在這些年的WiFi產(chǎn)品開發(fā)中，接觸了多種型號(hào)的射頻功率放大器（以下簡(jiǎn)稱PA），本文對(duì)WiFi產(chǎn)品中常用的射頻功率放大器做個(gè)匯總，供讀者參考。本文中部分器件型號(hào)是FrontendModule，即包含內(nèi)PA，LNA，Switch，按不同廠牌對(duì)PA進(jìn)行介紹，按照廠牌字母順序進(jìn)行排列。ANADIGICSANADIGICS成立于1985年，率先開創(chuàng)制造高容量、低成本、高性能的砷化鎵集成電路(GaAsICs)。ANADIGICS是世界的通信產(chǎn)品供應(yīng)商。ANADIGICS為不斷發(fā)展的無線寬帶與無線通信市場(chǎng)，設(shè)計(jì)、制造射頻集成電路（RFIC）解決方案。公司創(chuàng)新的高頻率RFIC，能使通信設(shè)備制造商提高整體系統(tǒng)性能、減少產(chǎn)品的體積及重量、提高電源效率、提高穩(wěn)定性、并降造成本及制程時(shí)間。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*給出ANADIGICS的**高規(guī)格WiFiPAAWL6153的性能指標(biāo)，如下圖。Avago這是一家從Agilent（現(xiàn)拆分為Agilent+Keysight）中分離出來的半導(dǎo)體公司，擁有50年的技術(shù)創(chuàng)新傳統(tǒng)。多年來。丙類狀態(tài)：在信號(hào)周期內(nèi)存在工作電流的時(shí)間不到半個(gè)周期即導(dǎo)通角0 小于18度，丙類功放的優(yōu)點(diǎn)是效率非常高。射頻功率放大器制定
70年代末研制出了具有垂直溝道的絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管，即VMOS管，其全稱為V型槽MOS場(chǎng)效應(yīng)管，它是繼MOSFET之后新發(fā)展起來的高效功率器件，具有耐壓高，工作電流大，輸出功率高等優(yōu)良特性。垂直MOS場(chǎng)效應(yīng)晶體管（VMOSFET）的溝道長(zhǎng)度是由外延層的厚度來控制的，因此適合于MOS器件的短溝道化，從而提高器件的高頻性能和工作速度。VMOS管可工作在VHF和UHF頻段，也就是30MHz到3GHz。封裝好的VMOS器件能夠在UHF頻段提供高達(dá)1kW的功率，在VHF頻段提供幾百瓦的功率，可由12V,28V或50V電源供電，有些VMOS器件可以100V以上的供電電壓工作。橫向擴(kuò)散MOS（LDMOS）橫向雙擴(kuò)散MOS晶體管（LateralDouble-diffusedMOSFET，LDMOS）：這是為了減短溝道長(zhǎng)度的一種橫向?qū)щ奙OSFET，通過兩次擴(kuò)散而制作的器件稱為L(zhǎng)DMOS，在高壓功率集成電路中常采用高壓LDMOS滿足耐高壓、實(shí)現(xiàn)功率控制等方面的要求，常用于射頻功率電路。與晶體管相比，LDMOS在關(guān)鍵的器件特性方面，如增益、線性度、散熱性能等方面優(yōu)勢(shì)很明顯，由于更容易與CMOS工藝兼容而被采用。LDMOS能經(jīng)受住高于雙極型晶體管的駐波比，能在較高的反射功率下運(yùn)行而不被破壞；它較能承受輸入信號(hào)的過激勵(lì)，具有較高的瞬時(shí)峰值功率。山東低頻射頻功率放大器聯(lián)系電話阻抗匹配，關(guān)系到功率放大器的穩(wěn)定性、增益；輸出功率、帶內(nèi)平坦度、噪聲、諧波、駐波、線性等一系列指標(biāo) 。
5G時(shí)代，智能手機(jī)將采用2發(fā)射4接收方案，未來有望演進(jìn)為8接收方案。功率放大器（PA）是一部手機(jī)關(guān)鍵的器件之一，它直接決定了手機(jī)無線通信的距離、信號(hào)質(zhì)量，甚至待機(jī)時(shí)間，是整個(gè)射頻系統(tǒng)中除基帶外重要的部分。5G將帶動(dòng)智能移動(dòng)終端、基站端及IOT設(shè)備射頻PA穩(wěn)健增長(zhǎng)。功率放大器市場(chǎng)增長(zhǎng)相對(duì)穩(wěn)健，復(fù)合年增長(zhǎng)率為7%，將從2017年的50億美元增長(zhǎng)到2023年的70億美元。LTE功率放大器市場(chǎng)的增長(zhǎng)，尤其是高頻和超高頻，將彌補(bǔ)2G/3G市場(chǎng)的萎縮。15G智能移動(dòng)終端，射頻PA的大機(jī)遇5G推動(dòng)手機(jī)射頻PA量?jī)r(jià)齊升無論是在基站端還是設(shè)備終端，5G給供應(yīng)商帶來的挑戰(zhàn)都首先體現(xiàn)在射頻方面，因?yàn)檫@是設(shè)備“上”網(wǎng)的關(guān)鍵出入口，即將到來的5G手機(jī)將會(huì)面臨更多頻段的支持、不同的調(diào)制方向、信號(hào)路由的選擇、開關(guān)速度的變化等多方面的技術(shù)挑戰(zhàn)外，也會(huì)帶來相應(yīng)市場(chǎng)機(jī)遇。5G將給天線數(shù)量、射頻前端模塊價(jià)值量帶來翻倍增長(zhǎng)。以5G手機(jī)為例，單部手機(jī)的射頻半導(dǎo)體用量達(dá)到25美金，相比4G手機(jī)近乎翻倍增長(zhǎng)。其中濾波器從40個(gè)增加至70個(gè)，頻帶從15個(gè)增加至30個(gè)，接收機(jī)發(fā)射機(jī)濾波器從30個(gè)增加至75個(gè)，射頻開關(guān)從10個(gè)增加至30個(gè)，載波聚合從5個(gè)增加至200個(gè)。5G手機(jī)功率放大器。
搶占基于硅LDMOS技術(shù)的基站PA市場(chǎng)。對(duì)于既定功率水平，GaN具有體積小的優(yōu)勢(shì)。有了更小的器件，則可以減小器件電容，從而使得較高帶寬系統(tǒng)的設(shè)計(jì)變得更加輕松。氮化鎵基MIMO天線功耗可降低40%。下圖展示的是鍺化硅和氮化鎵的毫米波5G基站MIMO天線方案，左側(cè)展示的是鍺化硅基MIMO天線，它有1024個(gè)元件，裸片面積是4096平方毫米，輻射功率是65dbm，與之形成鮮明對(duì)比的，是右側(cè)氮化鎵基MIMO天線，盡管價(jià)格較高，但功耗降低了40%，裸片面積減少94%。GaN適用于大規(guī)模MIMO。GaN芯片每年在功率密度和封裝方面都會(huì)取得飛躍，能比較好的適用于大規(guī)模MIMO技術(shù)。當(dāng)前的基站技術(shù)涉及具有多達(dá)8個(gè)天線的MIMO配置，以通過簡(jiǎn)單的波束形成算法來控制信號(hào)，但是大規(guī)模MIMO可能需要利用數(shù)百個(gè)天線來實(shí)現(xiàn)5G所需要的數(shù)據(jù)速率和頻譜效率。大規(guī)模MIMO中使用的耗電量大的有源電子掃描陣列（AESA），需要單獨(dú)的PA來驅(qū)動(dòng)每個(gè)天線元件，這將帶來的尺寸、重量、功率密度和成本（SWaP-C）挑戰(zhàn)。這將始終涉及能夠滿足64個(gè)元件和超出MIMO陣列的功率、線性、熱管理和尺寸要求，且在每個(gè)發(fā)射/接收（T/R）模塊上偏差小的射頻PA。MIMOPA年復(fù)合增長(zhǎng)率將達(dá)到135%。預(yù)計(jì)2022年。根據(jù)晶體管的增益斜率和放大器增益要求，確定待綜合匹配網(wǎng)絡(luò)的衰減斜 率、波紋、帶寬，并導(dǎo)出其衰減函數(shù)。
寬帶性能一致性差，諧波性能也較差。采用普通結(jié)構(gòu)變壓器級(jí)聯(lián)lc匹配實(shí)現(xiàn)功率合成和阻抗變換的pa，采用變壓器及其輸入輸出匹配電容，輸出級(jí)聯(lián)lc匹配濾波電路。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是諧波性能好，可以實(shí)現(xiàn)寬帶一致的阻抗變換；缺點(diǎn)是寬帶性能一致性和插損之間存在折中，高頻點(diǎn)插損較大。在本發(fā)明實(shí)施例中，通過增加輔次級(jí)線圈可以在不影響初級(jí)線圈和主次級(jí)線圈的前提下增加輸入到輸出的能量耦合路徑，減小耦合系數(shù)k值較小對(duì)阻抗變換的影響。根據(jù)初級(jí)線圈和主次級(jí)線圈的k值等參數(shù)，選擇合適的輔次級(jí)線圈的大小和k值可以有效提高功率合成變壓器的阻抗變換工作頻率范圍，降低功率合成變壓器損耗。此外，將功率合成變壓器的主次級(jí)線圈和輔次級(jí)線圈以及匹配濾波電路協(xié)同設(shè)計(jì)，能夠進(jìn)一步提高射頻功率放大器的寬帶阻抗變換和濾波性能。為使本發(fā)明的上述目的、特征和有益效果能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。本發(fā)明實(shí)施例提供了一種射頻功率放大器，參照?qǐng)D1。在本發(fā)明實(shí)施例中，射頻功率放大器可以包括：功率放大單元(powercell)、功率合成變壓器以及匹配濾波電路。在具體實(shí)施率放大單元可以包括兩個(gè)輸入端以及兩個(gè)輸出端。射頻功率放大器的主要技術(shù)指標(biāo)是輸出功率與效率，提高輸出功率和效率,是射頻功率放大器設(shè)計(jì)目標(biāo)的中心。浙江使用射頻功率放大器咨詢報(bào)價(jià)
交調(diào)失真有不同頻率的兩個(gè)或更多的輸入信號(hào)經(jīng)過功率放大器而產(chǎn)生的 混合分量由于功率放大器的非線性造成的。射頻功率放大器制定
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種射頻功率放大器及通信設(shè)備。背景技術(shù)：在無線通信中，用戶設(shè)備需要支持的工作頻段很多。尤其是第四代蜂窩移動(dòng)通信(lte)中，用戶設(shè)備需要支持40多個(gè)工作頻帶(band)。而寬帶功率放大器(poweramplifier，pa)的性能會(huì)隨著工作頻率變化，難以實(shí)現(xiàn)很寬的功率頻率范圍。lte工作頻率一般分為低頻段(lb，663mhz～915mhz)，中頻段(mb，1710mhz～2025mhz)，高頻段(hb，2300mhz～2696mhz)。lte射頻前端也包含lb、mb、hb三個(gè)pa，每個(gè)功率放大器支持一個(gè)頻段，需要三個(gè)寬帶pa。尤其是lb的相對(duì)頻率帶寬，pa很難在整個(gè)頻段內(nèi)實(shí)現(xiàn)高線性和高效率，在設(shè)計(jì)的過程中會(huì)存在線性度和效率和折中處理，同時(shí)頻段內(nèi)的不同頻點(diǎn)的性能也不同。無線通信對(duì)發(fā)射頻譜的雜散有嚴(yán)格的要求。當(dāng)pa后連接的濾波器對(duì)諧波抑制較少因此要求pa的輸出諧波也較低。pa的匹配路同時(shí)要具有濾波性能。部分高集成的射頻前端芯片(如2g前端模組，nbiot前端模組)，要求pa的匹配濾波電路同時(shí)具有很高的諧波抑制性能，因此不需要再在pa后增加濾波器。設(shè)計(jì)一種寬帶功率放大器，在功率頻率范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)一致且良好的性能，成為寬帶pa的設(shè)計(jì)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。射頻功率放大器制定
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