專利名稱：射頻預(yù)失真功率放大器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是關(guān)于一種移動(dòng)通信設(shè)備，特別是指一種射頻預(yù)失真功率放大器。
背景技術(shù)：
隨著移動(dòng)通信業(yè)的蓬勃發(fā)展，頻率資源變得日益緊張，為提高頻率資源的利用率，目前已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了頻率資源利用率較高的無(wú)線通信協(xié)議，如CDMA、WCDMA、CDMA2000、TDSCDMA等國(guó)際通信協(xié)議，雖然，這些先進(jìn)的通信協(xié)議的應(yīng)用，提高了頻率資源和服務(wù)質(zhì)量，但它們對(duì)通信設(shè)備的性能指標(biāo)提出了很高的要求。由于頻率利用率高，信道間隔窄，相鄰信道間容易形成干擾，而這種干擾主要由功率放大器對(duì)信號(hào)的非線性放大所產(chǎn)生的諧波落到鄰道而形成的。為了減小這種干擾，就要提高功率放大器的線性，但是以目前的技術(shù)和工藝，集成放大管芯片(MMIC)在大功率時(shí)很難達(dá)到目前系統(tǒng)的需求，即使能達(dá)到，效率也很低，成本較高。因此，為達(dá)到系統(tǒng)線性需求，提高效率，降低成本，人們開(kāi)發(fā)了多種線性化技術(shù)方案。
射頻預(yù)失真技術(shù)屬于目前幾種線性化技術(shù)方案之一，預(yù)失真功率放大器包括預(yù)失真器、主功放管以及外圍控制電路，以往，預(yù)失真器的失真器主要由二極管或矢量調(diào)制器構(gòu)成，這些方案具有如下缺點(diǎn)1、由二極管或矢量調(diào)制器構(gòu)成預(yù)失真器，帶來(lái)了功率放大器增益的衰減，因此需要額外一個(gè)功放管來(lái)彌補(bǔ)這部分衰減。
2、由于二極管和矢量調(diào)制器相位和增益失真隨功率變化的特性與功放管的特性相差甚遠(yuǎn)，如果要滿足整個(gè)功率范圍內(nèi)都達(dá)到較好的線性，需要一個(gè)復(fù)雜的自適應(yīng)控制電路對(duì)功率放大器失真進(jìn)行檢測(cè)，再通過(guò)單片機(jī)或DSP對(duì)得到的信息進(jìn)行處理，然后控制二極管或矢量調(diào)制器達(dá)到線性化的目的。
3、由于單片機(jī)和DSP的運(yùn)算頻率遠(yuǎn)低于射頻頻率，由它們控制的失真也就無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)制后射頻信號(hào)的失真進(jìn)行實(shí)時(shí)，有效的補(bǔ)償。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種在提高功率放大器線性的同時(shí)，降低成本，提高工作效率的預(yù)失真功率放大器。
實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問(wèn)題的一種射頻預(yù)失真功率放大器，包括預(yù)失真器、主功放管和外圍控制電路，該預(yù)失真器是用放大管來(lái)實(shí)現(xiàn)。
該預(yù)失真放大管為gaas fet(砷化鎵結(jié)型N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管)管。
該主功放管為ldmos(橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)管，即gaas fet管推動(dòng)ldmos管。
本實(shí)用新型射頻預(yù)失真功率放大器的優(yōu)點(diǎn)在于1、其他方案的預(yù)失真器的引入帶來(lái)了功放增益的衰減，因此需要額外一個(gè)功放管來(lái)彌補(bǔ)這部分衰減，采用放大管做失真器，克服了這種額外的衰減，有利于效率的提高；2、由于二極管和矢量調(diào)制器相位和增益失真隨功率變化的特性與功放管的特性相差甚遠(yuǎn)，如果要滿足整個(gè)功率范圍內(nèi)都達(dá)到較好的線性，需要一個(gè)復(fù)雜的自適應(yīng)控制電路，采用與主功放管失真特性相近的預(yù)失真放大管可以省掉該實(shí)現(xiàn)起來(lái)很復(fù)雜的自適應(yīng)電路；3、本設(shè)計(jì)克服了其他方案由于單片機(jī)或DSP的運(yùn)算頻率遠(yuǎn)低于射頻頻率，而無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)功放失真實(shí)時(shí)有效補(bǔ)償?shù)娜秉c(diǎn)。
4、為使推動(dòng)放大管失真，此放大管靜態(tài)工作點(diǎn)偏置很低，靜態(tài)電流很小，從而提高了功放的工作效率。

下面參照附圖結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
圖1是本實(shí)用新型射頻預(yù)失真功率放大器組成示意圖。
圖2是本實(shí)用新型射頻預(yù)失真功率放大器其中一實(shí)施例的組成示意圖。
圖3是本實(shí)用新型射頻預(yù)失真功率放大器中l(wèi)dmos管的線性特性曲線圖。
圖4是本實(shí)用新型射頻預(yù)失真功率放大器中l(wèi)dmos管性能測(cè)試圖。
圖5是本實(shí)用新型射頻預(yù)失真功率放大器中g(shù)aas fet管不同靜態(tài)工作點(diǎn)線性特性圖。
圖6是本實(shí)用新型射頻預(yù)失真功率放大器ldmos管的三階線性特性曲線圖。
圖7是未采用本方案時(shí)ldmos管的互調(diào)指標(biāo)測(cè)試圖。
圖8是采用本方案后的互調(diào)指標(biāo)測(cè)試圖。
具體實(shí)施方式請(qǐng)參閱圖1，本實(shí)用新型射頻預(yù)失真功率放大器包括預(yù)失真放大管100、主功放管200和外圍控制電路300，信號(hào)通過(guò)預(yù)失真放大管100放大后，產(chǎn)生一定的失真，此失真與主功放管200的失真在相位上相反，幅度上接近。使二者形成互補(bǔ)，達(dá)到提高線性的目的。
請(qǐng)參閱圖2，為本實(shí)用新型一實(shí)施例，一預(yù)失真功率放大器包括gaas fet(砷化鎵結(jié)型N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管)管102、ldmos(橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)管202，以及外圍電路300。其采用gaas fet管102作為預(yù)失真放大管，ldmos管202作為主功放管，gaas fet管102推動(dòng)ldmos管202，利用gaas fet管102的失真來(lái)補(bǔ)償ldmos管202的失真，達(dá)到預(yù)失真提高線性的目的。
請(qǐng)參閱圖3，為ldmos管的線性特性曲線圖，眾所周知，放大管被偏置在A類的時(shí)候線性最好，但效率最低。因此，從線性和效率兩個(gè)方面考慮，一般移動(dòng)通信設(shè)備中的放大器取一個(gè)折中，選擇放大管工作在AB類，這樣效率不至于太低，線性也不會(huì)太差。從圖3中我們看到當(dāng)ldmos管被偏置在AB類時(shí)，其增益在隨著功率的增加而增加，直到點(diǎn)D開(kāi)始?jí)嚎s，才開(kāi)始下降。請(qǐng)參閱圖4，隨著功率的增加ldmos管的增益在增加，直到開(kāi)始?jí)嚎s。并且，隨著靜態(tài)工作點(diǎn)的升高這種增加的趨勢(shì)逐漸變緩，斜率越來(lái)越小，即線性越來(lái)越好，但靜態(tài)電流越來(lái)越大，相應(yīng)的工作效率也會(huì)相應(yīng)降低。
由以上分析可知當(dāng)ldmos管靜態(tài)工作點(diǎn)較低時(shí)，亦即工作效率較高時(shí)，增益隨著輸出功率的增加而增加。為了達(dá)到線性的目的，即增益保持恒定，如果有一個(gè)管子的功率增益特性與之相反，即增益隨著功率的增加而降低，并且變化的斜率能夠與ldmos管的相差不大，級(jí)連起來(lái)就能達(dá)到互補(bǔ)的目的。
請(qǐng)參閱圖5，為gaas fet管在不同靜態(tài)工作點(diǎn)線性特性圖，從圖5中可以看出，隨著靜態(tài)工作點(diǎn)的降低，整體增益都在降低，并且，增益隨著靜態(tài)工作點(diǎn)的降低，由原來(lái)隨功率增加而增加，變成隨功率的增加而降低，在低偏置時(shí)的這種增益隨功率增加而降低的特性與ldmos的增益隨功率升高的特性剛好相反，并且，增益變化的斜率可以通過(guò)調(diào)整偏置電壓的大小來(lái)調(diào)節(jié)，得到跟ldmos管接近相反的的功率增益特性，達(dá)到盡可能好的補(bǔ)償效果。因此，選擇gaas fet管作為ldmos管的推動(dòng)級(jí)，同時(shí)作為它的預(yù)失真器。
由于gaas fet只有在靜態(tài)工作點(diǎn)很低的時(shí)候才具有此特性，在達(dá)到補(bǔ)償ldmos管，提高線性的同時(shí)，其本身的效率也很高，此特點(diǎn)有利于整體預(yù)失真功率放大器模塊效率的提高。
請(qǐng)參閱圖6，為ldmos管的線性特性曲線，從圖6中可以看出，ldmos管的互調(diào)失真(IMD)在輸出功率10W時(shí)，只有-43dbc左右，圖7是實(shí)測(cè)的單管互調(diào)指標(biāo)互調(diào)為-42dbc。當(dāng)采用一個(gè)gaas fet管推動(dòng)兩個(gè)平衡的LDMOS管，功率放大器輸出25w時(shí)，實(shí)測(cè)的結(jié)果如圖8所示，互調(diào)失真(IMD)指標(biāo)達(dá)到-56dbc，通過(guò)預(yù)失真，把互調(diào)改善了12db左右。
權(quán)利要求1.一種射頻預(yù)失真功率放大器，包括預(yù)失真放大器、由預(yù)失真放大器推動(dòng)的主功放管和外圍控制電路，其特征在于該預(yù)失真器是預(yù)失真放大管，其采用放大管作為預(yù)失真器。
2.如權(quán)利要求1所述的射頻預(yù)失真功率放大器，其特征在于該預(yù)失真放大管為砷化鎵結(jié)型N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管。
3.如權(quán)利要求2所述的射頻預(yù)失真功率放大器，其特征在于該主功放管為橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體管，即砷化鎵結(jié)型N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管推動(dòng)橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體管。
專利摘要一種射頻預(yù)失真功率放大器，包括預(yù)失真器、主功放管和外圍控制電路，該預(yù)失真器是用放大管來(lái)實(shí)現(xiàn)的。該預(yù)失真放大管為gaas fet(砷化鎵結(jié)型N溝道場(chǎng)效應(yīng)晶體管)管，該主功放管為ldmos(橫向擴(kuò)散金屬氧化物半導(dǎo)體)管，即gaas fet管推動(dòng)ldmos管。從而提高了功率放大器的線性。
文檔編號(hào)H03F3/20GK2882116SQ200520073840
公開(kāi)日2007年3月21日 申請(qǐng)日期2005年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月20日
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