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射頻功率分配器在國際化路上需產(chǎn)學(xué)研用
射頻功率分配器無處不在的無線技術(shù)為高集成度電路創(chuàng)造了市場需求，比如發(fā)信機(jī)、接收機(jī)，以及片上頻率合成器等。硅CMOS技術(shù)把這種集成變?yōu)榭赡?，然而射頻功率分配器卻是個(gè)例外，射頻功率分配器仍然是用非CMOS技術(shù)實(shí)現(xiàn)的典型。硅CMOS 功率放大器能夠同其它無線構(gòu)建模塊緊湊集成到一起是再理想不過了。下面就是一些CMOS PA設(shè)計(jì)方案。
功率放大器涉及到許多不同參數(shù)的分配，包括附加功率效率(PAE)、線性度、最大輸出功率、最大穩(wěn)定增益、輸入/輸出匹配、散熱和擊穿電壓。與許多RF組件設(shè)計(jì)技術(shù)一樣，這些要求常常彼此矛盾，例如，獲得較好的線性度往往以犧牲PAE指標(biāo)為代價(jià)。典型地，線性度用輸出三階截點(diǎn)(OIP3)、1-dB壓縮點(diǎn)(P1dB)、鄰道功率比(ACPR)AM-AM失真(AM/AM)以及AM-PA失真(AM/PM)來*估。線性度改善一般依賴使射頻功率分配器輸出功率遠(yuǎn)離其飽和輸出電平來實(shí)現(xiàn)，而且為了滿足給定的線性要求，會(huì)消耗更多的直流功率。
盡管許多這類折衷擺在功放設(shè)計(jì)師者面前，放大器電路仍然在過去幾年里得到充分地研究，可以查閱到很多設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)人員能設(shè)計(jì)出大量有意思的結(jié)構(gòu)。為探究用硅CMOS制造功放的可能性，本文首先分析了單端CMOS 功放，然后是差分COMOS PA。本報(bào)告涉及兩種改善線性度的簡單結(jié)構(gòu)，并在對(duì)高效率E類和F類CMOS PA討論后得出結(jié)論。
相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)，單端AB類PA在大量應(yīng)用里有可靠表現(xiàn)，這種類型實(shí)際上是A類與B類設(shè)計(jì)結(jié)合的混合體。在一個(gè)A類功放中，功率三極管在百分之百的時(shí)間內(nèi)都不會(huì)出現(xiàn)偏置電流截止的情況。典型地，一個(gè)A類功放接近輸出最大功率，并有著突出的線性，盡管該方法的最佳理論效率只有50%。
射頻功率分配器的技術(shù)指標(biāo)包括頻率范圍、承受功率、主路到支路的分配損耗、輸入輸出間的插入損耗、支路端口間的隔離度、每個(gè)端口的電壓駐波比等。
1、頻率范圍。這是各種射頻/微波電路的工作前提，射頻功率分配器的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)與工作頻率密切相關(guān)。必須首先明確分配器的工作頻率，才能進(jìn)行下面的設(shè)計(jì)
2、承受功率。在大射頻功率分配器/合成器中，電路元件所能承受的最大功率是核心指標(biāo)，它決定了采用什么形式的傳輸線才能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)。一般地，傳輸線承受功率由小到大的次序是微帶線、帶狀線、同軸線、空氣帶狀線、空氣同軸線，要根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)來選擇用何種線。
3、分配損耗。主路到支路的分配損耗實(shí)質(zhì)上與射頻功率分配器的功率分配比有關(guān)。如兩等分射頻功率分配器的分配損耗是3dB，四等分射頻功率分配器的分配損耗是6dB。
4、插入損耗。輸入輸出間的插入損耗是由于傳輸線（如微帶線）的介質(zhì)或?qū)w不理想等因素，考慮輸入端的駐波比所帶來的損耗。
5、隔離度。支路端口間的隔離度是射頻功率分配器的另一個(gè)重要指標(biāo)。如果從每個(gè)支路端口輸入功率只能從主路端口輸出，而不應(yīng)該從其他支路輸出，這就要求支路之間有足夠的隔離度。
6、駐波比。每個(gè)端口的電壓駐波比越小越好。
射頻功率分配器通過在其導(dǎo)通門限處設(shè)置偏置，B類功放的效率得到改善，這個(gè)驅(qū)動(dòng)放大器的輸出會(huì)使末級(jí)功率放大器反復(fù)導(dǎo)通和截止，末級(jí)功率三極管在該時(shí)刻的效率達(dá)到50%，這樣，B類設(shè)計(jì)使效率可以提高到78.5%。
射頻功率分配器實(shí)現(xiàn)A類與B類方法的折衷。晶體管的偏置比其導(dǎo)通電壓略高，但晶體管自始至終都沒有完全導(dǎo)通。AB類功放典型地采用多級(jí)實(shí)現(xiàn)(圖1)以提高PAE，不只是為提高效率。在設(shè)計(jì)中，器件M1是驅(qū)動(dòng)FET，而M2是輸出級(jí)FET。輸入、輸出和中間級(jí)的阻抗匹配可以用L、T和Π型網(wǎng)絡(luò)來完成。射頻功率分配器漏極到柵極反饋常用在AB類功放設(shè)計(jì)里來改善穩(wěn)定性；這種反饋還能簡化阻抗匹配。在這個(gè)專門的設(shè)計(jì)里，電阻R3和R5以及電容C2和C6是反饋元件。電阻R1和R2，電阻R4和R5構(gòu)成簡單的電阻驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)來對(duì)晶體管進(jìn)行偏置。通過采用不同的電阻分壓比，圖1的基本電路可以改換到其它多種PA結(jié)構(gòu)中，包括A類，B類和C類。
射頻功率分配器的功能是將一路輸入的衛(wèi)星中頻信號(hào)均等的分成幾路輸出，通常有二功分、四功分、六功分等等。射頻功率分配器的工作頻率是950MHz－2150MHz，大家想必對(duì)射頻功率分配器是再熟悉不過了。以上三個(gè)器件的用途和性能是完全不同的，但在日常使用中往往容易把名稱混淆了，使得人們?cè)谑褂弥腥菀桩a(chǎn)生困惑。衛(wèi)星電視接收系統(tǒng)中的多臺(tái)衛(wèi)星接收機(jī)，共用一面天線，幾面天線共用一臺(tái)衛(wèi)星接收機(jī)，以及兩臺(tái)以上衛(wèi)星接收機(jī)和兩面以上天線共用，它們之間的連接除了依靠電纜之外，射頻功率分配器主要是靠切換器的組合編程來實(shí)現(xiàn)的。 射頻功率分配器是接多個(gè)衛(wèi)星接收機(jī)用的。如果一套天線要接多個(gè)衛(wèi)星接收機(jī)就要用射頻功率分配器。根據(jù)所接接收機(jī)的多少選用射頻功率分配器。如果接兩接收機(jī)就用二射頻功率分配器。接四接收機(jī)就用四射頻功率分配器。