WCDMA频段线性功率放大器的研究.pdfVIP

2007) 中国电子学会第二十屑电路与系统学术年会(CSCAS 暨2007年港、澳、内地电子信息学术研讨会 WCDMA频段线性功率放大器研究 齐家红，鲍景富，兰家隆 0054 电子科技大学电子_7-程学院，成都61 摘要：本文介绍了一种WCDMA频段高线性功率放大器的设计。论文采用了双管合成的方法，实现了输出功率 路的设计，进一步分析了3dB定向耦合器负载失配对功率放大电路的影l响。 关键词：功率放大器；3dB定向耦合器：负载失配，功率分配 一、引言 随着无线通信技术的发展，频谱利用率的提高越来越受到重视，BPSk、QPSK等一些非恒包络调 制技术得到了广泛运用，这使得信号的峰均比(PAR)进一步增大，在宽带码分多址(WCDMA)系统 中，信号的峰均比达到了10．56dB。与此同时，在扩频通信中，为了防止对临近信道产生干扰， 对邻信道功率泄漏(ACPR)有了严格的要求，峰均比的增大和严格的ACPR标准要求射频功率 放大器能够最大限度地线性放大…。为了满足线性度这一指标，比较常用的方法是功率回退 法(Backoff)。功率回退法是以牺牲效率和输出功率为代价的。为了追求线性度这一指标， 研究人员还开发出了各种各样的射频功率放大器的线性化技术。前馈法比1、数字预失真法∞1、 模拟预失真法H1等等。这些线性化技术都能很好地改善功率放大器的非线性特性，但是单纯 的功率回退法和各种各样的线性化技术不能够达到大输出功率的要求。相对来讲功率合成和 线性化技术的结合可以较好地解决这一问题。本文介绍了利用3dB定向耦合器实现功率合成 滤波电路和LDMOS功率放大管匹配电路的设计，并进一步分析了3dB定向耦合器负载失配对 功率放大电路的影响，为后面的具体设计提供参考。 二、方案设计 在最大输出功率时ACPR≤一50dBc@SMHz。在功率放大管选择方面，和双极型晶体管相比较，新 型的LDMOS管具有高效率，高线性度，高增益和低噪音的特点，因此选择LDMOS管作为本设 计的功率放大管。由于单个LDMOS管不能同时达到输出功率42dBm和增益为13dB的要求，因 此采用了双管合成的方法来完成本设计。射频功率合成有高频变压器功率合成、90‘移相3dB 耦合合成、同相二等分合成及180‘反相3dB耦合合成等方法。在这里选择90。移相3dB耦合 合成。904移相3dB耦合能够很好地改善整个电路的电压驻波比，提高稳定性；在其中一个管 子损坏的情况下不影响另一个管子的工作，并且不会恶化噪声系数比1。功率放大器的方案框图 如图(1)所示。射频信号首先进入驱动放大，输入信号的功率由一4dBm变成+26dBm，接着 射 2 l !‘5 “㈣诗 3 I4： 驱动级 功率合成级 I纠(1)功率放火器的万菜框I蚓 }刘(2)定阿祸合器的原理l纠 射频信号进入功率合成级放大，此时输入功率已经达到+26dBm。经过驱动级放大后射频 信号将被3dB耦合器分成两路幅度相等，相位相差90。的信号，这两路信号被用来作为两个并 三、负载失配对功率合成的影响 定向耦合器的原理图如图(2)所示。1段设四端LI的定向耦合器的s参数矩阵如下 255 ———————————————』望竺竖尘型笙∑塑二堂三笪：垦堂查笙堕全 J11 s12 J13 s14 f 1