ADS를 이용한 2.6GHz 위성DMB용 LNA설계

소개글

ADS프로그램을 이용하여 2.6GHz대역 LNA설계 과정에 대한 리포트

목차

1. 서론
- 설계배경
2. 본론
- 설계과정
3. 결론
- 최종결과

본문내용

이러한 무선통신기술을 이용한 Device의 구성 중 가장 기본적이고 중요한 것이라 할 수 있는 것이 RF 수신단이라 말할 수 있다. RF 수신 단에서 수신된 전력은 감쇄 및 잡음의 영향으로 인해 매우 낮은 전력 레벨을 갖고 있다. 그런 이유로 반드시 증폭이 필요한데 이미 많은 잡음을 포함해서 날아온 신호이기 때문에 잡음을 최소화하면서 증폭을 시켜주는 기능이 필수적이다. 이러한 기능을 하는 것이 바로 LNA(Low Noise Amplifier)이다. LNA는 수신부 전단에 위치하게 되며, 미약한 수신 신호를 증폭하는 역할을 한다. 이때 입력에는 신호뿐만 아니라 잡음도 존재하게 되며, 이를 증폭할 경우 신호와 잡음을 동시에 증폭하게 된다. 이것이 출력에 나타나게 되어 결과적으로 출력에서의 신호대잡음비는 입력에서 수신된 신호대잡음비보다 나빠지게 된다. 이와 같이 다소 신호대잡음비는 희생할 지라도, 뒷단에 연결된 신호처리 소자들이 원활하게 신호를 처리할 수 있도록 출력에 최소의 잡음을 추가하며 신호를 증폭하는 기능을 하는 것이 LNA이다[3]
모바일폰, 무선 인터넷, 위성DMB, 내비게이션 등 많은 무선 통신 시스템은 현재 우리의 일상생활에서 없어서는 안 되는 필수 요소로 자리 잡고 있다. 요즘 학교 등하교시 지하철이나, 수업 쉬는 시간 등에 한번쯤은 위성 DMB로 TV시청하며 지루함을 달래본적이 있을 것이다. 이에 이번 졸업 작품은 요즘 많이 보편화된 위성DMB의 주파수대역을 처리할 수 있는 LNA의 설계를 목표로 하였다.
2.1 설계과정
▶ 설계 목표 Spec을 만족하는 최소잡음지수와 이득을 만족하는 적당한 트랜지스터를 선택한다.
▶ 트랜지스터의 안정도, 최소잡음(NFmin), 최대이득(MAG, MSG)이 Spec에 맞는 원하는 값이 나오는지 확인을 하게 된다.
▶ 전원 및 부하 반사계수 값에 따른 이득과 잡음지수 값의 변화를 알아보고 Spec에 맞는 전원 및 부하 반사계수 값을 선택한다.
▶ 실제적인 전원과 부하는 일반적으로 50임으로 앞서 선택한 임피던스로 정합을 시켜주는 회로를 설계한다. 정합회로설계에는 집중소자(R, L, C)와 전송선소자(Microstrip line)을 이용한 방법이 있다.
▶ 트랜지스터의 동작점을 설정해주기 위해 바이어스 회로를 설계 후 최종회로에 추가한다.
▶ 회로를 완성 후 처음 설계목표에 만족하는 결과가 나오는지 Simulation결과 값을 측정하고 확인한다.

참고 자료

[1] Guillermo Gonzalez, "Microwave Transistor Amplifiers Analysis and Design"
[2] David M.Pozar "Microwave Engineering"
[3] 염경환, “능동초고주파 회로설계 입문”
[4] http://www.rfdh.com