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北斗L频点30W功放模块解决方案
来源: | 作者:innotion | 发布时间: 2016-01-27 | 12825 次浏览 | 分享到:
苏州英诺迅科技股份有限公司


北斗L频点30W功放模块解决方案 : YHMB1646






BDS RDSS 30W PA TOTAL SOLUTIONS

北斗L频点30W功放模块解决方案






Table Of Contents
1简介.
1.1背景概述.
1.2方案介绍.
2总体设计.
2.1概述.
2.2需求指标.
2.3系统框图.
2.4产品清单.
3关于英诺迅科技.

1简介
1.1背景概述
      北斗卫星导航系统作为国家基础设施，是一项长期推进的计划，也是完善的国家卫星导航应用产业的支撑和保障体系，从2000年最初建设，到2012年实现中国及亚太周边地区的信号覆盖，至今在各个领域都有广泛应用。根据《航天发展“十一五”规划》和《国家卫星导航产业中长期发展规划》：将会加快形成建立以北斗卫星导航系统为核心的民用导航产业体制；促进北斗卫星导航系统的产业化应用；对于涉及国家经济、公共安全的重要行业领域须逐步过渡到采用北斗卫星导航兼容其他卫星导航系统的服务体制；鼓励其他行业和领域采用北斗卫星导航兼容其他卫星导航的服务体制；大力推动卫星导航运营业的规模化、规范化发展；鼓励自主知识产权卫星导航芯片、关键元器件、电子地图、用户终端等产品的标准化和产业化。预计到2020年，将会建成覆盖全球的、性能更好的北斗卫星导航系统，将更稳定且具有特色的定位服务提供给公众。
1.2方案介绍
      苏州英诺迅科技作为北斗导航产业链厂商中的一员，自成立以来一直致力于射频及微波功率放大器芯片的研发，并为客户提供系统级解决方案。近年来，公司利用自身在芯片设计和北斗行业的经验，在业界首先推出了一系列成本低、体积小、性能优异和可靠性高的北斗系统功率放大器模组解决方案。
      该方案是苏州英诺迅科技设计的北斗L频点10W功率放大器模块，其采用了英诺迅科技具有自主知识产权的高性能功率放大器芯片YP163137、YP201646和YG602020，具有高增益、高线性度、高输出功率以及优异的可靠性和稳定性，输出功率大于46dBm，解决了北斗前端设备功放模块在尺寸、特性及价格等诸多方面的设计挑战。
        该方案设计的模块YHMB1646性能稳定、使用简便，体积轻巧，可大规模应用于北斗手持机、北斗车/船载接收终端、水文浮标、北斗数传终端等领域。本文接下来的章节将详细介绍本方案的具体实施过程。
 
2总体设计
2.1概述
       本方案设计的功率放大器作为北斗一代发射机的一个关键部件，它的性能好坏直接影响整个通信系统的性能。在功率方面，功率放大器的输出功率会影响信号的发射距离，因此，较高的功率是本方案设计的基本要求和出发点。同时，良好的线性度会影响功率放大器传输信号的质量，因此线性度好是本方案设计的重要条件，并且由于功率放大器的应用越来越广泛，实际应用中，在高功率的基础上对尺寸、功耗、可靠性和环境适应性的要求也越来越高。
产品特性：
1.输出功率（天线端口）：>=30W；
2.具有良好的温度特性；
3.具有良好的谐波抑制能力；
4.具有良好的杂散发射抑制能力；
5.具有良好的抗磁场干扰能力，适合装配在各种带磁铁的工装中；
6.采用通用标准的接口，使用方便；
7.采用紧凑的一体化散热设计方案，保证精致小巧同时具有优良的散热性能；
2.2需求指标
       本方案设计的模块YHMB1646详细参数指标如表1~3所示：
表1. 工作条件

参数

YHMB1646

工作频率

北斗一代L频段：1615.68MHz±5MHz

工作温度

-40℃~70℃

存储温度

-55℃~85℃

供电电源

+22V～+29V


表2. 基本技术指标

参数

YHMB1646

工作频率

L：1615.68MHz±5MHz (测试SPAN：30MHz)

工作电压

+22V～+29V（测试电压+27V）

发控电压

+3V～+5.5V

发射增益

46dB±2dB；(输入功率-3dBm)

输出功率

输出P-1功率≥45dBm（30W）

工作电流

≤4.5A

高低温增益差

≤常温±1.2dB；

增益平坦度

≤±0.5dB；

输入驻波

≤1.5；(输入功率-3dBm)

功放线性

≤1.0dB(输入功率-12dBm～-2dBm)

杂散发射

≤-90dBm(输出功率为P-1功率值条件下)

开启时延

≤25us(输入功率-1dBm)

输出功率饱和度

≥43dBm


2.3系统框图
       英诺迅科技北斗L频点30W功率放大器模块方案，核心部分主要由英诺迅科技自主研发的功放芯片YG602020、YP163137和YP201646构成，如图1所示，采取三级放大结构，主要作用是实现功率放大，将调制后的北斗L频点信号放大送至无源天线。

图1系统框图
       功放芯片YP201646是一款非常适合北斗卫星通信和导航系统应用的LDMOS功率放大器，具有大功率、高效率、高线性度的特点，内部集成ESD保护单元，可以采用Class AB/B，Class C架构设计，热稳定性优良，最大输出功率可大于30W，推荐用作输出级功放。
       功放芯片YP163137也是一款适用于北斗卫星通信和导航系统应用的高增益，高效率和高线性度的功率放大器，采用InGaP/GaAs HBT工艺制造，内部集成ESD保护单元，其能提供31 dB增益和37dBm输出功率，推荐用作中间级驱动功放。
       功放芯片YG602020是一款基于达林顿Cascode负反馈结构的高性能放大器，工作频率范围50MHz~4GHz，内部匹配至系统阻抗50Ω，无需额外匹配网络设计，可直接级联使用，具有高增益、高线性度特点，非常适合用作发射功率放大器预驱动电路（增益模块），推荐用作前级驱动功放，具体可根据增益需求决定是否使用。
       该方案设计的模块内还包括滤波电路、偏压电路，以及输入输出级间的匹配兼容电路。模块输入端有温补衰减器，通过温度补偿实现三温下指标良好的一致性，输出端有声表滤波器，中间级增加滤波器以增大带外抑制。
2.4产品清单
       根据本方案的上述要求，列出英诺迅科技北斗L频点30W功率放大器模块产品清单和推荐元器件及品牌，如表4所示。
表4. 清单列表

元器件

名称

推荐厂商及型号

数量

封装形式

射频/电源器件

功放芯片

INNOTION YP163137

1

QFN4×4

功放芯片

INNOTION YP201646

1


功放芯片

INNOTION YG602020

1

SOT-89

稳压电源

MAXIM  MAX8511EXK33+T,3.3V

1

5 SC70

开关电源

MPS MP4560

1

SOT-23-6

温补衰减

YDS PXV1220S-4dBN2

1


隔离器

FCIL10AL1618

1


声表滤波器

TA0528A

2


三极管

S9014,NPN

1

SOT-223

三极管

S9015,PNP

1

SOT-223

贴片电容

贴片电容

YAGEO  Dalicap

CC1210 CC0603 CC0402 DLC75

若干

1210 0603 0402

贴片电阻

贴片电阻

YAGEO

若干

0402

贴片电感

贴片电感

TDK MLG1005S

若干

0402

贴片绕线电感

HILISIN HP0603

若干

0603

贴片功率电感

TDK LTF5022T

若干

CDF54

贴片磁珠

YAGEO PBY321611T

若干

1206




3关于英诺迅科技
       苏州英诺迅科技股份有限公司成立于2008年，是一家专注于射频及微波集成电路芯片设计，并为客户提供系统级解决方案的高科技企业。
 公司目前主要产品有射频及微波功率放大器（PA）芯片及模组（PAM）、多用途MMIC开关芯片和微波宽带小信号放大器芯片、增益模块（Gain Block）、ESD及EMP保护芯片等，主要应用于3G无线基站、GSM、CDMA、WLAN、WiMax、RFID、卫星导航等射频通信系统。

如果还需要更多关于本方案或者其他更多产品信息，请联系：
苏州英诺迅科技股份有限公司
苏州工业园区林泉街399号三江院
电话：0512-62997198
传真：0512-62997188
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