InGaP/GaAs HBT工艺的F类功率放大器设计：提升LTE性能

"本文主要探讨了一种针对LTE应用的功率放大器设计，旨在提升其性能。采用InGaP/GaAs HBT工艺构建了两级F类功率放大器，结合三阶交调失真消除技术、级间谐波抑制网络以及带温度补偿的有源偏置电路，以实现高线性度和高效率。功率放大器在3.4 V的工作电压下，2.35 GHz频率下表现出优异的性能，如27.5 dB的增益，30 dBm的1 dB压缩点，46%的最高效率，以及在28 dBm平均输出功率下-38.4 dBc的无线接入邻道泄漏率和38%的功率附加效率。" 在4GLTE通信系统中，传统的CMOS工艺功率放大器难以满足高线性度、高效率等要求，因此转向InGaP/GaAs HBT工艺成为设计射频功率放大器的优选方案。这种工艺能够提供高频、高效率、低噪声和低功耗的特性，非常适合于LTE应用。 文中提到的功率放大器设计中，三阶交调失真消除技术是提高线性度的关键。三阶交调失真是衡量功率放大器非线性性能的重要指标，它会导致信号频谱污染，影响通信系统的性能。通过优化偏置条件，可以有效降低这一失真现象。文献中提到了Volterra级数展开法来分析和减少IMD3，这是一种有效的理论工具，通过调整各级偏置电阻或设置合适的偏置条件，可以进一步改善功率放大器的线性度。 同时，级间谐波抑制网络的作用在于减少不同级之间的谐波干扰，提高整体系统的谐波性能。有源偏置电路则引入了温度补偿功能，确保在不同环境温度下，功率放大器的性能保持稳定，这对于移动设备尤其重要，因为它们经常面临各种温度变化。 F类功率放大器的使用是提高效率的关键。F类放大器利用特定的负载调谐和驱动方式，使输出功率在不失真的条件下接近理论最大值，从而提高了功率转换效率。在实际测试中，该功率放大器在2.35 GHz频率下达到了46%的最高效率，这对延长电池寿命和降低系统能耗具有重要意义。 无线接入邻道泄漏率(ACLR)是衡量系统是否符合标准、防止干扰相邻频道通信的重要指标。文中提到的功率放大器在28 dBm平均输出功率下，ACLR达到了-38.4 dBc，这表明其具有良好的邻信道抑制能力，能够保证通信质量。 该设计通过综合运用多种技术和理论方法，成功地实现了适用于LTE应用的高性能功率放大器，对于提高通信系统的整体性能和能效具有显著贡献。