帶寬容量 - 蜂窩電話功率放大器 天線接口的自適應(yīng)調(diào)諧

2011年08月25日 14:44 來源:電子設(shè)計(jì)應(yīng)用 作者: Mike Gaynor 我要評(píng)論(0)

可調(diào)諧匹配電路的帶寬容量

  其中所關(guān)注的第一個(gè)指標(biāo)是可調(diào)諧匹配電路的帶寬容量。出于兩個(gè)原因可確認(rèn)該指標(biāo)是重要的。第一個(gè)原因在于蜂窩接收機(jī)。盡管自適應(yīng)調(diào)諧是針對(duì)移動(dòng)設(shè)備的發(fā)射機(jī)工作的,但其不能降低接收機(jī)的性能。接收機(jī)工作于全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)應(yīng)用中的不同頻帶。第二個(gè)考慮是W-CDMA、WiMAX或WLAN等的寬帶調(diào)制應(yīng)用。

  如圖3所示,簡單的低成本單調(diào)諧元件匹配電路具有大的帶寬容量,該電路在理論上能同時(shí)覆蓋DCS 1800和PCS 1900頻帶,如圖3左上角的曲線所示。然而,實(shí)際上如圖3下面的兩個(gè)曲線所示,利用該單調(diào)諧元件匹配電路可以使完整的DCS或PCS頻帶上的回波損耗提高10dB。

  

 

  圖3 GSM高頻帶下的調(diào)諧電路回波損耗性能的改善

  這產(chǎn)生兩個(gè)主要結(jié)果。第一個(gè)結(jié)果上面已經(jīng)提到。該電路呈現(xiàn)出可處理寬帶寬信號(hào)的能力,即1.75GHz或1.88GHz處的100MHz信號(hào)。第二結(jié)果涉及方案實(shí)現(xiàn)??珙l譜所需的調(diào)諧區(qū)別不大。這意味著在切換或其他頻率變化過程中不需要手機(jī)對(duì)調(diào)諧電壓進(jìn)行大的調(diào)整,因此可顯著減少對(duì)控制環(huán)路動(dòng)態(tài)響應(yīng)的考慮。不需要考慮控制環(huán)路在進(jìn)行調(diào)整時(shí)會(huì)在部分突發(fā)過程中偏轉(zhuǎn)到較差的調(diào)諧電壓。

  圖4所示為GSM低頻帶的情況,盡管沒有必要,但在理論上可同時(shí)覆蓋完整的800MHz和900MHz頻帶。

  

 

  圖4 GSM低頻帶下的調(diào)諧電路回波損耗性能的提高

  雖然該低頻帶的性能提高低于高頻帶的性能提高,但仍然是有利的。然而,利用簡單的單調(diào)諧元件匹配電路可使完整的800MHz GSM或900MHz GSM頻帶的回波損耗性能提高超過5dB。而且,圖4中示出的金屬元件不是天線。在該情況中天線位于電話/塑料機(jī)殼內(nèi)部。該金屬元件是平衡-非平衡(BALUN)器件。BALUN可消除導(dǎo)線效應(yīng)或自導(dǎo)線輻射的電流。

  將天線置于面對(duì)遠(yuǎn)離頭部方向的手機(jī)頂部且將手放在手機(jī)上面時(shí),呈現(xiàn)出PA的所有可能阻抗。這些阻抗是在調(diào)諧過程中由施加到調(diào)諧元件的調(diào)諧電壓生成的所有可能阻抗。當(dāng)環(huán)路檢測到好的匹配條件時(shí),該環(huán)路將停止工作,因此該環(huán)路并未調(diào)諧到每個(gè)上述調(diào)諧電壓。此外,在切換時(shí)可能發(fā)生的跳頻過程中,相同條件下該環(huán)路將不會(huì)過度調(diào)節(jié)電壓。然而,在該條件下呈現(xiàn)給PA的最差情況是3dB的回波損耗。由于匹配電路在任何調(diào)諧電壓下均不會(huì)超過該值,因此該控制環(huán)路將不再呈現(xiàn)該最差阻抗。這不會(huì)影響商用功率放大器在所有相位角下能承受10:1 VSWR。此外,該控制環(huán)路可被設(shè)計(jì)為具有兩個(gè)環(huán)路動(dòng)態(tài)響應(yīng),可首先使用快速環(huán)路尋找好的回波損耗,隨后該環(huán)路可以切換到較慢的響應(yīng)。

  

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