930-960MHz GSM基站功率放大器设计+PCB图(7)
总之, LDMOS器件的性能比双极晶体管优越而价格却比GaAs器件低得多，硅LDMOS技术为性能/价格比要求十分严格的个人通信系统基站提供了理想的低成本解决方案。LDMOS已经成为生产低成本基站功放的最佳射频功率器件，其必将使我们设计的大功率放大器的性能指标得到大大的改善。
2.5 小结
本章着重对固态功率放大器的线性问题进行了详细的探讨与说明，首先介绍了功放的几种常用线性化方法：功率回退法、预失真法、负反馈法以及前馈法，并比较了它们之间的差别以及优劣；其次就最近国外学者提出的正交平衡结构放大器对非线性频率的抑制特性进行了深入的探讨，并证明了该种放大器不能改善三阶交调的事实；最后对基站功放所采用的RF LDMOS功率器件的特性进行了说明，该章的内容主要是对一些文献的阅读的综述和分析，同时也为功放的设计做了一些理论方面的铺垫。
第三章 功放的仿真与设计
本论文的主要任务是设计930MHz-960MHz GSM基站功率放大器。
GSM基站功率放大器的具体指标要求如下：
工作频带：930～960MHz
典型增益：15±1dB
可调增益范围：0～7dB（步进1dB）
增益平坦度：±1dB
输入功率：20dBm
1dB压缩点输出功率：≥48dBm
三阶交调：≤-40dBc（Δf=1MHz，双音信号输出功率10W）
杂散：≤-36dBm
驻波比：≤1.4
工作温度：0～55ºC
3.1功率放大器的设计方法
功率放大器属于大信号放大器，在设计方法上与低噪声小信号放大器有着很大的区别。通常有三种设计方法:①大信号S参数法 ②阻抗共轭匹配法 ③负载牵引法。为了便于后面的论述，在此先对这三种大信号功放设计方法[28,29]做一个简单的介绍：
1.大信号S参数法：小信号S参数只决定于管子的直流工作点和工作频率而与输入功率无关。但功率加大后，S参数还与输入电平有关。对于在较大功率情况下，仍能运用在甲类和准甲类状态的管子，当输入为正弦信号时，其输出波形仍然很接近于正弦，因此可以用通常的S参数去描述这个等效线性系统的大信号特性。S参数一经引入，微带功率管放大器的设计与小信号情况下的设计就没有显著区别了，大信号S参数设计法的一个最大优点就是可以预估功放的稳定性。
2.输入输出阻抗共轭匹配法：这种设计方法源于动态阻抗法，所谓动态阻抗，就是将晶体管与信号源、调配器、功率计等构成一简单测试系统，在一定频率及输入电平下，调整工作点及调配器，使输出功率最大、同时效率又较高（偏置电流较小），则称为最佳负载阻抗。然后用共轭替代法测出晶体管在此状态下的输入、输出阻抗，以此作为设计人员进行匹配电路的源、负载阻抗共轭匹配的依据。该种方法的缺点是无法预见功放的不稳定性，另外这种方法也不能预估功放的非线性。
3.负载牵引法：如果有条件建立完善的测试系统，则可在实际微波功率输入情况下改变负载，获得负载变化时功率管负载特性和非线性负载特性。前者可以在史密斯圆图上面绘出一族等输出功率线，而后者绘出一族等三阶交调线。当负载值沿等三阶交调线变化时，放大器的输出功率不同。在等输出功率线与等三阶交调线的切点处，输出功率最大，因此这个点就是最佳负载点，所有最佳负载点的连线称为最佳负载线。于是，可以根据功放的输出功率、三阶交调系数以及增益等指标，找出其最佳负载阻抗，算出所要求的相应输入端信源阻抗。然后应用计算机拟合法设计输出、输入匹配网络。负载牵引法有利于设计线性功放，但是测试条件复杂。