【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的高速發(fā)展,功率放大器是無線通信系統(tǒng)中射頻收發(fā)機的核心模塊,要求具有低成本、低功耗、高效率、集成化的特點。而且現(xiàn)代通信系統(tǒng)復(fù)雜的調(diào)制方式對功率放大器的線性度及效率提出了越來越高的要求。因此如何設(shè)計集功耗、效率、線性度等綜合性能更優(yōu)的功率放大器具有非常重大的研究價值。本課題首先闡述射頻功率放大器的研究背景及意義,然后對國內(nèi)外E類功率放大器和包絡(luò)跟蹤功率放大器系統(tǒng)的研究動態(tài)進行綜述。最后,在射頻功率放大器及包絡(luò)跟蹤理論基礎(chǔ)上,設(shè)計了一種應(yīng)用于無線局域網(wǎng)(WLAN)的功率放大器和一種應(yīng)用于包絡(luò)跟蹤系統(tǒng)的Knee電壓整形與恒增益整形相結(jié)合的雙模式包絡(luò)整形方法。(1)提出一種應(yīng)用于無線局域網(wǎng)(WLAN)的高效率、高增益及高輸出功率2.4GHz E類功率放大器,該功放驅(qū)動級采用電流復(fù)用技術(shù)降低功耗,提高增益,保證功率級工作在開關(guān)狀態(tài)。功率級采用晶體管堆疊技術(shù)及電容分壓技術(shù)降低晶體管電壓壓力,降低晶體管器件擊穿風(fēng)險,提高功率輸出。電路采用中間節(jié)點阻抗調(diào)諧技術(shù)降低功率級相位失真。并設(shè)計合理的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò),實現(xiàn)最佳功率傳輸。仿真結(jié)果顯示,在1.8V的電源電壓下,該功率放大器的功率附加效率達41.3%,最大輸出功率為13.9dBm。同時獲得功率增益達41dB。(2)提出一種應(yīng)用于包絡(luò)跟蹤系統(tǒng)的雙模式包絡(luò)整形優(yōu)化方法。該方法采用Knee電壓包絡(luò)整形法和恒增益包絡(luò)整形法相結(jié)合,實現(xiàn)整個包絡(luò)跟蹤系統(tǒng)線性度及效率的優(yōu)化。論文對傳統(tǒng)包絡(luò)整形方法進行了仿真分析對比,提出的Knee電壓包絡(luò)整形法對低電壓區(qū)域進行電壓補償,解決傳統(tǒng)包絡(luò)整形方法在低功率輸出部分線性度差的問題,實現(xiàn)對線性度的優(yōu)化。仿真結(jié)果顯示,相對與傳統(tǒng)固定電壓功率放大器,該方法實現(xiàn)了對功率放大器效率的提升,同時相對與傳統(tǒng)的包絡(luò)整形方法,系統(tǒng)在低輸出功率區(qū)域EVM小于4%,在相對高的輸出功率區(qū)域EVM小于3%,實現(xiàn)了對系統(tǒng)線性度的優(yōu)化。本課題電路設(shè)計采用0.13μm CMOS工藝實現(xiàn),通過Cadence和ADS軟件進行聯(lián)合仿真與優(yōu)化設(shè)計。
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TN722.75
【圖文】：

發(fā)射

EVM 用來衡量發(fā)射機發(fā)射的信號在信道內(nèi)能否義為理想信號與實測信號間的誤差向量幅度。如M 所表示的是非線性對調(diào)制信號帶內(nèi)的失真影響標(biāo)。功率放大器電路的非線性失真、直流失調(diào)、對 EVM 產(chǎn)生影響。

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 王志華,吳恩德;CMOS射頻集成電路的現(xiàn)狀與進展[J];電子學(xué)報;2001年02期

本文編號：2714994