多模多频4G功率放大器设计
本文选题：4G技术 切入点：线性功率放大器 出处：《杭州电子科技大学》2017年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：从仅有的语音通话功能到如今可以进行在线视频,从最开始的1G到如今的4G,随着人们对无线通信需求不断的增加,通信技术也在不断地发展。为了适应更高数据传输速率的要求,在4G通信标准中,采用了更加复杂的OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术,使下行数据传输速率达150Mbps,上行达50Mbps。OFDM技术实际是一种多载波调制技术,虽然载波数量的增加提高了数据传输速率,增加了信号峰值功率,这对手机功率放大器的线性度提出了更高的要求。本论文采用GaAs工艺,设计了一款频带覆盖2.3GHz-2.69GHz兼容FDD-LTE的Band7,TDD-LTE的Band38,Band40,Ban41的多模多频功率放大器。在这中间采用多种技术相结合的方式解决功率放大器设计存在的问题:(1)由于设计工作频率相对较高,采用三级放大弥补因高频寄生效应引起的增益降低问题;(2)在偏置电路中采用有源偏置结构对功率放大器因温和度功率升高引起的非线性进行补偿。(3)在匹配电路设计中采用带通结构提高带外抑制能力。(4)在第二级驱动级与第三级功率级之间加入三次谐波抑制网络,在功率级输出端口加入二次谐波抑制网络提高功率放大器线性度。(5)在版图设计中采用“鱼骨”结构使电流均匀分布,避免由于电流分布不均引起芯片部分晶体管过热而损坏电路。最后分别采用WCDMA的R99信号与LTE的QPSK-10MHz-12RB信号对功率放大器在不同调制信号输入下的性能进行了对比测试。测试结果表明该功率放大器在2.3GHz-2.69GHz范围内,小信号增益31dB-33dB,效率大于33%。用R99信号测试其线性度ACLR-5MHz小于-40dBc,ACLR-10MHz小于-56dBc。采用QPSK-10MHz-12RB测试其线性度,全频段内E-UTRA和UTRA-ACLR1均小于-33dBc,UTRA-ACLR2小于-56dBc。
[Abstract]:From the only voice call feature to online video, from 1 gigabyte to 4G, as the demand for wireless communications increases, In order to meet the requirement of higher data transmission rate, the OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing) technology is used in 4G communication standards. The downlink data transmission rate is 150 Mbpsand the uplink 50Mbps.OFDM technology is actually a multi-carrier modulation technology, although the increase of the number of carriers increases the data transmission rate and the signal peak power. The linearity of the power amplifier of the mobile phone is required to be higher. In this paper, the GaAs process is adopted. In this paper, a 2.3GHz-2.69GHz Band7N TDD-LTE multimode multimode power amplifier is designed, which covers 2.3GHz-2.69GHz compatible with FDD-LTE. Using three stage Amplifier to compensate the gain reduction problem caused by High Frequency parasitic effect) in the bias circuit, the active bias structure is used to compensate the nonlinearity of the power amplifier caused by the rise of the temperature power. (3) the matching circuit is designed to compensate the nonlinearity of the power amplifier caused by the rise of the temperature power. The band pass structure is used to improve the ability of out-of-band suppression.) the third-harmonic suppression network is added between the second driving stage and the third stage of power. The second harmonic suppression network is added to the output port of the power level to improve the linearity of the power amplifier. At last, the R99 signal of WCDMA and the QPSK-10MHz-12RB signal of LTE are used to compare and test the performance of power amplifier under different modulation signal input. The test results show that the power amplifier is in the range of 2.3 GHz to 2.69 GHz, The linearity of the small signal gain is 31dB-33dB and the efficiency is greater than 33.The linearity of the R99 signal is less than -40dBcCU ACLR-10MHz less than -56dBc.The linear degree of E-UTRA and UTRA-ACLR1 in the whole frequency band is less than -33dBcU UTRA-ACLR2 less than -56dBc.
【学位授予单位】：杭州电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN722.75
【参考文献】
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4 张s，
本文编号：1557479
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