基站功率放大器的设计与仿真

2012-06-26崔庆虎任晓敏

电视技术 2012年17期

刘平，崔庆虎，任晓敏

(郑州大学信息工程学院，河南郑州 450001)

随着无线通信事业的快速发展，使用无线通信的用户逐渐增多，用户对通信质量的要求也越来越高，而基站功率放大器作为基站的重要组成部分，直接影响着无线网络的通信质量。其输出功率决定了通信距离的长短，有效覆盖面积的大小等;其效率大小影响着电池的消耗程度和使用时间［1］。

在功率放大模块的设计中，阻抗匹配网络不合适将电路输出功率减小、效率降低和非线性失真加大。小信号放大器设计中，可以使用输入共轭匹配和输出共轭匹配等方法。但是，在大信号工作时，由于进入非线性区，功率管的最佳负载阻抗会随着输入信号的增加而改变。因而，在小信号情况下设计的输入共轭匹配和输出共轭匹配就变得不再匹配。因此，小信号放大器设计的一些方法和准则对于功率放大器设计就不再适用。本文采用负载牵引法来进行输入输出匹配电路的设计。其原理是放大器在给定的一个大信号电平激励下，连续改变负载的情况下来绘制等输出功率曲线，帮助找到最大输出功率时的最佳负载值［2］。

本文使用了Aglient公司的ADS仿真软件，运用负载牵引法设计仿真并且设计了一款基站射频功率放大器，采用Freescale半导体的LDMOS晶体管MRF282S。

设计参数为:频率2 GHz;输出功率6.5 W;输出效率＞35%;三阶交调系数IMD3＜－26 dBc。