線性化功率放大器設(shè)計(jì).pdf

1、現(xiàn)代無線通信技術(shù)廣泛地采用了非恒定包絡(luò)調(diào)制技術(shù)以實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和頻譜效率。例如在W-CDMA通信基站及直放站系統(tǒng)中,要求對(duì)相鄰信道的用戶產(chǎn)生最小的干擾,功率放大器在放大高峰平比(PAR)信號(hào)時(shí)應(yīng)具有較高的線性度；具有較好線性度的A類或AB類放大器應(yīng)有足夠的功率回退以滿足線性度要求,造成了A類或AB類放大器效率偏低,這就和為了降低通信運(yùn)營商的運(yùn)營成本,減小冷卻成本,易于熱控制,提高功放效率的要求形成了一對(duì)矛盾。解決這對(duì)矛盾,同時(shí)有

2、效的提高功率放大器效率和線性度已成為射頻工程技術(shù)界的一個(gè)難點(diǎn)、熱點(diǎn)。 本文在對(duì)功率放大器非線性特性進(jìn)行充分研究的基礎(chǔ)上,綜合各種線性化方法的優(yōu)缺點(diǎn),采用了一種應(yīng)用交調(diào)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的交調(diào)信號(hào)反相對(duì)消掉功率放大器自身的交調(diào)分量改善功率放大器的線性度的射頻預(yù)失真方法,設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用于W-CDMA直放站的20W級(jí)射頻預(yù)失真線性化功率放大器。 在此基礎(chǔ)上,仿真設(shè)計(jì)了20W級(jí)低記憶效應(yīng)、高效率Doherty功率放大器,通過優(yōu)化其

3、載波放大器和峰值放大器的直流偏置點(diǎn)、輸入/輸出匹配電路和合成網(wǎng)絡(luò),使功率放大器在高峰平比的W-CDMA通信條件下同時(shí)具有高效率和較好的線性度優(yōu)點(diǎn)。并采用短路掉功放晶體管輸入/輸出端口處調(diào)制信號(hào)包絡(luò)頻率信號(hào)的方法設(shè)計(jì)的低記憶效應(yīng)的Doherty功率放大器,將進(jìn)一步提高射頻預(yù)失真線性化功率放大器的效果。 實(shí)測(cè)結(jié)果表明,在2.11-2.17GHz頻帶內(nèi),射頻預(yù)失真線性化功率放大器在輸入1MHz間隔的雙音頻信號(hào)條件下,輸出功率42dBm

4、,增益56dB,三階交調(diào)失真比達(dá)到-70dBc,三階交調(diào)的改善量大于25dB。功放輸入-14dBm的雙載波W-CDMA信號(hào)時(shí),輸出功率達(dá)到42dBm,相鄰信道功率比(ACPR)達(dá)到-50dBc,改善量達(dá)到9dB。 本文研究結(jié)果表明,通過采用射頻預(yù)失真法對(duì)功率放大器線性化效果明顯,其電路簡(jiǎn)單、成本低、工作穩(wěn)定,通過與低記憶效應(yīng)、高效率Doherty功率放大器技術(shù)結(jié)合后,該射頻預(yù)失真線性化功率放大器在當(dāng)代無線通信領(lǐng)域?qū)⒕哂懈鼜V闊的應(yīng)