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레이다 수신부용 적응형 바이어스 회로를 이용한 6 GHz 적응형 이득 저잡음 증폭기 설계
남형석(Hyungseok Nam),우규식(Kyusik Woo),서철헌(Chulhun Seo) 대한전자공학회 2022 전자공학회논문지 Vol.59 No.12
본 논문은 레이다 수신부용 적응형 바이어스 회로를 이용한 6 GHz 단일 BJT 적응형 이득 저잡음 증폭기를 제안한다. 적응형 바이어스 회로는 RF-DC 정류기 및 전압 제어 저항 JFET으로 구성된다. 설계된 적응형 저잡음 증폭기는 레이다 근/장거리 탐지에서 사용할 수 있으며, 근거리 탐지의 강한 에코에서는 낮은 이득으로 동작하여 수신부 포화를 방지하고 장거리 탐지의 낮은 에코에서는 높은 이득으로 동작하여 높은 신호 대 잡음비를 갖는다. 또한 시뮬레이션을 통해 적응형 바이어스 회로가 외부 신호 없이 RF 입력 전력 증가에 따라 873 mV에서 838 mV로 base 전압이 감소하는 것을 확인하였다. 그 결과, 제안된 적응형 저잡음 증폭기는 6 GHz에서 이득 16.5 dB, 잡음지수 1.3 dB 및 2 dB 이상의 입력 1dB 이득압축점이 향상되는 것을 확인하였다. This paper proposes a 6 GHz single BJT adaptive-gain low noise amplifier (AGLNA) using an adaptive-bias circuit (ABC) for radar receiver. The ABC consists of an RF-DC rectifier and a JFET-based voltage-controlled resistor. The designed AGLNA can be used in short/long-distance radar detection with characteristics of lower gain in the strong echo of short-distance objects to prevent receiver saturation, and high gain in the low-echo of long-range objects for achieving high signal-to-noise ratio. For verification, a AGLNA using a realistic BJT is simulated showing that the ABC can provide biasing base voltage from 873 mV to 838 mV with an increase of the RF input power without an external signal. As a result, the AGLNA has an initial high gain of 16.5 dB, noise figure of 1.3 dB while the input 1dB gain compression (IP1dB) point is improved by more than 2 dB.