• 대한전자공학회논문지TC
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• 제44권10호
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• pp.185-190
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• 2007

무선 단말기용 전력증폭기의 모델링을 위한 최소 샘플링 주파수에 대해 실험 및 시뮬레이션을 통해 연구하였다. 비선형 소자의 모델링은 소자의 비선형성 해석 및 디지털 전치왜곡기 등의 응용분야에서 활용되나, 소자 모델링용 샘플링 주파수에 대한 그동안의 연구 결과에 의하면 최소한 입력신호의 Nyquist 조건이 만족될 경우 주어진 비선형 소자의 모델링이 가능하다고 보고되어 왔다. 하지만 광대역 신호용 소자 모델링의 경우 A/D 변환기 주파수 성능이 충분하지 못하거나 구현이 매우 난해하며, 높은 샘플링 주파수로 인한 전력소모가 무선단말에 적용하기에는 무시하지 못할 수준이다. 따라서 본 연구에서는 단말기용 메모리리스 전력증폭기의 선형화 기술에 사용되기 위한 샘플링 주파수에 있어, 입력 신호의 Nyquist 조건 이하로 샘플링하여 전력증폭기의 모델링에 성공적으로 적용할 수 있는 방법에 대해 제안한다. 이 경우 전체 시스템의 광대역 주파수 응답이 보장되어야하며 이를 위해 광대역 샘플러 및 시간 영역에서의 비선형 모델링이 제안되었다. 시뮬레이션 결과 샘플링 주파수 조건에 상관없이 동일한 AMAM, AMPM 비선형성을 해석할 수 있었으며, 880MHz, 23dBm 무선단말용 전력증폭기에 적용하여 측정한 결과 또한 샘플링 조건의 변화에 대해 모델링 결과는 0.8dB 이내의 변화를 보임을 알 수 있었다. 샘플링 시스템은 크기시호 복원을 위한 포락선 검출기, 복소신호 추출을 위한 위상천이기 및 광대역 샘플러 등으로 구성되었으며, QPSK 신호를 인가하여 전력증폭기의 비선형성 검출에 활용하였다. 이 시스템은 단말용 전치왜곡기에 활용하여 단말 출력 성능 개선에 활용 될 수 있다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.282-288
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• 2014

본 논문에서는 디지털 레이더 수신기의 광대역 특성과 선형성을 확보하기 위해 동적 영역 파라미터를 중심으로 RF-수신단을 분석 및 설계하였다. 광대역 특성과 수신기의 동적 영역 개선을 위해 8.8~9.8 GHz의 광대역폭에서 저잡음 증폭기를 잡음원 매칭을 설계하여 잡음 지수를 최소화하였으며, 능동혼합기를 설계를 통한 수신기의 변환 이득 특성을 확보하여 RF-수신단의 선형성을 개선시켰다. 설계된 RF-수신단은 8.8~9.8 GHz의 광대역에서 이득 63 dB, 잡음 지수 1.2 dB을 얻었으며, RF-수신단의 동작영역은 75.8 dB의 특성을 나타내며, X-Band 디지털 레이더 수신기에 응용 가능함을 보였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
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• 제14권2호
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• pp.61-67
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• 2014

This paper presents a zero-IF CMOS RF receiver, which supports three channel bandwidths of 5/10/40MHz for LTE-Advanced systems. The receiver operates at IMT-band of 2,500 to 2,690MHz. The simulated noise figure of the overall receiver is 1.6 dB at 7MHz (7.5 dB at 7.5 kHz). The receiver is composed of two parts: an RF front-end and a baseband circuit. In the RF front-end, a RF input signal is amplified by a low noise amplifier and $G_m$ with configurable gain steps (41/35/29/23 dB) with optimized noise and linearity performances for a wide dynamic range. The proposed baseband circuit provides a -1 dB cutoff frequency of up to 40MHz using a proposed wideband OP-amp, which has a phase margin of $77^{\circ}$ and an unit-gain bandwidth of 2.04 GHz. The proposed zero-IF CMOS RF receiver has been implemented in $0.13-{\mu}m$ CMOS technology and consumes 116 (for high gain mode)/106 (for low gain mode) mA from a 1.2 V supply voltage. The measurement of a fabricated chip for a 10-MHz 3G LTE input signal with 16-QAM shows more than 8.3 dB of minimum signal-to-noise ratio, while receiving the input channel power from -88 to -12 dBm.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권3호
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• pp.917-924
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• 2019

This paper presents a wideband low noise amplifier (LNA) that is suitable for LTE-Advanced and 5G communication standards employing carrier aggregation (CA). The proposed LNA encompasses a common input stage and a dual output second stage with a buffer at each distinct output. This architecture is targeted to operate in both intra-band (contiguous and non-contiguous) and inter-band CA. In the proposed design, the input and second stages employ a gm enhancement with resistive feedback technique to achieve self-biasing, enhanced gain, wide bandwidth as well as reduced noise figure of the proposed LNA. An up/down power controller controls the single input single out (SISO) and single input multiple outputs (SIMO) modes of operation for inter-band and intra-band operations. The proposed LNA is designed with a 45nm CMOS technology. For SISO mode of operation, the LNA operates from 0.52GHz to 4.29GHz with a maximum power gain of 17.77dB, 2.88dB minimum noise figure and input (output) matching performance better than -10dB. For SIMO mode of operation, the proposed LNA operates from 0.52GHz to 4.44GHz with a maximum voltage gain of 18.30dB, a minimum noise figure of 2.82dB with equally good matching performance. An $IIP_3$ value of -6.7dBm is achieved in both SISO and SIMO operations. with a maximum current of 42mA consumed (LNA+buffer in SIMO operation) from a 1.2V supply.

• 대한전자공학회논문지TC
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• 제47권2호
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• pp.9-17
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• 2010

최근 들어, 차세대 무선 광대역 통신 시스템의 전송 방식으로 큰 관심을 받고 있는 OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 시스템은 다수 반송파 전송의 특수한 형태로 볼 수 있으며 하나의 데이터열이 보다 낮은 데이터 전송률을 갖는 부반송파를 통해 전송된다. OFDM을 사용하는 중요한 이유 중 하나는 OFDM을 사용하면 주파수 선택적 페이딩이나 협대역 간섭에 대한 강건함이 증가하기 때문이다. 하지만 출력 신호의 크기가 Rayleigh 분포를 갖기 때문에 무선 통신 환경에서 SSPA (Solid State Power Amplifier)와 같은 고출력 증폭기 (High Power Amplifier; HPA)의 비선형 특성으로 인하여 단일 반송파 전송 방식보다 심각한 비선형 왜곡이 발생하게 된다. 본 논문에서는 OFDM 신호의 높은 PAPR (Peak-to-Average Power Ratio)과 HPA의 비선형성에 의한 신호의 왜곡과 스펙트럼의 확산을 방지하기 위해 canonical piecewise-linear (PWL) 모델 기반의 디지털 사전왜곡기를 제안한다. 제안된 사전왜곡기의 성능평가를 위해 AWGN (Additive White Gaussian Noise) 채널 하에서 QPSK, 16-QAM, 64-QAM 변조 방식을 이용하고, 1024-point FFT/IFFT로 구현된 OFDM 시스템에 대한 모의실험을 실시한 결과, 비트오율과 비선형성 개선측면에서 우수한 성능을 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.695-700
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• 2018

본 논문에서는 고유전율 인쇄회로기판 상의 좁은 면적 내에 패키지(Package) 되지 않은 마이크로파(Microwave) 부품을 고밀도로 집적하는 HMIC (Hybrid Microwave Integrated Circuit) 기술을 적용하여 모듈(Module)의 크기를 소형화, 경량화하고 동시에 근접한 소자 상호간의 전자기적 간섭을 최소화 하는 구조 설계 및 제작 기술을 적용하여 광대역 주파수 범위에서 균일한 전기적 성능을 갖는 광대역 전력증폭기를 개발한 내용을 다루었다. 제작한 광대역 전력 증폭기의 성능을 측정한 결과, 동작 주파수 범위에서 소신호 이득은 32 ~ 36 dB 범위 내에 이득평탄도 ${\pm}1.5dB$를 갖음을 확인하였다. 또한, 출력전력은 동작 주파수 범위에서 30 dBm 이상을 만족하였으며, 잡음 지수는 7 dB 이내로 측정되어 목표규격을 만족하는 특성을 나타내었다. OIP3(Output Third Order Intercept Point)는 39 dBm 이상을 만족함을 확인하였다. 제작한 광대역 전력 증폭기는 전자전 체계의 재밍(Jamming) 발생 장치의 고출력 증폭기를 전기적으로 구동하기 위하여 필요한 목표 성능을 모두 만족함으로써 실제 적용이 가능하며, 향후 마이크로파 대역의 유사 전력 증폭기를 설계하는데 도움이 될 것으로 기대한다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제16권9호
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• pp.957-963
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• 2005

본 논문에서는 TSMC 0.25 ${\mu}m$ CMOS RF-Mixed mode 공정 기술을 이용하여 초고속 광통신 시스템의 수신부에 사용되는 광대역 transimpedance amplifier를 설계하였다. 특히 광대역을 구성하기 위해 cascode와 common-source 구조에 active inductor shunt peaking을 이용하여 설계 및 제작하였으며, 측정 결과 gain 변화 없이 -3 dB 대역폭 특성이 cascode는 0.8 GHz에서 $81\%$ 증가한 1.45 GHz, common-source는 0.61 GHz에서 $48\%$ 증가한 0.9 GHz 결과가 나왔으며, 전체 파워 소비는 바이어스 2.5 V를 기준으로 37 mW와 45 mW이며, transimpedance gain은 61 dB$\Omega$과 61.4 dB$\Omega$을 얻을 수 있었다. 그리고 input noise current density도 상용 TIA와 거의 비슷한 $5 pA/\sqrt{Hz}$와 $4.5 pA/\sqrt{Hz}$를 가지며, out put Return loss는 전 대역에서 -10 dB 이하의 정합 특성을 보였다. 그리고 전체 chip 사이즈는 $1150{\times}940{\mu}m^2$이다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제29권10호
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• pp.766-772
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• 2018

본 논문에서는 InGaAs enhancement mode $0.15{\mu}m$ pHEMT를 이용하여 6~10 GHz 대역에서 동작하는 wide-band 전력증폭기를 설계하였다. Enhancement 소자는 gate 바이어스를 양전압으로 사용하며, 음전압을 위한 추가회로 구성이 없어지며 모듈의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 본 설계에서는 3D-EM(electromagnetic) 시뮬레이션을 통해 패키지 본드와이어의 인덕턴스 및 기판 손실을 예측하여 설계하였다. 광대역을 위해 lossy matching을 사용하고, 전력, 효율 관점에서 최적의 바이어스를 선정하여 설계하였다. 제안한 전력증폭기의 패키지 칩은 6~10 GHz 대역에서 20 dB 이상의 평탄 이득, 8 dB 이상의 입출력 반사손실, 출력전력은 27 dBm 이상, 전력부가효율은 35 % 이상으로 측정되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2015년도 추계학술대회
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• pp.941-944
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• 2015

본 논문에서는 여러 대역의 주파수를 하나의 모듈로 통합하여 선박이 해외 각국에서도 하나의 위성안테나로 사용할 수 있는 다중대역 FEM(Front-End Module)모듈을 설계하였다. 설계된 FEM은 다중대역 저잡음 수신 증폭회로, 주파수 변환 회로, IF 증폭회로, 전압 제어 발진기(VCO : Voltage Control Oscillator)를 이용한 신호발생회로 네 가지 회로로 구성하였다. 다중대역 2.05GHz대역을 변환하기 위하여 4개(대역1, 대역2, 대역3, 대역4)의 국부 발진 신호를 생성하여 4개의 IF신호를 출력하도록 설계하였으며 개발된 변환 장치는 변환이득 64dB, 잡음지수 1dB 이하, 출력 P1dB 15dBm 이상, 위상잡음은 -73dBc@0.1KHz를 나타내었다.

• 전기전자학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.408-412
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• 2018

이 논문에서는 40nm CMOS 공정을 이용하여 제작된 26GHz 가변 이득 증폭기에 대한 연구를 수행하였다. 79GHz를 사용하는 자동차 레이더의 경우 주파수 특성상 회로 전체를 79GHz로 설계 및 매칭 하기 보다는 Down conversion 하여 낮은 주파수대역으로 구동하거나 Up conversion 전에 낮은 주파수 대역을 이용하는 것이 설계 및 구동에 유리하다. 실제적으로 TTD(True Time Delay)를 통해 시간지연을 이용하는 Phased Array System 의 경우에도 현재 기술로는 낮은 주파수로 Down conversion하는 것이 오차를 줄이고 실제적 시간지연을 구현하는데 좋다. 79GHz 주파수의 1/3인 26GHz 주파수 대역에서 동작하는 VGA(Variable Gain Amplifier)에 대하여 설계하였고 1-stage의 cascode amplifier 형태로 구성된 회로에서 VDD : 1V, Bias 0.95V, S11은 < -9.8dB(Mea. High gain mode), S22 <-3.6dB(Mea. High gain mode), Gain : 2.69dB(Mea. High gain mode), P1dB : -15 dBm (Mea. High gain mode) 로 설계되었다. Low gain mode 에서는 S11은 < -3.3dB(Mea. Low gain mode), S22 < -8.6dB(Mea. Low gain mode), Gain : 0dB(Mea. Low gain mode), P1dB : -21 dBm (Mea. Low gain mode)로 설계되었다.