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최흥재,정용채,김철동,Choi, Heung-Jae,Jeong, Yong-Chae,Kim, Chul-Dong 한국전자파학회 2006 한국전자파학회논문지 Vol.17 No.10
This paper proposes a new concept about dual band predistortion linear power amplifier(PD LPA) using diplexer for digital cellular ($f_o$=880 MHz) and IMT-2000($f_o$=2,140 MHz) base stations. The diplexer is composed of low pass filter having defected ground structure(BGS) microstrip line and high pass filter having high-Q lumped capacitors and distributed elements. The proposed predistorter adopts a reflection type intermodulation signal generator with 3 dB hybrid coupler for good reflection characteristic. for a forward link one carrier CDMA IS-95A 1FA and WCDMA 1FA signal, the proposed dual band PD LPA shows the adjacent channel leakage ratio(ACLR) improvement about 10 dB and 9.36 dB for digital cellular and IMT-2000 band, respectively. 본 논문은 다이플렉서를 이용하여 디지털 셀룰라 대역($f_o$=880 MHz)과 IMT-2000 대역($f_o$=2,140 MHz) 기지국에서 동시에 사용 가능한 이중 대역 전치 왜곡 선형 전력 증폭기(Predistortion Linear Power Amplifier: PD LPA)의 설계 방법을 제시하였다. 입 출력단에 사용된 다이플렉서는 결함 접지 구조(Defected Ground Structure: DGS)를 이용한 저역 통과 여파기와 높은 Q값을 갖는 캐패시터와 마이크로 스트립 스터브를 이용한 고역 통과 여파기로 이루어져 있다. 입출력 반사 계수 특성을 좋게 하기 위하여 3 dB 하이브리드 결합기를 이용한 반사형 타입의 전치 왜곡 선형화기를 설계하였다. IS-95 CDMA IFA 신호와 WCDMA IFA 신호를 이용하여 각 대역에서 제작된 이중 대역 전치 왜곡 선형 전력 증폭기의 인접 채널 누설비(Adjacent Channel Leakage Ratio: ACLR) 개선 정도를 측정한 결과 880 MHz 대역에서 약 10 dB, 2,140 MHz 대역에서 약 9.36 dB 개선되었다.
부하 변조 및 위상 보상 DGS 마이크로스트립 선로를 이용한 도허티 증폭기
최흥재,임종식,정용채,Choi Heung-Jae,Lim Jong-Sik,Jeong Yong-Chae 한국전자파학회 2005 한국전자파학회논문지 Vol.16 No.8
본 논문에서 우리는 새로운 방식의 IMT-2000 대역 DGS(Defected Ground Structure) 도허 티 증폭기를 제안하였다. 근본적으로 도허티 증폭기의 능동 로드-풀 회로 해석 기법은 이상적인 고조파 단락 상태를 가정한다. 그러나 기존의 논문에서는 대부분 이러한 이상적인 고조파 단락을 간과하고 있었다. 우리는 도허티 주 증폭기의 부하 변조 동작에 필수적인 출력단의 임피던스 변환 전송 선로와 보조 증폭기의 출력 임피던스 보정을 위한 오프셋 전송 선로에 DGS를 적용함으로써 이러한 가정을 만족시킴과 동시에 이득, 효율 그리고 최대 출력 전력을 개선하였으며, 선형성 개선과 상당한 크기 감소 효과도 얻을 수 있었다. 제안된 DGS 도허티 증폭기의 2차, 3차 고조파는 비교 대상으로 제작된 일반적인 도허티 증폭기에 비해 각각 44.92 dB, 23.77 dB 이상 차단되었다. 그 결과로서 얻어진 DGS 도허티 증폭기의 P1 dB는 0.42 dB 증가하였고 드레인 효율은 최대 $13.4\%,$ 이득은 0.33 dB 증가하였으며, WCDMA 1 FA 신호에 대한 ACPR 특성이 최대 5.4 dEc 개선되었다. 게다가 주 증폭기와 보조 증폭기 경로에서 각각 $90^{\circ}$ 전기각에 해당하는 길이를 줄일 수 있어 전체 회로의 크기를 상당히 줄일 수 있었다. In this paper, we proposed a new DGS(Defected Ground Structure) Doherty amplifier for IMT-2000 band. Originally, active load-pull analysis of a Doherty amplifier assumes ideal harmonic termination condition. However, there have been no papers considering this ideal harmonic termination condition. We obtained excellent improvements of efficiency, gain, maximum output power as well as superior size reduction of a Doherly amplifier by satisfying the overlooked assumption of ideal harmonic termination through the adaptation of DGS at the output transmission line of carrier and peaking amplifier that is essential for Doherty operation. The amount of both the 2nd and the 3rd harmonic rejection of the proposed DGS Doherty amplifier over the conventional one are 44.92 dB and over 23.77 dB, respectively. The acquired improvement in Pl dB, gain, drain efficiency, and ACPR to WCDMA 1FA signal were 0.42 dB, 0.33 dB, $6.4\%$ and 5.4 dBc, respectively. Moreover, electrical length of $90{\circ}$ is reduced at each of the DGS carrier amplifier path and DGS peaking amplifier path, therefore the whole amplifier circuit size is considerably reduced.
결함 접지 구조를 이용한 유사 E급 전력 증폭기의 소형화
최흥재,정용채,임종식,엄순영,김철동,정영배 한국전자파학회 2010 한국전자파학회논문지 Vol.21 No.1
본 논문에서는 접지 결함 구조(Defected Ground Structure: DGS)를 이용하여 기지국용 고효율 E급 전력 증폭기의 성능을 유지하면서 크기를 소형화 할 수 있는 방안을 제안하였다. E급 전력 증폭기에서 요구되는 고조파 임피던스는 아령형 DGS와 나선형 DGS를 사용함으로써 만족시켜 주었다. 제안하는 유사 E급 전력 증폭기의 DGS 부하 회로는 가장 큰 고조파 성분인 2차 고조파 대역에서 개방, 나머지 고차 고조파 임피던스는 단락에 가까운 고조파 임피던스를 갖는다. 제안하는 구조를 통하여 제작된 전력 증폭기는 출력 전력이 43.1 dBm, 포화 전력 이득이 12.7 dB일 때 70.2 %의 전력 부가 효율(Power Added Efficiency: PAE)을 가지며, 이는 비교 대상인 E급 증폭기와 거의 유사한 값이다. 회로 크기의 관점에서 보면 각각의 고조파 성분 정합을 위해 여러 개의 스터브가 장착되어 있는 비교 대상인 E급 증폭기에 비해 전체 크기를 50 %로 소형화시킬 수 있었다.