高效率射频功率放大器线性化技术的比较研究

功率放大器广泛用于通信系统和各种电子设备中 ,设计功率放大器时减小其非线性失真是一个必须考虑的问题。文章对射频功率放大器的主要几种线性化技术进行了比较 ,着重分析了带有失真反馈的前馈技术和预失真技术 ,并浅析了今后射频系统线性化技术的发展趋势。     

高效率射频功率放大器线性化技术的比较研究

功率放大器广泛用于通信系统和各种电子设备中，设计功率放大器时减小其非线性失真是一个必须考虑的问题。章对射频功率放大器的主要几种线性化技术进行了比较，着重分析了带有失真反馈的前馈技术和预失真技术，并浅析了今后射频系统线性化技术的发展趋势。     

数字预失真技术设计及实现

预失真技术是克服功率放大器非线性失真的一种很有效的方法.采用最小二乘法(LS)算法的预失真技术可以获得很好的功率放大器线性化性能,但是其中的矩阵求逆运算在硬件上实现比较困难.论文采用坐标旋转数字计算算法(CORDIC)实现QR分解,并应用在预失真技术中,获得了较好的放大器线性化性能.通过在可编程逻辑阵列(FPGA)硬件平台上的仿真,验证了方法的可行性和有效性.     

功率放大器非线性失真的Volterra级数分析

讨论了功率放大器的非线性现象及其对通信系统的影响,运用Volterra级数分析了MESFET功率放大器的非线性失真,并阐述了非线性参数以及源阻抗和负载阻抗对交调失真的影响,为功率放大器的线性化研究提供了参考.     

预失真线性化技术原理分析

对两种基本型式的预失真线性化技术——数字基带预失真和射频预失真的组成原理进行了详尽的分析.结果表明,这两种技术具有线性度高、收敛速度快和便于实现等特点,因此可用于对移动发射机中的功率放大器进行线性化.图4,参8.     

基于OFDM系统的射频功率放大器线性化的研究

首先对射频线性功率放大器在OFDM系统中的重要性作了简单叙述,然后重点论述了两种主要的线性化方法——预失真和前馈,并在ADS环境中对它们进行了仿真实现．     

无线射频通信中改进式功放数字预失真技术

提出了一种用于无线射频通信系统中补偿由于高功率放大器引起的非线性失真的改进式的基带查找表预失真方法.查找表预失真方法是基于对高功率放大器的非线性特性进行训练,由训练得到的功放非线性参数对功放进行线性化校正,以达到预失真补偿的效果.由计算机仿真结果和实测结果表明,该方法具有稳定性高、收敛速度快、补偿算法简单、硬件开销较少、补偿效果较好等优点.     

基于分段多项式的RF功放预失真线性化新方法

为补偿RF功率放大器的非线性失真,提出一种新的基于分段多项式的自适应数字预失真方法,使用多个直角坐标形式的低阶奇次多项式设计预失真器.分析多种自适应数字预失真方法的计算复杂度,通过Matlab软件仿真它们的收敛速度和线性化效果.该方法计算复杂度低,易于实现.仿真结果表明,该方法收敛速度快,且具有良好的抑制频谱扩展的线性化性能.     

一种基于Hammerstein模型的数字预失真算法

记忆非线性放大器的预失真问题一直是预失真技术的难点.本文首先介绍了数字预失真器的几种模型结构和识别算法,它们虽然能够很好地实现功率放大器的线性化,却存在运算量较大的问题.结合LS算法和Hammerstein模型的优点,提出了一种基于Hammerstein模型的数字预失真算法,用几次简单的迭代运算代替一次复杂的直接运算,从而以较少的运算量,获得较好的线性化性能.通过计算机软件仿真验证了这种算法的有效性,它能以较少的参数,快捷、简便地实现记忆非线性功率放大器的预失真,显著提高了放大器的线性化性能.     

一种手动预失真方案

数字预失真技术是宽带通信中功率放大器线性化技术普遍采用的方法之一,预失真技术在消除通信码间干扰和带外频谱扩展方面有着重要的作用.根据预失真原理提出一种手动预失真方案,利用幅度失真和相位失真产生原因,对失真函数进行求逆,从而使减小功放非线性失真,使输出信号与输入信号接近,达到预失真的目的.该方法复杂度低效果较好,并进行了仿真.     

基于GaAs pHEMT 2.5~4.3 GHz驱动功率放大器芯片设计

为了实现低噪声、高线性度、中功率的指标特性,设计了一款基于GaAs pHEMT工艺的2.5~4.3 GHz驱动功率放大器（power amplifier,PA）,该PA设计采用共源共栅级驱动共源极放大器的双级放大结构,其中共源共栅级驱动放大器可实现良好的隔离度,采用负反馈技术实现输入阻抗匹配和级间阻抗匹配,选取共源极放大器实现高线性度指标。经过流片加工后,实测结果显示,该PA在2.5~4.3 GHz频段可实现25.5±1 dB小信号增益,可以满足5G无线通信系统中Sub-6G频段的典型驱动功率放大器的指标要求,具有广泛的市场应用前景。     

应用于蓝牙系统的2 MHz限幅放大器/接收功率指示计

介绍了一个应用于蓝牙系统的2 MHz CMOS 限幅放大器/接收功率指示计.在限幅放大器电路设计中,采用一种新的限幅器以减小温度对功率指示计性能的影响.仿真结果显示接收功率指示计的温度特性得到了补偿,它的指示范围在±1 dB误差范围内可以达到52 dB.整个电路功耗为13.2 mW.     

一种单环前馈线性化功率放大器及其性能分析

介绍了一种采用单环前馈线性化技术的射频功率放大器的电路结构及其工作原理,分析了幅度误差、相位误差和传输线延迟等因素对该放大器性能的影响,并利用专用的仿真工具进行仿真验证,结果表明,这种单环前馈功率放大器具有较低的幅度、相位和延迟的灵敏度,从而具备良好而稳定的线性化效果。     

低噪声放大器高线性度偏置的数学证明

通信技术日新月异,通信产品的更新换代越来越快,性能越来越优,客服体验要求越来越高,无疑对通信芯片的设计提出了更高的要求和挑战。通信芯片的核心在于接收机,而接收机的关键在于低噪声放大器。低噪声放大器的核心指标是噪声、增益和线性度。低噪声放大器线性度对整个系统的线性度起着重要作用,它的非线性越小越好。低噪声放大器的线性度受偏置电路的直流阻抗影响较大。文中对一种工作在S波段,能极好地提高低噪声放大器线性度的偏置电路给出了数学证明。     

一种微波模拟预失真器电路

文章提出了一种模拟射频预失真器,它由模拟衰减器、模拟移相器和3 dB电桥构成;将它加在微波放大器的前端,通过调节预失真器中的偏置电路来调整预失真器的性能,实现对放大器线性的提高;通过使用ADS软件进行双音测试,证明三阶交调系数改善了20 dBc。     

基于谐波抑制与补偿线技术的非对称Doherty功放设计

为了提高WiMAX信号下doherty功率放大器（doherty power amplifier,DPA）回退点的效率,提出一种基于谐波抑制和补偿线技术的非对称doherty功放（asymmetric doherty power amplifiers,ADPA）结构。该结构在传统ADPA结构的基础上,首先对主功放（carrier）和辅功放（peak）输出匹配电路加入2次、3次谐波电路进行匹配设计,减少晶体管漏极电压电流的重合;然后通过添加补偿线（offset line）的方式,改变carrier和peak的功率分配比,使得整体电路获得更高的效率和输出功率。基于上述谐波抑制和补偿线理论,设计了一款工作在3.4 GHz~3.6 GHz,增益约为13 dB的ADPA。实测结果表明,当饱和输出功率达到48.75 dBm,功率回退9.5 dB时,功率附加效率（power added efficiency,PAE）达到41.8%,5 MHz偏移量的相邻信道功率比（adjacent channel power ratio,ACPR）优于-35 dBc,10 MHz偏移量的ACPR优于-48 dBc。满足WiMAX基站对功放线性度和效率的要求。     

新型全集成连续时间低通滤波器

本文首先介绍用MOS场效应管、电容和运算放大器构成的新型GIC、模拟电感、FDNR、FDNC等有源元件电路,这些电路以著名的Riordan电路为基础,采用4个匹配的MOSFET结构达到传输特性的线性化。其次,对梯形RLC低通原型进行RLC-CRD变换,并运用嵌入法构成新型的全集成连续时间低通滤波器。     

采用射频预失真的新型大功率Doherty功放设计与实现

针对大功率射频功率放大器在设计研制上都存在较大困难,特别是大功率难匹配,实现大功率后线性度差、效率低等问题,设计一种适用于无线通信基站系统的二路大功率Doherty功率放大器。采用新型射频预失真芯片构建高集成度的线性化电路,改善该功率放大器的线性。仿真结果表明,在饱和功率回退6 dB时,该功率放大器平均输出功率可达到100 W,效率可达到44.158%,从而实现高效率和大功率的输出;加入预失真电路后,功放线性改善了20 dB。实测结果验证了仿真的一致性。     

基于PXI平台功率放大器的包络整形技术

包络跟踪功放与固定电源供电的功放系统不同的是,系统的性能不仅仅与射频输入信号有关,还与包络输入信号有关.将基于PXI平台的同步定时技术进行系统级分析,并讨论固定增益法等不同包络整形技术对于功放效率和线性度等系统性能指标的取舍.另外,还提出了一种新的针对电源调制模块的校准方法.     

光耦合线性放大器

本文介绍了一种采用光耦合器和运算放大器组成的光耦合线性隔离放大器线路,对线路的工作原理和误差进行了定量分析。它具有线性度好、隔离电压高、频带宽等特点,可用于需要将信号放大,并在输入和输出之间进行电气隔离的地方。如漏电流将危及人身安全的医用仪器,过程控制中的计算机和外部设备的接口中。后者因现场干扰使计算机不能正常工作。