確保WiMAX收發(fā)器有足夠的接收動態(tài)范圍
WiMAX(微波接入的全球互操作性)是BWA(寬帶無線接入)的1種形式，它是基于無線MAN(城域網(wǎng))的IEEE 802.16標準。它可用于不同的應用，這包括“最后1英里”寬帶連接，熱點和蜂窩回程以及商用的高速企業(yè)連接。
WiMAX的固定版本IEE802.16d提供到固定裝置的NLOS(視距無線)傳輸，采用2~11GHz頻率在大約4~6英里范圍傳輸。此標準的移動版本802.16e是802.16d用在2~6GHz頻段移動應用的擴展。這使得WiMAX技術可以構建在筆記本電腦或其他移動裝置中。在NLOS和移動應用中，接收的信號電平可在相當寬的范圍內(nèi)變化，要求在寬動態(tài)范圍接收機靈敏度具有組合低噪聲因數(shù)，以確保在用戶期望的數(shù)據(jù)率有可靠的服務。
前端LNA(低噪聲放大器)確立基本的噪聲因數(shù)和大數(shù)值時接收機的整個動態(tài)范圍。采用GaAspHEMT MMIC(單片微波集成電路)可得到1dB噪聲因數(shù)，但提供足夠的動態(tài)范圍是一項困難的設計任務。顯著地擴展動態(tài)范圍性能的一種方法是增加1個開關配置，此開關配置在放大器低噪聲因數(shù)和不要求增益將自動旁路放大器，這是因為接收信號的高電平原因。
Avago Technologies 公司開發(fā)出一款GaAs pHEMT MMIC放大器(MGA-71543)，它包含1個集成旁路開關，對于低噪聲工作能使外部電路最佳化。對于接收機設計人員，這比用分立晶體管和分立開關元件的設計是一種更簡單的方案。工作在旁路模式時(在器件電流顯著降低時自動選擇)，輸入和輸出通過調(diào)節(jié)電路達到內(nèi)部匹配，調(diào)節(jié)電路使LNA的輸入和輸出阻抗一模一樣，這對于用在多路轉(zhuǎn)換器、濾波器或兩者之間的放大器是非常重要的。在不需要高增益時采用旁路開關有助于維持輸入監(jiān)聽性能和降低功耗(靠降低總電流到零實現(xiàn))。輸入和輸出不完全匹配，而需要1個簡單的串聯(lián)/并聯(lián)電感器來實現(xiàn)低噪聲因數(shù)和VSWR(電壓駐波比)到50Ω。
圖1示出單級放大器電路圖。表1給出放大器(工作在3.3V電源，耗電10mA)的板級性能。
集成調(diào)節(jié)旁路放大器設計的優(yōu)點之一是容易級聯(lián)成兩級(圖2)，使其具有更大的靈活性。第1和第2個放大器級聯(lián)可提高大于21dB增益和大約1.2dB噪聲因數(shù)(在3.5GHz)。輸入和輸出返回損耗大于10dB，工作電流大約21mA。
旁路第2級降低增益6.3dB左右，但有助于維持輸入監(jiān)聽性能并降低總電流損耗到10mA左右。由于第1級的噪聲因數(shù)支配放大器的整個噪聲因數(shù)，所以最后所得到的噪聲因數(shù)大約為1.8dB。
在最強的信號條件下，兩級都可旁路，導致大約11.4dB總衰減，而降低總電流損耗到幾乎為零。
隨著檢測器和下級電路的最佳化，采用1或2級調(diào)節(jié)旁路前端LNA的WiMAX接收機在不同和可變的傳輸通路能提供可靠的性能。
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