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레디알 전력 결합기를 이용한 고출력 증폭기
High Power Amplifier using Radial Power Combiner 원문보기

한국항행학회논문지 = Journal of advanced navigation technology, v.21 no.6 = no.87, 2017년, pp.626 - 632  

최종운 (가톨릭관동대학교 전자공학과) ,  윤영철 (가톨릭관동대학교 전자공학과) ,  김영 (금오공과대학교 전자공학부)

초록
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본 논문은 삽입 손실이 작은 레디알 전력 결합기를 이용하여 낮은 전력의 증폭기 8개를 결합하여 고출력 증폭기를 구현한 것이다. 구현된 레디알 전력 결합기는 8개의 입력 포트를 갖고 있는 비공진형 특성을 갖고 있으며 마이크로스트립으로 구현하였고, 1.045 GHz 동작 주파수에서 확인한 결합기의 특성은 삽입손실 0.7 dB, 반사손실 12 dB 이상을 얻었다. 또한, 사용된 낮은 전력의 증폭기는 AFT27S010NT1 트랜지스터를 이용하여 설계하였으며, 동작 주파수에서 동일한 이득, 위상 및 일정한 출력 특성을 만족하도록 설계하였다. 제작된 레디알 전력 결합기와 8 W 출력의 드라이브 증폭기를 이용하여 낮은 전력의 증폭기 8개 구동시켜서 결합한 고출력 증폭기는 1.045 GHz 동작 주파수에서 33 W의 출력 특성을 얻었다. 또한, 낮은 전력 증폭기가 고장이 발생했을 때 레디알 결합기를 이용한 증폭기의 출력특성이 점진적으로 열화되는 결과를 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper describes a high power amplifier combining eight low power amplifiers using a radial power combiner with low insertion loss. The radial power combiner is a non-resonant type combiner with 8 input ports and is implemented by microstrip transmission line. The combiner characteristics design...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문은 레디알 전력 결합기를 이용하여 8 W급의 낮은 전력증폭기를 8개 결합하여 33 W 고출력 전력증폭기를 구현한 논문으로, 작은 손실의 레디알 전력 결합기를 설계하였으며 낮은 전력 증폭기와 드라이브 증폭기를 제작하였다. 또한, 레디알 전력 결합기를 이용한 증폭기는 낮은 전력 증폭기가 고장이 발생해도 출력 변화에는 영향이 작음을 확인하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
고출력 전력 증폭기로 예전에 쓰이던 것은? 전력 결합기는 RF/ 마이크로웨이브 시스템에서 사용되는 가장 중요한 요소이다. 예전에는 고출력 전력 증폭기로 TWT (traveling wave tube)가 레이더, 위성 통신 및 무선통신에 사용되었지만, 최근에는 고출력 SSPA(solid state power amplifier)를 이용한 증폭기가 높은 효율과 제작상의 편리함의 장점 때문에 많이 사용되고 있다.
고출력 전력증폭기 특성을 얻을 수 있는 방법의 구체적 예시는? 특히 고출력 전력증폭기 특성을 얻을 수 있는 방법은 낮은 전력의 증폭기를 다수 결합하여 높은 전력의 증폭기를 구현하는 방법이 존재한다. 먼저 전력 평면 결합방식 [1]-[5]은 윌킨슨, 하이브리드 커플러, 링 하이브리드, 정션 결합기 및 지젤 결합기가 존재하며, 또 다른 방법으로 공간 결합방식[6]-[10]은 공간 결합기, 레디알 결합기, 웨이브가이드 결합기, 코니칼 결합기 및 캐비티 결합기가 존재한다.
전력증폭기 설계의 중요한 요소에 해당하는 것은? 전력증폭기 설계의 중요한 요소는 전력, 대역폭, 효율, 선형성 및 잡음이 존재한다. 하나의 트랜지스터를 갖고 이러한 특성을 모두 만족하는 전력 증폭기를 설계하는 것은 매우 어려운 일이다.
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참고문헌 (13)

  1. K. J. Russel, "Microwave power combining techniques," IEEE Transaction of Microwave Theory and Techniques, Vol. MTT-27, No. 5, pp. 472-478, May1979. 

  2. E. Wilkinson, "An N-way hybrid power divider," IRE Transaction of Microwave Theory and Techniques, Vol. MTT-8, pp. 116-118, Jan.1960. 

  3. U. H. Gysel, "A new N-way power divider/combiner suitable for high power applications," in Proc. 1975 IEEE MTT-S International Microwave Symposium, Palo Alton, CA, pp.116-118, May1975. 

  4. N. Nagai, "New N-way hybrid power dividers," in Proc. 1977 IEEE MTT-S International Microwave Symposium, San Diego, CA, pp. 503-505, Jun.1977. 

  5. Z. Galani and S. J. Temple, "A broadband planar N-way combiner/divider," in Proc. 1977 IEEE MTT-S International Microwave Symposium, San Diego, CA, pp. 499-502, Jun.1977. 

  6. A. E. Fathy, S.W. Lee, and D. Kalokitis, "A simplifed design approach for radial power combiners," IEEE Transaction of Microwave Theory and Techniques, Vol. 54, No. 1, pp. 247-255, Jan.2006. 

  7. J. M. Schellenberg and M. Cohn, "A wideband radial power combiner for FET amplifiers," in IEEE International Solid State Circuits Conference, San Francisco, CA, pp.164-166, Feb.1978. 

  8. Dirk I. L. de Villers, Pieter W, "Design of conical transmission line power combiners using tapered line matching sections," IEEE Transaction of Microwave Theory and Techniques, Vol. 56, No. 6, pp. 1478-1484, Jun. 2008. 

  9. M. D. Abouzahra and K. C. Gupta, "Multiple-port power divider/combiner circuits using circular microstrip disk configurations," IEEE Transaction of Microwave Theory and Techniques, Vol. MTT-35, No. 1, pp. 1296-1302, Dec.1987. 

  10. Sushim Mukul Roy, Isaac Balbin, " Novel N-way power divider and array configuration for RFID reader operating 5.8 GHz," in 2008 IEEE International Conference on RFID, The Venetian, Las Vegas, Nevada, pp.89-96, Apr.2008. 

  11. E. Belohoubek, R. Brown, H. Johnson, A. Fathy, D. Bechtle, D. Kalokitis, and E. Mykietyn, "30-way radial power combiner for miniature GaAs FET power amplifiers," in IEEE MTT-S International Microwave Symposium, Baltimore, MD, pp.515-518, Jun.1986. 

  12. A. Fathy and D. Kalokitis, " Analysis and design of a 30 way radial combiner for Ku-band applications," RCA Rev. Vo1. 47, pp. 487-508, Dec.1986. 

  13. H. Kagan, " N-way power divider," IRE Transaction of Microwave Theory and Techniques, Vol. MTT-9, Vo1. 2, pp. 198-199, Mar.1961. 

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