無線基礎(chǔ)設(shè)施也是RFMD RF5633(2.2-3.8GHz)WiMAX功率放大器IC的目標(biāo)應(yīng)用。這款I(lǐng)C采用銦鎵磷化物(InGaP)異質(zhì)結(jié)雙極晶體管(HBT)技術(shù)，集成了一個(gè)三 級(jí)PA和功率檢測(cè)器。它提供2.5%的誤差向量幅度(EVM)，在3.4～3.6GHz和3.6～3.8GHz頻段的輸出功率分別為+28dBm和+27dBm。可對(duì)PA的偏置進(jìn)行控制以適應(yīng)22dB的增益步進(jìn)，從而提高系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍。RF5633提供34dB增益。

　　M/A-COM Technology Solutions公司新推出的一款0.5W HBT放大器主要針對(duì)蜂窩和WiMAX基站應(yīng)用。MAAM-009286覆蓋250～4000MHz頻段，在5V/155mA偏置下，其輸出IP3為42dBm。在2140MHz下提供15.5dB的中頻增益。此外，該公司70-3000MHz系列微型增益級(jí)放大器適合用于蜂窩基站。

　　這些砷化鎵(GaAs)單片微波集成電路(MMIC)放大器采用單級(jí)、自偏置設(shè)計(jì)(圖1)。它們具有50Ω的輸入/輸出阻抗以盡量減少所需外部元件數(shù)。M/A-COM公司的MAAL-009120具有1.4dB@900MHz的典型噪聲，在500～3000MHz頻段，IP3為35dBm。同系列產(chǎn)品MAAL-010200具有1.3dB@900MHz的典型噪聲，在500～3000MHz頻段，IP3為36dBm。這兩款產(chǎn)品在900MHz下的典型增益都是14dB。M/A–COM公司的產(chǎn)品經(jīng)理Jack Redus表示，“更快的數(shù)據(jù)速率和更復(fù)雜的調(diào)制方案促使無線基礎(chǔ)設(shè)施要求驅(qū)動(dòng)放大器具有更高線性度。這些趨勢(shì)又伴隨著對(duì)降低整體功耗和制造復(fù)雜性的不變追求。雖然在單個(gè)芯片上集成放大器、開關(guān)、衰減器和其它功能可以簡化制造流程，但它往往以犧牲各個(gè)功能塊的性能為代價(jià)。在單一封裝內(nèi)將不同技術(shù)進(jìn)行多功能集成可以優(yōu)化性能和制造，從而最終取代單一功能器件。我們目前提供的某些單一功能放大器未來將被整合進(jìn)采用表面貼裝的多功能、多芯片方案?！?/P>

　　圖1：為盡可能減少外部元件數(shù)量，這些GaAs MMIC放大器采用單級(jí)、自偏置設(shè)計(jì)。

　　WiMax和4G LTE應(yīng)用(2.3-2.8GHz)也屬于Hittite Microwave公司推出的GaAs InGaP HBT MMIC功率放大器的目標(biāo)應(yīng)用。這款型號(hào)為HMC755LP4E的PA在輸出IP3為43dBm時(shí)具有31dB的增益。在33dBm飽和輸出功率下可實(shí)現(xiàn)28%的功率附加效率(PAE)。三個(gè)電源控制引腳可用于降低RF輸出功率或關(guān)斷PA以節(jié)省直流功耗。采用正交頻分復(fù)用(OFDM)信號(hào)，HMC755LP4E可達(dá)到25dBm的輸出功率(64QAM、54Mb/s)，同時(shí)EVM為2.5%。

　　雖然飛思卡爾半導(dǎo)體(Freescale)以其LDMOS技術(shù)著稱，但該公司最近推出了針對(duì)基站、家庭基站和蜂窩中繼器中發(fā)射器和接收器的功能要求而優(yōu)化的MMIC產(chǎn)品。這組器件同時(shí)滿足低噪放大器和發(fā)射功率放大器的要求。例如，MML09211H是一款增強(qiáng)型的pHEMT MMIC低噪聲放大器，非常適合865～960MHz頻段的WCDMA基站以及目前正在實(shí)施的728～768MHz頻段高數(shù)據(jù)速率網(wǎng)絡(luò)等各種應(yīng)用。在400～1400MHz頻段，該器件具有0.6dB的低噪聲指標(biāo)。在900MHz時(shí)小信號(hào)增益為20dB，P1dB輸出功率為21dBm。這款放大器具有35dBm的隔離性能和32dBm的輸出IP3。其同系列產(chǎn)品MMA20312B是一款兩級(jí)InGaP HBT功率放大器，針對(duì)無線基站以及中繼器和家庭基站而設(shè)計(jì)。該放大器覆蓋1800～2200MHz頻段。2140MHz下的小信號(hào)增益是26dB，P1dB輸出功率為31dBm，。

　　另外兩款最新寬帶MMIC放大器既適用于傳輸鏈的驅(qū)動(dòng)放大器又可作為接收鏈的二級(jí)低噪聲放大器。MMG15241H pHEMT器件覆蓋500～2800MHz頻段，在2140MHz下的噪聲系數(shù)為1.6dB。P1dB輸出功率為+24dBm，IP3為39dBm，小信號(hào)增益為15dB。此外，MMG20271H低噪聲放大器覆蓋1500～2400MHz頻段。在2140MHz下具有1.8dB的噪聲系數(shù)，P1dB輸出功率+27dBm，42dBm的IP3以及15dB的小信號(hào)增益。

　　Skyworks Solutions新推出的兩款GaAs MMIC低噪聲放大器號(hào)稱能滿足多種蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施接收器應(yīng)用(包括GSM、CDMA、WCDMA和LTE基站及中繼器)苛刻的噪聲和線性要求(圖2)。SKY67100-396LF覆蓋1.7～2.0GHz頻段，SKY67101-396LF覆蓋0.7～1.0GHz頻段。這些增強(qiáng)型贗晶高電子遷移率晶體管(pHEMT)低噪放大器具有0.49dB的低噪聲系數(shù)和34dBm的輸出三階截取點(diǎn)。其內(nèi)部有源偏置電路確保不同溫度下具有穩(wěn)定的性能。

　　圖2：這兩款GaAs增強(qiáng)型pHEMT低噪放大器主要針對(duì)多種蜂窩基礎(chǔ)設(shè)施接收器應(yīng)用(包括GSM、CDMA、WCDMA和LTE基站及中繼器)。

　　在1.95GHz下，SKY67100-396LF 的噪聲系數(shù)為0.61dB。它具有優(yōu)于20dB的輸入回波損耗和34dBm的高輸出三階截取點(diǎn)。在0.9GHz下，SKY67101-396LF的噪聲系數(shù)是0.49dB。其在0.9GHz的輸入和輸出回波損耗都在20dB以上。在0.9GHz，這款LNA具有34.1dBm的高三階截取點(diǎn)。

　　Avago Technologies分別覆蓋1500～2300MHz以及2300～4000MHz頻段的兩款器件完善了該公司下一代低噪聲放大器系列，該系列產(chǎn)品覆蓋用于GSM、CDMA、UMTS、WiMAX和LTE的所有蜂窩頻段。這些LNA針對(duì)基站RF前端設(shè)計(jì)而開發(fā)。在1900MHz及5V/51mA典型工作條件下，該公司的專利GaAs增強(qiáng)型pHEMT工藝技術(shù)提供了0.48dB的噪聲系數(shù)以及35dBm的OIP3。它具有17.8dB 的增益，P1dB輸出功率為21dBm，。在2500MHz及5V/56mA典型工作條件下，該技術(shù)提供0.59dB的噪聲系數(shù)和35dBm的OIP3。它具有17.5dB的增益、P1dB壓縮點(diǎn)輸出功率為+22dBm。得益于內(nèi)置有源偏置電路，Avago低噪聲放大器的工作電流是可調(diào)的。因此，設(shè)計(jì)人員可在工作電流和輸出線性度(采用OIP3測(cè)量)之間進(jìn)行權(quán)衡同時(shí)保持最佳的噪聲系數(shù)。

　　Aeroflex/Metelics的HBT放大器產(chǎn)品線非常適合蜂窩、PCS、2.5/3G、MMDS、WLL及其它無線基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用。該公司同時(shí)提供中/小功率放大器以及Darlington增益模塊。HBT中/小功放專為高頻、A類驅(qū)動(dòng)器件設(shè)計(jì)，其輸出功率為0.25至4W，增益范圍為100MHz至2650MHz。例如，MMA717-3030就是針對(duì)100MHz至2.5GHz的中等功率水平而設(shè)計(jì)。通常情況下，它具有31dBm的輸出功率，50dBm的高輸出IP3，其典型動(dòng)態(tài)范圍是97dB。

　　對(duì)Aeroflex/Metelics而言，InGaP HBT MMIC放大器被專門設(shè)計(jì)成寬帶Darlington增益模塊，它結(jié)合了不同水平的小信號(hào)增益、噪聲和帶寬。它們能在100MHz～12GHz范圍提供平坦的增益響應(yīng)。例如在2GHz下，MMA708覆蓋DC～4000MHz，同時(shí)提供13dB的增益。它在-1dB時(shí)的輸出功率為20dBm，典型IP3為38dBm。該放大器提供6dB的噪聲系數(shù)，其輸入和輸出VSWR(電壓駐波比)分別為1.40:1和2.00:1。

　　在之前召開的IEEE國際微波研討會(huì)(IMS)上，恩智浦半導(dǎo)體(NXP)展示了一系列基于硅鍺碳(SiGe:C)技術(shù)的射頻和中頻放大器，包括從低噪聲放大器到固定和可變?cè)鲆娣糯笃鞯纫幌盗挟a(chǎn)品，這些器件據(jù)稱可在無線基礎(chǔ)設(shè)施的收/發(fā)器射頻設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)更高集成度。該公司提供了一系列覆蓋400～3500MHz的Doherty功放，包括一款三路Doherty放大器和一款基于該公司50V LDMOS工藝的單封裝600W Doherty功放，它們均工作在900MHz。這款三路Doherty功放可實(shí)現(xiàn)52.7dBm的峰值功率(44.1dBm的平均功率)，效率高達(dá)49.2%。600W(57.8dBm)的單封裝電路可實(shí)現(xiàn)43%以上的效率，在整個(gè)工作頻段具有49.2dBm的輸出功率。

　　RFHIC公司表示，對(duì)LDMOS來說，在整個(gè)30MHz帶寬及六條信道上取得更高效率是一個(gè)挑戰(zhàn)。此外，LDMOS晶體管封裝和輸入/輸出匹配模圖都會(huì)更大。因此，該公司選擇了氮化鎵(GaN)方法。用于LTE和WCDMA應(yīng)用的80W功放覆蓋2110～2140MHz、帶寬是30MHz(圖3)。借助Doherty設(shè)計(jì)和DPD技術(shù)，它能夠提供35%或更高的效率。該功放在48V具有50dB增益。通過與韓國移動(dòng)服務(wù)提供商SK電信的合作，這款氮化鎵(GaN)放大器已經(jīng)被部署在選定地點(diǎn)。RFHIC下一代產(chǎn)品的目標(biāo)是達(dá)到40%的效率。

　　圖3：該放大器的關(guān)鍵構(gòu)建模塊是一個(gè)內(nèi)部匹配的GaN-on-SiC晶體管。

　　除了放大器之外，像Nujira這樣的公司還提供配套產(chǎn)品和服務(wù)以支持基站和遠(yuǎn)程無線電頭端(radiohead)功放的評(píng)估和開發(fā)。例如，NCT-E9001評(píng)估與開發(fā)平臺(tái)包就包括波形傳輸和分析、多模式數(shù)字預(yù)失真(DPD)以及一個(gè)完整的射頻發(fā)射鏈路。EvalSys工具包提供控制和分析工具。為進(jìn)行參數(shù)比較和開發(fā)，用戶可以整合進(jìn)自己的PA設(shè)計(jì)、DPD算法和DPD硬件。到目前為止，參考PA輸出級(jí)可提供基于LDMOS和GaN的28V和48V射頻功率晶體管。當(dāng)然，其它規(guī)格的產(chǎn)品也在開發(fā)中。該公司還提供Coolteq-h大功率調(diào)制器，該產(chǎn)品可將功放效率提高到60%。

　　AmpliTech采取了另一種有趣的方法，該公司提供一系列低溫放大器和系統(tǒng)，這些產(chǎn)品承諾將極大改善無線系統(tǒng)的所有參數(shù)和覆蓋范圍，同時(shí)滿足未來無線技術(shù)對(duì)基站和多點(diǎn)鏈路的苛刻需求。例如，該公司的80°K低溫冷卻LNA組件在GPS和GSM頻段提供低至0.05dB的噪聲系數(shù)，在Ka頻段，噪聲系數(shù)是 0.6dB。這種冷卻低噪聲放大器/組件通過一個(gè)3m的臍帶式軟線直接放置于天線饋源。由于沒有噪聲邊帶，它簡化了數(shù)字信號(hào)處理(DSP)的后處理。

　　晶體管開發(fā)技術(shù)有助于提高基站放大器的效率。例如，TriQuint的TriPower GaAs HV-HBT射頻IC就承諾，在支持運(yùn)營商更方便地提高網(wǎng)絡(luò)容量和速度的同時(shí)，還能降低網(wǎng)絡(luò)基站放大器所需的電能。目前，為覆蓋一個(gè)中型城市及周邊地區(qū)，可能需要一個(gè)帶有2000個(gè)放大器的系統(tǒng)。據(jù)TriQuint公司介紹，基于TriPower的網(wǎng)絡(luò)每年將減少約340噸的二氧化碳排放。

　　當(dāng)用于對(duì)稱Doherty放大器應(yīng)用以獲得最高效率時(shí)，兩款TriQuint的TG2H214120 120W器件可以提供超過60W的WCDMA平均功率，效率達(dá)55%。由于TriPower的效率非常高，運(yùn)營商可以在現(xiàn)有基站塔上安裝較大的放大器且無需增加體積和重量，而大功率放大器可為蜂窩內(nèi)的所有用戶提供更高的數(shù)據(jù)傳輸率。顯然，放大器是實(shí)現(xiàn)基站節(jié)能的關(guān)鍵。但還有一系列相關(guān)技術(shù)可幫助放大器滿足對(duì)更高性能、更低功耗的需求。