In the wireless RF system, the frequency and range of applications are limited due to the path loss characteristics of electromagnetic waves. Phased array antennas significantly improve EIRP to overcome path loss. To reduce the side-lobe components, which could interfere with other applications, and calibrate the mismatch between channels, gain control, and high phase resolution are required to beamforming chip.In this dissertation, beamforming ICs for high EIRP systems are presented based on the proposed high-resolution variable gain phase shifter that minimizes the design complexity of the RF domain. A K-band four-channel beamforming front-end IC for backhaul communication was designed, including a phase shifter with the proposed RC-RL PPF, a power amplifier, channel/antenna switches, and a low noise amplifier. And a four-channel C-band beamforming transmitter IC for wireless power transmission was designed with a ground inductance canceling Wilkinson power divider.
무선 RF 시스템에서는 전자파의 경로 손실 특성으로 인해 사용 주파수와 그 활용 범위가 제한된다. 위상 배열 안테나는 유효 복사 전력을 크게 향상 시켜서 경로 이러한 손실을 극복할 수 있지만, 그 복잡도가 크기 때문에 배열을 이루는 기본 단위인 빔포머는 집적회로로 구성되는 것이 유리하다. 이때 다른 어플리케이션을 방해 할 수 있는 사이드 로브 성분의 크기를 줄이고 채널 간의 불일치를 보정하려면 빔포밍 칩에서는 이득 제어 및 높은 위상 해상도가 필요하게 된다.이 논문에서는 RF 영역의 설계 복잡성을 최소화하는 고해상도의 가변 이득 위상천이기를 제안하였고, 이를 기반으로 높은 유효 복사 전력 시스템을 위한 빔포밍 집적회로를 제안하였다. 제안된 저항,캐패시터-저항,인덕터 다중 위상 필터를 사용하는 가변 이득 위상천이기, 전력 증폭기, 채널/안테나 스위치 및 저잡음 증폭기를 이용하여 K-주파수 대역에서의 백홀 통신을 위한 4채널 빔포밍 전치단 집적회로의 설계를 제안하였다. 또한 전력 분배기의 성능을 열화시키는 접지 인덕턴스를 공명 상쇄하는 전력 분배기를 제안하였고 이를 기반으로 무선 전력 전송을 위한 4채널 C-주파수 대역의 빔포밍 송신기 집적 회로를 제안하였다.
