蓝狮注册_1.9GHz基站前端射频LNA仿真与实现

1.9GHz基站前端射频LNA仿真与实现

作者:
时间:2009-08-05
来源:网络
收藏

很多情况下,因为基站与移动设备不平衡连接的缘故,从基站到移动设备的信号强度和传输距离都要超过移动设备向基站的反向传输,并且由干天线与基站间的反馈损耗,使得这种不平衡性变得更大。为了改善这种不平衡性,扩大基站接收的覆盖面,最直接的解决方案是加装塔装放大器tma或masthead放大器。而tma中最重要的模块lna(如图1所示)对接收的信号具有选频功能,并把选频后的信号进行低噪声放大,使系统灵敏度增强,覆盖半径增大。
  
 

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/157916.htm

  1 lna的设计
  1.1 lna结构选择
  通常,在lna的设计中主要考虑低噪声系数(nf)、足够的增益(g)和绝对的稳定性。对于本文tma放大器中lna设计的实际技术规范要求如表1所示。同时要求所使用的lna结构满足良好的输入输出匹配,保证lna的稳定性,兼顾到功分/合路网络的低损耗、几何尺寸小,工作带宽内良好的相位和幅度匹配,足够的工作带宽(涵盖在1.95ghz左右),符合cdma标准上行频率。据此选择了以平衡结构为特征的lna结构(如图2)。这种平衡结构的重要特性是:它较单阶放大器的截点高出一倍,并以标准50Ω实现输入输出匹配,在某一路硬件失效时电路的冗余设计可保证系统的正常运行。但通常增益减少6db。
  

为使图2中的lna模块噪声系数、截点和增益达到表1中的各项指标,设计漏极电流id=60ma。同时,要求单个放大元件在此偏置点的工作性能达到优于表1的规范值。由于e-phemt元件atf-54143在电流id=60ma下,具有最佳的截点(ip3)和最小噪声系数fmin漏源极电压vds为3v时,具有稍高的增益;偏置是+5v稳定电压,所需单极性+3v电压更具有优势,因此选择其作为放大元件。
  
  1.2偏置及匹配网络的设计和源端接地电感处理
  1.2.1 偏置及匹配网络的设计
  
  atf-54143的偏置网络是根据元件的静态工作点和输入输出匹配网络设计得出。输入匹配网络则由元件的最佳噪声反射系数topt为主来决定,以求得噪声系数nf降到最小;输出匹配则要求共轭匹配,以求得最大功率输出,保证有足够的增益,两者都在smith图上实现输入输出至50Ω的匹配。首先,元件的偏置以电阻r1和r2(见图3)组成的分压器实现,分压器的电压取自漏极电压,并为电路提供电压负反馈,以维持漏极电流的恒定,r3为漏栅极的限压电阻。r1,r2,r3的计算值见式(1)。
  
 

  式(1)中,ids是所需漏极电流,ibb是流经r1和r2所组成的电压分配网络的电流,当ibb至少10倍于最大栅极漏电流时,其值可达到2ma,同时由vdd=5v,vds=3v,id=60ma,vgs=0.56v,得至r1=270dΩ,r2=1150Ω,r3=30.8Ω。
  
  电阻r4为低频阻性终端,使得电路工作在低频时能够提高其稳定性。电容c3则为r4提供了一个低频旁路通路,另外加入r5主要是给栅极加上一个限流功能(r5大约为10kΩ左右),当元件工作在p1db或psat点附近时,这种限流作用就尤为重要。
  
  因规范要求nf最大值只有1db,为实现放大器的最佳噪声匹配,网络采用高通阻抗匹配。放大电路原理图如图3所示,它的输入匹配网络由一个串联的电容c1和两个并联的电感l1和l2组成。因电路损耗将直接与噪声系数相关,这样l1和l2的高q值则变得非常重要。短路电感l1能够在低频端提供增益衰减,同时又与c1一起作为输入匹配阻抗的一部分,c1同时要作为直流隔断电容。l2还要为phemt做偏置电感,在栅极加入电压偏置,它要求有一个好的旁路电容c2。这个网络是对于低噪声系数、输入回波损耗和增益都加以兼顾考虑的方案,电容c2、c4保证带内的稳定性,低频端电阻r3、r4作为阻性终端以保证低频时系统的稳定性。输出高通匹配网络由c4和l3组成,分路电感l3的作用与l2相同,作为phemt管偏置载入电感,在漏极偏置。

  
  1.2.2源端接地电感处理
  
  提高lna的性能常通过控制源端电感l l1和l l2的大小实现,其量值一般只有十分之几纳亨。l l1和l l2实际上只是非常短的传输线,它们位于每个源端与地之间,作为电路的串联负反馈,其反馈量对于带内带外的电路增益、平稳性和输入输出回波损耗有着巨大的作用,在实际电路源端电感要做适量的调节。放大器pcb板的设计考虑到源端的电感量是变化的。当每个源端与微带相连时,沿着微带线的任何一点都可以连接到地端,要得到最低的电感值,只需在距元件源端最近的点上将源端焊盘与地端相连,并只有非常短的一段蚀刻。放大器的每一段源端蚀刻与相应的地端相连的长度大约有0.05英寸(是从源端边缘与其最近的第一个地过孔边缘间测得),剩余并末使用的源端蚀刻可切断除去。通常,过大的源极电感量值所带来的边缘效应表现为超高频端的增益值出现峰化及整体的合成振荡。为避免这种情况,在初始lna的设计原型阶段,尽量准确地确定源端电感的量值,并且仿真中也要调节源端电感量的大小,找出最优值优化lna性能。
  
  1.3线性和非线性仿真分析
  放大电路原理图如图3所示。模拟分析要以每个元件的模型来载人仿真软件ads。atf-54143的模块化文件是一个双端口s参数且为touchstone格式的文件,ads模拟软件中sparams_wnoise模板可以实现模拟控制。在系统稳定性前提下,当电路元件载入到模拟电路中时,电路越详尽则模拟结果就越精确,越精确的模拟结果为实际的放大器电路的布局提供更为精确的数据。传输线模型的实现可以用元件库中得到的各种微带线实现,并且片电容和片电阻的关联电感也都载人到模拟电路中,这时全部微带部分都可设置为厚度为0.31英寸、型号为fr-4的材料板上。
  
  混合耦合器2a1306-3的模型是基于四端口的touchstone线性s参数文件。它与微带线部分、电路平衡放大器的输入输出部分及负载阻抗构建起放大器的完整模块结构。运行模拟软件,就要给出系统的仿真结果宜,以表明所需结构的性能。模拟得到的nf、增益(g)、输入输出回波损耗结果如图4、图5、图6所示。这些图表示了lna在工作频率范围的性能。


上一页 1 2 下一页

关键词: 仿真 实现 LNA 射频 基站 前端 1.9GHz 射频
分享给小伙伴们:

评论

我来说两句……
验证码:

相关推荐

    • IGBT实现慢降栅压的电路 设计方案 实现 慢降 栅压 | 2009-07-06
    • 国产全新OS惊艳老外:界面似Win11 可运行安卓多应用 嵌入式系统 操作系统 Orange Pi Android 12.1 鸿蒙 Linux | 2022-11-24
    • 模拟电路PWM的实现 设计方案 模拟 电路 实现 | 2009-07-06
    • 低功耗射频器件- CC1111 视频 TI 射频 网络协议 CC1111F32 CC1111 | 2009-10-16
    • 如何在射频应用中实现超快速电源暂态响应 模拟技术 射频 超快速电源暂态响应 | 2022-10-31
    • 苹果iOS 16.1.5发布:引入了Matter配件,修复两大BUG 建议升级 消费电子 iOS 16.1.5 iOS 16.1 beta 5 Matter | 2022-10-25
    • PT100的前端电路 设计方案 PT100 前端 电路 | 2009-07-06
    • MSP430的无线射频应用 视频 TI MSP430 无线 射频 | 2009-10-19
    • 硬件工程师必读攻略-如何通过仿真有效提高数模混合设计性(下) 资源下载 硬件工程师 数模混合设计 仿真 | 2007-12-20
    • Matter 1.0正式发布-现实与期待是否一致? 物联网与传感器 Matter 1.0 | 2022-11-30
    • 射频和无线技术入门(第二版) 资源下载 射频 无线技术 RF | 2007-12-22
    • 无线射频识别技术(RFID)理论与应用 资源下载 RFID 射频 识别技术 | 2007-12-12
    • 百盛BS-2506-1型ATX开关电源(TL494) 电路 设计方案 百盛 BS-2506-1 开关电源 TL494 电路 | 2009-07-06
    • 利用PIC12C508单片机来实现加密狗技术[转帖] hpnet | 2002-05-19
    • Diodes公司将符合汽车规格的双通道译码器用于USB PD 3.1 SPR、PPS 和 QC 协定 模拟技术 Diodes 双通道译码器 USB PD 3.1 SPR PPS | 2022-12-14
    • KJZ2-1单相调功板电原理图 设计方案 KJZ2-1 单相 调功 板电 原理 | 2009-07-06
    • 硬件工程师必读攻略-如何通过仿真有效提高数模混合设计性(上) 资源下载 硬件工程师 数模混合设计 仿真 | 2007-12-20
    • HDMI 1.3规范 资源下载 High-Definition Multimedia Interface HDMI 1.3规范 | 2007-12-20
    • 仿真器概念及实现技术 jackwang | 2002-05-14
    • 过程控制演示 视频 ADI DAC AD5755-1 | 2012-06-18
    • 嵌入式图形界面GUI-1,需要的请排队! jackwang | 2002-05-21
    • Robei FPGA仿真工具视频教程 视频 FPGA 仿真 | 2012-02-22
    • 50-150W 高性能1/8砖类通信电源——VCF48_EBO-xxW(F)R3-N系列 电源与新能源 1/8砖 通信电源 金升阳 | 2022-11-30
    • TI Zigbee 射频芯片RF4CE 以及RemoTI 开发包 视频 TI Zigbee RF4CE Remo 射频 | 2009-10-16
    • 高通推出远距离紧凑型宏基站平台,助力成本高效的室外毫米波部署 手机与无线通信 高通 基站 | 2022-12-09
    • iOS 16.1更新 灵动岛支持第三方App实时动态 手机与无线通信 iOS 16.1 灵动岛 实时动态 | 2022-10-26
    • 马萨诸塞大学洛厄尔分校、ADI和ADI基金会携手共建全新射频/微波学习实验室 模拟技术 马萨诸塞大学洛厄尔分校 ADI ADI基金会 射频 微波 学习实验室 | 2022-11-10
    • vxworks下bsp制作教程(老站转) amine | 2002-05-28
    • 苹果iOS 16.1 和iPadOS 16.1 正式版会有哪些新功能呢? 消费电子 苹果iOS 16.1 iPadOS 16.1 | 2022-10-25
    • 用C语言进行面向对象编程(老站转) amine | 2002-05-28
  • 上一篇:浅析电信网络资源管理中GIS技术的应用
  • 下一篇:基于EPON技术的FTTx建设模式选择

焦点

更多>>

推荐视频

更多>>

技术专区

  • FPGA
  • DSP
  • MCU
  • 示波器
  • 步进电机
  • Zigbee
  • LabVIEW
  • Arduino
  • RFID
  • NFC
  • STM32
  • Protel
  • GPS
  • MSP430
  • Multisim
  • 滤波器
  • CAN总线
  • 开关电源
  • 单片机
  • PCB
  • USB
  • ARM
  • CPLD
  • 连接器
  • MEMS
  • CMOS
  • MIPS
  • EMC
  • EDA
  • ROM
  • 陀螺仪
  • VHDL
  • 比较器
  • Verilog
  • 稳压电源
  • RAM
  • AVR
  • 传感器
  • 可控硅
  • IGBT
  • 嵌入式开发
  • 逆变器
  • Quartus
  • RS-232
  • Cyclone
  • 电位器
  • 电机控制
  • 蓝牙
  • PLC
  • PWM
  • 汽车电子
  • 转换器
  • 电源管理
  • 信号放大器
0 Comments
Leave a Reply