WCDMA基站大功率放大器研究.pdf

1、射頻功率放大器位于無(wú)線通信系統(tǒng)中基站發(fā)射機(jī)的末端,用于連接天線以發(fā)射大功率的無(wú)線信號(hào),是無(wú)線基站中非常重要的電路。同時(shí),功率放大器也是基站中功耗最大的電路模塊之一,其工作效率直接影響基站的整體能耗;WCDMA等第三代無(wú)線通信系統(tǒng)對(duì)無(wú)線信號(hào)提出了較高的線性要求,功率放大器的線性度好壞直接影響著基站發(fā)射機(jī)的性能,決定用戶通信的質(zhì)量。在現(xiàn)代無(wú)線頻譜資源日益擁擠和全球倡導(dǎo)綠色通信的環(huán)境下,功率放大器的效率增強(qiáng)技術(shù)和線性化技術(shù)已經(jīng)成為無(wú)線通信基站

2、的關(guān)鍵技術(shù)。
　　 論文首先介紹了射頻功率放大器的分類和性能指標(biāo),概括了幾種比較成熟的線性化技術(shù)和效率提升技術(shù)。隨后,我們簡(jiǎn)要回顧了射頻功率管的非線性模型,總結(jié)了功率放大器設(shè)計(jì)中常用的兩種匹配方法(集總式匹配和分布式匹配)和功率放大器的穩(wěn)定性理論,為實(shí)際大功率放大器設(shè)計(jì)建立了基礎(chǔ)。
　　 結(jié)合功率放大器的相關(guān)理論,論文采用Freescale公司的LDMOS功率管,通過(guò)對(duì)偏置電路、輸入和輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化及制板、測(cè)試

3、、調(diào)試等,實(shí)現(xiàn)了兩種分別工作于1.96GHz和2.14GHz的驅(qū)動(dòng)功率放大器,其輸出1dB壓縮功率(P1dB)為35.84dBm和40.53dBm。同時(shí),我們還研究了缺陷地(DGS)結(jié)構(gòu)對(duì)功率放大器性能的影響。通過(guò)電磁場(chǎng)仿真分析了兩種不同金屬接地面刻蝕的DGS結(jié)構(gòu)一刻蝕在微帶線正面兩側(cè)的Top-DGS結(jié)構(gòu)和刻蝕在微帶線背面的Bottom-DGS,實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明DGS結(jié)構(gòu)能很好的抑制二次諧波的輸出,其中Bottom-DGS抑制效果最好。

4、但DGS結(jié)構(gòu)也改變了對(duì)應(yīng)位置微帶線的特征阻抗,導(dǎo)致阻抗匹配發(fā)生變化,同時(shí)影響了功率放大器的功率附加效率(PAE)和輸出功率。
　　 最后,論文設(shè)計(jì)了一種工作頻率為2.14GHz的平衡式大功率功率放大器,通過(guò)組合單獨(dú)設(shè)計(jì)的100W單路功放、3dB混合式耦合器(Hybrid Coupler)和驅(qū)動(dòng)放大器,測(cè)試出的平衡式功率放大器輸出1dB功率壓縮點(diǎn)達(dá)到了52.29dBm,對(duì)應(yīng)的PAE約為45％。在增益壓縮1dB時(shí),其三階交調(diào)系數(shù)(I