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무선 LAN용 고효율 E급 증폭기 설계
Design of a High Efficiency Class E Amplifier for Wireless LAN

박찬혁   (인천대학교 전자공학과UU0001082  ); 구경헌   (인천대학교 전자공학과UU0001082  );
  • 초록

    스위칭모드로 동작하는 증폭기는 수 MHz 대역이상의 주파수에서 고효율의 특성을 가지고 있다고 알려져 있으며, 이러한 스위칭모드 증폭기 중 I급 증폭기는 이론적으로 스위칭 동작을 통해 100%의 효율을 얻을 수 있다. 본 논문에서는 회로 시뮬레이터를 이용한 하모닉 밸런스 해석을 통해 E급 증폭기를 설계하였다. 설계된 증폭기는 pHEMT 및 마이크로스트립선로로 구현하였으며, 제작된 E급 증폭기는 2.4GHz에서 출력전력이 17.6dBm일 때 66%의 전력부가효율을 가진다. 이 증폭기는 -3dBm의 입력 무선랜 신호를 인가하였을 때 출력스펙트럼 측정 결과가 무선랜 스펙트럼 마스크 표준규격을 만족한다. 즉, $P_{ldB}$ 의 출력스펙트럼은 요구 스펙트럼 마스크를 만족하지 못하며 9dB back off을 하였을 때 요구 스팩트럼을 만족하는 결과를 나타내었다.


    High efficiency switching mode circuits such as class I amplifiers have been well known in the MHz frequency range. The class E amplifier is a type of switching mode amplifier offering very high efficiency approaching 100%. In this paper, the class E amplifier has been designed by using the harmonic balance method of circuit simulator. The designed amplifier is realized by using pHEMT and microstrip line, shows 66% power added efficiency (PAE) at 2.4GHz with 17.6dBm output power. With -3dBm input power of wireless LAN, measured output spec01m can meet the required IEEE 802.11g standard spectrum mask. That means the required amplifier back off of 9dB from $P_{ldB}$ to satisfy the required wireless LAN spectrum mask.


  • 주제어

    class E amplifier .   pHEMT .   switching mode .   high efficiency.  

  • 참고문헌 (9)

    1. F. H. Raab, 'Idealized operation of the class E tuned power amplifier,' IEEE Trans. Circuits Syst., vol. CAS-25, pp. 725-735, Dec. 1977 
    2. N. O. Sokal and A. D. Sokal, 'Class E -a new class of high-efficiency tuned single ended switching power amplifiers,' IEEE J. Solid-State Circuits, vol. SC-10, pp. 168-176, Jun. 1975 
    3. W. F. H. Raab, 'Effects of circuit variations on the class E tuned power amplifier,' IEEE J. Solid-State Circuits, vol. SC-13, pp. 239-247, Apr. 1978 
    4. Y. Qin, S. Gao and A. Sambell, 'Design of low cost broadband class-E power amplifier using low voltage supply,' High Frequency Postgraduate Student Colloquium, pp. 101-106, Sept. 2004 
    5. A. J. Wilkinson and J. K. A. Everard, 'Transmission line load-network topology for class-E power amplifiers,' IEEE Trans. MTT, vol. 49, pp. 1202-1212, Jun. 2001 
    6. T. Mader and Z. Popovic, 'The transmission-line high-efficiency class E amplifier,' IEEE Microwave Guided Wave Lett, vol. 5, pp. 290-292, Sept. 1995 
    7. F.Wang, A. Ojo, D. Kimball, P. Asbeck, and L. Larson, 'Envelope tracking power amplifier with pre-distortion linearization for WLAN 802.11g,' IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Dig., vol. 3, pp. 1543-1546, Jun. 2004 
    8. N.Borges de Carvalho and J.C. Pedro, 'Twotone IMD asymmetry in microwave power amplifiers,' in IEEE MTT-S Int Microwave Symp. Dig., Boston, MA, pp. 445-448, 2000 
    9. J. Vuolevi, T. Rahkonen, and J. Manninen, 'Measurement technique for characterizing memory effects in RF power amplifiers,' IEEE Trans. Microwave Theory Tech, vol. 49, no. 8, pp. 1383-1389, Aug. 2001 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Park, Chan-Hyuck ; Koo, Kyung-Heon 2007. "Linearity Improvement of Class E Amplifier Using Digital Predistortion" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. TC, 통신, 44(3): 92~97     

 저자의 다른 논문

  • 박찬혁 (1)

    1. 2007 "디지털 사전왜곡을 이용한 마이크로파 E급 증폭기의 선형성 개선" 電子工學會論文誌. Journal of the Institute of Electronics Engineers of Korea. TC, 통신 44 (3): 92~97    
  • 구경헌 (47)

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