• 제목/요약/키워드: RF Amplifier

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CDMA방식의 PCS 전화기를 위한 새로운 방식의 고주파 전위회로에 관한 연구 (Novel RF front-end circuit for CDMA based PCS phone)

  • 윤기호;박한규
    • 한국통신학회논문지
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    • 제23권6호
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    • pp.1602-1609
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    • 1998
  • 본 논문은 CDMA 방식의 PCS 전화기용 고주파 전위회로에 관한 것으로 전력증폭기와 듀플렉서를 결합하여 하나의 모듈로 구성하였다. 기존의 듀플렉서를 구성하고 있는 유전체 여파기들이 서로 분리되어 전력증폭기내에서 재배치되며 특히 송신용 대역저지여파기가 전력증폭기의 구동증폭기 이후에 위치된다. 결합모듈은 크기가 1.5CC에 불과하여 전화기 소형화에 크게 기여할 것으로 기대된다. 출력 24dBm에서 IS-95에 준하는 CDMA 선형특성을 만족하였으며 PCS 송수신 주파수대역에서 필요한 감쇠특성을 나타내어 듀플렉서로서 역할도 수행하였다. 결합모듈의 출력단자가 곧바로 안테나에 연결되므로 결합전보다 출력이 줄어들게 되어 이에 상응하는 동작전류가 줄어들었으며, CDMA 전화기가 실제 환경에서 동작시 출력크기의 대부분이 선형영역에 있는 점을 감안하여 전력증폭기의 동작점을 B급으로 제한하여 전류소모를 줄였다. 이 결과 약 95mA 의 드레인 전류를 절약할 수 있었다.

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새롭게 수정된 Curtice 모델을 이용한 GaAs pHEMT 대신호 통합모델 구축 (Large Signal Unified Model for GaAs pHEMT using Modified Curtice Model)

  • 박덕종;염경환;장동필;이재현
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제12권4호
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    • pp.551-561
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    • 2001
  • 본 연구에서는 GEC-Marconi 사의 H40 GaAs pHEMT 소자에 대해서 새롭게 수정한 Curtice 모델을 사용하여 대신호 통합모델을 구축하였다. 통합모델에는 DC 특성과 biss에 따른 소신호 및 잡음 특성이 모두 포함되어 있으며, 특히 수정되 Curtice 모델을 사용함으로써 gate-source 간의 전압이 증가함에 따라 나타나는 pHEMT 의 transconductance(이하 $g_{m}$) 특성을 매우 간단하면서도 물리적으로 설명할 수 있게 하였다. 또한 통합모델 내부에는 RF-choke를 사용함으로써 $g_{m}$, $R_{ds}$ 성분의 DC 상태와 AC 상태에서의 차이를 설명하게 하였다. 통합모델을 HP사의 simulation tool 인 MDS(Microwave Design System)의 SDD(Symbolically Defined Device)를 이용하여 구현한 후, 실제의 data와 비교한 결과 DC, small signal, 그리고 noise 에 대한 특성에 H40 pHEMT 와 대부분 일치함을 보았으며, 선형과 다양한 harmonic balance simulation 의 수렴성 및 정확성을 확인함으로써 본 모델을 이용한 경우 저잡음 증폭기, 발진기, 그리고 혼합기 등의 여러 부품설계를 할 수 있음을 보였다.

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13 GHz CMOS 주파수 합성기와 체배기를 이용한 77 GHz 레이더 송신기 설계 (Design of 77 GHz Radar Transmitter Using 13 GHz CMOS Frequency Synthesizer and Multiplier)

  • 송의종;강현상;최규진;;김성균;김병성
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제23권11호
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    • pp.1297-1306
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    • 2012
  • 본 논문에서는 77 GHz 차량용 레이더 시스템에 필요한 레이더 송신기를 설계하였다. 130 nm RF CMOS 공정을 이용하여 설계한 13 GHz 주파수 합성기로 6 체배기를 내장한 상용의 화합물 전력 증폭기를 구동하여 77 GHz 송신 신호를 발생시켰다. 13 GHz 주파수 합성기는 6 체배용 전력 증폭기를 구동하기 위해 4 dBm 출력을 내는 주입 잠금 버퍼를 내장하고 있다. 제작한 77 GHz 레이더 송신기 모듈은 주파수 조정 범위 내에서 출력 전력이 최소 13.99 dBm이고, 중심 주파수 대비 기준 스퍼의 크기는 -36.45 dBc이다. 또한, 76.5 GHz 중심 주파수의 1 MHz 오프셋에서 -81 dBc/Hz의 위상 잡음 특성을 보인다.

전력 증폭기의 복소 포락선 전달특성을 이용한 Postdistortion 방식의 선형화기의 설계 (Design of Postdistortion Linearizer using Complex Envelope Transfer Characteristics of Power Amplifier)

  • 한재희;이덕희;남상욱;남상욱;임종식
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제12권7호
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    • pp.1086-1093
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    • 2001
  • 본 논문에서는 n차 오차신호발생기(error signal generator)를 이용한 postdistortion 방식의 RF 전력증폭기의 선형화 기법을 제안하였다. n차 ESG(error signal generator)는 전력증폭기의 기저대역 등가 복소 전달함수를 바탕으로 오차신호를 발생시켜, 이를 전력증폭기의 출력 단에서 n차 이하의 비선형성만을 제거한다. 따라서, 출력 단의 n차 이상의 혼변조 왜곡(intermodulation distortion) 성분에 영향을 미치지 않으며, 개루프(open-loop) 형태이므로 시스템의 안정성을 보장할 수 있다. 또한, 전력증폭기의 입력 신호를 이용하여 오차신호를 발생시키므로 feedforward 방식에서와 같이 오차신호 발생에 따른 주신호 경로(main signal path)의 시간지연 회로가 불필요하다. 실험 결과로 7차 ESG를 이용한 postdistorter를 최대 출력이 5 W인 셀룰러 대역 A급 증폭기에 적용한 경우의 혼변조 왜곡 개선도와 3-carrier CDMA 신호를 이용한 측정 결과를 제시하여 본 방법의 타당성을 검증하였다.

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0.1-μm GaAs pHEMT 공정을 이용한 높은 변환이득을 가지는 W-대역 캐스코드 혼합기 설계 (Design of W-band Cascode Mixer with High Conversion Gain using 0.1-μm GaAs pHEMT Process)

  • 최원석;김형진;김완식;김종필;정진호
    • 한국인터넷방송통신학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.127-132
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    • 2018
  • 본 논문에서는 W-대역에서 동작하는 고이득 캐스코드 혼합기를 설계 및 제작하였다. W-대역과 같이 높은 주파수 대역에서는 소자의 성능저하로 인해 혼합기의 변환손실이 커지게 된다. 이는 송수신단 구성 시 RF 버퍼 증폭기와 같은 추가적인 이득을 줄 수 있는 회로의 추가로 이어지고 이는 시스템 전체의 선형성 및 안정성에 영향을 미친다. 따라서 혼합기 설계 시 변환이득을 최대화하는 설계가 필요하다. 본 논문에서는 혼합기의 변환이득을 최대화하는 것에 초점을 두고 높은 변환이득을 얻기 위해 혼합기의 바이어스를 최적화하였고, 로드-풀 시뮬레이션을 이용하여 출력 정합회로를 최적화하였다. 설계된 회로는 $0.1-{\mu}m$ GaAs pHEMT 공정을 이용하여 제작하였고, 측정을 통해 성능을 검증하였다. 제작된 회로는 W-대역에서 -4.7 dB의 최대 변환이득과 2.5 dBm의 입력 1-dB 감쇄 전력이 측정되었다.

자동 클럭 보정 기능을 갖춘 크리스털리스 클럭 합성기 설계 (Crystal-less clock synthesizer with automatic clock compensation for BLE smart tag applications)

  • 김지훈;김호원;이강윤
    • 반도체공학회 논문지
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    • 제2권3호
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    • pp.1-5
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    • 2024
  • 본 논문은 32, 72, 80MHz 의 주파수에서 작동하는 블루투스 저에너지(BLE) 스마트 태그 애플리케이션용으로 설계된 보정 기능이 있는 레퍼런스 클럭 합성기(CR)에 대해 설명합니다. 기존 주파수 합성기와 달리 제안된 설계는 외부 소자가 필요하지 않습니다. 단일 종단 안테나를 사용하여 2.4GHz 신호에서 - 36dBm 의 최소 입력 전력을 수신하는 클럭 합성기(CR)는 저잡음 증폭기(LNA)를 통해 수신된 RF 신호를 처리하여 클럭을 합성합니다. 이 방식을 통해 시스템은 크리스털에 의존하지 않고 레퍼런스 클럭을 생성할 수 있습니다. 수신된 신호는 LNA 에 의해 증폭된 이후 16 비트 ACC(자동 클럭 보정) 회로에 입력됩니다. ACC는 수신된 신호의 주파수를 발진기 출력 주파수와 비교하여 주파수 계산 방법을 통해 32MHz 레퍼런스 클럭 합성을 용이하게 합니다. 발진기는 주파수 분배기가 있는 링 발진기(RO)를 사용하여 구성되며, 다양한 시스템 구성 요소에 대해 세 가지 주파수(32/72/80MHz)를 제공합니다. 제안된 주파수 합성기는 55nm CMOS 공정을 사용하여 구현되었습니다.

반도체 광증폭기를 이용한 전계흡수 광변조기 비선형성 보상 (Nonlinearity Compensation of Electroabsorption Modulator by using Semiconductor Optical Amplifier)

  • 이창현;손성일;한상국
    • 대한전자공학회논문지SD
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    • 제37권5호
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    • pp.23-30
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    • 2000
  • 지수함수형태의 전달함수를 갖는 전계흡수 광변조기(electroabsorption modulator: EAM)의 비선형성 보상을 위해 로그함수형태의 전달함수를 갖는 반도체 광증폭기(semiconductor optical amplifier : SOA)를 이용한다. 우선 SOA의 전달함수는 EAM의 전달함수와 역함수 관계를 갖기 때문에 EAM의 상호변조왜곡 (intermodulation distortion: IMD)을 보상한다. 더불어 SOA가 제공하는 이득에 의해 변조신호는 증폭되어진다. 이 두 가지에 의해 EAM의 SFDR(spurious free dynamic range)은 증가한다. 이때 SOA는 EAM 뒷단에 직렬로 연결되어 이득포화영역에서 동작되어진다. EAM의 IMD 보상을 향상시키기 위해서는 SOA의 이득을 증가시켜 이득포화영역 기울기를 증가시켜야 한다. 하지만 SOA의 이득 증가에 따라 ASE 잡음도 증가하여 시스템의 잡음레벨을 높여 EAM의 SFDR은 감소한다. 즉 SOA의 이득포화영역 기울기와 ASE 잡음은 이득에 대해 trade-off를 가지게 되고 모의실험 결과 이득이 약 8㏈일 때 최적화 된다. 이 지점에서 EAM의 SFDR 향상은 약 9㏈였다. SOA를 사용한 EAM 선형성 향상 방법은 구성이 간편하고 3개의 소자를 집적할 경우 낮은 삽입손실, 낮은 편광의존성, 낮은 처핑 등 효율적인 아날로그 광변조기로 이용될 수 있다.

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Diplexer 구조를 이용한 Dual Band 방향성 커플러 (A Dual Band Directional Coupler with Feedback Compensation Using Diplexer Structure)

  • 김기중;박자영;정영학;배효근;김남흥;김학선
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제16권8호
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    • pp.783-789
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    • 2005
  • 본 논문은 glass 기판 위에 RE IPD(Integrated Passive Device) 기술을 이용하여 dual band 방향성 커플러의 새로운 설계와 구현을 하였으며, 이러한 구조는 전력 증폭기의 출력부에 closed loop 전력 제 어용 GSM/GPRS cellular phones에 적용할 수 있다. 커플러는 방향성 향상을 위하여 보상 capacitor를 이용하였으며, 상호 밴드의 간섭을 최소화하기 위하여 새로운 방법의 필터링 구조(diplexer)를 갖는 커플러를 구현하였다.

16-QAM OFDM-Based W-Band Polarization-Division Duplex Communication System with Multi-gigabit Performance

  • Kim, Kwang Seon;Kim, Bong-Su;Kang, Min-Soo;Byun, Woo-Jin;Park, Hyung Chul
    • ETRI Journal
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    • 제36권2호
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    • pp.206-213
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    • 2014
  • This paper presents a novel 90 GHz band 16-quadrature amplitude modulation (16-QAM) orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) communication system. The system can deliver 6 Gbps through six channels with a bandwidth of 3 GHz. Each channel occupies 500 MHz and delivers 1 Gbps using 16-QAM OFDM. To implement the system, a low-noise amplifier and an RF up/down conversion fourth-harmonically pumped mixer are implemented using a $0.1-{\mu}m$ gallium arsenide pseudomorphic high-electron-mobility transistor process. A polarization-division duplex architecture is used for full-duplex communication. In a digital modem, OFDM with 256-point fast Fourier transform and (255, 239) Reed-Solomon forward error correction codecs are used. The modem can compensate for a carrier-frequency offset of up to 50 ppm and a symbol rate offset of up to 1 ppm. Experiment results show that the system can achieve a bit error rate of $10^{-5}$ at a signal-to-noise ratio of about 19.8 dB.

정전용량변화를 이용한 링거액소진감지장치의 구현 (Implementation of apparatus for detecting Ringer's solution exhaustion using electrostatic capacitance variation)

  • 김청월
    • 센서학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.1-7
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    • 2010
  • Electrostatic capacitance measurement method in a fine hose was proposed, in which two ring-type electrodes were disposed on the hose in the direction of fluid flow instead of the conventional face-to-face electrodes. With the proposed electrode structure, we realized a Ringer's solution exhaustion detector for an IV(invasive vein) injection set. On a 4 mm-diameter hose of IV set, we disposed two ring-type electrodes of 10 mm width at a distance of 5 mm each other and obtained 0.72 pF and 2.51 pF for air and 10 % dextrose Ringer's solution in the hose, respectively. The capacitance between the two electrodes varied with the hose-wraparound coverage of electrode as well as the width of electrode and the distance between the electrodes. For hose-wraparound electrode coverage of 75 %, the capacitance varied from 0.62 pF to 1.98 pF with the Ringer's solution level between the two electrodes. A charge amplifier converted the capacitance. variation into electric signal and a comparator was used to detect whether Ringer's solution was exhausted or not. The result was delivered to a host using a RF transmitter with 320 MHz carrier frequency.