저항 결합회로를 이용한 Cellular CDMA용 저잡음 증폭기의 구현

전중성,김동일 한국정보통신학회 1998 한국정보통신학회논문지 Vol.2 No.4

본 논문에서는 셀룰러 CDMA 기지국 및 중계기의 수신부에 사용되는 크기가 작은 824 ∼ 849 MHz용 저잡음 증폭기(Low Noise Amplifier)를 저항 결합회로를 사용하여 구현하였다. 사용된 저항 결합회고는 반사되는 전력이 정합회로내의 저항에서 소모되므로 반사계수가 작아지고, 안정도도 개선되며 저잡음 증폭기의 설계시 입력단 정합에 용이하였다 저잡음 증폭기의 설계 제작에는 저잡음 GaAs FET인 ATF-10136과 내부정합된 MMIC인 VNA-25를 이용하였으며, 알루미늄 기구물안에 RF 회로와 자체 바이어스(Self-bias) 회로를 함께 장 착시켰다. 이렇게 제작된 저잡음 증폭기는 35dB이상의 이득과 0.9dB이하의 잡음지수, 18.6dBm의 P1dB, P1dB 출력레벨에서 10dB back off 시켰을때 31.17dB의 IM3를 얻었다. This paper presents development of a small size LNA operating at 824 ∼ 849 MHz used for a receiver of a CELLULAR CDMA Base station and a transponder. Using resistive decoupling circuits, a signal at low frequency is dissipated by a resistor. This design method increases the stability of the LNA and is suitable for input stage matching. The LNA consists of low noise GaAs FET ATF-10136 and internally matched VNA-25. The LNA is fabricated with both the RF circuit and the self-bias circuits in aluminum housing. As a result, the characteristics of the LNA implemented here shows above 35dB in gain and below 0.9dB in noise figure, 18.6dBm P1dB power, a typical two tone IM3, -31.17dB with single carrier backed off 10dB from P1dB.

이동위성 통신용 광대역 2단 전력제어 HPA의 구현 및 성능평가에 관한 연구

전중성,김동일,배정철 한국정보통신학회 1999 한국정보통신학회논문지 Vol.3 No.3

본 논문에서는 INMARSAT-M형 송신기에 사용되는 L-BAND(1626.5-1646.5 MHz)용 2단 가변이득 전력 증폭기를 연구 개발하였다. 2단 가변이득 전력증폭기는 구동증폭단과 전력증폭단에 의해 고출력 모드일 때 +42 dBm, 저출력 모드일 때는 +36 dBm의 전력으로 증폭되며, 각각에 대해 상한 +1 dBm과 하한 -2 dBm의 오차를 허용한다. 제작의 간편성 때문에 전체 2단 가변이득 전력증폭기를 크게 구동증폭단과 전력증폭단 두 부분으로 나누어 구현하였으며, 전력증폭부를 구동하기 위한 구동단은 HP사의 MGA-64135와 Motorola사의 MRF-6401을 사용하였으며, 전력증폭단은 ERICSSON사의 PTE-10114와 PTF-10021을 사용하여 RF부, 온도보상회로 및 출력 조절회로를 함께 집적화 하였다. 이득조절은 구동증폭단의 MGA-64135의 바이어스 전압을 조절하는 방법을 제시하였으며, 실험 결과와 잘 일치하였다. 제작된 2단 가변이득 전력증폭기는 20 MHz대역폭 내에서 소신호 이득이 42 dB와 36 dB 이상, 입ㆍ출력 정재파비는 1.5:1 이하, 5 dBm의 $P_{1dB}$. $P_{ldB}$출력레벨에서 3 dB Back off 시켰을 때 32.5 dBc의 I $M_3$를 얻었다. 1636.5 MHz 주파수에 대해 출력전력은 43 dBm과 37 dBm으로서 설계시 목표로 했던 최대 출력전력 20 Watt를 얻었다.다.다. This paper presents the development of the 2-mode variable gain high power amplifier for a transmitter of INMARSAT-M operating at L-band(1626.5-1646.5 MHz). This SSPA(Solid State Power Amplifier) is amplified 42 dBm in high power mode and 36 dBm in low power mode for INMARSAT-M. The allowable error sets +1 dBm of an upper limit and -2 dBm of a lower limit, respectively. To simplify the fabrication process, the whole system is designed by two parts composed of a driving amplifier and a high power amplifier, The HP's MGA-64135 and Motorola's MRF-6401 are used for driving amplifier, and the ERICSSON's PTE-10114 and PTF-10021 are used the high power amplifier. The SSPA was fabricated by the circuits of RF, temperature compensation and 2-mode gain control circuit in aluminum housing. The gain control method was proposed by controlling the voltage for the 2-mode. In addition, It has been experimentally verified that the gain is controlled for single tone signal as well as two tone signals. The realized SSPA has 42 dB and 36 dB for small signal gain within 20 MHz bandwidth, and the VSWR of input and output port is less than 1.5:1 The minimum value of the 1 dB compression point gets 5 dBm for 2-mode variable gain high power amplifier. A typical two tone intermodulation point has 32.5 dBc maximum which is single carrier backed off 3 dB from 1 dB compression point. The maximum output power of 43 dBm was achieved at the 1636.5 MHz. These results reveal a high power of 20 Watt, which was the design target.the design target.

위성통신용 전력제어 고출력증폭기의 구현 및 성능평가에 관한 연구

전중성,김동일,배정철 한국정보통신학회 2000 한국정보통신학회논문지 Vol.4 No.1

본 논문에서는 INMARSAT-B형 송신기에 사용되는 L-BAND(1626.5-1646.5 MHz)용 3단 가변이득 전력증폭기를 연구 개발하였다. 3단 가변이득 전력증폭기는 구동증폭단과 전력증폭단에 의해 고출력 모드일 때 +42 dBm, 중간출력 모드일 때는 +38 dBm, 저출력 모드일 때는 +34 dBm의 전력으로 증폭되며, 각각에 대해 상한 +1 dBm과 하한 2 dBm의 오차를 허용한다. 제작의 간편성 때문에 전체 3단 가변이득 전력증폭기를 크게 구동증폭단과 전력증폭단 두 부분으로 나누어 구현하였으며, 전력증폭부를 구동하기 위한 구동단은 HP사의 MGA-64135와 Motorola사의 MRF-6401을 사용하였으며, 전력증폭단은 ERICSSON사의 PTE-10114와 PTF-10021을 사용하여 RP부, 온도보상회로, 출력 조절회로 및 출력 검출회로를 함께 집적화 하였다. 이득조절은 디지털 감쇠기를 사용하였으며, 출력신호의 세기를 검출하기 위하여 20 dB 방향성 결합기를 이용하였다. 제작된 3단 가변이득 전력증폭기는 20 MHz대역폭 내에서 소신호 이득이 41.6 dB, 37.6 dB, 33.2 dB 를 얻었으며, 입출력 정재파비는 1.3:1 이하, 12 dBm의 PldB, PldB 출력레벨에서 3 dB Back off 시켰을 때 36.5 dBc의 IM3를 얻었다. 1636.5 MHz 주파수에 대해 출력전력은 43 dBm으로서 설계시 목표로 했던 최대 출력전력 20 Watt를 얻었다. In this paper, the 3-mode variable gain high power amplifier for a transmitter of INMARSAT-B operating at L-band(1626.5-1646.5 MHz) was developed. This SSPA can amplify 42 dBm in high power mode, 38 dBm in medium power mode and 36 dBm in low power mode for INMARSAT-B. The allowable errol sets +1 dBm as the upper limit and -2 dBm as the lower limit, respectively. To simplify the fabrication process, the whole system is designed by two parts composed of a driving amplifier and a high power amplifier. The HP's MGA-64135 and Motorola's MRF-6401 were used for driving amplifier, and the ERICSSON's PTE-10114 and PTF-10021 for the high power amplifier. The SSPA was fabricated by the RP circuits, the temperature compensation circuits and 3-mode variable gain control circuits and 20 dB parallel coupled-line directional coupler in aluminum housing. In addition, the gain control method was proposed by digital attenuator for 3-mode amplifier. Then il has been experimentally verified that the gain is controlled for single tone signal as well as two tone signals. In this case, the SSPA detects the output power by 20 dB parallel coupled-line directional coupler and phase non-splitter amplifier. The realized SSPA has 41.6 dB, 37.6 dB and 33.2 dB for small signal gain within 20 MHz bandwidth, and the VSWR of input and output port is less than 1.3:1. The minimum value of the 1 dB compression point gets more than 12 dBm for 3-mode variable gain high power amplifier. A typical two tone intermodulation point has 36.5 dBc maximum which is single carrier backed off 3 dB from 1 dB compression point. The maximum output power of 43 dBm was achieved at the 1636.5 MHz. These results reveal a high power of 20 Watt, which was the design target.

계단상 마이크로스트립 선로를 이용한 Trapped-Line 필터 설계 ( Design of Trapped-Line Filter Using Stepped Microstrip Lines )

전중성,김동일,민경식 한국통신학회 1997 한국통신학회 학술대회논문집 Vol.20 No.2

도허티 이론을 이용한 무선 네트워크 및 중계기용 전력증폭기의 효율 향상에 관한 연구

전중성,최동묵,Jeon Joong Sung,Choi Dong Muk 한국정보통신학회 2005 한국정보통신학회논문지 Vol.9 No.2

본 논문에서는 무선 네트워크 장비에도 적용 가능한 WCDMA 중계기용 전력증폭기의 선형성 및 효율을 향상시키기 위한 도허티증폭기를 구현하였다. 입력 전력의 변화에 따라 고효율 전력증폭기를 구현하고자 능동 로드풀을 이용한 도허티 기술을 이용하고 기존의 증폭기의 낮은 효율 구간에서도 우수한 선형성과 고효율을 유지하도록 설계하였다. WCDMA 주파수 대역인 2.11$\~$2.17 CHz에서 CW 1-tone 실험 결과 치대 출력 전력 52.3 dBm에서 6dBm 백 오프 지점부터 50$\%$의 전력 부가 효율을 갖게 하여 기존의 AB급에 비해 13.3$\%$ 이상의 높은 효율을 가졌다. 또한 게이트 바이어스 조절을 통하여 선형성 개선의 최적 바이어스 점을 찾은 후 도허티증폭기에서는 4dB 이상의 IMD3가 개선됨을 알 수 있었다. In this paper, Doherty amplifier is designed by the need of improving the linearity and efficiency of wireless network and repeater for WCDMA. It is designed to maintain the high linearity and efficiency at the low efficiency period of the power amplifier after analyzing Doherty technique using the active load-pull in condition of the high efficiency power amplifier implementation according to the variation of input power. CW 1-tone experimental results at the WCDMA frequency 2.11$\~$2.17 CHz shows that Doherty amplifier, which achieves pore. add efficiency(PAE) 50$\%$ at 6dB back off the point from maximum output power 52.3dBm, obtains higher efficiency of 13.3$\%$ than class AB. finding optimum bias point after adjusted gate voltage, Doherty amplifier shows that IMD3 improves 4dB.

방향성 결합기를 이용한 가변감쇠기의 설계 및 제작에 관한 연구

전중성,임종근,김동일,김기문 한국항해항만학회 2001 한국항해학회지 Vol.25 No.4

본 연구에서는 방향성 결합기의 특성과 PIN다이오드의 특성을 이용하여 가변 감쇠기를 구현하였다. 기존의 Even-Odd Mode해석법이 아닌 간단한 2-port 기법으로 감쇠기를 분석하였으며, 산란 파라미터는 결합포트의 종단 임피던스가 동일한 경우와 동일하지 않은 경우에 있어서의 감쇠기의 동작특성을 평가하였다. 방향성 결합기의 결합포트는 가변종단을 HP사의 전류제어 소자인 HSMP-3864 PIN다이오드를 사용하였다. 구현된 가변감쇠기는 PCS 송신주파수 1.9 GHz에서 감쇠 범위가 30 dB 이상, 삽입손실 5 dB 이하, 입·출력 반사계수 -25 dB 이하의 특성을 나타내었으며, 이는 PCS와 셀룰러 이동통신 기지국용 전력 증폭기를 온도 등과 같은 외부의 환경변화에 따라서 이득을 가변 시킬 수 있으며, 또한 증폭기의 선형성을 향상시킬 것으로 사료된다.

DAB수신을 위한 이동체용 위성 안테나 트랙킹 시스템의 성능 개선

전중성,Jeong Joong-Sung 한국마린엔지니어링학회 2004 한국마린엔지니어링학회지 Vol.28 No.7

This paper presents the development of a satellite antenna tracking control system using a plane antenna for mobile DAB(Digital Audio Broadcasting) reception. To track more rapidly in the antenna of this system, this simple tracking system only tracks a direction of azimuth using pendulum in the direction of elevation. This system should track using the AGC(Automatic Gain Control) of the signal level which can receive DAB in spite of the changing of point and movement of the mobile. The directional gyro sensor is attached to solve the delay time in the Proposed tracking algorithm. The effectiveness of both the stabilization and tracking algorithm is demonstrated through experiment measuring AGC signal level. The implemented satellite antenna tracking control system is shown to be excellent for mobile DAB reception.

계단형 임피던스 공진기를 이용한 INMARSAT-C용 결합선로 필터의 설계 및 구현에 관한 연구

전중성,김동일 한국항해항만학회 1998 한국항해학회지 Vol.22 No.2

Approximate design formulse for bandpass filter using stepped microstrip lines are derived. The coupling length of which can be adjusted according to the factor K.Some advantages fo this filter, thus, are the abilities to control the size and shape by changing the structure of the resonator. Using the design formulas an experimental filter was designed and fabricated . The experimental results have been agree with the designed ones, and hence, the validity of the proposed method has been confirmed.

바이어스 안정화 저항을 이용한 이동위성 통신용 광대역 수신단 구현 및 성능 평가에 관한 연구

전중성,김동일,배정철 한국정보통신학회 1999 한국정보통신학회논문지 Vol.3 No.3

본 논문에서는 이동위성통신용 광대역 수신단을 저잡음증폭기와 고이득증폭단으로 나누어서 구현 및 성능 평가를 하였다. 저잡음증폭기의 설계ㆍ제작에는 저잡음 GaAs FET인 ATF-10136파 내부정합된 MMIC인 VNA-25를 이용하였으며, 저잡음증폭기의 입력단 정합회로는 저항 결합회로, 전원회로는 자기 바이어스 회로를 사용하였다. INA-03184를 이용한 고이득증폭단은 양단 정합된 단일 증폭기 형태로 제작하였으며, 바이어스 안정화 저항을 사용하여 회로의 전압강하 및 전력손실을 가능한 줄이고 온도 안정성을 고려하여 능동 바이어스 회로를 사용하였으며, 스퓨리어스를 감쇠시키기 위해서 저잡음증폭기와 고이득증폭단 사이에 감쇠 특성이 우수한 대역통과 필터를 사용하였다. 측정 결과, 사용 주파수 대역내에서 55dB 이상의 이득, 50.83dBc의 스퓨리어스 특성 및 1.8. 1 이하의 입ㆍ출력 정재파비를 나타내었으며, 특히 1537.5 MHz에서 1 KHz 떨어진 점에서의 C/N비가 43.15 dB/Hz를 나타냄으로써 설계시 목표로 했던 사양을 모두 만족시켰다. A wideband RF receiver for satellite mobile communications system was fabricated and evaluated of performance in low noise amplifier and high gain amplifier. The low noise amplifier used to the resistive decoupling and self-bias circuits. The low noise amplifier is fabricated with both the RF circuits and the self-bias circuits. Using a INA-03184, the high gain amplifier consists of matched amplifier type. The active bias circuitry can be used to provide temperature stability without requiring the large voltage drop or relatively high-dissipated power needed with a bias stabilized resistor. The bandpass filter was used to reduce a spurious level. As a result, the characteristics of the receiver implemented here show more than 55 dB in gain, 50.83 dBc in a spurious level and less than 1.8 : 1 in input and output voltage standing wave ratio(VSWR), especially the carrier to noise ratio is a 43.15 dB/Hz at a 1 KHz from 1537.5 MHz.

INMARSAT-C형 위성통신단말기의 수신단 설계 및 제작

전중성,김동일,정종혁,배정철 한국정보통신학회 1999 한국정보통신학회논문지 Vol.3 No.2

본 논문에서는 INMARSAT-C형 위성통신단발기의 수신단의 회로설계, 제작 및 특성측정을 수행하였다. INA-03184를 이용한 고이득증폭단은 양단 정합된 단일 증폭기 형태로 제작하였으며, 바이어스 안정화 저항을 사용하여 회로의 전압강하 및 전력손실을 가능한 줄이고 온도 안정성을 고려하여 Active 바이어스회로를 사용하였으며, 스퓨리어스를 감쇄시키기 위해서 저잡음증폭기와 고이득증폭단 사이에 대역통과 필터를 사용하였다 측정 결과, 사용 주파수 대역내에서 60 dB 이상의 이득, 44.83 dBc의 스퓨리어스 특성 및 1.8:1 이하의 입ㆍ출력 정재파비를 나타냄으로써 설계시 목표로 했던 사양을 만족시켰다. A RF receiver section for INMARSAT-C external mounting unit was designed, fabricated and evaluated. Using a INA-03184, the high gain amplifier consists of matched amplifier type. Active bias circuitry can be used to provide temperature stability without requiring the large voltage drop or relatively high-dissipated power needed with a bias stabilization resistor. The bandpass filter was used to reduce a spurious level. As a result, the characteristics of the receiver section implemented here show 60 dB in gain, 44.83 dBc in a spurious level. The voltage standing wave ratios(VSWR)of input output port are less than 1.8:1, respectively.