面向直放站通信的射频功放模块

2022-10-01
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随着无线通信市场的迅猛发展,未来用户越来越希望随时随地可以进行高质量通信。几乎所有的移动通信服务商开始在郊区、建筑物内部及地下室等信号难以覆盖的区域设置直放站,以便最大限度地满足各种用户的通话服务需求和应用。


当前国内移动网络运营商对直放站的需求仍然保持上升趋势。近期移动,电信和联通不断进行直放站的招标,客户可以在不进行更换手机号码的情况下进行转网,使运营商之间竞争逐渐加剧,同时运营商在成本效益、增加投资回报以及业务收入方面所承受的压力日增,迫使运营商们在未来几年时间里加大对无线覆盖解决方案的投入,以改善其网络服务质量,获取更多用户的支持,从而增加业务收入,提高用户满意度。

 

直放站(图1)优点主要体现在如下几个方面:

(1)使用直放站投资较低;

(2)覆盖更为灵活,多个直放站可以组织成多种覆盖形式;

(3)由于不需要土建和传输电路的施工,建网迅速。


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图1  直放站和射频功率放大器

 

直放站由天线、射频双工器、低噪声放大器、混频器、电调衰减器、滤波器、功率放大器等元器件或模块组成,包括上、下行两种放大链路。(图2)


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图2  直放站的系统框图

 

射频功放是直放站系统中不可或缺的组成部件,为了整机系统的可兼容性,射频功放设计成模块安装在整机中。射频功放的特点是功率高、发热量大,将模块安装到整机中,对散热方式提出了更高的要求。将射频功放模块安装到整机盒体上,整机盒体相当于散热器,功放模块将热量传导到整机盒体上。因此对功放模块的常温性能、高低温的性能、可靠性等提供更高的要求。


一、直放站射频功率放大器模块发展趋势

「日益小型化」:随着无线通讯新标准、新技术的不断发展,无线通信系统朝着宽带化、多模化、集成化等方向不断演进,在无线通信系统中射频功率放大器模块占有极其重要的作用,这要求提高射频功放模块的各种性能,比如降低成本、减少尺寸与重量、良好的线性度、高输出功率。此外,在无线通信设备中,射频功放的能耗占到总能耗的60%左右,因此,大带宽、高效率、小体积、轻重量的射频功率放大器成为了未来移动运营商降低运营成本、实现绿色节能最为有效的手段。


二、射频功率放大器介绍及技术优势(图3)

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图3  功放模块及DPD校正后性能

 

技术优势:

「可靠性高」:功放模块采用的是功率管软焊的工艺,使功率管的热快速的散发到外部的散热片中,保证功放模块自身的温度在一个允许的范围内工作。

「高效率」:功放模块采用Doherty线性化技术,与DPD及技术相结合,实现大带宽、高效率和高线性。

「载波带宽」:功放模块支持20MHz / 40MHz 的载波带宽,不需要额外进行匹配。

「工作频率范围宽」:功放模块的频率范围有如下可选:800MHz、900MHz、1800MHz、 2100MHz、2600MHz、3500MHz、4900MHz。

「实时监控功能」:功放模块通过和数字通信板的特有协议,可以实时读取功放模块的状态,如功率、温度、电流等,方便用户进行运营维护。

「双工方式」:FDD/TDD模式,可以搭配DPD算法进行工作。

「定制开发」:支持客户不同工作频段、发射功率以及不同尺寸和接口的定制化开发和个性化开发。

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