WCDMA线性功率放大器的设计分析

张洁

【摘 要】 随着WCDMA技术的不断演变，在功率放大器设计分析程序上采用线性的分布流程。在仿真流程顺序上划分了推动级功放仿真设计和末级功放仿真设计，有效保证了系统的完整性。笔者在此进行了详细的分析，以便于提供可参考性的依据。

【关键词】 WCDMA 功率放大器 线性流程 仿真设计

原有技术工艺中没有对功率放大器进行线性剖析，只是采用多级放大的原理。但这种原理会造成传输功率的大幅度损耗，并且传输距离也有一定的限制。但这种线性设计的功率放大器在运用程序上解决了针对性存在的问题，保证了信号功率的有效性与完整性。

1 功率放大器的线性分析

功率放大器的线性设计根据数列的极坐标进行对应分析，其次功率放大器在波形幅值以及频率上也需要进行调试，在AM和PM上进行量化间隔，保证传输的功率信号P（w）在传输信道内有序可靠传输至终端设备。采用线性分析的设备主要有三阶交调信号发生器，这种设备能够将功率信号发生器产生的交调信号经过线性度量，将产生的射频失真信号用于WCDMA终端系统中的直放站，在线性分析中，这种射频失真信号能够用于16W线性功率的放大器。当输入信号的功率达到1MHz双音频间隔时，输出终端便会产生39dBm输出功率，有效保证了传输信号数据信息的有效性。在双音频阶段的信号传输范围（2.1—2.5GHz）时，WCDMA的线性传输信号的波形为双载波，在线性输出信号功率为42dB时，反向数字基带ACRP的损耗值为-50dBc。在图1中，输入信号与输出信号之间满足一定的线性关系，Kout=Kin1+Kin2+Kin3+Kin4+Kin5+……，在三阶交调信号发生器的线性变换后，得出线性度量输出参数，Kin1=Acos（&1+t）， Kin2=Acos（&2+t），Kin3=Acos（&3+t），式中A和&代表线性失真信号的幅值和角频率，通过衰减器和移相器的逆变换，传输至功放系统中。

2 功率放大器的仿真设计

2.1推动级功放仿真设计

在功率放大器的仿真设计运行程序MW41C2230器件中，能够针对不同的源阻抗和负阻抗进行仿真设计。在源阻抗达到50Ω时，电路部分便会根据输出部分进行并联混合，采用共轭匹配的方式减少放大电路中的损耗值，在输出电路部分采用的是带有微带线的输出形式，利用不同的频率段来测定不同的参数值和仿真值，频率段分为三个等级，2.1GHz、2.2GHz、2.3GHz，其中当选取的频率为 2.1GHz时，测定推动级功放的参考值为8.5—j0.2，测定推动级功放的仿真值为9.6—j1.3。当选取的频率为2.2GHz时，测定推动级功放的参考值为8.6—j0.5，测定推动级功放的仿真值为8.9—j0.4。当选取的频率为2.3GHz时，测定推动级功放的参考值为8.9—j0.7，测定推动级功放的仿真值为9.2—j1.8。实验仿真数据分析如表2所示。

2.2 末级功放仿真设计

末级功率仿真利用的是幅度失真与交调失真的特性关系曲线以及LDMOS温度对功率线性的变化来设计，其中LDMOS温度的变化对功率的变动有一定的幅度关系，在设计程序中采用栅栏式供电系统，将温度影响控制因素降为最低，使其保证WCDMA线性功率损耗最低。其次便是在幅度失真与交调失真特性关系曲线上进行调控，在失真调制曲线上，低边带信号的调制功率随着交调失真功率的增大而减少，最后在最低点缓慢上升，使之到达波峰位置。

3 WCDMA整体功放指标测试

WCDMA整体功放指标测试包括EVM测试结果和杂音测试结果，在EVM测试指标中，ACPR的测试指标上行频带达到2120—2180MHz，保证上行频带的带宽为60MHz，但实际的输出上行带宽为40MHz，在运行输出功率达到10W时，信号输出端的ACPR测定值小于—28dBc。其在杂音测试结果分析数据中，图形流程显示的方向为随着频谱带宽宽度的增加，杂音的测定值也有小变大在变小的图形分析流程，这种流程保证功率放大器的运行效率在86%左右。

4 结语

通过对WCDMA线性功率放大器的线性分析，使得在应用程序上有了更深次的认识。这种线性的调节分析有效保证了功率放大器的线性失真问题，并且使线性放大器的运行效率处于稳定状态。

参考文献：

[1]PIERRE—MARIE P，MILLER M，GREEN B.A 26 Volts，45 Watts GaAs PHEMT for 2 GHz WCDMA application[C].IEEE MTT—S international on Microwave Symposium Digest.Port Worth，Texas：IEEE，2004，3：136-137.

[2]RAAB F H，ASBECK P，CRIPPS S C，et al，Power amplifiers and transmitters for RF and microwave[J].IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques，2002，50（3）：82-83.

【摘 要】 随着WCDMA技术的不断演变，在功率放大器设计分析程序上采用线性的分布流程。在仿真流程顺序上划分了推动级功放仿真设计和末级功放仿真设计，有效保证了系统的完整性。笔者在此进行了详细的分析，以便于提供可参考性的依据。

【关键词】 WCDMA 功率放大器 线性流程 仿真设计

原有技术工艺中没有对功率放大器进行线性剖析，只是采用多级放大的原理。但这种原理会造成传输功率的大幅度损耗，并且传输距离也有一定的限制。但这种线性设计的功率放大器在运用程序上解决了针对性存在的问题，保证了信号功率的有效性与完整性。

1 功率放大器的线性分析

功率放大器的线性设计根据数列的极坐标进行对应分析，其次功率放大器在波形幅值以及频率上也需要进行调试，在AM和PM上进行量化间隔，保证传输的功率信号P（w）在传输信道内有序可靠传输至终端设备。采用线性分析的设备主要有三阶交调信号发生器，这种设备能够将功率信号发生器产生的交调信号经过线性度量，将产生的射频失真信号用于WCDMA终端系统中的直放站，在线性分析中，这种射频失真信号能够用于16W线性功率的放大器。当输入信号的功率达到1MHz双音频间隔时，输出终端便会产生39dBm输出功率，有效保证了传输信号数据信息的有效性。在双音频阶段的信号传输范围（2.1—2.5GHz）时，WCDMA的线性传输信号的波形为双载波，在线性输出信号功率为42dB时，反向数字基带ACRP的损耗值为-50dBc。在图1中，输入信号与输出信号之间满足一定的线性关系，Kout=Kin1+Kin2+Kin3+Kin4+Kin5+……，在三阶交调信号发生器的线性变换后，得出线性度量输出参数，Kin1=Acos（&1+t）， Kin2=Acos（&2+t），Kin3=Acos（&3+t），式中A和&代表线性失真信号的幅值和角频率，通过衰减器和移相器的逆变换，传输至功放系统中。

2 功率放大器的仿真设计

2.1推动级功放仿真设计

在功率放大器的仿真设计运行程序MW41C2230器件中，能够针对不同的源阻抗和负阻抗进行仿真设计。在源阻抗达到50Ω时，电路部分便会根据输出部分进行并联混合，采用共轭匹配的方式减少放大电路中的损耗值，在输出电路部分采用的是带有微带线的输出形式，利用不同的频率段来测定不同的参数值和仿真值，频率段分为三个等级，2.1GHz、2.2GHz、2.3GHz，其中当选取的频率为 2.1GHz时，测定推动级功放的参考值为8.5—j0.2，测定推动级功放的仿真值为9.6—j1.3。当选取的频率为2.2GHz时，测定推动级功放的参考值为8.6—j0.5，测定推动级功放的仿真值为8.9—j0.4。当选取的频率为2.3GHz时，测定推动级功放的参考值为8.9—j0.7，测定推动级功放的仿真值为9.2—j1.8。实验仿真数据分析如表2所示。

2.2 末级功放仿真设计

末级功率仿真利用的是幅度失真与交调失真的特性关系曲线以及LDMOS温度对功率线性的变化来设计，其中LDMOS温度的变化对功率的变动有一定的幅度关系，在设计程序中采用栅栏式供电系统，将温度影响控制因素降为最低，使其保证WCDMA线性功率损耗最低。其次便是在幅度失真与交调失真特性关系曲线上进行调控，在失真调制曲线上，低边带信号的调制功率随着交调失真功率的增大而减少，最后在最低点缓慢上升，使之到达波峰位置。

3 WCDMA整体功放指标测试

WCDMA整体功放指标测试包括EVM测试结果和杂音测试结果，在EVM测试指标中，ACPR的测试指标上行频带达到2120—2180MHz，保证上行频带的带宽为60MHz，但实际的输出上行带宽为40MHz，在运行输出功率达到10W时，信号输出端的ACPR测定值小于—28dBc。其在杂音测试结果分析数据中，图形流程显示的方向为随着频谱带宽宽度的增加，杂音的测定值也有小变大在变小的图形分析流程，这种流程保证功率放大器的运行效率在86%左右。

4 结语

通过对WCDMA线性功率放大器的线性分析，使得在应用程序上有了更深次的认识。这种线性的调节分析有效保证了功率放大器的线性失真问题，并且使线性放大器的运行效率处于稳定状态。

参考文献：

[1]PIERRE—MARIE P，MILLER M，GREEN B.A 26 Volts，45 Watts GaAs PHEMT for 2 GHz WCDMA application[C].IEEE MTT—S international on Microwave Symposium Digest.Port Worth，Texas：IEEE，2004，3：136-137.

[2]RAAB F H，ASBECK P，CRIPPS S C，et al，Power amplifiers and transmitters for RF and microwave[J].IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques，2002，50（3）：82-83.

【摘 要】 随着WCDMA技术的不断演变，在功率放大器设计分析程序上采用线性的分布流程。在仿真流程顺序上划分了推动级功放仿真设计和末级功放仿真设计，有效保证了系统的完整性。笔者在此进行了详细的分析，以便于提供可参考性的依据。

【关键词】 WCDMA 功率放大器 线性流程 仿真设计

原有技术工艺中没有对功率放大器进行线性剖析，只是采用多级放大的原理。但这种原理会造成传输功率的大幅度损耗，并且传输距离也有一定的限制。但这种线性设计的功率放大器在运用程序上解决了针对性存在的问题，保证了信号功率的有效性与完整性。

1 功率放大器的线性分析

功率放大器的线性设计根据数列的极坐标进行对应分析，其次功率放大器在波形幅值以及频率上也需要进行调试，在AM和PM上进行量化间隔，保证传输的功率信号P（w）在传输信道内有序可靠传输至终端设备。采用线性分析的设备主要有三阶交调信号发生器，这种设备能够将功率信号发生器产生的交调信号经过线性度量，将产生的射频失真信号用于WCDMA终端系统中的直放站，在线性分析中，这种射频失真信号能够用于16W线性功率的放大器。当输入信号的功率达到1MHz双音频间隔时，输出终端便会产生39dBm输出功率，有效保证了传输信号数据信息的有效性。在双音频阶段的信号传输范围（2.1—2.5GHz）时，WCDMA的线性传输信号的波形为双载波，在线性输出信号功率为42dB时，反向数字基带ACRP的损耗值为-50dBc。在图1中，输入信号与输出信号之间满足一定的线性关系，Kout=Kin1+Kin2+Kin3+Kin4+Kin5+……，在三阶交调信号发生器的线性变换后，得出线性度量输出参数，Kin1=Acos（&1+t）， Kin2=Acos（&2+t），Kin3=Acos（&3+t），式中A和&代表线性失真信号的幅值和角频率，通过衰减器和移相器的逆变换，传输至功放系统中。

2 功率放大器的仿真设计

2.1推动级功放仿真设计

在功率放大器的仿真设计运行程序MW41C2230器件中，能够针对不同的源阻抗和负阻抗进行仿真设计。在源阻抗达到50Ω时，电路部分便会根据输出部分进行并联混合，采用共轭匹配的方式减少放大电路中的损耗值，在输出电路部分采用的是带有微带线的输出形式，利用不同的频率段来测定不同的参数值和仿真值，频率段分为三个等级，2.1GHz、2.2GHz、2.3GHz，其中当选取的频率为 2.1GHz时，测定推动级功放的参考值为8.5—j0.2，测定推动级功放的仿真值为9.6—j1.3。当选取的频率为2.2GHz时，测定推动级功放的参考值为8.6—j0.5，测定推动级功放的仿真值为8.9—j0.4。当选取的频率为2.3GHz时，测定推动级功放的参考值为8.9—j0.7，测定推动级功放的仿真值为9.2—j1.8。实验仿真数据分析如表2所示。

2.2 末级功放仿真设计

末级功率仿真利用的是幅度失真与交调失真的特性关系曲线以及LDMOS温度对功率线性的变化来设计，其中LDMOS温度的变化对功率的变动有一定的幅度关系，在设计程序中采用栅栏式供电系统，将温度影响控制因素降为最低，使其保证WCDMA线性功率损耗最低。其次便是在幅度失真与交调失真特性关系曲线上进行调控，在失真调制曲线上，低边带信号的调制功率随着交调失真功率的增大而减少，最后在最低点缓慢上升，使之到达波峰位置。

3 WCDMA整体功放指标测试

WCDMA整体功放指标测试包括EVM测试结果和杂音测试结果，在EVM测试指标中，ACPR的测试指标上行频带达到2120—2180MHz，保证上行频带的带宽为60MHz，但实际的输出上行带宽为40MHz，在运行输出功率达到10W时，信号输出端的ACPR测定值小于—28dBc。其在杂音测试结果分析数据中，图形流程显示的方向为随着频谱带宽宽度的增加，杂音的测定值也有小变大在变小的图形分析流程，这种流程保证功率放大器的运行效率在86%左右。

4 结语

通过对WCDMA线性功率放大器的线性分析，使得在应用程序上有了更深次的认识。这种线性的调节分析有效保证了功率放大器的线性失真问题，并且使线性放大器的运行效率处于稳定状态。

参考文献：

[1]PIERRE—MARIE P，MILLER M，GREEN B.A 26 Volts，45 Watts GaAs PHEMT for 2 GHz WCDMA application[C].IEEE MTT—S international on Microwave Symposium Digest.Port Worth，Texas：IEEE，2004，3：136-137.

[2]RAAB F H，ASBECK P，CRIPPS S C，et al，Power amplifiers and transmitters for RF and microwave[J].IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques，2002，50（3）：82-83.