前馈功率放大器模组及其无源组件的研究

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1、摘要摘要移动通信迅猛发展的轨迹描绘了两个发展趋势：一是无线通信系统中RF信号具有多载波、高峰均比和信号谱动态范围大的共同特征，这些都对射频功率放大器的线性度，尤其是三阶互调失真提出了更加苛刻的要求；二是人们更喜欢短、小、轻、薄的系统终端。因此，学术界与工业界都投入了更多的关注与经费在射频功率放大器线性化技术和系统小型化的研究与开发上。本文在理论分析和比较的基础上，对前馈线性功率放大器模组及其无源组件进行了深入的研究和探讨，分为以下三个方面：第一是基于泰勒级数模型详细分析了功率放大器非线性特性，重点介绍了

2、振幅．振幅调制变换失真和振幅．相位调制变换失真，尤其是前馈线性化技术要克服的三阶与五阶互调失真；并简要介绍了几种常用的功放线性化技术；第二介绍了前馈功放模组中无源组件的小型化技术、工作原理和实现结构，并借助ADS，设计制作了10dB与30dB定值衰减器、两路与四路同相功分器、方形3dB电桥和10dB与30dB定向耦合器，实测数据验证了仿真结果的可靠性；第三是基于有源模块和无源组件的实测数据，在ADS中搭建了前馈功率放大器模组的验证系统，仿真结果达到了项目的设计指标，即在工作频带内不小于1W的输出功率，4

3、0dB的功率增益，三阶互调IMD优于一60dBc。关键词：前馈功率放大器，无源组件，小型化ABSTRACTThepathoftherapiddevelopmentofmobilecommunicationdepictstwotrends：thefirstiSthatwirelesscommunicationsystemsarebasedonmorecomplexRFsignalswithmultiplecarriers，highpeak—to-averageratioandlargedynamicran

4、gespectrum，whichputmorestringentrequirementsonRFpoweramplifierlinearity,inparticularthet11ird．orderinter-modulationdistortion；thesecondisthatpeoplearemorefondofshort，small，lightandthinterminalsystems．Therefore，theacademiaandindustryhaveinvestedmoreattent

5、ionandfundingfortheresearchanddevelopmentofRFpoweramplifierlinearizationandminiaturizationtechniques．Inthispaper,thefeedfon7l，ardpoweramplifiersystemanditsnegativemodulesarestudiedanddiscussedbasedonthetheoreticalanalysisandcomparison，whichCanbedividedin

6、tothefollowingthreeaspects：ThefirstisadetailedanalysisofnonlinearcharacteristicsofpoweramplifierbasedonTaylorseriesmodel，introducesemphaticallyamplitude—amplitudeandamplitude．phasemodulationtransformingdistortion，especiallythoseofthethird—orderandfifth．o

7、rderinter-modulationdistortioninthefeedforwardPAsystem，andthenseverallinearizingtechnologiesaredelivered．Secondly,thispaperbrieflydescribedtheminiaturizingtechnology,workingprincipleandimplementationstructureofpassivecomponentsinthefeed·forwardamplifierm

8、odule，andtheprocessofdesigningandmanufacturinglOdBand30dBfixedattenuator,two．wayandfour-wayhomo-phasepowerdivider,square3dBhybridcoupler,and10dBand30dBdirectionalcoupler,usingthesoftwareADS，andthemeasureddataverifiedtherel