本文關(guān)鍵詞：應用于TD-LTE的SiGe BiCMOS功率放大器研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,第四代移動通信系統(tǒng)(4G)作為最新一代的無線通信系統(tǒng)得到迅速發(fā)展。其中,作為準4G的LTE,分為TDD-LTE和FDD-LTE兩種制式,目前國內(nèi)三家運營商都已經(jīng)拿到了TD-LTE制式的4G牌照。為了提高頻譜利用率,增大使用容量,在TD-LTE系統(tǒng)中采用了正交頻分復用等先進技術(shù)。然而這些先進技術(shù)的使用在提高利用率的同時,也帶來了十分嚴重的非線性失真。在射頻收發(fā)系統(tǒng)中,功率放大器位于發(fā)射機的末級,它的性能對整個射頻收發(fā)系統(tǒng)的性能指標影響很大。因此,TD-LTE系統(tǒng)對功率放大器的性能指標提出了相較于前幾代通信系統(tǒng)更嚴格的要求,據(jù)此本文提出了一種適用于TD-LTE的功率放大器電路設(shè)計。本文設(shè)計了一款適用于TD-LTE的兩級差分功率放大器,主要針對其中的38頻段,即2.57-2.62GHZ頻率范圍進行設(shè)計。整體功率放大器包括驅(qū)動級,功率級和匹配電路。驅(qū)動級電路采用基于兩層堆疊結(jié)構(gòu)的差分電路,此結(jié)構(gòu)的使用可以增加輸出功率范圍,提高功率放大器的線性度。不足之處就是增益和差分Cascode結(jié)構(gòu)相比有所下降。所以在設(shè)計承擔主要功率放大任務的功率級電路時,使用雙極型晶體管作為主放大管,形成BiFET結(jié)構(gòu),彌補驅(qū)動級電路結(jié)構(gòu)在增益上的不足。通過軟件仿真以及與類似設(shè)計的文獻結(jié)果進行對比,該設(shè)計性能良好,可以滿足所提出的設(shè)計指標要求。本文采用0.18μm SiGe BiCMOS工藝來進行電路設(shè)計。主要完成了一個兩級功率放大器電路的原理及版圖的設(shè)計,并且使用Cadence Spectre RF工具進行原理仿真與后仿真驗證。在3.3V的工作電壓下,前仿真結(jié)果如下:在工作頻率2.5GHZ~2.7GHZ內(nèi),S11為:-28~-12dB;S22為-14~-11dB,輸入輸出匹配良好;具有較高的增益,Gain達到32dB;良好的線性度,1dB壓縮點為29.54dBm;峰值PAE達到23%。后仿真結(jié)果如下:S11-10dB,S22-10dB,Gain達到31dB,P1dB=26dBm,峰值PAE約為22%,版圖面積約為1.61851mm2。且前后穩(wěn)定性仿真中,K1,電路穩(wěn)定。
【關(guān)鍵詞】：TD-LTE SiGe BiCMOS 堆疊式 雙極場效應晶體管
【學位授予單位】：重慶郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN722.75
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 注釋表8-9
• 第1章 引言9-21
• 1.1 研究背景及意義9-14
• 1.1.1 移動通信系統(tǒng)的發(fā)展9-12
• 1.1.2 射頻收發(fā)系統(tǒng)12-14
• 1.2 射頻功率放大器研究進展及現(xiàn)狀14-17
• 1.2.1 研究進展14-15
• 1.2.2 國內(nèi)外功率放大器主要研究成果與現(xiàn)狀15-17
• 1.3 工藝介紹17-19
• 1.4 本文結(jié)構(gòu)安排19-21
• 第2章 射頻功率放大器基本理論21-35
• 2.1 射頻功率放大器的主要技術(shù)指標21-28
• 2.1.1 工作頻率范圍21
• 2.1.2 功率增益21-22
• 2.1.3 輸出功率22
• 2.1.4 線性度22-24
• 2.1.5 效率24-25
• 2.1.6 S參數(shù)25-27
• 2.1.7 穩(wěn)定性27-28
• 2.2 功率放大器分類28-33
• 2.2.1 傳統(tǒng)功率放大器28-31
• 2.2.2 開關(guān)模型功率放大器31-33
• 2.3 本章小結(jié)33-35
• 第3章 功率放大器基本電路結(jié)構(gòu)方案35-45
• 3.1 共射極放大器36-38
• 3.2 共基極放大器38-39
• 3.3 共集電極放大器39-41
• 3.4 Cascode放大器41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 第4章 SiGe BiCMOS功率放大器設(shè)計45-61
• 4.1 功率放大器設(shè)計指標45-47
• 4.2 功率放大器總體電路設(shè)計47-48
• 4.3 驅(qū)動級電路設(shè)計48-52
• 4.3.1 Stacked結(jié)構(gòu)49
• 4.3.2 驅(qū)動級功率放大器分析49-50
• 4.3.3 與差分Cascode結(jié)構(gòu)的對比50-52
• 4.4 功率級電路設(shè)計52-56
• 4.4.1 BiFET結(jié)構(gòu)53-54
• 4.4.2 兩級功率放大器仿真與分析54-56
• 4.5 整體電路前仿真結(jié)果及分析56-60
• 4.6 本章小結(jié)60-61
• 第5章 功率放大器版圖設(shè)計與驗證61-66
• 5.1 SiGe BiCMOS工藝庫介紹61
• 5.2 版圖設(shè)計流程61-63
• 5.3 核心電路版圖設(shè)計與仿真驗證63-65
• 5.4 本章小結(jié)65-66
• 第6章 總結(jié)與展望66-68
• 參考文獻68-72
• 致謝72-73
• 攻讀碩士學位期間從事的科研工作及取得的成果73

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

1 原騰飛;陳歡;汪原浩;;高效E類功放在無線電能傳輸系統(tǒng)中的應用[J];船電技術(shù);2016年01期

2 李慧超;張世林;毛陸虹;李楊陽;謝生;;應用于TD-LTE的SiGe BiCMOS功率放大器的設(shè)計[J];微電子學;2014年04期

3 王鵬;楊驊;;TD-LTE頻率資源規(guī)劃與展望[J];移動通信;2013年22期

4 季連慶;徐志明;周健義;翟建鋒;;應用于WCDMA的高效率F類功率放大器及數(shù)字預失真(英文)[J];Journal of Southeast University(English Edition);2013年02期

  本文關(guān)鍵詞：應用于TD-LTE的SiGe BiCMOS功率放大器研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：264473