CMOS射频功率放大器高效率和高线性度研究进展

CMOS工艺价格低廉且兼容基带工艺,是单片集成电路的理想材料。根据现代无线通信系统所采用的调制方式对功率放大器的性能要求,重点介绍了功率放大器的效率和线性增强技术,比较了相应技术间的优点和缺点,最后阐述包络放大器的发展趋势及其在LTE(4G)的应用。     

射频功率放大器在5G中的研究进展

射频功率放大器是射频前端的关键模块,而5G高频段采用毫米波功放是主要发展趋势。5G面对移动互联网等多种业务的激增,对射频功率放大器的性能及工作环境提出了更加苛刻的要求。因此,对射频功率放大器在毫米波下的研究与了解有着重要的应用意义。文中重点介绍了Doherty技术和线性度优化技术,并阐述了射频功率放大器在5G中的应用趋势。     

CMOS射频功率放大器的设计方法

使用主流的CMOS工艺设计高效率、高增益和一定输出功率的射频功率放大器仍然是无线通信片上系统面临的主要挑战之一。本文简述了CMOS射频功率放大器的研究热点和设计难点,重点讨论了负载线匹配、线性区扩展和功率效率增强等关键技术,并提出了一种改进型的包络消除与恢复(EER)的线性扩展法,能满足宽带通信系统的功率放大需要。     

面向5G通信的射频关键技术研究

在信息化时代,移动通信技术的更新速度也在日益加快。5G通信系统的应用发展将对通信技术研究起到明显的促进作用,因此相关研究人员应积极加强对5G通信领域的研究工作,充分挖掘和发挥5G通信关键技术的独特优势。本文主要围绕面向5G通信射频关键技术进行探讨,并对同频全双工通信技术及毫米波频段通信技术展开了研究分析。     

基于开关多模式的Doherty射频功率放大器设计

在工作频率为2.4 GHz的背景下,基于所设计的Doherty功率放大器,设计了一种改进的多模开关控制和包络跟踪调制的Doherty功率放大器。设计中使用的电子管是Renesas的GaAs晶体管NE6510179A。设计的Doherty峰值输出(32.0 dBm)时功率附加效率达到27.2%,回退6 dB时的功率附加效率为27.0%。在与搭建的包络跟踪模型级联改进后,新结构对低输出功率的功率附加效率有一定程度的改善,在中高输出功率部分的线性度有较大的改善。     

5G/B5G毫米波网络TCP传输性能分析

5G/B5G移动通信系统的高带宽、高可靠性和低延迟的通信需求需要更多新技术的支持.毫米波由于其丰富的频谱资源和极高的带宽容量而成为5G/B5G移动通信系统的研究热点之一.不同于以往由有线网络主导的互联网架构,如今的移动互联网已经成为无线接入网和高速核心网的融合.但是目前对毫米波端到端通信传输性能的研究工作还相对较少,而且多采用仿真实验.本文利用真实网络设备,通过开展真实网络环境下的实验,对毫米波链路基本传输性能和5G/B5G毫米波网络端到端通信系统中TCP传输性能进行测量分析,研究5G/B5G毫米波网络传输过程中的链路瓶颈,为设计毫米波端到端网络传输协议,提高网络传输吞吐率奠定基础.     

一种1V 2.4G CMOS高线性度混频器

本文提出了一种低电压、高线性度CMOS射频混频器.在LC折叠式共源共栅结构中,通过并联一工作在弱反应区的辅助MOS管的方法来改善线性度.在1V的工作电压下,采用TSMC0.18μm射频CMOS工艺仿真表明,该方法在基本不影响混频器其它参数如增益、功耗、噪声的条件下ⅡP3提高了6dB.     

基于5G毫米波的小区发现方法研究

5G毫米波技术提供了丰富的频率资源和高吞吐量,但由于其严重的路径损耗和穿透损耗,在完成小区搜索和同步过程时,毫米微波蜂窝系统必须引入高定向波束赋形传输技术。基于改善定向传输过程中的时延问题,采用了一种基于传统算法的改进小区发现算法,该算法通过控制面与用户面平面分割的混合网络架构,利用背景信息改进小区发现过程,有效降低时延。通过MATLAB模拟仿真试验得出实验结果 :通过改进算法的传输时延比传统算法降低40%。     

5G毫米波大规模MIMO阵列失效特性分析

大规模MIMO阵列是第五代移动通信(5G)的关键技术之一.然而,阵列在经历了长时间工作之后,会出现部分通道失效的情况,从而对大规模MIMO阵列的辐射性能造成不同程度的影响.本文针对5G毫米波大规模MIMO阵列中不同数量通道失效以及失效通道处于不同失效状态时的辐射特性进行了系统的仿真与实验研究,并在此基础上对MIMO阵列...     

应用于移动手机的SOI线性射频功率放大器的设计

主要研究采用IBM公司SOI 0.18μm CMOS工艺设计应用于1.95 GHz WCDMA发射机的全集成线性功率放大器的设计方法。电路采用三级AB类放大器级联结构,模拟结果显示,在工作电压为2.5 V的情况下,CMOS射频功率放大器工作稳定,1 d B压缩点输出功率约为30 d Bm,增益约为28 d B,最大功率增加效率(PAE)约为42%。     

CMOS stacked folded differential structure power amplifier for high power RF application

This article describes the feasibility of a Power Amplifier (PA) in 0.13 μm CMOS technology from STMicroelectronics for high power applications. To obtain a high output power with a good linearity, a new topology called Stacked Folded Differential Structure (SFDS) is proposed. It allows obtaining similar power performances to a PA with DAT in a lower die area. This PA provides 23 dBm of maximum output power (P_max) with 20% of power added efficiency (PAE) at 1.95 GHz. The linear gain is equal to 11 dB and the output power at 1 dB compression point (OCP₁) achieves 21 dBm. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. Int J RF and Microwave CAE, 2010.     

面向5G毫米波通信的波束选择机制

针对5G下行多用户多输入多输出(MIMO)系统,在毫米波频率下工作,并且在Sub-6 GHz系统的辅助下进行波束选择的问题,首先分析毫米波大规模MIMO系统以及Sub-6 GHz系统的波束选择模型,从Sub-6 GHz系统中获取空间信息,对其采用对数加权的方式并将其应用于毫米波波束选择中;在此基础上,采用启发式贪心算法进行波束选择,此算法可以匹配出最强的波束,算法复杂度低,性能一般.为了给所有用户和波束进行最大最优的匹配,提出了基于匈牙利算法的波束选择,通过将波束选择建模为二部图上的最大权匹配进行波束选择,此算法的计算复杂度稍高,性能较好.     

太赫兹片上集成放大器研究进展

针对当前太赫兹科学与技术发展的状态和瓶颈问题,重点讨论太赫兹电路中的核心部件——片上集成放大器的研究进展情况。根据太赫兹芯片设计和加工不同基底材料,比较了磷化铟和砷化镓制成化合物太赫兹放大单片与体硅和锗化硅制成的硅基片上集成放大器两大类,并对不同材料体系下的电路拓扑和指标进行了分析和总结。     

射频宽带功率放大器设计

针对软件无线电台的特点与要求,研制了一款射频宽带功率放大器。首先,判别功率管的稳定性,基于S参数的设计方法,对功放的输入输出匹配电路进行设计和仿真优化。最终使该款功率放大器测试结果达到设计要求。     

一种适用于射频数字功放的量化策略

为了提升射频数字功放整体效率,需要降低前端△∑调制器(DSM)输出的平均切换频率,以减少功放的切换损耗。基于滞环比较思想在DSM中提出了一种可变门限量化策略,并通过理论和仿真分析了该策略下DSM输出的平均切换速率以及带内SNR性能。结果表明,采用所提出的量化策略,在带内SNR减少有限的情况下,能够有效降低DSM输出的平均切换频率。     

射频功放建模及其延时匹配的研究

介绍了记忆多项式模型结构,使用载波频率为2.14 GHz、带宽5 MHz的单载波3GPPFDD WCDMA信号作为测试信号,经过一个额定输出功率为8 W的射频功率放大器,并采用基于查找表的记忆多项式方法对其建模.采用了快速的延时匹配算法,有效抑制了延时估计偏差及输入输出信号相位幅度的改变对建模的影响.     

基于神经网络的射频功放行为模型研究*

摘要：为了设计和优化高线性功率放大器,在系统级仿真中,构建功率放大器精确的行为模型是极为重要的。本文在ADS中基于飞思卡尔半导体芯片MRF5P21180进行功放电路设计,运用BP和RBF以及在这两种网络的基础上所提出的级联模型BP-RBF对从设计的功放中提取出的电压数据进行MATLAB拟合仿真,通过电压均方根误差（RMSE）大小的比较进行模型精确性的验证,训练次数多少及收敛时间长短进行模型训练速度的对比,最终得出BP-RBF较其他两种模型有更好的拟合功能,对于射频功放行为模型的研究具有重要的参考价值。     

Design and characterization of millimeter wave planar reflectarray antenna for 5G communication systems

This work provides design and characterization of millimeter wave reflectarray antenna based on unit cells as well as periodic reflectarray design at 26 GHz. Diverse unit cell design configurations have been investigated based on simulations and scattering parameter measurements for feasibility of designing an optimum performance 5G reflectarray antenna. It has been demonstrated that the rectangular patch element provided minimum reflection loss of 1.02 dB and maximum bandwidth of 560 MHz. However, the phase error for rectangular patch element was observed to be 80°, which is much higher as compared to 10° and 13° in the case of rectangular ring and circular ring elements respectively. Periodic reflectarray antennas were also designed with main beam focused at 40° in the azimuth plane achieved with tilted array instead of using an offset feed. Radiation pattern measurements were carried out for further characterization where a maximum gain of 26.7 dB was provided by reflectarray designed with circular ring elements with variable radius. On the other hand, rectangular patch element array provided higher 1 dB gain drop bandwidth of 13.6% as compared to circular ring element reflectarray, which demonstrated a bandwidth of 13.1%. However, side lobe levels were observed to be higher at ?18.4° for rectangular patch element reflectarray as compared to ?19.4° in the case of circular ring elements based reflectarray antenna.