基于时分双工的增益可调节多合体功率放大器的设计和实现

发布时间：2017-08-23 02:26

  本文关键词：基于时分双工的增益可调节多合体功率放大器的设计和实现

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【摘要】：伴随着无线移动通信的快速发展,我国拥有自主知识产权的TD-LTE标准,已成为第三代移动通信TD-SCDMA标准向第四代移动通信标准演进的新4G标准。TD-SCDMA系统和TD-LTE系统均属于时分无线系统,其工作模式都是基于时分双工的,也称之TDD模式。TDD无线帧结构划分为不同的时隙,通过交叉时隙传输上下行数据,并且对上下行时隙比进行灵活的配置。对于时分无线系统,为了减少对接收单元的干扰和降低系统功耗,系统中耗能最大的射频功率放大器仅在发射时隙才工作,在接收时隙将关断,因此时分无线系统射频功率放大器不同于频分无线系统射频功率放大。需根据上下行信号分时工作,对时分无线系统射频功放的切换时间有严格限制,必须在规定的打开时间内启动射频功放并进入稳定工作状态。因此,本文将针对时分系统射频功放的系统链路特性进行研究,探索建立收发切换链路,改善低增益情况下的信噪比。针对TDD模式下时隙传输的特点,设计切换控制链路,实现在时分系统下对功放工作状态的控制,切换速度可以满足TD-LTE系统对射频功放切换时间的要求。由于在TD-LTE系统中使用了正交频分复用(OFDM)的调制方式,而OFDM调制技术使信号产生高峰均比。为提高功放效率,射频功放采用了Doherty技术,以便在峰值功率有较大回退时仍能保持高效率特性。因此,本文对发射系统中Doherty功率放大器进行了仿真设计研究。在对发射系统中Doherty功率放大器进行了仿真设计研究的基础上,设计了基于时分双工的收发一体的双向放大器系统,该双向放大器包含了发射分系统、接收分系统、高低档增益控制电路和收发切换电路等。发射分系统采用推动功放管加doherty功放电路的形式对信号进行放大,并在链路中添加预失真模块,以降低输出信号的失真度。接收分系统采用低噪声放大器,并对高低档增益控制电路进行了设计,采用旁路模型实现高低档增益控制。
【关键词】：TDD 切换控制电路 收发一体 Doherty 功率放大器
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN722.75
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-19
• 1.1 课题背景和研究意义16-17
• 1.2 研究现状17
• 1.3 本文的主要工作内容17-19
• 第二章 射频功率放大器理论基础19-34
• 2.1 射频功率放大器基本概念19-20
• 2.2 射频功率放大器的分类20-22
• 2.2.1 A类放大电路20
• 2.2.2 B类放大电路20-21
• 2.2.3 AB类放大电路21
• 2.2.4 C类放大电路21-22
• 2.3 射频功率放大器的参数指标22-26
• 2.3.1 小信号增益22
• 2.3.2 功放效率22-23
• 2.3.3 功率压缩23-24
• 2.3.4 噪声系数24-25
• 2.3.5 动态范围25
• 2.3.6 交调失真25-26
• 2.3.7 输出功率26
• 2.4 Doherty功率放大器理论26-32
• 2.4.1 Doherty功率放大器工作原理27-28
• 2.4.2 Doherty功率放大器工作状态分类和效率分析28-32
• 2.5 有载负载牵引原理32-33
• 2.6 本章小结33-34
• 第三章 功率放大器电路的设计34-60
• 3.1 收发切换系统设计34-37
• 3.2 高低增益链路设计37-40
• 3.2.1 传统可调增益链路模型37
• 3.2.2 旁路切换链路模型37-40
• 3.3 TX发射单元设计40-54
• 3.3.1 末级功放管选择41-42
• 3.3.2 推动级功放管选择42
• 3.3.3 Doherty功率放大器的仿真设计42-54
• 3.4 RX接收单元设计54-56
• 3.4.1 RX单元的输入保护措施55-56
• 3.5 模拟预失真单元56-58
• 3.6 电源及控制模块设计58
• 3.7 本章小结58-60
• 第四章 功率放大器整体测试60-80
• 4.1 测试前的准备工作60-62
• 4.2 功能测试项测试62-63
• 4.2.1 静态电流调试62-63
• 4.3 RX单元增益、增益平坦度、NF测试63-67
• 4.3.1 RX单元增益、平坦度测试步骤64-66
• 4.3.2 RX单元NF调试步骤66-67
• 4.4 TX单元增益、平坦测试67-70
• 4.4.1 TX单元增益、平坦度测试步骤68-69
• 4.4.2 调试方法69-70
• 4.5 TX单元ACPR、效率调试70-73
• 4.5.1 TX单元ACPR测试步骤70-71
• 4.5.2 模拟预失真打开后的ACPR提升71-72
• 4.5.3 Doherty的预失真72-73
• 4.6 EVM星座图测试分析73-74
• 4.7 实际测试中的几个问题74-79
• 4.8 本章小结79-80
• 第五章 总结与展望80-81
• 5.1 总结80
• 5.2 展望80-81
• 参考文献81-84
• 攻读硕士学位期间取得研究成果84

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本文编号：722468