直放站设计的原理与方法

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1、直放站设计的原理与方法续2009-04-1619:32:113直放站的噪声系数设计   从原理上来讲，直放站的噪声系数设计并不困难。只需要尽可能减小低噪放之前的链路损耗，并且保证低噪放拥有较小的噪声系数，那么整机的噪声系数（按目前的标准是5dB）实现是非常容易的。但实际上考虑直放站应用于最小增益的时候，要保证这个指标是有一定的难度的。在讨论直放站噪声系数的设计之前，先来看看直放站噪声系数对基站有什么样的影响。在分析增益设计的时候提到了直放站增益对基站热噪声电平的影响。   实际上，直放站的增益和噪声系数以及直放站到基站的路径损耗决定了直放站噪声对基站的影响。设直放站的噪声到达基站接收机输

2、入端的等效热噪声电平为Nin，则：   Nin=KTB+NFREP+GREP-LNodeB-REP（1）   其中，KTB为WCDMA系统的热噪声，3.84MHz时为-108dBm；NFREP为直放站的噪声系数；GREP为直放站的增益；LNodeB-REP为直放站到基站的综合路径损耗。基站接收机等效热噪声电平为NNodeB，则：NNodeB=KTB+NFNodeB。基站接收机等效热噪声电平升高ROT（RaiseOverThermal），那么：    一个简单的例子，就是上面增益设计分析时提到的，很容易在这个公式中得到验证。此时基站热噪声电平提高3dB，在没有其他干扰的条件下，基站接收机灵

3、敏度下降3dB。解决的办法是尽量降低直放站的噪声系数，合理调整直放站的增益，控制直放站的发射功率。   现在再来看WCDMA直放站噪声系数的指标，其中一项是最小增益时仍需满足指标要求。很多人可能并不理解。因为从公式（1）可以看出，当直放站增益减小时，只要其噪声系数增加值不超过增益的减小值，那么直放站的噪声到达基站接收机输入端的等效热噪声电平Nin就不会增加。这样考虑实际上是忽略了工程应用的情况。因为在实际的应用中，需要人为调小直放站增益的情况往往表明了工程应用现场直放站的下行输入信号较强，也即是说直放站到基站的路径损耗较小。考虑了这些因素，就不难理解噪声系数的指标为什么在最小增益时仍需满

4、足要求。   基于特定的指标，直放站噪声系数的设计就非常明确了。指导思想就是：第一要尽量选用带内插损小的双工器；第二要尽量设计噪声系数小的低噪放；第三要控制低噪放的增益不要太低。实际上，在直放站噪声系数设计中把双工器的插损放在第一重要的位置是很容易理解的。这里有两方面的原因。在这里，双工器的插损可以从概念上扩大一点，引申为低噪放之前的所有链路插损的总和。包括了定向耦合器（或驻波比检测模块）的插损，双工器的插损，以及从直放站输入端口到低噪放输入端口的所有电缆的损耗。这些链路损耗都直接计算到了直放站的噪声系数当中。其重要性是不言而喻的。其次，从低噪放的角度来看，噪声系数指标要改善0.1dB也

5、是相当困难的。因此，尽量减小低噪放之前各连接电缆的损耗，就显得非常重要了。所以，对直放站各模块之间的连接电缆和连接器的类型选择以及它们在整机中的装配方式的考虑，也应作为直放站设计的一项重要内容来做。   上面没有提到选频模块和线性功放的噪声系数，这并不表明它们的噪声系数不重要。只是相对双工器和低噪放而言，它们的影响较小而已。选频模块的噪声系数一般在25~30dB，增益为-5dB。如果功放的噪声系数也在这个量级，那么选频模块和功放构成的级联系统的噪声系数将在30dB以上。此时如果低噪放的增益低于40dB，则选频模块和功放对整机噪声系数的影响将会超过1dB。而且整机的噪声系数对低噪放的增益变

6、化变得非常敏感。因此，选频模块和功放的噪声系数应尽可能控制在25dB以内，以便满足直放站整机噪声系数设计的要求。4直放站杂散指标的设计   对于WCDMA直放站来说，杂散指标主要有两项。一项是频谱发射模板，一项是杂散辐射。影响这两项指标的因素并不相同。频谱发射模板主要由线性功放的线性度（ACPR）决定。通常在设计的时候都把这一指标转换为对应线性功放的ACPR指标。因此，只要设计出满足ACPR指标要求的线性功放，也就基本满足了直放站频谱发射模板的要求。当然，这里有一个条件，那就是低噪放和选频模块的线性度（ACPR）相对于功放有一定的余量。杂散辐射是一项由很多因素共同决定的指标。比如说谐波辐

7、射、寄生辐射、互调产物、本振泄漏以及外来干扰等，但不包含带外杂散部分（频谱发射模板）。这里着重提一下对本振设计的考虑。本振一般由锁相环构成的频率综合器和一些辅助的放大器组成。锁相环的鉴相杂谱和分频杂谱（一般小数分频锁相环都会产生）经过混频器（主要是上变频器）泄漏到射频通路，经功放放大后产生杂散辐射。如果这些杂谱在双工器的带外，则基本上可以被双工器抑制；但如果杂谱恰好在双工器带内，那么就必须在设计本振的时候设法把这些杂谱给消除掉。还有