基于ADS的基站功率放大器仿真實(shí)現(xiàn)(2)

2012年05月22日 09:05 來源:互聯(lián)網(wǎng) 作者:秩名 我要評(píng)論(0)

標(biāo)簽:功率放大器(2)仿真(228)基站(102)ADS(151)

  基站功率放大器的增益應(yīng)能滿足不同基站功率等級(jí)需要,根據(jù)上行鏈路中塔頂放大器的增益進(jìn)行調(diào)整,以達(dá)到上下行鏈路的平衡。在高增益方案中,信號(hào)增益可用S 參數(shù)仿真dB(S (2, 1) ) 來衡量。圖4為放大器的增益仿真結(jié)果,能夠看到在整個(gè)工作頻率范圍內(nèi)都符合增益大于16dB 的要求。

  

  圖4 S21(增益) 仿真結(jié)果

  4. 3 單音信號(hào)仿真電路與仿真曲線

  單音信號(hào)仿真是掃描功率的諧波平衡仿真,主要是得到ldB 壓縮點(diǎn)和放大器的功率附加效率曲線。圖5 是單音信號(hào)仿真電路圖,這里頻率設(shè)定為中心頻率1960MHz.

  

  圖5 單音信號(hào)仿真電路圖

  圖6 和圖7 為由以上電路原理圖仿真得到的輸入輸出功率關(guān)系和功率附加效率仿真結(jié)果,能夠看到當(dāng)輸入功率為31dBm 時(shí),P1dB即圖6 中的m2 輸出為45. 686dBm. 圖7 給出了功率附加效率在10%~ 50%范圍內(nèi)隨著輸入功率的變化曲線。由此可知輸出功率及效率達(dá)到了基站功放的要求。

  

  圖6 理想輸出功率和增益壓縮輸出功率曲線

  

  圖7 功率附加效率仿真結(jié)果

  4. 4 雙音信號(hào)仿真結(jié)果

  雙音信號(hào)仿真是測(cè)試放大器線性度的重要手段,它是將頻率相近的射頻信號(hào)輸入到放大器,利用諧波平衡法,得出放大器輸出信號(hào)中的三階互調(diào)失真分量與基波信號(hào)的相對(duì)關(guān)系。將輸入的雙音信號(hào)頻率分別設(shè)置為1958. 75MHz. 和1961. 25MHz的正弦信號(hào),則三階互調(diào)失真的頻率分別為1953.75MHz 和1966. 25MHz. 圖8 為雙音信號(hào)的仿真結(jié)果。由仿真結(jié)果可以計(jì)算出IMD3 為- 32. 68dBc.

  

  圖8 雙音互調(diào)仿真結(jié)果

  通過對(duì)比有關(guān)晶體管MRF19060N 的特性曲線和仿真結(jié)果可知,仿真結(jié)果和測(cè)量結(jié)果是一致的,但也存在一些微小差別。這主要是由于實(shí)際的器件和仿真模型不完全相同造成的。

  5 結(jié)束語

  文中針對(duì)基站功率放大器的輸出功率大以及良好的線性度、較高的性價(jià)比和高可靠性等要求,通過采用ADS 軟件的仿真和設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基站功率放大器的性能要求。這不但能夠擴(kuò)大基站覆蓋范圍,提高通信質(zhì)量,同時(shí)也節(jié)省了開發(fā)的成本。文中給出了仿真特性的電路圖和仿真后的特性曲線,同時(shí)對(duì)仿真曲線和實(shí)際測(cè)試的特性曲線進(jìn)行了比較,比較結(jié)果表明得到的仿真曲線和實(shí)際測(cè)試曲線是一致的,表明這種設(shè)計(jì)方法和步驟是可行的。可以有效地應(yīng)用于基站系統(tǒng)來提高基站的發(fā)射功率,使原有盲區(qū)范圍變小甚至實(shí)現(xiàn)無盲區(qū)覆蓋,達(dá)到改善通話質(zhì)量、提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。

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