• 전기전자학회논문지
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• 제26권4호
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• pp.537-544
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• 2022

본 논문은 최근 전자전, 레이더, 기지국 및 위성통신분야에서 각광받고 있는 GaN HEMT(Gallium Nitride High Electron Mobility Transistor) die를 이용한 고출력증폭기의 제작에 사용되는 본드 와이어의 용융단선 현상과 원인을 분석하였다. 고출력증폭기의 주요 성능인 최대 출력전력을 얻기 위해서는 최적의 임피던스 정합이 필요하고 정격전류뿐만 아니라 과도전류에 대한 발열을 고려하여 본드 와이어 소재에 부합하는 직경과 가닥수가 정해져야 한다. 특히, GaN과 같이 에너지 밴드 갭이 넓은 화합물반도체는 설계효율이 낮거나 방열이 부족하면 열 저항 증가로 인해 본드 와이어의 용융단선을 촉발하는 현상을 확인하였다. 본 자료는 발열조건에 대한 모의시험을 수행하고, IR현미경 측정을 통한 검증으로 GaN소자를 이용한 응용분야에 참고자료로 활용이 기대된다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권6호
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• pp.149-154
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• 2022

GaN 소자는 고출력 및 고선형성 특성을 가지므로 레이더 수신기에서 저잡음 증폭기로 활용되어 리미터 없이 구현될 수 있으며, 이로 인해 잡음지수를 개선하고 면적을 줄일 수 있다. 본 논문에서는 Ka-대역 레이더용 수신기에 적용하기 위한 GaN 저잡음 증폭기를 기술하였다. 설계된 저잡음 증폭기는 150-nm GaN HEMT 공정으로 제작되었으며, 목표주파수 내에서 패키징 손실을 포함하여 >23 dB 이득, <6.5 dB의 잡음지수 특성을 보였다. 고입력 부하시험시 이득 및 잡음 저하가 있었으나, 반복시험시 추가적인 성능저하는 나타나지 않았다. 부하시험 후 잡음지수 및 S-파라미터 측정을 통해 GaN 저잡음 증폭기에서 ~40 dBm 펄스 입력 전력을 견딜 수 있음을 확인하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제43권5호
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• pp.128-136
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• 2006

본 논문에서는 3GPP 중계기 및 기지국용 50W급 Doherty 전력증폭기를 설계 및 제작하였다. 이상적인 Doherty 전력증폭기는 효율개선과 고출력 특성이 뛰어나지만 이를 구현하기 위해서는 바이어스 조절이 어렵다. 이를 해결하고자 기존의 Gate 바이어스 조절회로를 가진 Doherty(GDCHD) 전력증폭기에 Drain 바이어스 조절회로를 첨가한 GDCHD(Gate and Drain Control Hybrid Doherty) 전력증폭기를 구현하였다. 실험결과 3GPP 동작주파수 대역인 $2.11{\sim}2.17\;GHz$에서 이득이 57.03 dB이고, PEP 출력이 50.30 dBm, W-CDMA 평균전력 47.01 dBm, 5MHz offset 주파수대역에서 -40.45 dBc의 ACLR 특성을 가졌으며, 각각의 파라미터는 설계하고자 하는 증폭기의 사양을 만족하였다. 특히 GDCHD 전력증폭기는 일반적인 Doherty 전력증폭기에 비해 ACLR에 따른 효율 개선성능이 우수하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권3호
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• pp.1-8
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• 2005

본 논문에서는 3GPP 중계기 및 기지국용 60W급 Doherty 전력증폭기를 설계 및 제작하였다. Doherty 전력증폭기는 효율개선과 고출력 특성이 뛰어나지만 보조증폭기의 구현이 어렵다. 이를 해결하고자 일반적인 Doherty 전력증폭기에 보조증폭기의 Gate 바이어스 조절회로를 첨가한 GCHD(Gate Control Hybrid Doherty) 전력증폭기를 구현하였다. 실험결과 3GPP 동작주파수 대역인 $2.11\~2.17GHz$에서 이득이 62.55 dB이고, PEP 출력이 50.76 dBm, W-CDMA 평균전력 47.81 dBm, 5MHz offset 주파수대역에서 -40.05 dBc의 ACLR 특성을 가졌으며, 각각의 파라미터는 설계하고자 하는 증폭기의 사양을 만족하였다. 특히 GCHD 전력증폭기는 일반전력증폭기에 비해 ACLR에 따른 효율 개선성능이 우수하였다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제48권9호
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• pp.54-58
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• 2011

본 논문에서는 Composite Right-/Left-Handed (CRLH) 전송선로 (TL)와 PIN 다이오드를 이용한 이중대역 Class-E 전력증폭기를 구현하였다. CRLH 전송선로를 이용하여 이중대역 주파수 조절 특성을 갖는 Metamaterial CRLH 전송선로를 구현하였으며, CRLH 전송선로의 이중대역 동작은 전력증폭기의 정합 회로에 이용된 주파수 오프셋과 CRLH 전송선로의 비선형 위상 기울기에 의해 얻을 수 있었다. 제안된 이중대역 전력증폭기의 효율을 향상시키기 위하여 출력 정합회로뿐만 아니라 입력 정합회로를 이용하여 구현하였으며, PIN 다이오드를 이용하여 각각의 독립된 주파수에서 전력증폭기가 동작할 수 있게 하였다. 전력증폭기의 출력 전력과 전력효율은 각각 800 MHz에서 42.17 dBm, 62.24 %, 1900 MHz에서 41.50 dBm, 60.73 % 이었으며, 이중대역에서 비교적 균등한 결과를 얻었다.

• 한국음향학회지
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• 제37권1호
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• pp.46-52
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• 2018

압전변압기에 사용되는 압전 단결정은 높은 입력 임피던스로 인하여 파워전송용량이 높지 않다는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 연산증폭기를 사용한 범용 임피던스 변환(General Impedance Convert, GIC) 회로로 구현된 정전용량 증가회로를 압전 단결정 진동자의 전기단자에 연결함으로써 입력임피던스를 저하시켜 파워전송용량을 향상시킬 수 있는 방법을 제안하였다. $128^{\circ}$회전 Y판 $LiNbO_3$ 단결정 진동자에 설계 제작된 정전용량 증가회로를 적용하여 구동 특성을 측정한 결과, 입력임피턴스는 25 % 감소, 전기-기계결합계수는 30 % 증가, 전압변환 특성에 있어서는 약 17~30배의 출력파워용량이 증가됨을 확인하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.227-247
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• 2015

저손실, 전자기 완전차폐, 고전력 특성을 갖는 기판집적 도파관(SIW)을 이용하여 X-band $8{\times}16$ 이중편파 능동 위상배열안테나 시스템을 구현하였다. 16-way SIW 전력분배 네트워크의 측정된 순수 삽입손실(0.65 dB)은 마이크로스트립 경우보다 1 dB 감소하였으며, SIW 부배열($1{\times}16$) 안테나 소자의 측정된 방사효율(73 %)은 약 2배(3 dB) 향상되었다. 이러한 SIW를 이용한 분배손실과 방사효율의 상당한 개선은 능동 위상 배열안테나 시스템에서 고전력 증폭기의 최대출력(P1 dB)을 저감하고, 총 전력소모를 약 30 % 절감할 것이다. SIW 기반으로 제작된 X-band $8{\times}16$ 이중편파 능동 위상 배열안테나 시스템을 이론적인 제어벡터만을 생성하여 0도, 5도, 9도, 18도의 정밀한(최대편차 2도) 빔 조향을 측정하였으며, 열주기/진공 시험에서 우주환경 적합성을 확인하였다. 고효율 SIW 배열안테나 시스템은 고성능 레이더는 물론 차세대 무선통신(5G)을 위한 Massive MIMO와 다양한 밀리미터파 통신시스템(60 GHz WPAN, 77 GHz 자동차 레이더, 초고속 디지털 전송시스템 등)에 매우 유용할 것으로 기대한다.

• 방송공학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.884-894
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• 2013

최근 지구 온난화에 따른 이산화탄소 배출량 감소 및 에너지 절약을 위하여 방송통신 기술 역시 에너지를 절약을 위한 연구가 시작되고 있다. 특히 방송통신 시스템의 전체 소비 에너지는 기지국에서 87.5%이상 차지하고 있지만 물리계층에서 에너지 효율성에 관한 연구는 전송용량을 총 전력 단일 상수로 나누어 분석하기 때문에 실제적인 에너지 특성을 분석하는데 문제점이 많다. 본 논문은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 실제 증폭기에 사용되는 트랜지스터의 특성과 신호 모델에 관하여 간략히 소개한다. 이는 에너지 효율적인 방송통신 시스템을 설계하는데 이용 가능한 비선형 증폭기의 신호모델 그리고 증폭기의 특성을 고려한 기지국의 총 전력 사용량까지 포함하여 효율적인 에너지 효율을 계산하는 데 중요한 이해를 제시한다.

• 전자공학회논문지
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• 제50권4호
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• pp.229-235
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• 2013

본 논문은 최근 활발하게 연구되고 있는 뇌-기계 접속을 위한 완전 삽입형 마이크로 시스템의 구현에 있어서 중요한 이슈들을 고찰한다. 현재까지의 과학 기술적 연구는 신경 신호 증폭기, 무선 신호 전송 등 주로 고성능 저전력 전자기기 및 시스템을 구현하는데 집중되어 왔으나, 마이크로 시스템의 실제적인 응용은 전자 기기의 특성뿐만 아니라 밀봉 구조의 디자인에서 뇌의 생리 해부학적 특성에 이르기까지 여러 가지 요인에 의해 영향을 받게 된다. 본 논문은 특히 뇌 삽입형 마이크로 시스템의 실질적인 구현에 결정적인 영향을 주는 시스템 발열의 영향, 신경 프로브의 감지 부피, 무선 데이터 전송 및 전력 전달, 그리고 뇌의 생리 해부학적인 고려 요인에 대해 논의한다.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제42권3호
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• pp.9-14
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• 2005

OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)은 그 우수한 성능으로 인해 광대역 무선통신 시스템에서 널리 사용되고 있다. 그러나 OFDM은 평균전송전력 대비 최대전송전력이 높다는 단점을 가지고 있으며 이를 극복하기 위한 방법으로 SC-FDE(Single-Carrier Frequency-Domain Equalization)가 제안되었다. SC-FDE는 OFDM과 비슷한 성능 및 복잡도를 유지하면서 비선형성 전력 증폭기에 덜 민감하다는 장점을 가진다. 이 논문에서는 단일 안테나를 가지는 BPSK SC-FDE 시스템에서 BPSK로 전송하는 대신 QPSK로 반복 전송하며 전송할 때의 데이터 패턴을 조절함으로써 주파수축의 다이버시티 효과를 얻는 방법을 제안한다.