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- 저자 : 양영찬(Youngchan Yang) (검색결과 5 건)
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복소결합부하를 이용한 3.5 GHz 대역의 고효율 비대칭 도허티 전력증폭기 설계
김주성(Joosung Kim),최우진(Woojin Choi),최영찬(Youngchan Choi),오한식(Hansik Oh),양영구(Youngoo Yang) 한국전자파학회 2021 한국전자파학회논문지 Vol.32 No.8
본 논문에서는 복소결합부하(complex combining load)를 이용한 3.5 GHz 대역의 비대칭 도허티 전력증폭기를 설계하였다. 복소결합부하를 이용하면 일반 DPA 구조 대비, 더 높은 OBO(output back-off)를 가질 수 있고, 적절한 리액턴스 값 선정에 따라 부하 변조 구간에서 효율 개선도 가능하다. 또한 비대칭 구조를 같이 적용하여 최대 출력지점에서 carrier와 peaking amplifier가 같은 전류를 가지므로 매칭 회로 설계가 용이하도록 구현하였다. 기존 복소결합부하 논문에서는 출력 매칭 회로가 성능에 매우 중요한 영향을 주지만 ABCD parameter로만 제시되어 실제 구현이 어려운 점이 있어 본 논문에서는 Smith chart를 이용한 매칭을 통해 직관적인 방법을 제시하였고, 회로 소형화를 위해 매칭 구조를 개선하였다. 제작된 비대칭 CCL DPA는 CW 기준, 3.5~3.6 GHz 대역에서 42.0~43.0 dBm 최대 출력전력, 60~64.7 % DE 그리고 54.8~59.9 % PAE를 보여준다. 7~8 dB back-off 지점인 35.0 dBm에서 51.3~51.6 % DE 그리고 46.7~47.6 % PAE를 가진다. LTE 20 MHz 변조신호 인가 시, 평균 출력전력 35.0 dBm에서 10.7~11.5 dB 전력이득, 48.1~48.5 % DE, 44.0~45.1 % PAE 그리고 31.1 dBc의 ACLR을 얻었고 추가적으로 DPD를 적용하여 49.3~50.4 dBc로 개선하였다. In this study, a high-efficiency asymmetric Doherty power amplifier (DPA) based on a complex combining load (CCL) is presented. The CCL method extends the range of output back-off (OBO). This article provides a graphical design method using the Smith chart for the CCL-DPA load network. The proposed asymmetric DPA is designed using 6 and 10 W GaN-HEMTs for carrier and peaking amplifiers, respectively. With 3.5~3.6 GHz continuous-wave signal excitations, the implemented asymmetric CCL DPA exhibits a DE of 60.0~64.7 % and a PAE of 54.8~59.9 % at a maximum output power of 42.0~43.0 dBm. In addition, it has a DE of 51.3~51.6 %, and a PAE of 46.7~47.6 % at an output power of 35.0 dBm. Using an LTE signal with a PAPR of 7.5 dB and a signal bandwidth of 20 MHz, a power gain of 10.7~11.5 dB, a PAE of 44.0~45.1 %, a DE of 48.1~48.5 %, and an ACLR of −31.1 dBc are achieved. Using DPD linearization, ACLR is improved to −49.3/−50.4 dBc at an average power of 35.0 dBm.
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임용현(Yonghyun Lim),이무형(Muhyoung Lee),양영찬(Youngchan Yang),함동우(Dongwoo Ham),윤태준(Taejun Yun) 한국추진공학회 2016 한국추진공학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.5
발전용 대형 가스터빈은 효율 증대의 목적으로 TIT(Turbine Inlet Temperature)가 점차 증가하는 추세로 개발이 진행되고 있다. 이처럼, 고온, 고압의 환경에서 터빈 블레이드의 구조 건전성을 확보하기 위해서는 가혹한 운전환경에서도 적절한 강도를 유지할 수 있는 설계가 필요하다. 일반적으로 고온, 고압의 환경에서 구동되는 부품들은 온도 증가에 따른 재료 강도저하로 파손의 우려가 높으며, 기계적, 열적 하중에 의한 손상 메커니즘 이해를 통한 구조적 건전성 확보가 요구된다. 특히, 가스터빈 터빈 블레이드는 높은 TIT로 인한 재료 강도 저하로 구조 건전성 및 내구성 저하가 많이 우려가 되는 구성품 중 하나로, 구조적 불안정성을 유발하는 원인을 개선하여 구조적 안정성 및 신뢰성을 확보할 필요가 있다. 본 논문에서는 현재 개발중인 대형 가스터빈의 핵심 구성품인 냉각 블레이드에 대한 설계 결과를 바탕으로 구조 건전성을 평가함으로써 구동 중 발생할 수 있는 파손을 미연에 방지함과 동시에 설계 개선안을 제시하여 추후 블레이드 설계에 활용할 수 있도록 하였다.
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9 dB의 확장된 Back-Off에서 높은 효율을 갖는 Outphasing 로드 네트워크 기반의 3.3 GHz Doherty 전력증폭기
정호석(Hoseok Jung),오한식(Hansik Oh),진일비(Yifei Chen),최우진(Woojin Choi),최영찬(Youngchan Choi),우승민(Seungmin Woo),권구현(Kuhyun Kwon),양영구(Youngoo Yang) 한국전자파학회 2021 한국전자파학회논문지 Vol.32 No.11
본 논문에서는 outphsing 로드 네트워크를 이용하여 back-off 영역을 9 dB로 확장한 Doherty 전력증폭기를 제안하였으며 3.3 GHz 주파수 대역에서 설계하여 실험적으로 검증하였다. Outphasing 로드 네트워크를 사용하여 출력 전력의 결합 노드에서 carrier 및 peaking 증폭기의 로드 임피던스가 complex conjugate 관계를 갖도록 설계하였다. 이를 통하여 carrier 증폭기의 로드 임피던스의 변조비가 4배가 되도록 함으로서 back-off 영역을 9 dB로 확장하였다. Carrier 증폭기와 peaking 증폭기에 모두 Wolfspeed사의 6 W 트랜지스터(CGH40006P)를 사용하였다. 제작된 Doherty 전력증폭기를 3.3 GHz의 주파수에 대하여 측정한 결과, 최대 출력전력 42.3 dBm에서 76.9 %의 효율 특성을 얻었고 최대 출력 전력으로부터 9 dB back-off 된 33.3 dBm의 출력 전력에서 59.6 %의 효율 특성 및 11.0 dB의 전력 이득 특성을 얻었다. In this paper, a Doherty power amplifier based on an outphasing load network was proposed to have a high efficiency at a back-off of 9 dB. The proposed Doherty power amplifier was designed and experimentally verified at a frequency of 3.3 GHz. The load impedances of the carrier and peaking amplifiers to the combining node were designed to have a complex conjugate relationship based on the outphasing load network. Therefore, the back-off output power for the efficiency peak could be extended to 9 dB by quadrupling the load impedance modulation of the carrier amplifier. A 6 W GaN HEMT (CGH40006P) from Wolfspeed was used to design both the carrier and the peaking amplifiers. The implemented Doherty power amplifier was measured at 3.3 GHz frequency. Drain efficiencies of 76.9 % at the maximum output power of 42.3 dBm and 59.6 % at the 9 dB back-off output power of 33.3 dBm with 11.0 dB power gain were achieved.
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확장된 백오프 출력에서 고효율 동작을 위한 최적화된 대칭 이단 도허티 전력 증폭기 설계
고길웅(Gilwoong Ko),최우진(Woojin Choi),강현욱(Hyunuk Kang),최영찬(Youngchan Choi),양영구(Youngoo Yang) 한국전자파학회 2021 한국전자파학회논문지 Vol.32 No.7
본 논문에서는 3.5 GHz 대역에서 캐리어와 피킹 대칭 구조로 백오프 출력을 확장시킨 이단 도허티 전력 증폭기를 제시하였다. 피킹 전력 증폭기 출력단의 오프셋라인을 없애고, 보이는 임피던스가 인덕티브하게 되도록 하여 회로의 사이즈를 줄임과 동시에 백오프 출력을 크게 확장시켰다. 피킹 증폭기의 출력 매칭 네트워크는 ABCD 파라미터 계산을 통해 간단한 전송선로를 이용해 매칭 네트워크를 구성하였고, 이를 그대로 캐리어 증폭기의 출력에 적용하여 설계 복잡도를 줄였다. C급으로 동작하는 피킹 증폭기로 인해 최대 출력 전력이 줄어드는 이슈는 이단 도허티 구조를 적용하여 극복하였다. 제작된 전력 증폭기로 측정한 결과, 3.5 GHz의 펄스 CW신호를 이용하여 7.5 dB 백오프 출력에서 DE 63.5 %, PAE 50.6 %의 성능을 얻었고, PAPR 7.5 dB의 LTE 20 MHz 신호에 대해서는 평균 전력 41 dBm에서 DE 53.3 %, PAE 43.2 %와 전력이득 18 dB의 성능을 얻었다. This article presents a symmetric two-stage Doherty power amplifier (DPA) for the extended output power back-off level, which can be attained even with a reduced circuit size by changing the output impedance of the peaking amplifier to be inductive without the offset line. The ABCD matrix is employed to design the output matching network of the peaking amplifier with a simple transmission line. Consequently, we can reduce the design complexity by applying the same circuit to the carrier amplifier as the DPA is symmetric. To deal with reduced output power of the class-C peaking amplifier, a two-stage DPA structure was applied. The power amplifier exhibited a drain efficiency (DE) of 63.5 %, and a power added efficiency (PAE) of 50.6 % at 7.5 dB output backoff was obtained using the 3.5 GHz pulsed continuous wave (CW) signal. Furthermore, a DE of 53.3 %, a PAE of 43.2 % and a power gain of 18 dB were obtained at the power level of 41 dBm using a 20 MHz LTE signal with a peak-to-average power ratio of 7.5 dB.
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