Linear Amp. 와 HF Tx 는 어떻게 발전할까?

[HL3EA]

올해 “겨레와인류의빛이 된 인물” 6명이 삼성 호암상을 받는다는 언론 기사가 있었다.

(www.hoamfoundation.org)

그중에 내가 좋아하는 세계적인 쏘프라노 조수미 가 예술상 수상자가 되었단다.

그러나 그것보다 더 내 눈에 뜨인 것은 공학상 수상자 김범만 포스텍 명예교수였다.

수상 내역은 혁신적인 “무선주파수 전력증폭기” 개발을 통해 디지털 산업발전을

선도 했다는 것이다.

뭐의 눈에는 뭐만 보인다더니......ㅋ ㅋ ㅋ

내용은 휴대전화 속에 2개 나 들어있는 초소형 Tx 와 휴대전화 기지국의 고출력

Micro Wave 대역 Switching Amplifier 의 최적화 그리고 그곳에 쓰이는 반도체 소자에

관한 것이라고 한다.

그건 그렇고

바다 건너 또 다른 한 사람, Tony Brock-Fisher, K1KP 가 있다.

오랫동안 아이디어를 가슴에 품고 있다가, 정년퇴직 후 연구를 계속하여 12년이 지난

최근에 앞으로 Ham HF Tx 와 Linear Amp. 에 “Game-Changer” 가 될 혁신적인

새로운 방식 “Polar Modulation” 이라는 개념을 완성한 Ham 이다.

K1KP 는 이 새로운 방식을 연구하며 고등학교 때 수학책을 뒤적여 17세기의 수학자 

Leonhard  Euler 의 삼각법 (trigonometry) 까지 섭렵한다!

공교롭게도 K1KP 가 힌트를 얻었다는 개념을 발표한, 뒤에 나오는 Leonard Kahan 교수와

이름이 비슷하다.

상업적 제품을 위한 Prototype 을 만들기로 FlexRado 의 Steve Hicks, N5AC 와

손잡았다고 하니 조만간 새로운 개념의 Linear Amp. 와 Tx 가 세상에 나올 듯.

이 방식이 적용된 Linear Amp. 는 효율이 90% 이상~ 거의 100%(?) 가까이 된다고 한다!

혹시 “무지막지한” 정글화 같은 Linear Amp. 를 가지고 계신 분이 있다면

x 값이 되기 전에 미리 처분하는 것이 현명(?) hi hi hi

사돈 남말하고 있네!.....

전기요금이 곧 “원캉” 오른답니다!

그러나 전기요금 신경 쓰면서 On Air 하는 Ham 이 몇 명이나 될까?

내가 보기에는 이 새로운 개념은 Ham 은 물론 이지만, Commercial 이나

Military 쪽 에서 더 환영을 받지 않을까?

K1KP 의 신개념 “Polar Modulation” 을 이해 하려면 먼저 K1KP 가 힌트를 얻었다 는

Leonard Kahn’s “Envelope Elimination and Restoration” 방식을 살펴보아야 한다.

1952년에 발표했다는 이 방식은 주로 대출력 상업방송에서 썼다고 하며, 미국 브라운대

교수였던 Leonard Kahn (1926~2012) 박사가 개발한 개념이라고 한다.

그때 우리나라는 한참 6.25 전쟁 중이었다! Wow!

                                                                                               (QST 2026년 5월호 34쪽 Figure 2)

Leonard Kahn 이 1952년에 발표했다는 당시 새로운 개념도.

SSB 신호에서 일부를 끄집어내 Detector 를 거처 AF 신호를 얻고, 이것을 증폭하여 Modulator 로한다.

SSB 주 신호는 Limiter 로 진폭을 정리, Fhase Modulation 신호 성분이 된것을 C 급으로 증폭 후,

이를 Modulator 로 준비된 AF 신호와 재결합한다.

즉 Modulation 하여 원래 SSB 신호로 다시 복원한다.

K1KP 가 여기서 힌트를 얻어 확대 발전시켜 “Polar Modulation” 이라는 새로운 개념을 완성했다고 한다.

이렇게 하여 현재의 비효율적인 증폭 방식을 바꿔서 효율을 거의 100% 가까이 끌어 올려 결과적으로

전원 용량이 약 35% 줄어들고 따라서 Rig 의 무게 와 크기 그리고 발열을 극단적으로 줄였다고.

당연히 코스트 도 내려가겠지요.

Demonstration 하는 사진에는 이 Polar Modulation 을 적용한 40w 출력 Tx 의 CW Key 를 벽돌로 눌러

48시간 이상을 방치했어도 Tx 의 온도가 19.8 C. 밖에는 올라가지 않는 모습을 보여준다.

이때 효율은 90% 이상이었다고 하며 다음 목표는 출력 500w 의 Tx 라고 한다.

그동안 우리들이 배워 알고 있는 증폭 방식 A 급 부터 AB, B 그리고 C 급은 잊어야 할 듯.

C 급 다음에 D ~ T 급까지 있단다!

Youtube 에 “Tony Brock-Fisher, K1KP” 를 검색하면 Polar Modulation 에 관한 여러 가지 내용들을 볼 수 있다.

                                                                                    (QST 2026년 5월호 35쪽 Figure 4)

K1KP 가 창안한 Polar Modulation 개념도, Ham Band 전 주파수대에서 쉽게 동작한다.

반도체 세상에 DSP 기술이 적용되어 가능해졌다.

                                                                    (QEX 2026년 5/6월호, 9쪽)

현재의 비 효율적인 Linear Amp., 전력증폭단에서 약 50% 에 가까운 전력이 열로 소비된다.

                                                                                  (QEX 2026년 5/6월호 10 쪽)

K1KP 가 Polar Modulation 에서 적용한 Switching Amplifier 방식의 고 효율, D 급 Linear Amp. 전력증폭단 이다.

이 방식에서 전력증폭단의 손실은 반도체가 On 일 때 Saturation 저항값  에서

소모되는 극히 적은 전력 뿐이다.

따라서 출력은 전력증폭단에 공급되는 전원전압에 좌우되어 90% 이상~100% 가까운 고효율이 이루어진다.

Foot Note :

* QST 2026년 5월호 표지사진과 33쪽 “Polar Modulation – The Path to High Efficiency”-

* QEX 2017년 3~4월호, “The Polar Explorer”

  QEX 2026년 5~6월호,“Polar Modulation – the key to High Efficiency”

* www.arrl.org

그런데

세계적인 이 분야의 석학 포스텍의 김범만 명예교수의 연구 내용 중에 Linear Amp. 에 관한 부분과

순수 아마추어 Tony Brock-Fisher, K1KP 의 개념을 서로 결합해 본다면?

예전에 중소 제조업계에서는 “이 업종 간 교류” 라는 프로그램이 정부 지원으,로 활발하게 추진되던

때가 있었다.

육종학에 의하면 이종 간 결합은 F1 이라고 불리는 새로운 종이 탄생하고, 이 새로운 종은 각기 다른 부모의

우수한 인자들 만 물려받아 특히 우수하다는 이론이 이다.

국제결혼 한 부모 아래서 우수한 인재가 심심치 않게 나오는 경우를 보아도 위의 이론이 어느 정도

뒷받침된다고 볼 수 있다.

그건 그렇고, 끝으로 한 가지 더 ~

최근에 나온 책 중에서 “기술 한국”을 만든 공학자 30인의 삶, “한국 과학기술인 인물 열전” 시리즈

2번째 책

“엔지니어 대한민국을 만들다”

                                                  주 저자

                                                                      김근배 KAIST 초빙교수

                                                                                                                 -이음-

이 책에는 우리들의 Ham 선배 강기동 박사 (1934~ ) 가 삼성반도체 의 전신, 한국반도체

초대 사장을 지낸 것으로 나온다.

아울러 지금 세계 1등인 우리나라 반도체산업의 발전에 결정적인 기여를 한 인물 중에 한 분으로

기술되어 있다.

                      우리들의 자랑이다.

1960년대 집적회로 IC 가 낮이 설던 시절, 강기동 박사는 잠시 귀국한 틈을 내어 초창기의

우리 Ham 들을 모아 놓고, 반도체에 관한 최신 동향에 대해

강의를 해 주시던 때 모습이 기억난다.

지금 고령이 신데 앞으로도 건강하시기를.

                                         “아마추어무선사는 항상 연구심을 간직 한다”

                                                                                                                 -끝-

[HL1FY]

좋은 정보로 생각하며 정신없이 정독해 읽어는 보았는데.. 아랫 글을 읽는 동안에 윗 굴은 무엇이었는지? 전부 잊어버렸으니~ 인생 끝난 것 같습니다. 그래도 이 굴을 게시한 분이 그 유명한 한국의 HL3EA 놀부 좌장님이시라는 것은 기억할 수 있으니 참으로 신기하기만 합니다..ㅎㅎㅎ 감사합니다..

[HL3EA]

지극히 "정상" 입니다!
책 한 권을 읽으면 그것이 다 기억 되나요?, 아니죠, 잊어버린 듯 해도 머릿속에 남아 있다가
필요한 순간에 튀어 나온답니다.

하물며 목동 황om 같이 머리 좋은 분이 그럴 리가.......
QSL? ㅋ ㅋ ㅋ

첫 댓글 고맙습니다.

[HL1FY]

막 치켜 올리시는데??속은 텅빈 강정입네다.. 머리가 좋다구요? 하긴.. 아직도 대머리는 아니고 염색해 검게는 보이니 겉은 좋게 보여도 속은 텅빈 강정과 뭐 다르게 있나요? ㅋㅋㅋ 그래도 듣기는 좋내요.... ㅎㅎㅎ

[HL3IB]

황좌장님이 첨단을 걷는 좋은 정보를 많이 갖고 계셔서 시골에 사는 소생도 이해하기 어려운 내용입니다.
단도직입적으로 황좌장님께 여쭤보건데 능률 90% 이상의 삼품화된 RF 파워앰프가 현재 시중에 있나요?
그냥 이론만 정립된 연구중인 과제가 아닌지? ㅎㅎ

[HL3EA]

또 늦잠을 잤네!
어제는 홍대 거리에서 점심을 먹느라고.
운전기사가 딸린 승용차를 타고 대전에서 당일치기를 했더니 피곤하네.
핑계는 차고 넘쳐 ㅋ ㅋ ㅋ

전에는 기사가 있는 차를 타면 "멀미"(?!)를 했는데, 지금은 편하니 내가 늙었나 봐?
홍대에서 건축 과 조각을 전공한 손자의 졸업작품 전시회를 보고 왔는데,
학생회장까지 한 손자는 나를 닮아서(?) 멋있었습니다!

여학생 무리들 속에서.
술을 좋아하는 걸 보면 나를 안 닮은 것 같기도 hi hi hi

"없는 땅을 팔아먹은 놈들에게
피해를 입은 주민들을 대표하여"
(Experimental Ground Architecture from Residual territories.......)

라고 쓴 애교 넘치는 전시회 팻말을 보기도 했는데,
이를 어쩌나?
손자 자랑은 현금을 내고 해야 한다 던 데.......

“이명(耳鳴)은 나만 알고 남들은 모르고,
코 고는 건 나만 모르고, 남들이 다 아는 것” 이라고 말했다는 연암 박지원
자기 단점은 자신이 코를 곤 것 조 차 모르는 것 과 같다는 데,

"지금 내가 코를 골고 있습니까?"

[HL3EA]

Polar Mdulation 을 적용한 K1KP 의 Tx & Linear 는 아직 "유리 상자 안에" 모셔져 있는 듯 합니다.
그러나 조만 간에 Unpacking 할 듯.

이 개념이 적용되어 실용화 되면 기존 Linear Amp. 의 개념 자체가 바뀔 듯.
옛날 Transvereter 로 50Mhz. 를 만들던 때가 있었지요.

Rig. 옆구리에서 28Mhz. 를 끄집어 내서 50Mhz. 를 만들던.
그런 비슷한 식이 되지 않을 까?, 내 생각은 그렇습니다.

그나 저나
졍크 부품들을 줏어 뫃아 Linear Amp. 를 손쉽게 만들어 쓰던 던 일들은 역사 속으로?
그렇습니다.

Hw?

[HL1FY]

긴 댓글로 손주자랑에 편승하여 은근히 자신을 띄우시는 술수(?) 로 고차원적 자기 PR을 하시는 좌장님의 head는 소재가 무엇인지 궁금합니다. ㅎㅎㅎ
암튼 잘 둔 손자덕에 기사 딸린 자가용으로 서울을 왕복하 신 것까지도 더불어 축하드립니다.

[HL3EA]

황 가 끼리 는 좀 살살 하면 좀 어떻습니까?
그렇게 까칠하게 하시지 마시고.... 에~이...

하기야 그러면 황 가가 아니죠! ㅎ ㅎ ㅎ
같은 할배 입장에서 담부터는 좀 봐주기요!

[HL5IL]

'아랫 글을 읽는 동안에 이미 읽었던 윗 글이 무엇이었는지? 전부 잊어버렸으니~ '
이런 증상은 저만 갖고 있는 노인병(?)인 줄 알았는데 同病相憐의 동지가 있어 반갑습니다. hi hi
Polar Mdulation 을 적용한 K1KP 의 Tx & Linear AMP가 상업적 시제품이 나오기만 하면
대박 치게 될 것은 자명한데 우리 세대에 누려볼 수나 있을런지, 일단 기대는 됩니다.
냉장고나 에어컨의 컴프레셔 모터를 인버터 방식으로 바꾼 후 혁명적 효율 향상이라는
변화를 가져 왔듯이 아마도 그 이상의 센세이션을 초래하리라 생각됩니다만 高價가 되겠죠?

[HL3EA]

SDR 에 강한 FlexRadio 이니 곧 상업적인 제품이 나오겠지요.
그러나 우수한 기술이 시장에서 상업적으로도 꼭 성공한다는 보장은 없답니다.

기존 시장 질서를 뒤집으려면 여러 요인들이 잘 맞아 떨어져야 한다는 데, 두고 볼 일입니다.
원가는 새 방식에서 절감되는 만큼, 여 타 의 추가적인 장치들이 더해지니 글세 요?
우리 함께 기다려 봅시다.

오래간만에 반갑습니다.

[HL1FY]

외할머니 콩떡도 값이 싸야 먹는다는데... 가성비가 어느정도라야 흥행에도 성공하는 것 아닌가요? 소생은 성능도 성능 나름.. 값이 싸야 흥미가 돗습니다.. ㅎㅎㅎㅎ

[HL3EA]

작년 말~ 올 초 부터 K1KP 의 "polar Modulation" 이 적용된 듯한 제품이 가격표가 붙은 광고가 있기는 한데, 이달 초 까지도
FCC 승인을 받는 중이라 판매는 안된다고 깨알같이 작은 글씨로 써 있었습니다.

500W 형 AU-520 이 $8,599- (?!), -앞 패널이 없는 형- PC 가 필요.
AU-520M $9,599- (?!), -앞 패널이 일반 트랜시버 같이 있는 형-


그런데 어디를 봐도 "Polar Mdulation" 이 적용 되었다는 내용은 없음, 단지 효율이 80~90% 이라는 표시 외에는.
내 생각에는 FlexRadio 가 K1KP 의 흔적을 외부에 나타내지 않을 방침인 듯.

목동 황 om 님 한대 사시지요?
구경 좀 하게 ㅋ ㅋ ㅋ

[HL1FY]

예전 코미디언 '막둥이와 후라이 보이'의 " 성님 먼저.. 아우 먼저.." 라는 광고물을 생각 나게 하시는군요.. 먼저 아셨으니 먼져 구입해 시험해 보시지요.. 생각이 난다면? 난. 그 후에 생각 좀 더 해 볼까요.. ㅋㅋ