배열 전력 증폭기 그룹별 바이어싱 제어를 이용한 빔포밍 송신기 효율 향상 기법 (Efficiency Improvement of Beamforming Transmitter Using Group-Based Biasing Control for Array Power Amplifiers)

서지정보

· 발행기관 : 한국전자파학회
· 수록지 정보 : 한국전자파학회 논문지 / 34권 / 10호 / 705 ~ 711페이지
· 저자명 : 김현우, 구현철

초록

본 논문은 그룹별 바이어싱 제어 기법을 이용하여 실내에서 운용하는 RF 빔포밍 시스템 송신기의 전력 효율과 복잡성을 개선하고자 하였다. 그룹별 바이어싱 기법은 동적 바이어싱 기법과 그룹 바이어싱 기법을 동시에 적용한 기법을 의미하며, 동적 바이어싱 기법을 이용하여 각 채널별 RF 전력 증폭기의 출력에 적합한 바이어스를 인가하여 저전력 구간의전력 증폭기 전력 효율을 개선하였고, 그룹 바이어싱 기법을 이용하여 동적 바이어싱 기법 적용 시 발생하는 시스템복잡도를 개선하였다. 제안한 기법은 단일 전력 증폭기의 출력 특성을 이용한 수식적 모델링을 통해 이론적 검증을 진행하였고, 실측 검증을 위해 4×4 안테나 구조의 디지털 빔포밍 시스템을 구축하여 그룹별 바이어싱 제어 기법을 적용하여측정을 진행하였다. 측정 조건은 각 그룹 출력 전력의 편차치에 따라 3가지로 나누어 진행하였고, 측정 결과 14.0 %p, 14.1 %p, 10.5 %p의 총 전력 효율 개선을 보여 해당 기법의 유효성을 입증하였다.

영어초록

This study aimed to improve the power efficiency and complexity of an RF beamforming system transmitter operating indoors using a biasing control technique for each group. The group-by-group biasing technique applies both dynamic and group biasing techniques simultaneously. Using the dynamic biasing technique, an appropriate bias was applied to the output of the RF power amplifier for each channel to power the power amplifier in the low-power section. The efficiency was improved, and the system complexity that occurred when applying the dynamic biasing technique was reduced using the group biasing technique. The proposed technique was theoretically veri fied through mathematical modeling using the output characteristics of a single power amplifier. In addition, for actual measurement, a digital beamforming system with a 4×4 antenna structure was built, and a biasing control technique for each group was applied to the measurement.
The measurement conditions were divided into three types according to the deviation of the output power of the group, and the measurement results showed total power efficiency improvements of 14.0 %p, 14.1 %p, and 10.5 %p, proving the validity of the technique.

참고자료

· 없음