無線通信基站中的功率放大器研究.pdf

1、射頻功率放大器(Power Amplifier)是無線通信基站發(fā)射機中的重要器件，處在發(fā)射機的末端，直接連接天線發(fā)射功率，而PA又是基站(Base Station)中非線性失真最高的器件，因此其線性度直接影響基站的發(fā)射性能和用戶的通信質量。同時PA也是基站中消耗電能最高，產生熱量最多的器件，其工作效率也會影響基站整體的功耗、穩(wěn)定性以及溫度。在無線頻譜資源日益擁擠和全球倡導綠色通信的今天，PA的線性化技術和效率增強技術也已經成為無線基站的

2、關鍵。但是目前在這兩大類技術中，還有很多的實際問題需要解決。本文緊密圍繞著功放系統(tǒng)電路的實際應用，就現(xiàn)有的三類功放電路中的線性度和效率問題，展開了相關的分析和探討。
　　 論文首先對PA常用的分析方法，包括線性度和效率，進行了敘述和歸納。功率放大器在設計時區(qū)別于小信號放大器的關鍵是功率匹配，在此基礎上，分析了滿足PA最大輸出能力時的最優(yōu)匹配阻抗和晶體管電參數(shù)的關系。然后闡述了晶體管由非最優(yōu)負載阻抗引出的牽引特性等高線，這也是功放

3、在設計匹配方法時的重要工具。最后分析了功放的非線性失真分析時采用的數(shù)學模型。
　　 論文的第三、四、五章分別針對兩大類“效率增強技術”中的三種功放模式，即LINC(LInear Nonlinear Components)、Doherty和ET(Envelope Tracking)，進行了分析和研究：
　　 1、LINC功放屬于第一類“效率增強技術”—負載調制類。LINC功放的效率關鍵是合路器的設計。在LINC的各種合路器

4、中，Chireix合路器由于不存在隔離電阻，沒有損耗，可以帶來較高的效率，因此作為討論和設計的對象。文中對Chireix合路器中的有源相位負載牽引進行了詳細的分析，利用功放的負載牽引等高線分析得到了Chireix合路器的輸入阻抗特性，并在此基礎上提出了一種連接PA和Chireix合路器的匹配方法，可以達到輸出功率和回退效率的最佳。實際的設計和測試結果也證明了該方法在改善效率方面的有效性，同時匹配的方法也較為簡單。
　　 2、Do

5、herty功放也屬于第一類負載調制類，和LINC功放不同的是，Doherty的負載牽引屬于功率類牽引。Doherty雖然是現(xiàn)在無線基站中的主流，但是實際的設計卻存在較多的問題。本文針對一般的Doherty功放在設計時沒有達到足夠回退量的問題，分析了開啟電壓Vknee的影響，并在分析的基礎上，提出了一種改進的方法，通過提高主功放在功率臨界點以前的阻抗，來達到足夠的回退量，同時電路參數(shù)也做了相應的變化。仿真的結果顯示新方法的簡單和有效性。<

6、br>　　 3、ET功放屬于第二類“效率增強技術”—電源調制類，和負載調制類技術不同的是，ET功放是通過改變小信號時的電壓來實現(xiàn)效率的改善。ET特殊的時變漏壓工作模式，造成了其線性度的惡化，并且使得傳統(tǒng)的記憶多項式(Memory Polynomial)模型的數(shù)字預失真(Digital Pre-Distortion)算法校正存在一定的困難。文中首先分析了時變漏壓對PA工作時的電路參數(shù)產生的影響，尤其是處于功率管管腳根部的漏源寄生電容，隨