丘春辉[1]2008年在《射频功率放大器前馈线性化技术研究》文中提出为节约频谱资源,新兴的数字通信技术常具有多载波或者高峰/均功率比等共同特点,对系统的线性化指标提出了更为苛刻的要求。因此,射频功率放大器的线性化技术成为无线通信领域的一个重要课题,也是近年来国内外的一个研究热点。而前馈技术是线性化效果最好,也是目前最热门的线性化技术。前叁章回顾总结了非线性失真的特性以及常用线性化技术的基本原理及其相互之间的异同。第四章首先提出主放大器的反射信号是造成前馈环路中幅值失配和相位失配的重要原因之一,并分析该反射信号对前馈两个环路中误差信号的幅值和相位的影响及对策,然后推导出误差信号中幅值、相位的变化量与反射信号所引起的幅值、相位失配之间的计算公式。最后针对该反射信号,设计了一个前馈放大电路。结果显示,改进的前馈电路有效减小了前馈环路的幅值失配和相位失配,并且有效降低了输出信号的非线性失真。第五章先采用相关法和最小功率检测法仿真了一个自适应前馈电路。然后针对其输出功率的不足,并结合第四章关于幅值失配和相位失配的原因分析,通过引入一个反馈电路和一个前馈电路,对该自适应前馈电路进行改进。测试证明,这种改进的自适应前馈电路其叁阶交调失真降低了10dB,输出功率增加了约2dB。
陈俊[2]2003年在《双环前馈功放线性化技术研究》文中提出双环前馈技术是目前发展最快的线性化技术，也是最有应用前景的线性化技术。虽然，双环前馈技术在国外已经开展研究多年，但随着移动通信技术和无线宽带通信系统的迅速发展和广泛应用，该项技术至今依然是本领域的研究热点问题。本文以800MHz频段双环前馈功率放大器为例，从理论上，较为详细地分析双环前馈功率放大器的工作过程和主要性能；通过利用最新推出的功能强大的计算机仿真软件——HPADS对双环前馈功率放大器进行了的仿真和分析，提出对电路进行优化的具体措施。通过实际电路的设计制作、调试测试，进一步证实了理论分析和计算机仿真的结论。 本项研究还发现，双环前馈系统要获得理想的线性化效果，还需要精确的幅度和相位平衡，这在电路的设计中表现为要对回路中的衰减和延迟以及移相环节进行准确的设计。同时，双环前馈放大器对工作环境(温度、频率、功率、器件老化、电源电压等)的变化十分敏感，对性能的稳定性影响很大，必须采用相应的措施来消除这些影响，以保证系统的可靠性。 本文在上述理论研究和计算机仿真的基础上，设计并实现了一个工作于800MHz频段的采用双环前馈线性化方案的、并带有稳定控制电路的功率放大器系统。该系统经实际测试，达到了预期的效果。
朱红涛[3]2007年在《射频前馈放大器自适应检测控制模块研究与设计》文中研究表明随着第叁代移动通信体制商用化的实施,相应终端设备的要求也不断提高,第叁代通信体制都具有高频谱利用率和高传输速率,对射频功率放大器的线性度提出了更高的要求。前馈技术是应用于大功率放大器线性化的一种比较理想的方法,因此,射频前馈功率放大器的研究是一项十分有意义又深具挑战的课题。本文首先对射频功率放大器的非线性特性做出了分析,结合现代通信系统的变包络调制技术、多载波传送方式,重点分析了放大器在这两种输入信号情况下的非线性状态。然后对放大器的相关性能指标作具体的介绍,比如线性度、互调干扰等重要线性度参数的说明。在大信号工作模式或多载波调制的情况下,一般功率放大器都存在非线性失真,第叁代移动通信对放大器的线性度有更高的要求,因此,超线性放大器的设计是很必要的。提高放大器线性度有如下几种方法:功率回退、预失真以及前馈法。本文对以上方法做出简单的对比,并突出前馈法的诸多优点。结合现代移动通信对功率放大器的要求对前馈法做出了具体的分析:包括工作原理、数学模型、软件仿真等。本文的重点是对前馈放大器的检测与自适应控制部分,提出了一种新型的检测方法:正交音频信号的IQ调制插入导频法。重点分析该方法的工作原理,数学分析以及ADS软件相关的仿真,并设计了实现硬件电路,对硬件电路做出了详细说明。本文另一个部分是自适应控制部分:讨论了一种自适应算法,设计了硬件控制电路,并做出相关分析。
申倩伟[4]2015年在《基于预失真和前馈的功率放大器线性度优化》文中研究表明为了满足通信系统能够服务更多用户、提供更大通信量的需求,技术人员研制出OFDM、QAM等频谱利用率更高的编码与调制技术。由于该类调制技术的峰均功率较高,在提高通信系统性能的同时,也造成其功放电路产生严重的非线性失真。如不及时处理,将导致通信系统性能大大减弱。因此,功率放大器的线性化技术成为科技工作者关注和研究的热点。目前已存在功率回退法、前馈法、EER法,LINC法以及最新的预失真法等多种功放的线性化技术,这些方法均针对不同情况,改善了功率放大器的线性度。本文以提升功率放大器的临信道功率比、效率、叁阶互调分量等线性度指标为目的,对前馈法、模拟预失真与数字预失真的线性化技术进行了研究。首先,分析了功率放大器非线性失真产生的原因和影响,以及功放电路的非线性模型;深入研究了现有线性化技术的工作原理。在此基础上,针对GaN射频功放电路,分别采用模拟预失真法和前馈法设计了线性化电路。其中,模拟预失真器创新地融入了输入输出完全匹配的预失真器和二次消基频概念,使IMD3指标提升了14.7dB。前馈法则利用了相位的匹配,使IMD3提升了约27.8dB。此外,还采用LMS算法搭建了幅度检索的查表数字预失真系统。最后,利用MATLAB软件进行了仿真实验,实验结果验证了上述工作的有效与正确性。
郭秀惠[5]2003年在《前馈单环线性化功率放大器技术研究》文中研究指明线性化技术是目前微波功率放大器研究的重点，其中，采用前馈线性化技术的功率放大器性能优异，故应用最为广泛。但传统的前馈技术都采用双环线性化技术，即前馈电路中包含两个前馈环路，一个环路用于提取失真分量，另一个用于抵消输出信号中的非线性。由于这种方式存在电路结构复杂、对温度变化敏感等特点，也使得这一技术在实际应用中成本高、调试困难、稳定性差等问题。本文提出了一种新的前馈线性化方法，即前馈单环线性化技术。这种新方法与原前馈双环线性化技术相比，只采用一个前馈环来实现非线性误差信号的抵消，而另外用一个误差信号发生器来取代原前馈双环电路中的失真产生环，从而简化了电路结构、降低了对环境温度的敏感性、提高了电路的稳定性和可靠性。 本文详细分析了前馈单环线性化技术的基本原理，论证了这种方案的可实现性。并在此基础上研究了环路的抑制能力及系统的工作效率等因素。指出环路的抑制性能是由前馈环的延迟失配、幅度失配和相位失配共同决定。 在前馈单环电路的理论基础上，设计并实现了一个工作于869～894MHz频段的采用前馈单环线性化方案的功率放大器系统。经调试，并用双音信号测试，表明：该放大器的在满足了各项指标的基础上，同时使放大器的线性度改善18dB。 本文还针对系统的稳定性问题，分析了温度因素对系统整体性能的影响规律，提出了一种有效的温度补偿控制方案。
吴亮宇[6]2011年在《多载波高效率前馈功放设计与实现》文中认为随着第叁代移动通信的普及，为了满足人们日益增长的网络带宽要求，相应的终端设备的要求也不断被提高。从而第叁代移动通信必须不断提高其频谱利用率。而射频功率放大器作为通信系统发射机的最后一级，其线性度也被提出了更高的要求。前馈功率放大器在改善线性度方面是目前比较理想的方法，因此研究多载波高线性射频功率放大器是一项十分有意义的课题。本文首先对通信系统非线性特性进行了分析，重点分析了多载波非线性和变包络调制的非线性。针对这些非线性特性本文对叁种不同的线性化技术进行了分析比较，并突出了前馈技术的诸多优点以及前馈系统影响的要素。本文重点分析了在前馈系统的主放大链路中结合使用APD技术、Doherty合路技术和回退技术。在保证功率放大器线性的基础上尽量提高功放效率。课题研究的难点是前馈射频电路设计，以及自适应控制部分。并结合目前3G通信系统的指标要求，具体分析了前馈系统工作原理、通信系统非线性数学模型、软件仿真和检测方法等。针对目前通信系统对通信指标要求的现状提出了在误差提取环路检测时采用最小功率检测，而信号提取环路采用MCU读表的方法，设计实现了一款在GSM频带输出125W，IMD3小于-65dBc，效率高于18%的前馈功率放大器。
刘宁波[7]2009年在《射频前馈功率放大器研究》文中认为全球无线用户飞速增长,使频谱资源越来越稀缺,与此同时,新兴的包络变化的线性调制技术QAM、QPSK等相继出现和应用,进而对系统的线性化指标提出了更高的要求,使得有效降低失真分量的线性化技术逐渐发展起来。具有稳定性好、带宽较宽、失真抵消较好等优点的前馈技术是一种广泛使用的线性化技术。基于前馈技术的线性化系统正逐步成为研究热点。本文分析研究了大量关于射频功放的输出功率和线性化的技术资料,进而概述了非线性失真的基本知识,总结了非线性失真的基本表现形式及其常用的线性化技术。传统的前馈功放系统已经经过了很长时间的发展和研究改进,但是还存在一些需要解决的问题,如:系统会衰减输出信号功率、对误差信号放大器的线性度和增益要求很高、整个前馈功放系统的调试不够简便和灵活等。针对上述问题,本文提出传统的前馈系统各器件的固有损耗和非线性是影响系统输出功率和线性度的重要原因之一。首先,指出基波信号消除环路对消电平低,容易受外界干扰而引起波动,而且对消完以后合成器的输出信号更小,不易检测控制,增加了相关检测法或最小功率检测法的难度;同时增大了误差信号放大器增益和线性度要求。本文提出在“Loopl”的输出信号中要保持反相基波信号和误差信号并存的思想。其次,分析了器件本身的损耗和非线性对基波信号消除环路和误差消除环路的幅度和相位的影响,并分别推导了两环路中各器件本身的损耗和非线性对功率和线性度的影响公式。最后,设计了一个含基波放大器的前馈功率放大器系统。改进的前馈系统提高了前馈功率放大器的输出功率,减小了对误差功率放大器的增益要求,并且有效降低了输出信号的非线性失真,使整个前馈系统的调节更加灵活。
季军[8]2009年在《基于预失真的功率放大器线性化技术研究》文中研究说明功率放大器是无线通信系统中一个关键的组件,其线性度和效率一直是被关注的焦点。在第叁代移动通信系统中(如WCDMA,CDMA2000),线性调制技术被广泛采用。然而,峰均比高的非恒包络信号经过线性度较差的功率放大器后会产生非线性分量,造成频谱扩展,干扰相邻信道。虽然通过功率回退,可以得到较好的线性度,但是对于峰均比高的信号而言,效率就会很低。因此,需要采用线性化技术来提高线性度,减小邻道干扰,同时提高效率。功率放大器线性化技术主要包括反馈、前馈、交互抵消、预失真等,本文主要针对预失真技术中的模拟预失真技术进行研究和分析。首先介绍功率放大器的一些非线性特性和指标,并对功率放大器记忆效应的产生原理进行分析。随后就不同的线性化技术进行了扼要的原理分析与比较,指出模拟预失真技术的优越性。然后针对模拟预失真器进行了专门研究,分别就基于肖特基二极管和基于场效应管的预失真器进行了理论分析及仿真,比较两者的不同之处。同时,对环路模拟预失真器结构进行了研究,包括单环结构、双环结构和多环结构。通过分析比较,最终采用基于双环结构和场效应管相结合的模拟预失真模块方案。最后在对模拟预失真系统详尽理论验证的基础上,通过设计16W WCDMA直放站功率放大器来验证所设计的预失真模块的特性。测试结果表明,输出功率为42dBm时,在60MHz带宽内ACPR指标不同程度的改善了5~8dB,效率达到15%以上。功率放大器的线性度和效率均得到了一定的改善。
叶宇煌, 郭秀惠, 马博颖[9]2007年在《前馈单环功率放大器线性化技术的研究》文中认为在传统的前馈双环功率放大器线性化的基础上提出一种全新的前馈单环功率放大器线性化技术,它只采用一个前馈环来实现非线性误差信号的抵消.理论分析和实验表明,用前馈单环线性化技术对RF功率放大器进行线性化补偿,可以大大提高微波功率放大器的线性度,从而达到减小各谐波和互调分量的目的.
游槟侨[10]2015年在《VHF频段模拟预失真器的设计》文中研究表明随着世界的飞速发展,无线通讯业务全面普及,使得无线通讯系统的要求越来越高。功率放大器是其中很重要的部分,它的性能会影响到整个系统的性能。当功率放大器的输出功率大到一定程度的时候,将会产生明显的非线性失真,非线性失真会限制功率放大器的工作性能,从而影响整个系统的性能,所以改善非线性失真对提高功率放大器性能和系统整体性能有重要意义。论文分析了功率放大器非线性特性产生的原因,简单介绍了放大器非线性特性的衡量指标,研究对比了常见的线性化技术。在此基础上提出了模拟预失真器的整体技术指标,对各种实现方案进行了详细对比,提出了采用双环模拟预失真结构的设计方案。其中第一个环路提取预失真信号,第二个环路用于预失真信号相位和幅度的调节。基于双环模拟预失真结构,对频段在279.3 MHz~289.5MHz的模拟预失真器进行了设计,并对其中的关键器件进行了详细的设计与仿真。在上述设计基础上制作了一款模拟预失真器,对其各个器件性能进行了测试,测试结果表明各个器件性能均能达到预期要求。同时针对VHF频段的功率放大器,进行了单环测试、双环测试和功率放大器与模拟预失真器的级联测试,结果显示,功放的非线性指标得到了明显改善,其中叁阶互调系数(IMD3)改善了10d B以上。
参考文献：
[1]. 射频功率放大器前馈线性化技术研究[D]. 丘春辉. 西南交通大学. 2008
[2]. 双环前馈功放线性化技术研究[D]. 陈俊. 福州大学. 2003
[3]. 射频前馈放大器自适应检测控制模块研究与设计[D]. 朱红涛. 湖南大学. 2007
[4]. 基于预失真和前馈的功率放大器线性度优化[D]. 申倩伟. 天津大学. 2015
[5]. 前馈单环线性化功率放大器技术研究[D]. 郭秀惠. 福州大学. 2003
[6]. 多载波高效率前馈功放设计与实现[D]. 吴亮宇. 武汉邮电科学研究院. 2011
[7]. 射频前馈功率放大器研究[D]. 刘宁波. 西南交通大学. 2009
[8]. 基于预失真的功率放大器线性化技术研究[D]. 季军. 电子科技大学. 2009
[9]. 前馈单环功率放大器线性化技术的研究[J]. 叶宇煌, 郭秀惠, 马博颖. 福州大学学报(自然科学版). 2007
[10]. VHF频段模拟预失真器的设计[D]. 游槟侨. 华中科技大学. 2015
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