광대역 특성을 갖는 집중 소자를 이용한 고출력 증폭기용 마이크로파 바이어스-티의 설계

Abstract

본 논문에서는 고출력 증폭기의 바이어스를 위한 대전류 마이크로파 광대역 바이어스-티의 설계를 보였다. DC 블록용 커패시터는 큰 어드미턴스를 가지도록 커패시터의 병렬합을 이용하고, DC 공급 및 RF 초크용 인덕터는 광대역의 큰 임피던스를 가지는 인덕터의 직렬합을 이용하여 설계하였다. DC 블록이나 RF 초크에 사용되는 인덕터나 커패시터는 자기 공진 주파수(SRF: Self Resonance Frequency)를 가지고 있어 사용 대역이 제약된다. 이를 해결하기 위해 RF 초크에서는 저항을 추가하여 공진 주파수에서 품질 계수를 조정함으로써 해결하였다. 그리고 DC 블록에서는 별도의 품질 계수 조정없이 병렬합만으로 가능하였다. 이 결과를 이용하여 1608 칩 형태의 집중 소자들을 표면 실장 기법(surface mount)으로 PCB 패턴에 조립하여 바이어스-티를 제작하였다. 제작된 바이어스-티는 10 MHz~10 GHz에서 측정된 반사 손실이 10 dB 이하를 가지며, 입력 임피던스는 광대역에서 50 ohm 근처의 값을 만족하는 것을 확인하였다. In this paper, a design of high current and broad-band microwave bias-tee was presented for a stable bias of a high power amplifier. An input impedance of bias-tee should be shown to 50 ohm with the wideband in order to be stably-biased the amplifier. For this design of the bias-tee, a capacitor of bias-tee for a DC block was designed with a high wide-band admittance by a parallel sum of capacitors, and a inductor for a RF choke and a DC feeding was designed with a high wide-band impedance by a series sum of inductors. As this inductor and capacitor for the sum has each SRF, band-limitation of lumped element was driven from SRF. This limitation was overcome by control of a resonance's quality factor with adding a resistor. 1608 SMD chips for design's element was mounted on the this pattern for the designed bias-tee. The fabricated bias-tee presented 10 dB of return loss and wide-band about 50 ohm input impedance at 10 MHz~10 GHz.