双频功放在CDMA和WCDMA设备上的应用

文章摘要： CDMA/EVDO及WCDMA/HSPA是3G部署范围最广泛的两种技术。此两种技术取决于码分多址（CDMA）数字无线技术，使许多用户可以有效地利用同一块射频频谱中的语音和数据通讯。CDMA是种依靠独特的“切代码”分配给每个用户的扩频射频通信，以区别在相同RF频谱的其他使用者。频谱扩充提高了信道容量，并允许多个用户使用运营商的完整带宽。CDMA/EVDO网络运营商使用1.25MHz，而WCDMA/HSPA网络利用更广泛的5MHz。数据传输率还可以在无线网络中进一步增加高阶调制，以提供更好的用户体验与无线数据。 多频段CDMA和WCDMA手机需要更大的射频设计工作，以

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        CDMA/EVDO及WCDMA/HSPA是3G部署范围最广泛的两种技术。此两种技术取决于码分多址（CDMA）数字无线技术，使许多用户可以有效地利用同一块射频频谱中的语音和数据通讯。CDMA是种依靠独特的“切代码”分配给每个用户的扩频射频通信，以区别在相同RF频谱的其他使用者。频谱扩充提高了信道容量，并允许多个用户使用运营商的完整带宽。CDMA/EVDO网络运营商使用1.25MHz，而WCDMA/HSPA网络利用更广泛的5MHz。数据传输率还可以在无线网络中进一步增加高阶调制，以提供更好的用户体验与无线数据。

        多频段CDMA和WCDMA手机需要更大的射频设计工作，以提供足够的输出功率并确保线性度和效率在每个频带的正常运作。设计通常包括一个功率放大器和有利每个频段的双工，RF滤波器和开关，以配合多个射频输入至单一的天线。为了降低多频段手机设计的复杂性，ANADIGICS研发了双频CDMA和WCDMA功率放大器模块。通过在单一封装中集成两个功率放大器模块，和之前使用两个单独功率放大器的DC和RF信号线设计相比，可有效减少电路板面积。本文将描述双频功率放大器模块在CDMA/EVDO和WCDMA/HSPA手机设计的典型应用。

        ANANDIGICS的AWT6221曾荣获由中国产业信息部颁发的信息化应用、通信技术创新优秀成果奖。
 
        和一般标准的功率放大器相比，AWT6221双频功率放大器大幅降低平均电流功耗高达75％，并增加高达25％的通话时间。

        ANADIGICS的HELP3功放，比如AWT6221功率放大器采用了该公司独有的InGaP - Plus技术，在同一BiFET晶圆片中，集成了HBT及pHEMT设备。通过可选的偏置模式， HELP3功率放大器在低范围和中端输出功率水平中呈现了最佳的效率。智能偏置电路的AWT6221降在低功率水平中可降低电流功耗至8mA。通过集成两个独立的功放链，超迷你AWT6221在这两个频段中提供卓越的性能，并节省印刷电路板面积，见图1。

 

图1. AWT6221参考设计
 
        AWT6221是为双频段WCDMA/HSPA的手机UMTS频段2(824-849MH)和频段5(1850 MHz到1910MHz）而开发的。3GPP技术规范了用户设备第3级的功率,必需达到或超过这些最低性能水平：
        最大输出功率: +24dBm +1/-3 dBm
        邻道泄漏功率比(ACLR) +/- 5MHz: -33dBm
        邻道泄漏功率比(ACLR) +/- 10MHz: -43dBm
最大谐波排放指定的频率:
        30—1000MHz: -36dBm/100kHz之间
        1—12.75GHz: -30dBm/1MHz之间
        869 —894MHz: -60dBm/3.84MHz之间
        1930—1990MHz: -60dBm/3.84MHz之间
        2100—2170MHz: -60dBm/3.84MHz之间

        大部分CDMA和WCDMA网络的频分双工系统，允许不同的射频频段分配给上行链路（从移动到基站）和下行（从基站到移动）同时间联系。双工器用于移动设备以允许UL和DL利用单一的天线。UMTS频段2中 ，我们选择Avago科技的微型FBAR双工高Q反应的ACMD - 7403。针对Band 5，我们选择Epcos低损耗SAW双工的B - 7663。该参考设计还包括CP402A薄膜功率方向耦合器的耦合AVX,为许多顶级3G芯片组提供所需的射频功率。

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        对于任何功率放大器，输出阻抗在运作上有重大影响，并强烈的影响了转移到天线，线性（ ACLR ）和运作效率的功率。像ANADIGICS厂商的功率放大器可帮助工程师做好权衡这些负载牵引信息。最佳输出阻抗会被其他射频链元件特点所影响，如双工器和交换机并不总是50Ω。变异频率双工特征频段内的优势及运作温度，在发展良好的WCDMA射频设计中特别具挑战性，见图5、图6。

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