在这些年的WiFi产品开发中,接触了多种型号的射频功率放大器(以下简称PA),本文对WiFi产品中常用的射频功率放大器做个汇总,供读者参考。本文中部分器件型号是FrontendModule,即包含内PA,LNA,Switch,按不同厂牌对PA进行介绍,按照厂牌字母顺序进行排列。ANADIGICSANADIGICS成立于1985年,率先开创制造高容量、低成本、高性能的砷化镓集成电路(GaAsICs)。ANADIGICS是世界的通信产品供应商。ANADIGICS为不断发展的无线宽带与无线通信市场,设计、制造射频集成电路(RFIC)解决方案。公司创新的高频率RFIC,能使通信设备制造商提高整体系统性能、减少产品的体积及重量、提高电源效率、提高稳定性、并降造成本及制程时间。PartNumberFrequencySupply(V)GainP1dBEVM@54MbpsAWL6951b/g:–b/g:32b/g:27g:a:–a:29a:a:AWL9224–3–3227b:meetsACPR@+23dBmg:AWL9555–+2926-33dB@Pout=+19dBm-36dB@Pout=+5dBmAWL6153–3–528313%@Pout=+25dBmAWL6950–3–b/g:3225g:–a:33a:本文*给出ANADIGICS的**高规格WiFiPAAWL6153的性能指标,如下图。Avago这是一家从Agilent(现拆分为Agilent+Keysight)中分离出来的半导体公司,拥有50年的技术创新传统。多年来。丙类状态:在信号周期内存在工作电流的时间不到半个周期即导通角0 小于18度,丙类功放的优点是效率非常高。射频功率放大器制定
70年代末研制出了具有垂直沟道的绝缘栅型场效应管,即VMOS管,其全称为V型槽MOS场效应管,它是继MOSFET之后新发展起来的高效功率器件,具有耐压高,工作电流大,输出功率高等优良特性。垂直MOS场效应晶体管(VMOSFET)的沟道长度是由外延层的厚度来控制的,因此适合于MOS器件的短沟道化,从而提高器件的高频性能和工作速度。VMOS管可工作在VHF和UHF频段,也就是30MHz到3GHz。封装好的VMOS器件能够在UHF频段提供高达1kW的功率,在VHF频段提供几百瓦的功率,可由12V,28V或50V电源供电,有些VMOS器件可以100V以上的供电电压工作。横向扩散MOS(LDMOS)横向双扩散MOS晶体管(LateralDouble-diffusedMOSFET,LDMOS):这是为了减短沟道长度的一种横向导电MOSFET,通过两次扩散而制作的器件称为LDMOS,在高压功率集成电路中常采用高压LDMOS满足耐高压、实现功率控制等方面的要求,常用于射频功率电路。与晶体管相比,LDMOS在关键的器件特性方面,如增益、线性度、散热性能等方面优势很明显,由于更容易与CMOS工艺兼容而被采用。LDMOS能经受住高于双极型晶体管的驻波比,能在较高的反射功率下运行而不被破坏;它较能承受输入信号的过激励,具有较高的瞬时峰值功率。山东低频射频功率放大器联系电话阻抗匹配,关系到功率放大器的稳定性、增益;输出功率、带内平坦度、噪声、谐波、驻波、线性等一系列指标 。
5G时代,智能手机将采用2发射4接收方案,未来有望演进为8接收方案。功率放大器(PA)是一部手机关键的器件之一,它直接决定了手机无线通信的距离、信号质量,甚至待机时间,是整个射频系统中除基带外重要的部分。5G将带动智能移动终端、基站端及IOT设备射频PA稳健增长。功率放大器市场增长相对稳健,复合年增长率为7%,将从2017年的50亿美元增长到2023年的70亿美元。LTE功率放大器市场的增长,尤其是高频和超高频,将弥补2G/3G市场的萎缩。15G智能移动终端,射频PA的大机遇5G推动手机射频PA量价齐升无论是在基站端还是设备终端,5G给供应商带来的挑战都首先体现在射频方面,因为这是设备“上”网的关键出入口,即将到来的5G手机将会面临更多频段的支持、不同的调制方向、信号路由的选择、开关速度的变化等多方面的技术挑战外,也会带来相应市场机遇。5G将给天线数量、射频前端??榧壑盗看捶对龀?。以5G手机为例,单部手机的射频半导体用量达到25美金,相比4G手机近乎翻倍增长。其中滤波器从40个增加至70个,频带从15个增加至30个,接收机发射机滤波器从30个增加至75个,射频开关从10个增加至30个,载波聚合从5个增加至200个。5G手机功率放大器。
抢占基于硅LDMOS技术的基站PA市场。对于既定功率水平,GaN具有体积小的优势。有了更小的器件,则可以减小器件电容,从而使得较高带宽系统的设计变得更加轻松。氮化镓基MIMO天线功耗可降低40%。下图展示的是锗化硅和氮化镓的毫米波5G基站MIMO天线方案,左侧展示的是锗化硅基MIMO天线,它有1024个元件,裸片面积是4096平方毫米,辐射功率是65dbm,与之形成鲜明对比的,是右侧氮化镓基MIMO天线,尽管价格较高,但功耗降低了40%,裸片面积减少94%。GaN适用于大规模MIMO。GaN芯片每年在功率密度和封装方面都会取得飞跃,能比较好的适用于大规模MIMO技术。当前的基站技术涉及具有多达8个天线的MIMO配置,以通过简单的波束形成算法来控制信号,但是大规模MIMO可能需要利用数百个天线来实现5G所需要的数据速率和频谱效率。大规模MIMO中使用的耗电量大的有源电子扫描阵列(AESA),需要单独的PA来驱动每个天线元件,这将带来的尺寸、重量、功率密度和成本(SWaP-C)挑战。这将始终涉及能够满足64个元件和超出MIMO阵列的功率、线性、热管理和尺寸要求,且在每个发射/接收(T/R)??樯掀钚〉纳淦礟A。MIMOPA年复合增长率将达到135%。预计2022年。根据晶体管的增益斜率和放大器增益要求,确定待综合匹配网络的衰减斜 率、波纹、带宽,并导出其衰减函数。
宽带性能一致性差,谐波性能也较差。采用普通结构变压器级联lc匹配实现功率合成和阻抗变换的pa,采用变压器及其输入输出匹配电容,输出级联lc匹配滤波电路。这种结构优点是谐波性能好,可以实现宽带一致的阻抗变换;缺点是宽带性能一致性和插损之间存在折中,高频点插损较大。在本发明实施例中,通过增加辅次级线圈可以在不影响初级线圈和主次级线圈的前提下增加输入到输出的能量耦合路径,减小耦合系数k值较小对阻抗变换的影响。根据初级线圈和主次级线圈的k值等参数,选择合适的辅次级线圈的大小和k值可以有效提高功率合成变压器的阻抗变换工作频率范围,降低功率合成变压器损耗。此外,将功率合成变压器的主次级线圈和辅次级线圈以及匹配滤波电路协同设计,能够进一步提高射频功率放大器的宽带阻抗变换和滤波性能。为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。本发明实施例提供了一种射频功率放大器,参照图1。在本发明实施例中,射频功率放大器可以包括:功率放大单元(powercell)、功率合成变压器以及匹配滤波电路。在具体实施率放大单元可以包括两个输入端以及两个输出端。射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率,提高输出功率和效率,是射频功率放大器设计目标的中心。浙江使用射频功率放大器咨询报价
交调失真有不同频率的两个或更多的输入信号经过功率放大器而产生的 混合分量由于功率放大器的非线性造成的。射频功率放大器制定
本发明涉及通信技术领域,尤其涉及一种射频功率放大器及通信设备。背景技术:在无线通信中,用户设备需要支持的工作频段很多。尤其是第四代蜂窝移动通信(lte)中,用户设备需要支持40多个工作频带(band)。而宽带功率放大器(poweramplifier,pa)的性能会随着工作频率变化,难以实现很宽的功率频率范围。lte工作频率一般分为低频段(lb,663mhz~915mhz),中频段(mb,1710mhz~2025mhz),高频段(hb,2300mhz~2696mhz)。lte射频前端也包含lb、mb、hb三个pa,每个功率放大器支持一个频段,需要三个宽带pa。尤其是lb的相对频率带宽,pa很难在整个频段内实现高线性和高效率,在设计的过程中会存在线性度和效率和折中处理,同时频段内的不同频点的性能也不同。无线通信对发射频谱的杂散有严格的要求。当pa后连接的滤波器对谐波抑制较少因此要求pa的输出谐波也较低。pa的匹配路同时要具有滤波性能。部分高集成的射频前端芯片(如2g前端模组,nbiot前端模组),要求pa的匹配滤波电路同时具有很高的谐波抑制性能,因此不需要再在pa后增加滤波器。设计一种宽带功率放大器,在功率频率范围内实现一致且良好的性能,成为宽带pa的设计的重点和难点。射频功率放大器制定
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