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射频功率放大器是移动通信系统中发射机的关键部件,随着移动通信技术的快速发展,对通信基站中功率放大器的功率、增益、效率和线性度等提出了更高的要求。特别是以第三代和第四代移动通信技术为代表的新一代无线通信技术要求更高的数据传输速率,为了提高频谱利用率而采用非恒定包络调制技术和多载波的方式,这对功率放大器的线性度指标要求更为苛刻。无线通信基站中末级功率放大器是系统中产生非线性失真信号的主要来源,如何设计高线性度和高效率的功率放大器一直是重要的研究课题。 本文首先对非线性射频功率放大器的相关理论知识及常用的线性化技术进行简要介绍;接着从记忆效应的角度分析其对非线性功率放大器的不利影响;最后基于课题组自主研发的射频横向双扩散金属氧化物半导体(RF LDMOS)器件设计实现一款基站用高线性度射频功率放大器。主要的创新研究成果如下: 1.通过热仿真和金硅共晶焊技术贴片以及温度循环实验验证,选择合适的RF LDMOS器件封装法兰材料,保证晶体管良好的电学和热力学性能; 2.设计T型输入内匹配电路提高晶体管阻抗以方便外匹配电路设计,增加输出内匹配电路优化五阶互调失真; 3.通过对功率放大器互调失真特性的研究,基于Sweet Spot理论选择合适的静态偏置以获得较好的互调失真指标,创新地使用对称非四分之一波长偏置电路减弱电记忆效应的影响。最终实现在920MHz-960MHz的工作带宽内输出P1dB功率大于200W,线性增益大于19dB,效率超过60%,双音间隔600KHz信号输出45dBm时三阶和五阶互调失真均小于-47dBc的高线性功率放大器。