基于MHVIC2115的射頻功率放大器設計

　　0 引 言

　　各種無線通信系統的發展，如GSM，WCDMA，TD—SCDMA，WiMAX和Wi—Fi，大大加速了半導體器件和射頻功率放大器的研究進程。射頻功率 放大器在無線通信系統中起著至關重要的作用，它的設計好壞影響著整個系統的性能，因此，無線系統需要設計性能良好的放大器。不同的通信標準中，對放大器的 性能指標要求又不一樣。歐洲WCDMA作為3G移動通信主流標準之一，所以對其放大器的研究設計具有很強的工程意義。很多器件廠商針對WCDMA標準，生 產出各自的射頻功率管。本文采用飛思卡爾半導體公司的MH—VIC2115功率管對其放大器進行設計，利用Advanced Design System軟件進行輸出匹配電路仿真。

　　1 射頻功率放大器設計

　　1.1 MHVIC2115介紹

　　MHVIC2115作為寬帶集成電路，用于基站功率放大器的設計。這個器件采用飛思卡爾最新高壓LD—MOS技術，內部集成了三級放大模塊。其工作頻率為 1 600～2 600 MHz，而WCDMA的工作頻段為2 110～2 170 MHz，能滿足設計要求。MHVIC2115既可用于輸出級放大器設計也適合驅動級設計。本文設計一個驅動級放大器，其增益大于30 dB，增益平坦度為±0.3 dB，P1dB為15W，工作電壓為28 V。因為MHVIC2115為三級集成功率管，其柵極偏置有VGSl，VGS2，VGS3，如圖1所示。

　　確定使用MHVIC2115器件后，必須對其輸入輸出進行匹配，滿足一定的帶寬、駐波比等要求。考慮到MHVIC2115內部集成了輸入匹配電路，所以輸入 端口直接接50Ω的微帶線。而器件的輸出端并沒有匹配到50 Ω，需要設計相應的輸出匹配電路用來完成器件輸出端口與端接負載間的匹配。為了獲得最大輸出功率或效率，輸出匹配電路把最佳負載匹配到50Ω。

　　1.2 MHVIC2115原理圖

　　參考廠商的datasheet中的原理圖，用Protel畫出相應的原理圖，如圖2所示。

　　這里對參考設計進行了改進，廠商的參考資料中的柵極偏置VGSl，VGS2，VGS2使用不同的電源端口，而本文使用電位器來調節不同偏置電壓，使用同一個 電源VGS。這對于測試來說是非常有利的，可以減少使用直流電壓源的個數，方便調試。需要注意的是，Protel中微帶線無法表示，這里只用普通的導線來代替。