고조파 제어 회로를 이용한 X-대역 전력 증폭기의 효율 개선에 관한 연구 (A Study on Efficiency Improvement of X-Band Power Amplifier Using Harmonic Control Circuit)

서지정보

· 발행기관 : 한국전자파학회
· 수록지 정보 : 한국전자파학회 논문지 / 21권 / 9호 / 987 ~ 994페이지
· 저자명 : 김형종, 최진주, 김동윤, 나형기

초록

본 논문에서는 간단하면서도 효과적인 능동적인 로드 풀(active load-pull) 방법을 제시하고, 고조파의 임피던스 성분을 제어하는 회로를 사용하여, X-대역 전력 증폭기의 효율을 개선시킬 수 있는 방법에 관하여 연구하였다. 제안된 능동적인 로드 풀 시스템은 크게 방향성 결합기와 위상 변위기, 단락 회로, 그리고 전력 증폭기로 구성되어 있으며, 전통적인 능동적인 로드 풀 방법에 비해 반사 계수가 1인 지점까지 임피던스를 쉽게 가져다 놓을 수 있다. 본 논문에서 사용된 소자는 Mitsubishi사의 GaAs FET인 MGF1801이며, 9 GHz의 동작 주파수에서 class-A일 때, 21.65 dBm의 출력 전력과 24.9 %의 드레인 효율을 얻었고, class-AB일 때, 21.46 dBm의 출력 전력과 53.3 %의 드레인 효율을 얻었다. 고조파 제어 회로는 실험에 사용된 초고주파 부품의 주파수 대역폭의 한계로 인해, 2차와 3차 항 성분까지만 고려하여 설계하였으며, class-AB에서, 6.4 %의 효율이 증가된 것을 확인하였다.

영어초록

In this paper, a simple and effective active load-pull method is proposed, and the method to improve the efficiency of X-band power amplifier using harmonic control circuit is presented. The proposed active load-pull system mainly consists of directional coupler, phase shifter, short circuit, and power amplifier, and allows a user to access reflection coefficients near the edge of the Smith chart(1) easily. The device used in this paper is Mitsubishi's GaAs FET MGF1801, and the operating frequency of the power amplifier is 9 GHz, The amplifier had output power of 21.65 dBm and drain efficiency of 24.9 % at class-A, and had output power of 21.46 dBm and drain efficiency of 53.3 % at class-AB. Harmonic control circuit is designed only second and third harmonic components because of the bandwidth limitation of the microwave components. The drain efficiency is improved as much as 6.4 % compared with class-AB power amplifier.

참고자료

· 없음