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RF Power Amplifiers for Wireless Communications

RF Power Amplifiers for Wireless Communications. Steve C. Cripps 이창현. 1. Introduction. RF Power Amplifiers 이론의 고전적 결과 PA 비선형 특성을 나타내는 능동소자로 동작 RF 증폭기 설계 / PA 설계 차이점 – 최적파워 소자 출력 – 임피던스로 표현되지 않음. .1 Linear RF Amplifier Theory. 2p s mat Tr. .1 Linear RF Amplifier Theory.

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RF Power Amplifiers for Wireless Communications

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Presentation Transcript

  1. RF Power Amplifiers for Wireless Communications Steve C. Cripps 이창현

  2. 1. Introduction • RF Power Amplifiers 이론의 고전적 결과 • PA 비선형특성을 나타내는 능동소자로 동작 • RF 증폭기설계 / PA 설계 • 차이점 – 최적파워 • 소자 출력 – 임피던스로 표현되지 않음

  3. .1 Linear RF Amplifier Theory 2p s mat Tr

  4. .1 Linear RF Amplifier Theory

  5. .1 Linear RF Amplifier Theory • K > 1 • 반사계수의 크기가 1보다 작게 나타남 • 입출력에서 수동 정합을 이룰수 있음 • 최적의 파워와 신호이득 • 높은 k성분 = 낮은 이득

  6. .1 Linear RF Amplifier Theory • 큰 k 성분을 갖는 소자는 이론적인 단방향 소자보다 더 적극적인 이득/정합 특성을 나타냄 • 회로손실은 주파수가 단위이득과 교차하는 곳에서 k성분을 파괴할 수도 있음 • 트랜지스터가 있는 회로환경 = s, 특히 s12를 크게 수정시킬수 있음 • K 성분 해석은 일단 증폭기에만 적용

  7. .2 Weakly Nonlinear Effects: power/Volterra series

  8. .2 Weakly Nonlinear Effects: power/Volterra series • Volterra series: power + phase effect • Power series • 선형 출력 항목으로 표현되는 위상소자는 X • 비선형형태로만 표현 가능 • Dc 동작점에 근접한 작은동작 영역에서 비선형 제품의 행동을 특성짓는데 유용 • PA 설계자가사용하기에는 제약

  9. .3 StronglyNonlinear Effects • 식/그림

  10. .3 StronglyNonlinear Effects

  11. .3 StronglyNonlinear Effects

  12. .5 Conjugate Match

  13. .5 Conjugate Match • 부하선 매칭의 수식 • Rgen >>> Ropt

  14. .5 Conjugate Match • ConjugateMatch • 물리적 속박이 없을시 • Load Line(부하선)Match • 최대파워 • 특별한 제한 • 가용 dc 공급전원

  15. 2. LinearPower Amplifier Design • 선형 PA • 최대 파워를 위해 소자를 출력에 파워 정합 • 파워정합의 정확한 임피던스값 • 로드 풀 기법 ㅡ> 컴퓨터 제어 측정 시스템

  16. .1 ClassA Amps / Linear Amps

  17. .2 GainMatch and Power Match

  18. .3 Introductionto Load-Pull Measurements

  19. .3 Introductionto Load-Pull Measurements • Load-Pull 데이터 • RF와 초고주파 PA설계에 주로 사용 • 스미스 차트상의 간단한 목표영역을 제공 • 비선형 문제 공략, 선형시뮬레이터로 해결할수 있도록 변화시켜주는데 필수적

  20. .4 Commercial Load-Pull Equipment

  21. .4 Commercial Load-Pull Equipment

  22. .4 Commercial Load-Pull Equipment • Com cont tuning • Offline Calibration에 의존 • Network analyzer로 측정 • Active tuning • 높은 주파수에서 이익 • 기계적 튜너 설계가 어려움(스테핑모터) • 전기적 스위칭 방식 • 빠른속도 • 기계적 방식에 비해 손실이 큼 • 정밀한 캘리브레이션이 필요함

  23. .5 Loadline Theory • .6 Package Effects and Refinements to Load-Pull Theory • .7 Drawing the Load-Pull Contours on CAD Programs • .8 Class A Design Example

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