16WCDMA模拟预失真射频功率放大器设计

摘要

随着我国通信网络的不断发展与升级，第三代网络迅速占领市场。第三代网络系统要提供种类繁多的各类业务，并且要随时随地向无线用户个人提供服务，良好的通信网络覆盖必不可少。网络的覆盖除了基站以外，各种类型的直放站系统起到了相当重要的作用，有效地解决了信号弱区、盲区的问题。作为基站与直放站系统中关键的射频器件功率放大器，射频信号通过非线性功放会产生频谱扩展和其他交调失真，它的性能直接影响了正常的通信与通信质量。多载波调制技术和QPSK等技术正在飞速发展，这些技术对功放的线性度提出了更高的要求。
　　 本文根据CDMA直放站系统的需求设计功率放大器，根据直放站无线拉远的远端机输出功率要求，设计此功放输出功率为16W。论文首先从功率放大器的失真理论、模型分析入手，讲述了功率放大器的失真模型，把功率放大器的非线性提高到理论阶段分析，对于实体功放的设计有着强大的指导意义。然后以具体功放的技术指标为指导进行功放的设计，详细的分析了反馈、前馈、预失真等线性化技术的理论和实际应用，在此基础了选择了模拟预失真技术作为16WCDMA功放的预失真技术，因为模拟预失真电路实现比较简单，成本也相对较低。
　　 设计功率放大器要根据功放指标要求首先确认射频链路：功放的链路形式，各级采用的功放管型号。其次对功放的供电单元，还有控制模块也要拿出初步的设计方案。
　　 功放管的选择和末级功放管的仿真也是功放设计中的重点，运用ADS仿真软件首先对末级功放管做静态节点分析，设计偏置电路，做出负载牵引和源牵引匹配仿真，然后整体优化。末前级的功放管的设计也采取相同的方法。
　　 电路板的布局和功放的结构工艺也是设计功放必须面对的问题。PCB布局要以减少电磁干扰为原则，也要充分考虑功放散热这一重要的问题，选择恰当的结构和适宜的工艺技术。
　　 当然，功放的调试是功放设计中的实践性的环节，通过对功放管的逐级调试、整机调试来验证预期的设计效果。功放调试大多都需要多次多版调试来验证功放设计的合理性，逐步改进，最终选择满足所有指标的情况下，结构工艺简单成本低的设计方案。