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射频功率放大器是射频通信系统终端的主要器件。随着通信技术的发展,特别是第三代无线通信技术(3G)运用,对射频功率放大器有了更高的要求。3G无线通信技术,使用了相对于2G更高的带宽,采用的16QAM和QPSK等调制方式,这种数字调制方式产生的信号包络非恒定的,同时为提高抗多径效应采用了多载波技术,从而使已调信号有很高的峰-平比。这就需要功放在工作时具有更高的线性度,避免由于非线性带来的带内干扰和带外辐射。传统的线性化方法对于改善功放的线性度和提高功放的使用效率效果不太理想,为改善功放的线性度和效率,考虑采用有记忆功放建模和线性化方法。
1、本文研究了非线性系统的分类,分析了衡量功放非线性的主要技术指标,对功放的非线性有了初步了解。
2、采用单音和双音输入分析了功放产生非线性的机制,从功放器件的角度说明了产生功放记忆效应的两个机制:热记忆效应和电记忆效应。介绍了三种功放的建模方法分类:无记忆非线性建模、准无记忆非线性建模和有记忆非线性建模模型,重点阐述了有记忆非线性建模技术的原理,包括一致时延非线性建模技术和非一致时延非线性建模技术。
3、重点研究了记忆多项式建模的方法,分析了记忆多项式系数提取过程,并且采用预失真的方法改善功率放大器的非线性。并采用Doherty技术结合,使功放在提高线性度的同时改善了功放的使用效率。利用Agilent ADS仿真软件,以LDMOS管MRF21030为例,仿真分析了非线性特性和有记忆非一致时延建模,在建模的基础上采用了新型预失真有效的抑制了交调分量。
4、分析了Doherty电路的基本原理,对电路的主要部分负载牵引电路做了详细分析,利用软件仿真验证了Doherty电路能显著提高功放使用效率。将记忆多项式预失真器和Doherty技术结构相结合,使系统在获得较高线性度的同时,使用效率得到提高。