• 제목/요약/키워드: Power amplifiers

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2.4 GHz 저전력 차동 직접 변환 CMOS RF 수신기를 위한 새로운 하이브리드 발룬 회로 (A Novel Hybrid Balun Circuit for 2.4 GHz Low-Power Fully-differential CMOS RF Direct Conversion Receiver)

  • 장신일;박주봉;신현철
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제45권4호
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    • pp.86-93
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    • 2008
  • 2.4 GHz 대역 완전차동 직접변환 수신기를 위한 저전력, 저잡음, 고선형성을 가지는 새로운 구조의 하이브리드 발룬(Hybrid Balun) 회로를 제안한다. 제안된 하이브리드 발룬은 수동형 트랜스포머(Passive Transformer)와 손실 보상용 보조 증폭기(Loss-compensating Auxiliary Amplifiers)로 구성된다. 트랜스포머와 보상용 증폭기 사이의 신호의 분리와 결합에 대한 설계 이슈들을 제시하였다. $0.18{\mu}m$ 공정으로 제작된 하이브리드 발룬은 수동형 발룬에 비해 2.4 GHz 대역에서 이득은 2.8 dB 높고 잡음지수는 1.9 dB 낮으며, 측정된 IIP3는 +23 dBm 이다. 전체 전력소모는 1.2 V 전원 전압에서 0.67 mA로서 저전력으로 구현되었다. 하이브리드 발룬 기술을 적용하여 설계된 무선센서노드용 CMOS 직접변환 수신기는 수동형 발룬을 사용했을 때 비해 0.82 mW의 추가 전력소모만으로 전체 잡음 지수를 현저히 낮출 수 있음을 확인하였다.

모드변환 가능한 단권변압기를 이용한 CMOS 전력증폭기 (CMOS Power Amplifier Using Mode Changeable Autotransformer)

  • 류현식;남일구;이동호;이옥구
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권4호
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    • pp.59-65
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    • 2014
  • 본 논문에서는 전력증폭기의 효율을 증가시키기 위해서 모드변환 가능한 단권변압기를 제안한다. 모드변환 가능한 단권변압기를 통해 전력증폭기의 저 전력 모드 동작 시 효율을 개선할 수 있다. 이 논문에서는 0.18-${\mu}m$ CMOS 표준 공정을 이용하여 듀얼모드 단권변압기를 이용한 CMOS 전력증폭기를 설계하였다. 고 전력 모드와 저 전력 모드에서 단권변압기의 1차 권선의 권선수를 조절하여 전력증폭기의 동작을 최적화하였다. EM 시뮬레이션 및 전체 회로 시뮬레이션 결과 제안된 멀티모드 CMOS 전력증폭기의 출력전력이 24dBm일 때 전력부가효율(PAE)이 10.4%에서 멀티모드 동작으로 26.1% 로 상승하여 전력증폭기의 성능 개선되었다.

레디알 전력 결합기를 이용한 고출력 증폭기 (High Power Amplifier using Radial Power Combiner)

  • 최종운;윤영철;김영
    • 한국항행학회논문지
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    • 제21권6호
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    • pp.626-632
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    • 2017
  • 본 논문은 삽입 손실이 작은 레디알 전력 결합기를 이용하여 낮은 전력의 증폭기 8개를 결합하여 고출력 증폭기를 구현한 것이다. 구현된 레디알 전력 결합기는 8개의 입력 포트를 갖고 있는 비공진형 특성을 갖고 있으며 마이크로스트립으로 구현하였고, 1.045 GHz 동작 주파수에서 확인한 결합기의 특성은 삽입손실 0.7 dB, 반사손실 12 dB 이상을 얻었다. 또한, 사용된 낮은 전력의 증폭기는 AFT27S010NT1 트랜지스터를 이용하여 설계하였으며, 동작 주파수에서 동일한 이득, 위상 및 일정한 출력 특성을 만족하도록 설계하였다. 제작된 레디알 전력 결합기와 8 W 출력의 드라이브 증폭기를 이용하여 낮은 전력의 증폭기 8개 구동시켜서 결합한 고출력 증폭기는 1.045 GHz 동작 주파수에서 33 W의 출력 특성을 얻었다. 또한, 낮은 전력 증폭기가 고장이 발생했을 때 레디알 결합기를 이용한 증폭기의 출력특성이 점진적으로 열화되는 결과를 확인하였다.

저 손실 레디알 전력 결합기와 수냉 시스템을 이용한 고전력 증폭기 구현 (Implementation of a High Power Amplifier using Low Loss Radial Power Combiner and Water Cooling System)

  • 최성욱;김영
    • 한국항행학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.319-324
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    • 2018
  • 본 논문은 RF 전력 반도체를 사용한 고출력 전력증폭기를 구현한 것으로 기존의 플라즈마 발생 장치에 사용되는 마그네트론 방식의 고출력 증폭기 문제점인 낮은 효율과 짧은 수명, 유지 보수의 어려움 그리고 높은 운용비용 등을 개선하기 위한 것이다. 구현된 고출력 전력증폭기는 2.45 GHz ISM (industrial scientific medical) 대역에서 공간 결합방식을 이용한 저 손실, 고출력 레디알 결합기와 반도체로 3 kW급 출력을 얻기 위해서 300 W 급 전력 증폭기 16개의 증폭기로 구성되어 있다. 또한, 이 증폭기는 개별적인 증폭기에 수냉 방식의 구조를 적용하여 고출력에 따른 발열문제를 극복하였다. 소형 시스템으로 구성된 이 전력증폭기는 원하는 출력에서 50%의 높은 효율을 얻었다.

20GHz 대 MMIC SSPA 개발 (Development of MMIC SSPA for 20GHz Band)

  • 임종식;김종욱
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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    • pp.327-330
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    • 1998
  • A 2watts MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuits) SSPA(Solid State Power Amplifiers) for 20GHz band communication systems has been designed, manufactured and measured. The 0.15um pHEMT technologywith the gate size of 400um for single device was used for the fabrication of MMIC Power Amplifier chips. The precision MIC patterns for the peripherals like power combiner/divider and microstrip lines were realized using hard substrate for gold wire/ribbon bonding. The measured data shows that this MMIC SSPA has the linear gain of 18dB, output power of 33.42dBm(2.2Watts)at 20~21GHz.

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UWB용 저전력 CMOS 저잡음 증폭기 설계 (A Low Power CMOS Low Noise Amplifier for UWB Applications)

  • 이정한;오남진
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 2008년도 하계종합학술대회
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    • pp.545-546
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    • 2008
  • This paper presents a low power CMOS low noise amplifier for UWB applications. To reduce the power consumption, two cascode amplifiers was stacked in DC. Designed with $0.18-{\mu}m$ CMOS technology, the proposed LNA achieves 20dB flat gain, below 3dB noise figure, and the power consumption of 5.2mW from a 1.8 V supply voltage.

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전력증폭기 부정합 조건에서의 출력 전력 불확도 산출에 관한 연구 (Study for the Uncertainty Estimation of Output Power under the Mismatch Condition of Power Amplifiers)

  • 이가람;박영철
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제25권8호
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    • pp.802-807
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    • 2014
  • 본 논문은 전력 증폭기의 출력 전력 측정에 있어 드레인에서의 부정합 정도를 고려한 정교한 측정 불확도 산출 방안을 제시하였다. 기존의 측정 불확도 산출 방법은 최적 성능을 위해 의도적인 부정합을 포함하는 전력증폭기의 정합상황을 정확히 반영하는데 한계를 가지고 있다. 이를 보완하기 위하여, 전력증폭기 드레인의 부정합 정도를 포함하는 복합 반사계수와 S-파라미터 측정 불확도를 활용한 종합적인 전력 측정 불확도를 제안하였으며, 3.7 GHz에서 동작하는 10 watt급 전력증폭기의 출력 전력을 측정한 실제 결과와 비교해 보았다. 결과적으로 제안한 합성 측정 불확도는 기존 불확도에 대비하여 10배 정도의 정교한 출력 전력의 불확도를 얻을 수 있었다.

수중 음향센서용 전력증폭기를 위한 멀티레벨 가변전압출력 AC-DC 전원회로 설계 (Design of Multilevel Variable Output Voltage AC-DC Converter for Power Amplifier of Underwater Acoustic Sensor)

  • 이창열;김인동;노의철;문원규;김원호
    • 전력전자학회논문지
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    • 제18권1호
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    • pp.72-83
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    • 2013
  • The paper proposes a new multilevel variable output voltage AC/DC Converter for power supply of power amplifiers used in underwater acoustic sensors. The proposed multilevel variable output voltage AC/DC Converter is composed of two parts. One as the input section is the high efficiency phase-shifted PWM full bridge DC-DC converter to get multiport power sources. The other as the output section is composed of two flying-capacitor 3-level DC-DC converters and a diode bridge circuit to get fast-response and multilevel variable output voltage for an envelope amplifier. Also the paper suggests the detailed circuit topology and design guideline of multilevel variable output voltage AC/DC converter. It also proposes the power balanced control method between 3-level converters and the voltage balanced algorithm for flying capacitors. Its characteristics should be verified by the detailed simulation results. It is anticipated that the proposed converter will be used very well for power amplifiers used in underwater acoustic sensors.

Design of Dualband Class-F PAs for Cellular and WLAN Applications

  • Lee, Chang-Min;Park, Young-Cheol;Yoon, Hoi-Jin
    • Journal of electromagnetic engineering and science
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    • 제10권1호
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    • pp.6-12
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    • 2010
  • In this paper, highly efficient class-F power amplifiers(PAs) with harmonic-controlling transmission lines(TLs) were built for cellular and WLAN applications at 840 MHz and 2.4 GHz each. Also, based on these single-band PAs, a dualband class-F PA was designed after a careful investigation into the harmonics of the two frequencies. The harmonic-controlling TL was designed for the class-F operation at dualband by switching the length of the shunt $\lambda$/4 TL part, while the series $\lambda$/4 TL is optimized for both frequencies. To verify the performance, two class-F PAs optimized at each frequency and a dualband class-F PA at the corresponding frequencies were built with the secondand the third-harmonic control circuits at each frequencies. As a result, the PA#1 at 840 MHz has a peak drain efficiency of 81.2 % with an output power of 24.4 dBm, while the PA#2 at 2.35 GHz shows a drain efficiency of 94.5 % with an output of 22.8 dBm. Finally, the dualband class-F PA#3 showed 60.5 % and 50.9 % drain efficiencies at 840 MHz and 2.4 GHz, with powers of 23.8 dBm and 19.62 dBm, respectively.

초고속 광파이버 전송시스템에서 색분산에 의한 전송거리 제한에 관한 연구 (A Study on the Transmission Length Limitation by Chromatic Dispersion in High Speed FOT스s)

  • 정은숙;김재평;정진호;김영권
    • 한국전자파학회지:전자파기술
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    • 제4권3호
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    • pp.18-29
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    • 1993
  • 장거리 초고속 단일모드 광파이버 전송 시스템에서, 색분산은 복조된 파형의 찌그러짐을 생기게 하며, 그 결과 수신된 신호 간 간섭을 일으켜 전송 시스템의 성능을 저하시킨다. 본 논문에서는 강도변조-직접검파 시스 댐의 색분산제한을위상변조에서 진폭변조로의 전환잡음의 영향을고려함으로서 연구하였다. 파이버 색분산에 의한 위상-진폭으로의 전환잡음을 잡음전력 스펙트럼 밀도를 유도함으로서 분석하였으며 위상-진폭 전환잡음을 피하기 위한 시스댐 전력손실과 레이저 선폭에 대한 요구조건을 수치해석을 통하여 구하였다.

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