黄微波[1]2009年在《微波预失真线性化技术研究》文中研究指明随着现代无线通信系统的快速发展,当今的卫星通信系统和移动通信系统对频谱利用率和微波功放的效率提出了越来越高的要求,而微波功率放大器的线性度成为了制约两者的主要因素,使得高线性微波功率放大器成为当今通信新技术领域中的一个重要研究课题。基于预失真技术的线性化系统具有技术简单易行,成本低廉的特点,因而获得了较为广泛的应用。本文的主要内容包括以下几个方面:1.从通信系统对微波功放高线性度的要求出发,先探讨功放线性化技术的重要性,再简要回顾几种预失真线性化技术的发展历程,之后对预失真技术做深入探讨。2.接着分析了放大器的非线性特性及常用的功放数学模型,并对目前功放线性化技术作了归纳和总结,其中详细分析了当前几种常用的功放线性化技术,其中包括负反馈、预失真、前馈、LINC等技术;分析了它们的基本原理,适用范围和优缺点,并对几种常用的线性化技术进行了比较。3.最后研究了两种新型的预失真器:二次混频预失真器和直接级联反向并联肖特基二极管对预失真器,并对后者进行了一定的改进。仿真结果表明:这两种预失真技术都能有效的抑制功放的非线性失真,能够提高功放的线性度;利用改进的预失真器,在有效抑制叁阶互调的同时,可以对五阶互调取得更好的抑制性能,达到改善功放线性度的效果。
张凯[2]2012年在《L波段平衡式功率放大器设计与研制》文中指出随着无线通信、数据通信、空间通信等领域的飞速发展，作为射频系统中重要部件之一的微波功率放大器的已广泛应用于移动通信的基站和数字发射机以及军事技术领域中。为了满足带宽、输出功率、效率和线性度等的应用要求，对微波功率放大器也提出了更高的要求和挑战。因此，对它的研究具有十分重要的意义。论文首先对微波功率放大器的发展展开讨论，然后介绍了功放的基本性能指标，并从理论方面对微波功率放大器的设计进行了分析，如二端口网络、晶体管的稳定性、匹配网络的设计等，并结合ADS仿真软件阐述了功放的基本设计流程。接下来采用理论分析和ADS软件仿真相结合的方法，研制出一种L波段大功率、高合成效率、高效率的平衡式功率放大器，电路设计采用叁级级联结构，根据负载牵引得到晶体管的输入输出阻抗实现共轭匹配，并采用3dB分支线型耦合器对平衡式放大器的信号进行分配与合成。保证两路信号幅相一致，测得结果为：工作频率为1.5GHz时，1dB压缩点输出功率42.73dBm，增益在60dB以上，合成效率约为93％，PAE为48.7％。同时，采用计算分析的方法讨论了两路合成信号的幅度、相位不平衡及合成器电路损耗对合成效率的影响，并在理论分析的基础上进行了实际的测试，测试结果与理论值较为接近，且相位不平衡对合成效率的影响较为显着。
邬书跃, 田新广, 黄丹, 张尔扬[3]2001年在《微波功率放大器互调失真与数字基带预失真线性化技术》文中进行了进一步梳理针对现代通信信号电磁环境模拟器对谐波和互调失真的战术技术指标要求，介绍了一种用数字基带预失真技术对微波功率放大器进行线性化来有效地抑制信号的二、叁次谐波和减小叁阶互调分量的新方法，并对数字基带预失真线性化系统的工作原理进行了详尽地论述。分析结果表明，数字基带预失真技术不失为微波功率放大器线性化技术的新方法，完全有可能满足现代通信信号电磁环境模拟器对谐波和互调失真的技术指标要求。
李依林[4]2011年在《微波线性功率放大器的研究》文中进行了进一步梳理近年来,随着通信和微电子技术的发展,现代通信正朝着大容量、多载波、多电平、宽频带和高效率等方向发展。这些发展无疑对通信设备的设计提出了更高的要求。微波功率放大器作为发射机的核心部件,它的性能是制约整个系统性能和技术水平的关键因素。因此,功率放大器的分析、设计及线性化成为整个射频/微波系统构建的关键。本文研究了Ku波段内的功率放大器设计及其线性化技术。通过设计两种不同类型的二极管预失真器来改善功率放大器的线性度,即微波二极管传输型预失真器和微波二极管反射型预失真器,并用ADS仿真软件对其进行了仿真,仿真结果表明这两种二极管预失真器能有效的抑制叁阶交调,同时对五阶交调有一定的改善。在大信号下,微波半导体器件基本上都工作在非线性区域上,那么,传统的线性电路分析和设计方法难以满足非线性电路的分析和设计要求。为了使功率放大器能有最大输出功率、增益和效率,本文从微波半导体功率器件的建模和非线性分析方法(即谐波平衡法)入手,进行功率放大器的分析和设计。具体论述了大小信号等效模型的建立,并对所建立的模型进行验证,验证结果表明所建立的模型能很好的拟合器件的特性。运用谐波平衡法来优化设计GaAs MESFET功率放大器。最后,根据线性化功率放大器设计技术指标,提出了放大器的总体设计方案,并对其进行了仿真。总之,微波半导体器件非线性电路建模和预失真线性化技术对改善微波功率放大器的性能起到了非常重要的作用。
冯华[5]2009年在《预失真线性功率放大器的研究》文中指出随着第叁代移动通信系统的快速发展和线性调制技术的广泛应用,发射机对射频功率放大器的线性度提出了更高的要求。由于这些线性调制技术具有非恒定包络的特点,当调制信号通过射频功率放大器后将产生互调信号失真,导致已调矢量信号的幅度和相位出现偏差,同时导致频谱扩展、临道信号受干扰,误码率恶化等。另外,射频功率放大器是发射机中耗能最大的器件,为了提高系统的效率,功率放大器要工作在饱和区域附近,这会导致信号严重失真。因此,为了满足功率放大器线性度和效率的要求,线性化技术成为了研究的热点。本文首先从理论上分析了功率放大器的非线性特性,介绍了目前各种线性化技术的原理和优缺点。然后针对现代通信系统对功率放大器高增益、高功率、高线性度的要求,重点对微波功率放大器和模拟预失真技术进行了研究,主要包括以下两个方面的内容:1.研制了应用于TD-SCDMA直放站的2W微波固态功率放大器,对微波固态功率放大器设计方法进行了讨论。通过理论分析以及电路仿真,设计出了一个基于LDMOS FET的两级级联固态功率放大模块,最终达到了以下几个技术指标:工作频带为2010MHz~2025MHz,增益大于48dB,增益平坦度小于±0.2dB,输入输出驻波比小于1.5,输出功率2W时的叁阶交调系数低于-47dBc,五阶交调系数低于-54dBc。2.对模拟预失真线性化技术进行了研究。通过比较各种实际方案,提出了可以同时改善叁阶和五阶失真分量的改进方案,通过软件的仿真,验证了这一设计方案的可行性,并对整个系统电路进行了设计和制作。最后针对功率放大模块进行了预失真系统的测试,取得了较好的效果:在功放输出约2W功率时,其叁阶和五阶交调系数均小于-60dBc,分别改善了约13dB和8dB。在2W至10W的输出功率范围内,都可将叁阶和五阶交调系数改善到小于-50dBc。通过对基于预失真技术的功率放大器的设计和测试说明:预失真技术能较好的改善放大器的失真,能在保持较好线性度的同时增大输出功率,有效提高系统的效率,是一种比较有发展前途的线性化技术。
郭栋[6]2008年在《微波功率放大器的研究》文中研究说明固态功率放大器具有工作电压低、尺寸小、效率高、寿命长以及高可靠性等优点,已经十分广泛应用在移动通信、雷达、干扰、识别等射频/微波/毫米波系统之中,并且占有十分重要的地位。在第叁代移动通信(3G)系统中,为了提高频谱的利用效率,调制方式多采用QPSK或16QAM等线性调制方式,而且系统又多是多载波、多信道,这就需要射频系统有很好的线性,否则就会产生失真。这种失真表现为常见的交调失真(IMD失真),导致已调矢量信号的幅度和相位出现偏差,同时导致频谱扩展、干扰临道信号,误码率恶化等等。而功率放大器是射频系统中产生非线性的主要部件,因此改善功率放大器的非线性具有重大意义。目前,无线通信基站上所用的线性功率放大器,极大部分从国外进口,受国外制约严重,国内尚无成熟产品,迫切需要解决其国产化问题。针对现代通信系统对功率放大器高增益、高功率、高线性度的要求,本文对微波功率放大器及其线性化技术进行了研究,主要包括以下叁个方面的内容:1、研制了20瓦S波段微波固态功率放大器,对微波固态功率放大器设计方法进行了讨论,通过理论分析以及电路仿真软件的仿真,设计出了一个基于LDMOS FET的S波段20W四级级联固态功率放大模块,最终达到了以下几个技术指标:工作频带为2110MHz～2170MHz,增益大于56dB,增益平坦度为±0.38dB,输入输出驻波比小于1.3,输出功率20W时的叁阶交调系数低于—40dBc。2、对微波功率放大器的线性化技术进行了研究,重点介绍了前馈技术和预失真技术。研制了一个结构简单、体积小巧的模拟预失真器,其结构包括由二极管对产生交调失真分量的非线性发生器、中心频率为2.14GHz的功分器和功率合成器以及矢量调节器。该预失真器可以使本文中功率放大器的前级放大器的叁阶交调系数有20dB的改善,达到了很好的线性化,具有一定的工程参考价值。3、此外,本文研究了一种自适应控制电路,介绍了该电路的自适应控制原理,对其中的部分器件如电调移相器、PLL频率源进行了设计和实验,并且对其他器件进行了商品型号的选择,获得了一定的阶段性研究成果。
刘桓[7]2008年在《射频功率放大器的自适应数字预失真技术研究》文中研究指明随着无线通信行业的发展,微波功率放大器起着越来越重要的作用。为了提高功放的输出功率和利用效率,经常让功放工作在饱和状态,必然带来严重的非线性失真。射频功放的非线性失真会使原始输入信号的频谱扩展,扩展的频谱会对邻信道产生干扰,从而对其它用户产生干扰。本课题的主要任务是,解决射频功率放大器由于非线性失真引起的邻信道干扰问题。本文重点研究了线性化技术中效率高,成本低,且有着广泛应用前景的预失真技术。本文中,数字预失真的应用是基于不带记忆效应的功放模型完成的。主要研究内容如下:(1)介绍了功率放大器的在线性化方面的主要技术指标,并且分析了几种常用的功率放大器数学模型。在功放的线性化技术研究中,功放的模型是首要的重点,并以直观的方式给出了各种模型的技术框图。(2)从理论方面讨论非线性失真给通信系统带来的问题,接着分析了几种主要的功放线性化技术的基本原理和特点,通过分析与比较,基本确定使用预失真技术实现改善功放的线性化程度。然后针对功放线性化技术进行深入的理论研究,着重分析了预失真法。(3)分析了一种自适应数字预失真方案。从算法原理入手,分析查找表方式的预失真技术。采用极坐标形式推导了整个自适应数字预失真方案。其重点于在自适应算法,研究了线性迭代法与二分法相结合的方式及改进的迭代法即弦线法方式解决自适应收敛的问题。(4)对数字预失真的关键技术提出了设计方法,并采用软件对其进行仿真。首先仿真了功率放大器的模型,并在这一模型下验证预失真算法。通过预失真法对功率放大器进行线性化改进,并仿真ACPR指标可看出,在相邻的一个信道内功率抑制程度最为明显。仿真结果说明:通过预失真法对功率放大器进行线性化改进,其带外抑制度明显提高,对邻道的干扰明显减弱,这在多载波通信系统及将来的第叁代移动通信中有非常重要的应用。通过软件仿真,验证了这一设计方案的可行性,取得了预期的效果.最后总结了本课题研究过程中的结论和体会,提出存在的问题和不足之处,并展望今后继续努力的方向。
牛吉凌[8]2009年在《高效率Doherty功率放大器的研制》文中研究说明功率放大器在雷达、导航、卫星通讯、个人无线通信、电子对抗等系统中有着广泛的应用,在现代无线通信中充当着关键角色。随着现代调制技术的发展,许多标准如802.11(无线局域网标准),HDTV(High Definition Television),4G等都已采用高峰平比的调制信号,因此在这种新的应用环境下对放大器提出了新的要求。放大器是发射机中主要消耗能源的模块之一,如果其效率低下则一方面会造成电力资源的严重浪费,另一方面也会因散热等问题造成设备的不稳定。因此,在高峰平比信号的应用条件下如何实现高效率的放大器成为了当今的热点研究领域。本文重点为高效率Doherty功率放大器的研究与设计。首先,在查阅了大量微波功率放大器资料的基础上,对比分析了多种高效率放大器技术,针对当前高峰平比调制信号被众多通信标准采用的情况,深入研究了Doherty放大器理论。然后将Agilent公司的先进设计系统软件(ADS)和Freescale公司的功放经验模型相结合,根据负载牵引理论完成了Doherty放大器的设计工作,并分析了主、辅助功放对系统特性的影响。最终完成了驱动放大器及Doherty放大器的调试工作,为后续研究提供了宝贵的经验,明确了改进方向。其次,通过对放大器非线性特性的分析,及对当今主流线性化技术各自优缺点的对比,重点研究了预失真理论和基于多项式模型的预失真MATLAB程序模块的使用,并与Doherty放大器相结合,通过ADS+MATLAB进行联合仿真实现线性度的提高,成功地完成了一种适合较高峰平比信号的高效率、线性化功率放大器的设计,提高了能源利用率,降低了耗费。
高茜茜[9]2011年在《基于预失真的线性化通道放大器的研究》文中研究表明随着目前无线通信系统的蓬勃发展,微波功率放大器在卫星通信系统和移动通信系统中都得到了很广泛的应用,同时人们对于微波功率放大器的效率也提出了很高的要求,而这主要取决于功率放大器的线性度。通信系统要求在传输信号时,对相邻频带用户产生的干扰要最小。但是,由于非线性失真的存在,就造成了传输信号途中的干扰。对功率放大器来讲,AM-AM、AM-PM特性带来的失真会造成互调失真,从而使得相邻信道受到一定程度的干扰。另外,由于功率放大器需要追求高效率,往往工作在饱和状态,并且效率越高非线性失真也就越严重。所以,解决功率放大器的非线性失真就成为了当前一个非常重要的课题。目前功率放大器的线性化技术主要包括功率回退法、负反馈法、LINC法、前馈法以及预失真法。其中功率回退法简单易实现,但是它的功率附加效率低,且受到1dB压缩点的制约；负反馈法降低了放大器的增益,一般用于低频率场合；LINC法效率高,但是由于涉及增益和相位匹配的难题而较少采用；前馈法具有线性度高、频带宽的优点,但是对信号支路平衡度要求高；预失真法的特点是价格偏低且非线性改善度好。本文正是采用预失真法对功率放大器的非线性进行改盖本文首先对功率放大器的理论基础进行描述,在设计线性化通道放大器之前先对功率放大器有个详细的认识。接着分析了现实中存在的功率放大器的非线性失真问题,从单音测试和双音测试两个方面对非线性失真进行了分析,包括AM-AM、AM-PM失真的分析,以及1dB压缩点、叁阶交调点和ACPR这些非线性指标的分析。对功放的非线性失真有了一个了解之后,本文提出了一些线性化方法来改善放大器的非线性失真,包括功率回退法、负反馈法、LINC法、前馈法以及预失真法,最后我们选定预失真法来对本文要设计的放大器进行线性化。通过对预失真器的研究,本文最后设计了线性化通道放大器,通过ADS软件进行仿真,验证了该设计满足要求。在文章的最后利用Protel99SE软件对线性化通道放大器的PCB进行了设计。
王宇明[10]2013年在《微波固态功率放大器及预失真线性化器的研制》文中进行了进一步梳理功率放大器是无线通信系统中的关键部件。随着现代无线通信系统的迅猛发展，通信频段正在变得越来越拥挤。频谱，这种资源也变得越来越昂贵。为了提高频谱的利用率，人们提出了一些线性调制技术，如QAM（Quadrature AmplitudeModulation）和QPSK（Quadrature Phase Shift Keying）等。虽然线性调制信号有着优越的带宽和效率利用率的优势，但是因为其包络不是恒定的，系统的非线性失真将对它造成很大的影响。为了输出大功率，功率放大器经常需要工作在饱和输出状态(即非线性状态)。通常情况下，随着输入功率的增加放大器的非线性失真也会变得越来越严重。所以，要提高频谱利用率同时又保证信号不失真，功率放大器线性化技术是最好的解决办法之一。在众多的线性化技术中（功率回退、前馈、负反馈及预失真等），预失真具有结构简单、成本低廉、可靠性高等特点，所以我们选择了预失真技术进行研究。本文首先介绍了线性化器的国内外发展情况。然后给出了功率放大器的重要指标，分析了放大器非线性产生的机理。介绍了功率回退、前馈、负反馈及预失真等线性化方法，同时分析了这几种方法的原理，也提出了每种方法的优点与不足。在本文的第四章，着重介绍和分析了预失真线性化器的几中结构，并对其中的叁种进行了仿真验证。同时还针反相平行对二极管对线性化器提出了改进，并对其可行性进行了仿真验证。为了研究预失真线性化器对功率放大器线性度的改善程度，本文还设计了S频段固态功率放大器，并且为其设计了线性化器。对设计出的产品进行了调试和测试，证明了线性化器对功率放大器线性度的改善作用。
参考文献：
[1]. 微波预失真线性化技术研究[D]. 黄微波. 电子科技大学. 2009
[2]. L波段平衡式功率放大器设计与研制[D]. 张凯. 西安电子科技大学. 2012
[3]. 微波功率放大器互调失真与数字基带预失真线性化技术[J]. 邬书跃, 田新广, 黄丹, 张尔扬. 通信技术. 2001
[4]. 微波线性功率放大器的研究[D]. 李依林. 西安电子科技大学. 2011
[5]. 预失真线性功率放大器的研究[D]. 冯华. 电子科技大学. 2009
[6]. 微波功率放大器的研究[D]. 郭栋. 电子科技大学. 2008
[7]. 射频功率放大器的自适应数字预失真技术研究[D]. 刘桓. 武汉理工大学. 2008
[8]. 高效率Doherty功率放大器的研制[D]. 牛吉凌. 电子科技大学. 2009
[9]. 基于预失真的线性化通道放大器的研究[D]. 高茜茜. 西安电子科技大学. 2011
[10]. 微波固态功率放大器及预失真线性化器的研制[D]. 王宇明. 西安电子科技大学. 2013
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