Gysel 전력결합기를 이용한 고출력 X-band SSPA 설계

Abstract

산악지형이 많은 한국 실정에서 국지적으로 발생하는 기상자료를 제공하기 위하여 진공관식 레이더 보다는 반도체를 이용한 소형의 X-band 기상레이더의 필요성이 요구되고 있다. 기상레이더의 이중 편파방식에 사용되는 반도체형 전력증폭기(SSPA)는 다수의 소출력 전력소자를 병렬로 결합함으로써 원하는 고출력을 얻을 수 있다. 이와 같이 고출력 전력증폭기에 적용되는 전력결합기는 경로손실, 고주파수, 고출력에 따른 안정저항의 문제, 열방출 특성을 해결하기 위하여 본 논문에서는 변형된 Gysel 전력결합기를 적용한 결과 격리도(isolation)의 우수성을 제시하였으며, 최대출력 54dBm, 25%의 효율을 갖는 기상레이더용 X-band 250W 급 반도체형 전력증폭기를 설계하였다. Necessity of compact X-band solid-state weather radar is required to provide weather data, which generate locally in a lot of Korea's mountainous area, rather than tube-type radar. Solid State Power Amplifier (SSPA) for using Dual-polarization method in weather radar is able to obtain desired high output by combining many low output power devices in parallel. Thus, Power combiner applying to high-output power amplifier has disadvantages such as path loss, ballast resistance problem by high frequency and high power, heat release. Therefore, In this paper we demonstrated the excellence of isolation, which is the result from modified Gysel power combiner. As a result, we designed X-band 250W solid state power amplifier with peak power 54dBm, 25% power efficiency for weather radar.