基站功率放大器可以使GSM或者CDMA覆盖范围扩大,一方面可以使规划建设的基站数目减少;另一方面在已建好的基站上使用时,使现有网络的覆盖质量提高,覆盖盲区减少。特别是随着微蜂窝数量的增加,GSM或者CDMA基站功率放大器的数量也会增加,它可以使微蜂窝覆盖范围极大地得到扩展。
目前,世界上一些大的电信公司纷纷推出G网和C网的微蜂窝和宏蜂窝产品,因此基站功率放大器具有较好的市场前景。另外,国内在经过早期的网络覆盖建设后,必然将工作重点转移到网络优化方面,基站功率放大器及其延伸产品——塔顶放大器将是一种很好的选择。移动和联通的各地分公司也在对该产品进行单独招标,其应用前景非常广阔。
1.2 选题依据以及本文内容安排
1.2.1 课题来源
随着国内GSM通信系统由网络覆盖向精品网络发展,对原有网络的优化成为了重点。本课题来自西科公司的基站功率放大器的招标项目,本文工作是研制一下行链路中的基站功率放大器,具体指标要求如下:
工作频带:930~960MHz
典型增益:15±1dB
可调增益范围:0~7dB
增益平坦度:±1dB
输入功率:30dBm
1dB压缩点输出功率:≥48dBm
三阶交调:≤-40dBc(条件: )
杂散:≤-36dBm
驻波比:≤1.4
工作温度:0~55ºC
1.2.2 本文内容安排
围绕GSM基站功率放大器模块的研制,本文在结构安排上大致可以分为三章。第一章为引言部分;第二章讲述的是功率放大器的工作原理和线性化;第三章是基站功放的设计思路和仿真过程。
第二章 功率放大器的组成及其线性化
射频功率放大器是移动通信基站中的关键部件,其性能指标的优劣直接影响通信质量的好坏。理想的线性系统满足叠加定理,多种频率分量输入,输出端口不会产生新的频率分量[6,7]。但实际的线性系统不是理想的,总会或多或少地产生失真。信号失真可概括为线性失真及非线性失真。功放的特性在于有非线性失真。常说的功放的失真主要包括幅度失真、交调失真、谐波失真等。在多载波系统中,这种非线性失真对于发射信号幅度影响非常大,影响较为严重的是三阶交调失真[8,9]。因此,功放必须要有较高的线性度,这必须使得放大器的工作点减小到线性放大区。但是功率放大器的效率随着输入功率的减小而减小,若输入功率过小又会影响到功放的效率。因此,必须对功率放大器的线性度与工作效率进行必要的折中考虑。下面主要探讨几个和线性功放相关的问题。
2.1 功率放大器的一般组成
2.1.1功率放大器的框图
2.1.2工作原理
输入信号经衰减器①送入激励放大器②,将0dBm的信号放大至≥31dBm,经隔离器③送入功率放大器④得到≥46dBm的线性输出,再经大功率隔离器⑤输出。
2.2功放线性度指标
2.2.1 1dB压缩点输出功率
线性功放的一个很重要的指标是1dB压缩点输出功率。由于功放的非线性作用,当输入功率达到临近饱和状态时,其增益开始下降,这种现象就是所谓的增益压缩。典型的输入、输出功率关系可以画在双对数坐标中,如图2.1所示。当晶体管的输入功率较小时,增益为常数,称为小信号线性增益;然而,当输入功率超过一定的量值的时候,晶体管的增益开始下降,最终结果是输出功率达到饱和。当晶体管的增益偏离常数或比其小信号增益低1dB时,此点就被称为1dB压缩点并被用来衡量放大器的功率容量。1dB压缩点的相应增益记为 且有 ,其中 是放大器的小信号增益。如果将1dB压缩点的输出功率 用dBm表示,则它与相应的输入功率 的关系为: 930-960MHz GSM基站功率放大器设计+PCB图(3):http://www.youerw.com/tongxin/lunwen_2099.html