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S-대역 300 W급 GaN HEMT 고조파 튜닝 내부 정합 전력증폭기
강현석(Hyun-Seok Kang),이익준(Ik-Joon Lee),배경태(Kyung-Tae Bae),김세일(Seil Kim),김동욱(Dong-Wook Kim) 한국전자파학회 2018 한국전자파학회논문지 Vol.29 No.4
본 논문에서는 Wolfspeed사의 CGHV40320D GaN HEMT를 사용하여 LTE 밴드 7 대역에서 동작하는 S-대역 300 W급 내부 정합 전력증폭기를 설계하고 제작하였다. 비선형 모델을 바탕으로 기본주파수 및 고조파에서 소스풀 및 로드풀 시뮬레이션을 수행하여 최적 임피던스를 추출하였고, 세라믹 패키지 내부에 고조파 임피던스를 튜닝한 정합회로가 적용되었다. 비유전율 40의 고유전율 기판과 RF35TC PCB 기판을 사용하여 제작된 내부 정합 전력증폭기는 펄스 주기 1 ms, 듀티 10 %의 펄스 모드 조건에서 전력 성능이 측정되었으며, 2.62~2.69 ㎓에서 257~323 W의 최대 출력 전력과 64~71 %의 드레인 효율, 11.5~14.0 ㏈의 전력 이득을 보였다. LTE 신호 기반의 ACLR 측정에서는 79 W의 평균 출력 전력에서 42~49 %의 드레인 효율을 보였고 2.62 ㎓를 제외한 전체 주파수 대역에서 -30 ㏈c 이하의 성능을 보였다. Herein, an S-band internally-matched power amplifier that shows a power capability of 300 W in a Long Term Evolution(LTE) band 7 is designed and fabricated using a CGHV40320D GaN HEMT from Wolfspeed. Based on the nonlinear model, the optimum source and load impedance are extracted from the source-pull and load-pull simulations at the fundamental and harmonic frequencies, and the harmonic impedance tuning circuits are implemented inside a ceramic package. The internally matched power amplifier, which is fabricated using a thin-film substrate with a high relative permittivity of 40 and an RF35TC PCB substrate, is measured at the pulsed condition with a pulse period of 1 ms and a duty cycle of 10%. The measured results show a maximum output power of 257~323 W, a drain efficiency of 64~71%, and a power gain of 11.5~14.0 ㏈ at 2.62~2.69 ㎓. The LTE-based measurement shows a drain efficiency of 42~49% and an ACLR of less than -30 ㏈c(excluding 2.62 ㎓) at an average power of 79 W.
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2~16 GHz GaN 비균일 분산 전력증폭기 MMIC
배경태(Kyung-Tae Bae),이익준(Ik-Joon Lee),강현석(Hyun-Seok Kang),김동욱(Dong-Wook Kim) 한국전자파학회 2016 한국전자파학회논문지 Vol.27 No.11
본 논문에서는 드레인 분기 커패시터를 사용하여 입․출력 간 동위상을 제공함과 동시에 각 트랜지스터에 최적 부하임피던스를 제공하는 비균일 분산 전력증폭기 설계 기법을 2~16 GHz GaN 광대역 전력증폭기 MMIC 설계에 적용하고, 칩을 제작하여 결과를 평가하였다. Win Semiconductors사의 0.25 μm GaN HEMT 공정으로 제작된 MMIC 칩은 크기가 3.9 mm×3.1 mm이며, 주파수 대역 내에서 12 dB 이상의 선형 이득 및 10 dB 이상의 입력 반사 손실을 보였다. 연속파모드 포화출력 조건에서 측정된 출력 전력은 36.2~38.5 dBm의 값을 보였고, 전력부가효율은 약 8~16 %를 나타내었다. In this paper, a 2~16 GHz GaN wideband power amplifier MMIC is designed and fabricated using the nonuniform power amplifier design technique that utilizes drain shunt capacitors to simultaneously provide each transistor with the optimum load impedance and phase balance between input and output transmission lines. The power amplifier MMIC chip that is fabricated using the 0.25 μm GaN HEMT foundry process of Win Semiconductors occupies an area of 3.9 mm×3.1 mm and shows a linear gain of larger than 12 dB and an input return loss of greater than 10 dB. Under a continuous-wave mode, it has a saturated output power of 36.2~38.5 dBm and a power-added efficiency of about 8~16 % in 2 to 16 GHz.
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Biological Characteristics and Tissue Structure of a Crustose Coralline Lithophyllum Alga
Ji-Young Kang(강지영),Ianthe Marie P. Benliro,Ik-Joon Lee(이익준),Ji-Young Choi(최지영),Jin Joo(주진),Yoo Seong Choi(최유성),Dong Soo Hwang(황동수),Yong-Ki Hong(홍용기) 한국생명과학회 2013 생명과학회지 Vol.23 No.3
연안 암반지역에서 해조류 군락의 소실 즉 백화 혹은 갯녹음현상은 산호조류와 관련성이 있다. 대표적인 무절산호조의 생물학적 특성을 파악하기 위하여 18S rDNA 유전자를 분석한 결과 혹돌잎(Lithophyllum) 속에 속하는 것을 확인하였고 그 형태적 특성으로 보아 L. yessoense 종인 것으로 유추된다. Triphenyl tetrazolium chloride로서 활력을 측정한 결과 12월에서 2월 사이가 가장 높았으며, 조직 활력을 유지하기 위하여는 16°C, 16:8 시간 명암 광주기, 30 μE/㎡/s 광도에서 5일간 최적상태를 보였다. 지방산 조성에서는 EPA가 가장 많은 고도불포화지방산으로서 9.7%를 차지하고 있다. 주사형전자현미경에 의한 표면구조를 보면 평균 3.6 μm 직경의 둥근 함몰 분화구 모양을 이루며 그 위에 1.0 내지 3.7 μm의 비정형 다각형 구조물들이 덮여져 있다. 이 같은 조성과 구조를 바탕으로 한 생체모방 산호조는 해조류 등에 대한 환경친화적 방오소재로서 활용되어질 수도 있을 것이다. The disappearance of seaweed flora in some rocky areas, which is known as algal whitening, barren ground, coralline flats, or deforested areas, is associated with some species of coralline algae. To determine the biological characteristics of a representative species of crustose coralline alga, the 18S rDNA gene was sequenced to identify the genus Lithophyllum. According to its morphological and distributional characteristics, it was deduced to be L. yessoense. Viability was measured using triphenyl tetrazolium chloride and showed high viability from December to February. Culture conditions of 16°C, a 16 hr light, 8 hr dark cycle, and 30 μE/㎡/s light intensity were optimal for maintaining the viability of the alga for up to five days. Included in the fatty acids was 9.7% ω-3 eicosapentaenoic acid. An electron microscopy scan of the surface structure revealed round craters about 3.6 μm in diameter, which were covered with rough, irregular, and angular polygon-shaped structures about 1.0 to 3.7 μm in size. Based on the composition and structure found in our study, biomimetic coralline alga might become an environmentally friendly antifouling material against the attachment of soft foulants.
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X-대역 50 W급 펄스 모드 GaN HEMT 내부 정합 전력 증폭기
강현석(Hyun-Seok Kang),배경태(Kyung-Tae Bae),이익준(Ik-Joon Lee),차현원(Hyen-Won Cha),민병규(Byoung-Gue Min),강동민(Dong-Min Kang),김동욱(Dong-Wook Kim) 한국전자파학회 2016 한국전자파학회논문지 Vol.27 No.10
본 논문에서는 0.25 μm GaN HEMT 공정을 사용하여 ETRI에서 개발된 80×150 μm의 트랜지스터를 사용하여 X-대역에서 동작하는 50 W급 내부 정합 전력 증폭기를 설계 및 제작하였다. 임피던스 변환용 사전 정합 회로를 사용한 로드풀 측정으로 최적의 소스 및 부하 임피던스를 실험적으로 추출하였고, 성능을 예측하였다. 유전율 10.2의 기판을 사용하여 제작된 내부 정합 전력 증폭기의 전력 성능은 펄스 주기 100 μs, 듀티 10 %의 펄스 모드 조건에서 측정되었으며, 최대 성능으로는 9.2 GHz에서 47.46 dBm(55.5 W)의 출력 전력과 46.6 %의 전력부가효율이 측정되었다. 9.0~9.5 GHz의 주파수에서 출력 전력은 47~47.46 dBm(50~55.7 W)의 값이 측정되었고, 전력부가효율은 9.0~9.3 GHz에서 43 % 이상, 9.4~9.5 GHz에서는 36 % 이상의 효율이 측정되었다. In this paper, an X-band 50 W internally matched power amplifier is designed and fabricated using an 80×150 μm GaN HEMT that is developed by the 0.25 μm GaN HEMT process of ETRI. The optimum source and load impedances are experimentally extracted from the loadpull measurement using impedance-transform-prematching circuits, and the transistor performance is predicted. The power performance of the internally matched power amplifier, whose matching circuits are fabricated on a substrate with εr of 10.2, is measured under the pulsed mode of 100 μs pulse period and 10 % duty cycle, and the best output power of 47.46 dBm(55.5 W) and the power-added efficiency of 46.6 % are obtained at 9.2 GHz. The output power of 47~47.46 dBm(50~55.7 W) is measured in 9.0~9.5 GHz, and the power-added efficiency is measured to be greater than 43 % in 9.0~9.3 GHz and above 36 % in 9.4~9.5 GHz.
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