운 고조파 차단 부하 회로를 제안하고, 이 회로를 이용한 고효율 F급 전력 증폭기를 설계하였다. 제안된 부하 회로는 F급 전력 증폭기의 효율을 향상에 있어서 큰 기여도를 갖는 2차와 3차 고조파에서 종단 임피던스를 제어한다. 제안된 부하 회로의 2차와 3차 고조파 입력 임피던스는 각각 단락 및 개방 임피던스를 보인다. 제작된 구조의 부하 회로는 F급 전력 증폭기의 고조파를 억압하기에 충분한 24 dB 이상의 감쇠 특성도 보인다. 부하 회로를 이용한 F급 전력 증폭기의 측정 결과는 최대 출력($P_{1dB}$) 35.17 dBm에서 드레인 효율 75.7%, 전력 부가 효율 71.3 %를 보였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.1313-1321
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• 2008

Composite right/left-handed transmission lines(CRLH-TL) 결합기를 이용한 outphasing E급 전력 증폭기를 2.4 GHz 대역에서 동작하도록 설계하였다. CRLH 전송 선로가 포함된 전력 결합기는 2차와 3차 고조파를 억제하여 선형성을 향상시켰다. 또한, 기존의 outphasing 전력 증폭기가 갖고 있던 출력 손실 문제를 해결하여 PAE 측면에서도 이점을 얻었다. 본 연구에서는 14 dBm의 전력이 인가되었을 때 31.8 dBm의 최대 출력 전압을 측정하였으며, 이 때 PAE는 약 50 %로 확인되었다. 선형성 향상을 확인하기 위한 IMD3 측정에서는 일반적인 기존의 ${\lambda}/4$ 전송 선로를 사용하는 outphasing 전력증폭기를 사용하였을 때보다 약 5 dB 정도의 향상을 확인할 수 있었다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.540-547
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• 2004

본 논문에서는 900 MHz대역에서 70 % 이상의 고효율을 갖는 전류 모드 D급 전력증폭기를 설계, 제작하였다. 푸시-풀 B급 전력증폭기의 구조를 기초로 하여 병렬 고조파 컨트롤 회로를 적용하여, 기존 D급 전력증폭기의 큰 손실 요인이었던 소자 내 커패시턴스의 충, 방전에 의한 전력 손실을 최소화하였다. 측정결과, 900 MHz 대역, 출력전력 3.2 W에서 73 % 전력 부가 효율, 그리고 출력전력 5 W에서 72 % 전력 부가 효율을 각각 얻었으며 DC 전력에 따라 출력의 크기가 선형적으로 변화하는 D급 전력증폭기의 특성을 확인하였다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제13권6호
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• pp.1071-1079
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• 2010

This paper describes the design and fabrication of a high-efficiency GaN HEMT(Gallium Nitride High-electron Mobility Transistor) Pallet power amplifier module for S-band phased array radar applications. Pallet amplifier module has a series 2-cascaded power amplifier and the final amplification-stage consists of balanced GaN HEMT transistor. In order to achieve high efficiency characteristic of pallet power amplifier module, all amplifiers are designed to the switching-mode amplifier. We performed with various PRF(Pulse Repetition Frequency) of 1, 10, 100 and 1000Hz at a fixed pulse width of $100{\mu}s$. In the experimental results, the output power, gain, and drain efficiency(${\eta}_{total}$) of the Pallet power amplifier module are 300W, 33dB, and 51% at saturated output power of 2.9GHz, respectively.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제17권4호
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• pp.221-227
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• 2017

A new approach to designing a broadband and highly efficient class-E power amplifier based on nonlinear shunt capacitance analysis is proposed. The nonlinear shunt capacitance method accurately extracts optimum class-E power amplifier parameters, including an external shunt capacitance and an output impedance, at different frequencies. The dependence of the former parameter on the frequency is considered to select an optimal value of external shunt capacitor. Then, upon determining the latter parameter, an output matching network is optimized to obtain the highest efficiency across the bandwidth of interest. An analytical approach is presented to design the broadband class-E power amplifier of a MOSFET transistor. The proposed method is experimentally verified by a 140-170 MHz class-E power amplifier design with maximum added power efficiency of 82% and output power of 34 dBm.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제11권1호
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• pp.16-26
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• 2011

This paper presents high power and high efficiency Doherty amplifiers for 2.345 GHz wireless broadband (WiBro) applications that use a Nitronex 125-W ($P_{3dB}$) GaN high electron mobility transistor (HEMT). Two- and three-way Doherty amplifiers and a saturated Doherty amplifier using Class-F circuitry are implemented. The measured result for a center frequency of 2.345 GHz shows that the two-way Doherty amplifier attains a high $P_{3dB}$ of 51.5 dBm, a gain of 12.5 dB, and a power-added efficiency (PAE) improvement of about 16 % compared to a single class AB amplifier at 6-dB back-off power region from $P_{3dB}$. For a WiBro OFDMA signal, the Doherty amplifier provides an adjacent channel leakage ratio (ACLR) at 4.77 MHz offset that is -33 dBc at an output power of 42 dBm, which is a 9.5 dB back-off power region from $P_{3dB}$. By employing a digital pre-distortion (DPD) technique, the ACLR of the Doherty amplifier is improved from -33 dBc to -48 dBc. The measured result for the same frequency shows that the three-way Doherty amplifier, which has a $P_{3dB}$ of 53.16 dBm and a gain of 10.3 dB, and the saturated Doherty amplifier, which has a $P_{3dB}$ of 51.1 dBm and a gain of 10.3 dB, provide a PAE improvement of 11 % at the 9-dB back-off power region and 7.5 % at the 6-dB back-off region, respectively, compared to the two-way Doherty amplifier.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권2호
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• pp.80-85
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• 2010

본 논문에서는 EER(Envelope Elimination and Restoration)구조를 응용하여 전력 증폭기의 효율을 극대화 하였으며, EER 구조의 취약점인 선형성을 메타구조를 이용하여 개선하였다. 고효율을 얻기 위해 class-F급 전력 증폭기를 설계하였으며 포락선 검파기를 이용하여 전력 증폭기의 구동 전력을 조절하였다. 또한, 정합 회로의 비정합에 의한 고조파 성분들을 대역통과 필터의 특성을 갖는 CRLH 메타구조를 이용하여 제거함으로써 높은 선형성을 얻었다. 본 논문에서 제안한 EER 구조를 응용한 전력 증폭기 구조는 일반 전력 증폭기에 비해 PAE(Power Added Efficiency)가 5.93 % 개선되었고, 3차 IMD가 12.83 dB 이상 개선되었다.

• 한국항행학회논문지
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• 제14권2호
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• pp.176-182
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• 2010

본 논문에서는 역 E-급 증폭기 출력 회로의 병렬 공진기를 주파수에 대해 가변되도록 회로를 구성하여 넓은 주파수 범위에서 높은 전력부가효율과 출력전력을 유지하는 방법을 제안하였다. 여기서 사용된 병렬 공진기는 동작 주파수에 따라서 Q 값은 동일하고, 가변 특성을 얻기 위해서 바렉터 다이오드를 사용하여 인덕터와 캐패시터를 만들었으며, 전류 영점 교차를 위한 인덕턴스 성분은 집중소자로 또, 위상 보상을 위한 캐패시턴스는 분포소자로 구현하였다. 역 E-급 증폭기의 주파수 가변 특성을 통해서 효율과 출력 전력을 확인한 실험 결과는 65-120MHz의 주파수 범위에서 증폭기는 최대 75%의 전력부가효율과 25dBm의 출력전력을 얻었다.