Studies on S-band Broadband Amplifier using compensated matching network

정합회로 보상 방법을 이용한 S-밴드용 광대역 증폭기 연구

  • Kim, Jin-Sung (Millimeterwave INnovation Technology research center(MINT), Dongguk Univ) ;
  • An, Dan (Millimeterwave INnovation Technology research center(MINT), Dongguk Univ) ;
  • Rhee, Jin-Koo (Millimeterwave INnovation Technology research center(MINT), Dongguk Univ)
  • 김진성 (동국대학교 밀리미터파 신기술 연구 센터) ;
  • 안단 (동국대학교 밀리미터파 신기술 연구 센터) ;
  • 이진구 (동국대학교 밀리미터파 신기술 연구 센터)
  • Published : 2003.06.01

Abstract

In this paper, we have designed and fabricated a broadband 2-stage MMIC amplifier. Broadband characteristics could be obtained by compensated matching networks in a 2-stage amplifier design. This method is compensating low gains at lower frequencies in the 1st-stage with higher gains at lower frequencies in the 2nd- stage and then finally flat gains are obtained in the wide frequency ranges. Also, we have obtained not only broadband characteristics but also high gain using compensation matching network. The fabricated amplifier is measured by attaching on the test PCB(Printed Circuits Board). The measurement results are bandwidth of 1.1~2.8 GHz, S$_{21}$ gain of 11.1$\pm$0.3 ㏈ and P1㏈ of 12.6 ㏈m at 2.4 GHz.

본 논문에서는 ETRI의 0.5 ㎛ MESFET 공정을 이용하여 광대역 MMIC 2단 증폭기를 설계 및 제작하였다. 정합회로에 의한 보상 방법(Compensated matching network)을 응용하여 2단 증폭기에서 첫 번째 단과 두 번째 단의 이득 특성이 서로 보상되도록 설계하여 광대역 특성을 얻을 수 있었으며, 일반적인 광대역 증폭기가 넓은 대역폭과 낮은 이득 및 출력 전력을 갖지만 본 논문에서는 compensated matching network를 이용하여 넓은 대역폭뿐만 아니라 높은 이득 특성을 얻었다. 제작된 광대역 증폭기의 측정결과, 1.1∼2.8 ㎓의 대역폭을 가졌으며 S/sub 21/ 이득은 11.1±0.3 ㏈를 얻었다. 전력 특성의 경우 2.4 ㎓에서 입력전력이 4 ㏈m일 때 P1㏈는 12.6 ㏈m을 얻었다.

Keywords

References

  1. George D. Vendelin, 'Feedback Effects on GaAs MESFET Noise Performance,' IEEE MTT-S International Microwave Symposium Digest, pp. 324-326, May 1975
  2. Strid E. X., and Gleeson K. R., 'A DC-12 GHz Monolithic GaAs FET Distributed Amplifier,' IEEE Trans. Micro. Theory Tech., MTT-30, no. 7, pp. 969-975, July 1982
  3. Ayasli Y., Mozzi R. L., Vorhaus J. L., Reynolds L. D., and Pucel R. A., 'A monolithic GaAs 1-13 GHz traveling-wave amplifier,' IEEE Trans. Micro. Theory Tech., MTT-30, no. 7, pp. 976-980, July 1982
  4. Dan An, Eung-Ho Rhee, Jin-Koo Rhee, and Sam-Dong Kim, 'Design and Fabrication of a Wideband MMIC Low-Noise Amplifier using Q-matching,' J. Korea Phys. Soc., vol. 37, no. 6, pp. 837-841, Dec. 2000 https://doi.org/10.3938/jkps.37.837
  5. G. Matthaei, L. Young, and E. M. T. Jones, Microwave Filters, Impedance Matching Networks, and Coupling Structure, Artech House, Inc., Dedham, Mass, 1980
  6. R. S. Elliot, An Introduction to Guided Waves and Microwave Circuits, Prentice Hall, 1993
  7. ETRI MMIC Design, ETRI compound semiconductor Lab.