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[국내논문] RFID 대역에서 동작하는 이중 대역 전력증폭기 설계
Design of Dual-Band Power Amplifier for the RFID Frequency-Band 원문보기

韓國電磁波學會論文誌 = The journal of Korean Institute of Electromagnetic Engineering and Science, v.25 no.3, 2014년, pp.376 - 379  

김재현 (인하대학교 전자공학과) ,  황선국 (인하대학교 전자공학과) ,  박효달 (인하대학교 전자공학과)

초록
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본 논문은 910 MHz와 2.45 GHz 대역에서 동작하는 RFID 트랜시버용 전력증폭기를 설계 및 제작하였다. 제안된 이중 대역 전력증폭기는 집중정수 소자로 구현된 910 MHz 대역의 정합 회로와 분포정수 소자로 구현된 2.45 GHz 대역의 정합 회로로 구성되며, 두 대역의 격리를 위하여 910 MHz 대역에 대하여 대역 제거 필터(band rejection filter)로 동작하고, 2.45 GHz 대역에서는 대역 통과 필터(band pass filter)로 동작하는 ${\lambda}/2$ 직렬 마이크로스트립 전송 선로로 구성되어 있다. 제작된 이중 대역 전력증폭기는 910 MHz와 2.45 GHz에서 이득이 각각 8 dB와 1.5 dB를 나타냈으며, 입력 전력 10 dBm을 인가하여 얻은 출력 전력은 두 대역 모두 20 dBm을 얻었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we designed more improving a dual-band power amplifier than the transceiver of RFID reader that operates at 910 MHz and 2.45 GHz. A dual-band power amplifier has two circuits. One matching circuit is composed lumped element in the band of 910 MHz. The other matching circuit using dist...

Keyword

AI 본문요약
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문제 정의

  • 더욱이 응용 분야 및 특성에 따라 각 주파수 대역에서 독립적으로 사용되던 RF 부품들은 기능 통합을 위한 다중 대역 처리능력이 요구된다. 이를 위해서 본 논문에서는 910 MHz 대역 및 2.45 GHz 대역에서 모두 동작하는 이중 대역 전력증폭기를 설계 및 제작하였다.
  • 본 연구에서는 이러한 기술적인 문제들을 개선할 수 있는 이중 대역 전력증폭기의 구조를 제안하고, 이의 타당성을 검증한다. 제안하는 구조는 다른 주파수 대역의 회로들이 서로에게 부하(load)로 작용하는 원리[7]를 이용 하여 이중 대역 정합 회로 구현을 용이하게 한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
여러 개의 송수신기를 스위칭하는 방법의 단점은? 기존의 다중 대역 전력증폭기 구현을 위해 사용되었던 구조들은 여러 개의 송수신기를 스위칭하는 방법[1]과 초광대역 증폭기를 이용한 다중 대역 증폭기[2],[3], 트랜지스터의 바이어스를 조절하는 방법[4], 게이트단의 λ/4 개방스터브와 λ/4 단락 스터브를 이용한 정합 방법[5], 그리고 다이오드를 이용하여 정합 회로를 스위칭하는 정합 방법[6]들이 제안되었다. 하지만 여러 개의 송수신기를 스위칭할 경우 시스템의 크기가 커지게 되고, 광대역으로 구현 시에는 전 대역에 대한 특성을 얻기가 어렵다. 또한, 다른 대역으로 인해 발생하는 불요파와 바이어스조절 회로 구현에 따른 제한사항들을 고려해야 한다.
다중 대역 전력증폭기 구현을 위해 사용되었던 방법들은 어떤것들이 제안되었는가? 기존의 다중 대역 전력증폭기 구현을 위해 사용되었던 구조들은 여러 개의 송수신기를 스위칭하는 방법[1]과 초광대역 증폭기를 이용한 다중 대역 증폭기[2],[3], 트랜지스터의 바이어스를 조절하는 방법[4], 게이트단의 λ/4 개방스터브와 λ/4 단락 스터브를 이용한 정합 방법[5], 그리고 다이오드를 이용하여 정합 회로를 스위칭하는 정합 방법[6]들이 제안되었다. 하지만 여러 개의 송수신기를 스위칭할 경우 시스템의 크기가 커지게 되고, 광대역으로 구현 시에는 전 대역에 대한 특성을 얻기가 어렵다.
이중 대역 전력증폭기의 정합 회로는 2.45 GHz에서 어떤 전달특성을 가지는가? 45 GHz 대역은 분포정수 소자로 구성하여 저가의 이중 대역 전력증폭기 구현을 가능하게 하였다. 2.45 GHz에서 길이가 λ/2인 직렬 마이크로스트립 전송 선로는 기본주파수 신호(f0, 2.45 GHz )와 홀수차(od order) 주파수 신호(n × f0, n × f0, n = od)들은 통과시키지만, 동시에 짝수차(even order) 주파수 신호(n × f0, n = even)과 기본 주파수보다 낮은 주파수 신호들은 제거시키는 전달 특성을 가지고 있다. 이러한 전달 특성의 λ/2인 직렬 마이크로스트립 전송 선로는 910 MHz 대역에 대역 제거 필터(band rejection filter)로 동작하고, 2.
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참고문헌 (7)

  1. S. Zhang, J. Madic, P. Bretchko, J. Mokoro, R. Shumovich, and R. McMorrow, "A novel power-amplifier module for quad-band wireless handset applications", IEEE Trans Microwave Theory Tech., pp. 2203-2210, May 2003. 

  2. P-S. Wu, T-W. Huang, and H. Wang, "An 18-71 GHz multiband and high gain GaAs MMIC medium power amplifier for millimeter-wave applications", IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Dig., pp. 863-865, 2003. 

  3. Y-T Lin, S-S. Lu. "A 2.4/3.5/4.9/5.2/5.7- GHz concurrent mutli-band low noise amplifier using In-GaP/GaAs HBT technology", IEEE Microwave Wireless Components Lett., pp. 463-465, Apr. 2004. 

  4. S. Kawashima, K. Nishikawa, M. Nakagawa, and K. Araki, "Multi-band amplifier using a FET bias controlled matching circuit", Trans. IEICE, pp. J87-C:54-60, 2004. 

  5. H. Nakajima, M. Muraguchi, "Dual-frequency matching technique and its application to an octave-band(30-60 GHz) MMIC amplifier", IEICE Trans Electron, pp. E80- C:1614-1621, 1997. 

  6. 최윤호, 김기영, 김지훈, 박철순, "IEEE 802.11a/b/g 무 선랜을 위한 스위치 입력 매칭회로를 가진 듀얼밴드 전력증폭기", 한국전자파학회 종합학술대회, 14(1), pp. 187-190, 2004. 

  7. 윤기호, 유태훈, 유재호, 박한규, "CDMA 방식의 이중 대역 전력증폭기의 설계 및 제작", 한국통신학회, 22, pp. 2674-2685, 1997. 

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