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射频功率放大器的研制

作 者: 谢卓恒
导 师: 胡建萍
学 校: 杭州电子科技大学
专 业: 电路与系统
关键词: 基站 射频功率放大器 线性化技术 模拟预失真
分类号: TN722.75
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
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内容摘要


过去十年中无线通信技术的飞速发展,极大的改变了人类的生活方式。从全球范围看,无线通信用户每年都大幅增长,无线通信已经进入规模化发展的阶段。随着无线通信用户的迅速增长和宽带通信业务的开展,通信频段变得越来越拥挤;第三代移动通信以及更新的移动通信技术LTE(Long Tern Evolution)和Wimax(Worldwide Interoperability for Microwave Access)等对无线信道线性化提出了很高的要求,而整个射频链路中射频功率放大器是导致无线信道产生非线性的重要因素,因此射频功率放大器的线性化成为的当今无线通信研究领域的热点。本文拟对射频功率放大器进行设计与调试并对模拟预失真技术进行研究,在论文中,主要完成了以下几方面的工作:1.以GSM(Global System for Mobile communication)基站系统为背景,介绍了基站网络的基本理论知识以及基站中射频功率放大器的发展方向。2.介绍了射频功率放大器工作原理,详细分析了射频功率放大器产生非线性信号的原因,并对当今流行的线性化技术做详细的介绍。3.利用安捷伦公司的ADS仿真设计射频驱动放大器,然后进行PCB制板与加工;并对射频驱动放大器进行调试与测量,分析了测量结果,并着重总结了射频驱动放大器测试过程中遇到的问题以及解决问题的思路。4.仿真设计了基于LDMOS管的功率放大器,对射频功率放大器进行了调试与测量,详细介绍了射频功率放大器稳定性测试方法和射频指标的调试方法;阐述了射频功率放大器的测量方法并对相关射频指标测量结果进行了分析;并对射频功率放大器实际调试工作中的遇到的问题进行了总结与探讨。5.介绍模拟预失真功率放大器的原理,并对模拟预失真功率放大器进行仿真分析,从仿真结果上验证了模拟预失真的原理。本文从无线通信基站的现状出发,阐述了射频功率放大器线性化的发展方向,强调了射频功率放大器线性化对无线通信的重大意义。详细分析射频功率放大器的工作原理。设计了大功率的射频功率放大器并测试测量其各项指标;文章还对目前应用广泛的模拟预失真功率放大器进行仿真以深入了解其工作原理。

全文目录


摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第1章 绪论  9-16
  1.1 课题研究背景及意义  9-10
  1.2 射频功率放大器与无线通信基站构架  10-12
    1.2.1 主要技术指标  10-11
    1.2.2 主要性能指标  11-12
  1.3 射频功率放大器历史及现状  12
  1.4 射频功率放大器线性化技术  12-15
    1.4.1 模拟预失真技术简介  12-13
    1.4.2 前馈线性化技术简介  13-14
    1.4.3 负反馈技术简介  14
    1.4.4 射频功率放大器技术发展趋势  14-15
  1.5 本文的主要工作  15-16
第2章 射频功率放大器非线性分析  16-22
  2.1 射频功率放大器的线性化指标  16-19
    2.1.1 1dB 压缩点  16-17
    2.1.2 三阶交调  17-18
    2.1.3 邻道功率比  18-19
  2.2 射频功率放大器的非线性模型  19-21
    2.2.1 极坐标非线性模型  19-20
    2.2.2 正交坐标非线性模型  20
    2.2.3 序列展开非线性模型  20-21
  2.3 本章总结  21-22
第3章 射频放大器的设计  22-41
  3.1 射频LDMOS 功率管特性  23
  3.2 无源贴片元件射频特性  23-26
    3.2.1 无源贴片元件的模型  23-24
    3.2.2 网络分析仪测量的贴片元件参数  24-26
  3.3 射频驱动放大器设计  26-31
    3.3.1 射频驱动放大器的特性  26-28
    3.3.2 射频驱动放大器的仿真设计  28-31
    3.3.3 射频驱动放大器版图设计  31
  3.4 射频功率放大器设计  31-38
    3.4.1 LDMOS 管的直流仿真  32
    3.4.2 稳定电路设计与仿真  32-34
    3.4.3 负载牵引法设计输出匹配电路  34-36
    3.4.4 单元电路调试与优化设计  36-38
  3.5 正交平衡放大器线性化研究  38-40
    3.5.1 理论推导  38-39
    3.5.2 仿真分析  39-40
  3.6 本章总结  40-41
第4章 射频驱动放大器的调试与测试  41-45
  4.1 射频指标测量  41-43
    4.1.1 增益的测试  41-42
    4.1.2 附加功率效率的测试  42-43
    4.1.3 相邻信道比测试  43
  4.2 本章总结  43-45
第5章 射频功率放大器的测试与调试  45-57
  5.1 稳定性测试与调试  45-51
    5.1.1 调试的注意事项  45-46
    5.1.2 初步稳定性测试  46-47
    5.1.3 小信号增益扫描测试  47-49
    5.1.4 负载牵引测试  49-50
    5.1.5 源牵引测试  50
    5.1.6 稳定性测试总结  50-51
  5.2 线性指标测试与结果分析  51-56
    5.2.1 增益测试  51-53
    5.2.2 压缩点测试  53-54
    5.2.3 三阶交调测试  54-55
    5.2.4 相邻信道功率比测试  55-56
  5.3 调试方法总结  56
  5.4 本章总结  56-57
第6章 三阶模拟预失真器研究  57-65
  6.1 三阶模拟预失真技术  57-59
    6.1.1 基本原理  57
    6.1.2 平衡二极管对的三阶扰动器  57-59
    6.1.3 二极管对的不匹配对三阶扰动器的影响  59
  6.2 抑制二阶交调信号的三阶扰动器研究  59-60
  6.3 模拟预失真系统仿真研究  60-65
    6.3.1 调幅器仿真分析  60-62
    6.3.2 调相器仿真分析  62-63
    6.3.3 模拟预失真系统仿真结果  63-65
第7章 总结  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-70
作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目  70-72
详细摘要  72-74

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 基本电子电路 > 放大技术、放大器 > 放大器 > 放大器:按作用分 > 功率放大器
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