대한전자공학회논문지TC (Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea TC)

대한전자공학회 (The Institute of Electronics and Information Engineers)
권호 표지

3차 혼변조 신호의 전치왜곡과 2, 3차 고조파 억제를 통한 고선형성 고출력 전력 증폭기에 관한 연구

Very High Linearity of High Power Amplifier by Reduction of $2^{nd}$, $3^{rd}$ Harmonics and Predistortion of $3^{rd}$ IMD

  • 이종민 (숭실대학교 정보통신공학부) ;
  • 서철헌 (숭실대학교 정보통신공학부)
  • Lee, Chong-Min (Information and Telecommunication Engineering, Soongsil University) ;
  • Seo, Chul-Hun (Information and Telecommunication Engineering, Soongsil University)
  • 투고 : 2010.12.31
  • 심사 : 2011.01.14
  • 발행 : 2011.01.25
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초록

본 논문에서는 고출력 증폭기의 출력 정합단에서 발생하는 2차, 3차 고조파 성분을 억제하여 단일 고출력 증폭기의 선형성을 개선시키고 $3^{rd}$ IMD의 전치 왜곡에 의한 선형성 개선 PAM (Power Amplifier Module)을 제안하였다. 고조파를 억제하기 위해 정합회로는 메타전자파 구조를 갖도록 설계되었으며 2, 3차 고조파가 각각 27 dBc 이상 억제되었다. $3^{rd}$ IMD의 전치 왜곡은 구동 증폭기에서 발생하는 $3^{rd}$ IMD의 위상을 조절하여 -30도가 되도록 하였으며 이때 고출력 증폭기에서 발생되는 $3^{rd}$ IMD와 상쇄를 일으켜 고출력 증폭기 보다 6 dBc 이상 개선된 고조파 성분을 갖도록 설계되었다. 제안된 PAM은 36.98 dBm의 출력 전력과 21.6 dB의 전력 이득, 29.4 %의 전력 효율을 얻었으며 2차 고조파가 -53 dBc로 참조 증폭기에 비해 20dBc 이상 억제되는 특성을 얻었다.

In this article, the linearity of single power amplifier is improved by suppress $2^{nd}$ and $3^{rd}$ harmonics at output port of high power amplifier and by cancelling of $3^{rd}$ IMD. The matching network in order to suppress harmonics consists of metamaterial like the CRLH. The $2^{nd}$ and $3^{rd}$ harmonics are suppressed over 27 dBc, respectively. A phase of generated $3^{rd}$ IMD at output of DPA (drive power amplifier) has changed in order to offset the $3^{rd}$ IMD of HPA (high power amplifier). The harmonics of the proposed PAM suppress over 6 dB than single HPA. The PAM has a 36.98 dBm of the output power, 21.6 dB of the power gain and 29.4 % of the PAE. The harmonics is a -53 dBc about PAM. This result indicate that a harmonic level is lower 20 dB than reference power amplifier.

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참고문헌

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