wcdma基站大功率放大器的研究

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1、杭州电子科技大学硕士学位论文摘要射频功率放大器位于无线通信系统中基站发射机的末端，用于连接天线以发射大功率的无线信号，是无线基站中非常重要的电路。同时，功率放大器也是基站中功耗最大的电路模块之一，其工作效率直接影响基站的整体能耗；WCDMA等第三代无线通信系统对无线信号提出了较高的线性要求，功率放大器的线性度好坏直接影响着基站发射机的性能，决定用户通信的质量。在现代无线频谱资源日益拥挤和全球倡导绿色通信的环境下，功率放大器的效率增强技术和线性化技术已经成为无线通信基站的关键技术。论文首先介绍了射频功率放大器的分类和性能指标，概括了几种比较成熟的线性化技术和效率提升技

2、术。随后，我们简要回顾了射频功率管的非线性模型，总结了功率放大器设计中常用的两种匹配方法(集总式匹配和分布式匹配)和功率放大器的稳定性理论，为实际大功率放大器设计建立了基础。结合功率放大器的相关理论，论文采用Freescale公司的LDMOS功率管，通过对偏置电路、输入和输出匹配网络的设计和优化及制板、测试、调试等，实现了两种分别工作于1．96GHz和2．14GHz的驱动功率放大器，其输出ldB压缩功率(Pl∞)为35．84dBm和40．53dBm。同时，我们还研究了缺陷地(DGS)结构对功率放大器性能的影响。通过电磁场仿真分析了两种不同金属接地面刻蚀的DGS结构一

3、刻蚀在微带线正面两侧的Top—DGS结构和刻蚀在微带线背面的Bottom．DGS，实际测试结果表明DGS结构能很好的抑制二次谐波的输出，其中Bottom—DGS抑制效果最好。但DGS结构也改变了对应位置微带线的特征阻抗，导致阻抗匹配发生变化，同时影响了功率放大器的功率附加效率(PAE)和输出功率。最后，论文设计了一种工作频率为2．14GHz的平衡式大功率功率放大器，通过组合单独设计的100W单路功放、3dB混合式耦合器(HybridCoupler)和驱动放大器，测试出的平衡式功率放大器输出ldB功率压缩点达到了52．29dBm，对应的PAE约为45％。在增益压缩ld

4、B时，其三阶交调系数(IMD3)的值约为．19dBc，WCDMA信号测得的相邻信道功率比(ACPR)的值大约为．21dBc。厶综上所述，论文完成7一种乎衡式功放电路模块设计，并测试达到了较高的输出功率／，和增益，能够满足在WCDMA基站中的应用。后期可以利用一些线性化技术如模拟预失真等来有效改善功放的线性度，从而进一步满足应用中的实际需求。关键词：基站；平衡式功率放大器；缺陷地；LDMOS杭州电子科技大学硕十学位论文AbstractRFpoweramplifierisaveryimportantcircuitinthewirelessbasestations，whi

5、chisusedattheendofthebasestationtransmitterinawirelesscommunicationsystemtoconnecttheantennaSOastosendhi曲一powerradiosignals．Meanwhile，thepoweramplifierisoneofthelargestcircuitmodulesofthepowerconsumptioninthebasestation，whoseefficiencydirectlyaffectstheoverallenergyconsumptionofthebase

6、station．Thethird-generationwirelesscommunicationsystemsproposedhigherrequirementsforhighlinearityofthewirelesssignal．Thelinearityofthepoweramplifierdirectlyimpactsontheperformanceofthebasestationtransmitter,andconsequentlydeterminesthecommunicationqualityoftheusers．Underthebackgroundof

7、theincreasinglycrowdedwirelessspectrumandglobaladvocacyofgreencommunication，theefficiencyenhancementandlinearizationtechnologiesforpoweramplifiershavebecomethekeytechnologiesofwirelesscommunicationbasestations．ThisthesisfirstlydescribestheclassificationandperformanceindexesoftheRFpow