• 한국전자파학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.380-388
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• 2011

본 논문에서는 소형 하이브리드 HMIC(Hybrid Microwave Integrated Circuits)를 사용하여 레이더용 X-대역 63 watt 펄스 구동형(pulsed) SSPA(Solid State Power Amplifier)를 개발하였다. Pulsed SSPA는 전원공급기와 초단증폭기, 구동증폭기, 고출력을 위한 최종단 증폭기의 3단의 증폭기로 구성되어 있다. 70도의 고온에서도 듀티 1.2%이고, 짧은 펄스 폭에서 63 watts 이상의 출력을 얻었다. 제작된 모듈은 동작대역 내에서 포화 상태의 이득 37 dB 성능을 보였다. 입출력 정재파비는 1.5:1 미만을 만족하였다. 이 모듈은 +28 $V_{dc}$로 동작되고 400 mA 전력 소모를 가진다. 본 논문에서 개발한 SSPA는 고속으로 동작하는 펄스 도플러 레이더에 적용할 수 있다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제7권1호
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• pp.1-7
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• 2012

본 논문에서는 펄스압축 된 X-대역 마이크로파 신호를 60와트의 출력전력과 30%이상의 전력부가효율(PAE)으로 증폭시키는 반도체증폭기(SSPA)를 구현에 대하여 논의하였다. 구현된 60W의 SSPA는 케스케이드 결합 증폭기로 설계하였고 케스케이드(cascade) 결합 증폭기는 내부정합된 GaAs FET를 3단으로 구동증폭기를 설계하였으며 주 전력증폭단은 내부정합된 GaN HEMT(High Electron Mobility Transistor)로 설계하였다. 구현된 SSPA는 주파수 범위 $9.41{\pm}0.03GHz$, 펄스 주기 1ms, 펄스폭 100us, 듀티사이클 10% 조건에서 전체 이득 37dB 이상, 48dBm(60W)의 출력전력의 성능을 나타내었어 구현된 SSPA는 펄스압축기술을 이용한 디지털 선박용 레이다에 적용할 수 있다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제11권5호
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• pp.5-11
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• 2008

Recently developed radars use the solid-state power amplifier to amplify the RF signal. The stability of RF signal directly depends on that of the electric power. So the stable and reliable electric power should be needed. When the electric power switch is tuned on for the first time in order to operate the radar system, the in-rush current is generated because of the capacitive characteristic. The excess in-rush current breaks the element. Therefore, the analysis about the in-rush current to design the electric power system is necessary. In this paper, modeling and simulation on the whole power system is carried out and the necessity of limiting the in-rush current is verified. After the analysis, the circuit to limit the in-rush current is designed and examined to verify the analysis. The circuit is good enough to limit the in-rush current.

• 한국전자파학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.440-446
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• 2011

본 논문에서는 레이더 시스템에 적용이 가능한 50 W 출력을 가지는 X-대역 pulsed SSPA(Solid State Power Amplifier)를 설계 및 제작하였다. SSPA를 펄스 모드로 동작시키는 방법으로 펄스 변조 방법과 전원 스위칭 방법을 혼용한 방법을 제안하였다. SSPA는 구동 증폭기, 고출력 증폭기, 펄스 변조기로 구성되며, 충분한 이득과 출력 크기를 얻기 위해 25 W GaAs FET 4개를 병렬 구조로 구성하였다. 측정 결과 1.12 GHz 대역폭에서 출력 50 W, 이득 44.2 dB의 성능을 가졌다. 또한, pulse droop은 1 dB 이하로 설계 목표를 만족하였으며, 12.45 ns 이하의 상승/하강 시간을 가졌다. 제작된 X-대역 pulsed SSPA 크기는 $150{\times}105{\times}30\;mm^3$로 매우 작은 크기를 가졌다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.35-42
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• 2021

초고주파 대역에서 TWTA(Traveling Wave Tube Amplifier)를 대체하기 위한 증폭기 연구가 활발히 이루어지고 있다. 반도체형 소자를 결합하여 높은 출력을 얻는 SSPA(Solid State Power Amplifier)의 경우 상대적으로 낮은 단일 소자의 출력으로 요구 출력을 충족하기 위해서는 저손실, 고효율의 결합 기술이 필요하다. 본 논문을 통해 8-way 도파관 결합기를 설계, 제작하여 20dB 이상의 반사 손실과 85% 이상의 결합 효율을 확인하였다. 전계 분석을 통해 결합기 내부의 임계 전력을 계산하여 안정적인 Power Rating을 확보하였고 전력 모니터링을 위한 커플러를 내장하여 소형화 및 경량화를 이루었다.

• 한국통신학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.2228-2237
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• 1994

This paper describes the development of a Ku-band ($12.25GHz\sim12.75GHz$) SSPA intended as a replacement for TWTAs used in communication satelite transponder. The power stage of the amplifier consists of tow intrmally matched 8W FET divices combined using the branch-line coupler. To operate this stage, the drive stage has been designed with intermally matched 2W, 4W, 8W FET and two medium power FETs. The entire amplifier is made up by a aluminum chassis housing both the RF circuit and the bias circuitry. A regrlator/sequencing circuitry is used for FET biasing. The amplifier results implemented in this way show $41\pm0.3dB$ small-signal gain, 15W saturation power, a typical two tone $IM_3=-21.5dBc$ with single carrier backed off 5dB from saturation, $2^*/dBmax$ AM/PM conversion, and $3.47\pm0.25nsec$ group delay.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.853-862
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• 2019

본 논문에서는 낮은 MTBF와 높은 정비비용이 소모되는 TWTA(: Travelling Wave Tube Amplifier) 방식의 탐색레이더 송신장치를 대체하기 위해서 4.5kW X-대역 SSPA(: Solid State Power Amplifier) 방식의 송신장치를 설계하였다. 송신장치는 평균송신출력 520W와 최대송신출력 4.0kW 이상의 성능을 목표로 설계되었다. 특히 점진적 성능저하 기능을 구현하여, 200W 전력증폭기조립체의 40%(13개 조립체 모듈)의 고장 수준까지는 기존의 TWTA 송신장치보다는 우수한 성능이 유지되도록 설계하였다. 설계된 송신장치에 대해서 X-대역 유효범위를 대상으로 실험한 결과, 최대송신출력 6.1kW, 불요파 69.16dBc, 상승시간 15.2ns, 하강시간 16.3ns 등의 성능값을 확인하였다. 아울러 고장인가를 통하여 점진적 성능저하 기능에 따른 출력전력의 변화를 실험을 통해 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제15권3호
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• pp.421-432
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• 2020

본 논문에서는 S-밴드 군용 레이더에 사용되고 기존의 TWTA를 대체하기 위해 GaN HEMT 기반 증폭모듈을 이용하여 개발한 2kW급 반도체증폭기(SSPA)를 제안하였다. 제안한 SSPA는 8개의 증폭모듈로 이루어진 고출력증폭모듈, 구동증폭모듈, 제어모듈 및 전원공급 장치로 이루어져 있다. 제안한 SSPA는 1) 증폭모듈과 구성부품은 공간적 제약으로 작은 패키지에 통합설계 되었으며, 2) PCB 내장형 하모닉필터를 이용하여 고주파를 제거하였으며, 그리고 3) 입력신호의 듀티 변화에 대응하여 일정한 출력이 유지되도록 하는 자동이득조절기를 설계하였다. 제안된 SSPA는 최대 48 dB의 이득과 3.1~3.5 GHz의 주파수 대역에서 63-63.6 dBm의 출력 전력을 보였다. 자동이득조절 기능은 15-20 dBm의 입력전력 변동에도 대해서, 출력전력이 63dBm 전후로 일정하게 유지하는 것을 확인하였다. 마지막으로 MIL-STD-810의 시험기준을 만족하는 높은 (55 ℃) / 낮은 (-40 ℃) 온도시험 프로파일을 이용한 온도시험을 통해 개발된 시스템의 신뢰성을 검증하였다. 개발된 SSPA는 경량, 고출력, 고이득, 안전기능, 낮은 수리비, 짧은 수리시간 등 측면에서 기존의 TWTA 증폭기보다 우수한 것을 확인하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2006년도 하계종합학술대회
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• pp.173-174
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• 2006

High power amplifier (HPA), which is used in transmitter of wireless communication systems, usually works in near saturation point in order to achieve maximum efficiency. In this region, HPA can introduce undesirable nonlinear effects. In this paper, we present a polynomial modeling method for efficient techniques to compensate for nonlinear distortion introduced by nonlinear HPA. Proposed polynomial predistorter inverses actual amplifier. Namely, we derive polynomials of amplifiers from analytical method and the electrical parameters in the data sheet of an actual amplifier and then can derive polynomial predistorter by inversing them. It is an effective and a simple method to compensate nonlinear distortion. SSPA(Solid-state power amplifier) is considered. We also analyze the effects of predistortion on the SER performance of communication system with 16-QAM modulation format. The results have shown the efficiency of this model.

• 한국전자파학회논문지
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• 제15권7호
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• pp.692-697
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• 2004

OFDM(orthogonal frequency division multiplexing)통신 시스템은 다중 경로 간섭에 효과적이며, 대역효율이 우수한 통신 방식이다. 하지만, OFDM 신호는 높은 PAPR(peak to average power ratio)이 나타나므로 HPA(high power amplifier)에 의해 비선형 왜곡이 발생하게 된다. 본 연구는 HPA의 비선형을 보상하기 위해 predisotertor를 사용했을 때, IBO(input back off)에 따른 비선형 특성 변화를 연구하였다. SSPA(solid state power amplifier)에서 IBO=0 ㏈일 경우인 포화점 동작에서는 오히려 predistorter를 사용하지 않는 것이 시스템 성능이 더 좋았다. 하지만, IBO=3 ㏈일 때는 predistorter를 사용하는 시스템이 좋은 성능을 보인다. 즉, 적절한 back-off를 해야만 predistorter의 성능이 발휘된다. 결과적으로 본 연구에서는 predistorter의 이득이 발생되기 시작하는 threshold IBO를 OFDM 시스템의 sub-carrier 수와 SSPA의 비선형 파라메터 p 값에 따라 구하였다.