基于GaAs HBT工藝的衛(wèi)星通信手持終端射頻功率放大器設(shè)計(jì).pdf

1、衛(wèi)星移動(dòng)通信作為手機(jī)移動(dòng)通信的互補(bǔ)產(chǎn)業(yè)，由于其通信距離長(zhǎng)，抗干擾能力強(qiáng)，信號(hào)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)獲得了快速的發(fā)展。射頻發(fā)射機(jī)作為衛(wèi)星移動(dòng)通信手持終端的主要射頻模塊，其主要負(fù)責(zé)對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行上變頻和放大器以驅(qū)動(dòng)天線發(fā)射信號(hào)。射頻功率放大器作為發(fā)射機(jī)中信號(hào)放大器的部件，其效率，諧波性能，可靠性等決定著發(fā)射機(jī)的功耗，線性度等重要指標(biāo)。因此，開展對(duì)應(yīng)用于衛(wèi)星通信手持終端的功率放大器研究具有十分重要意義。
　　本研究針對(duì)S波段衛(wèi)星移動(dòng)通信手持

2、終端對(duì)功率放大器諧波性能的要求，基于GaAs HBT工藝采用具有諧波抑制功能的輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，利用三級(jí)放大器的電路結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)大小為4mm*4mm的功率放大器。該輸出匹配網(wǎng)絡(luò)利用三個(gè)串聯(lián)LC諧振網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)功率放大器諧波分量的抑制，諧波抑制網(wǎng)絡(luò)包含在功率放大器的輸出匹配網(wǎng)絡(luò)中，減小了其所占空間面積。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明，該功率放大器獲得了35dB的功率增益，在輸入信號(hào)功率從-15dBm到4dBm變化時(shí)，增益平坦度為±0.2dB。同時(shí)，飽和輸出

3、功率為35.2dBm，1dB壓縮點(diǎn)的輸出功率為34dBm，最大功率附加效率為48％。二到五次諧波抑制度分別為:-53.7dBc，-58.17dBc，-65.57dBc，-60.87dBc。針對(duì)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航通信功率放大器的指標(biāo)要求，采用兩種功率合成方式設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了兩種輸出功率為5W，大小為10mm*10mm的功率放大器。其中一種在輸出合成網(wǎng)絡(luò)中引入相應(yīng)的諧波抑制網(wǎng)絡(luò)以改善功率放大器的諧波性能，另一種則以改善功率放大器的可靠性為原則，通過(guò)在輸

4、出合成網(wǎng)絡(luò)中引入LC相移網(wǎng)絡(luò)使得兩路功率放大器的輸出端形成90°的相位差從而改善功率放大器輸出端口的駐波特性。實(shí)驗(yàn)測(cè)試結(jié)果表明0合成網(wǎng)絡(luò)中引入諧波抑制的功率放大器獲得了38.3dBm的飽和輸出功率，功率附加效率為43.7％，二到五次諧波抑制度分別為:-66dBc，-64dBc，-74dBc，-47dBc。合成網(wǎng)絡(luò)中引入相移的功率放大器其輸出飽和功率為37.6dBm，功率附加效率為42.6％，但該功率放大器在負(fù)載開路情況下依然不燒毀，回到