开题报告——线性化功率放大器的研究学生：桑磊指导教师：徐锐敏

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1、开题报告——线性化功率放大器的研究学生：桑磊指导教师：徐锐敏教授摘要：本文简要线性化功率放人器的发展历史并给出了功放的关键指标。然后根据国内外线性化放人器的发展特点叙述了儿种线性化功放的研制方法。对于本课题的技术指标及技术难点作了分析，以此为依据，提出了木课题的实现方案，对课题进度作了规划。关键词：功率放大器线性度效率一引言随着移动通讯事业的迅猛发展，移动通信系统经历了笫一代的模拟蜂窝系统、笫二代的基于TDMA和窄带CDMA基础的数字蜂窝系统，现在己发展到笫三代移动通信系统，例女IIWCDMA、CDMA2000和TD・SCDMA。射频技术的实现是WCDMA、CDMA

2、和TD・SCDMA实现产业化的关键技术之一，这些通信系统旨在为用户提供高速、大容量和多种服务［1］。并且随着无线用户的飞速发展和宽帯通信业务的开展，通信频段变得越来越拥挤。为了在有限的频谱范围内容纳更多的通信信道，要求采用频谱利用率更高的传输技术，因此线性调制技术在现代无线通信系统中被广泛采用。由于这些线性调制技术具有非恒定包络、宽频带和较高的峰平比等诸多特点，当调制信号通过功率放大器后将产生互调信号失真。互调失真对邻接信道产生不同程度的干扰，而这种互调产物无法用滤波去除，因此第三代移动通信系统对射频功率放大器的线性度提出了更高的要求，射频功率放大器的线性校正成为整

3、个系统工作性能的关键技术之一。由于随着信道宽度的减小，频率利用率的提高，随之而来的问题就是带外辐射的增加，加剧了邻道干扰。出现这种情况的主要原因是在无线通信系统中，存在许多非线性器件,比如放大器、混频器等，特别是功率放大器，它用于放大高频信号，并提供足够高的输出功率以实现最大输出，因此功率放大器常常工作在非线性区甚至工作在饱和区的附近，此时功率放大器呈现出一定程度的非线性失真。因此，随着输入信号功率的增加或者当输入多载波信号时，待放大的载波信号之间相互作用，产生了互调失真(IMD)产物。这些互调产物会导致对带外信号的干扰，并且会对使用功率放大器的系统性能产生有害影响

4、。而且在线性调制方案中，由于信号包络是起伏的，故对功率放大器的线性度非常敏感，需要对功率放大器的线性化提出了更高的要求。其中射频的线性化技术和高效率技术是相互矛盾的，对这两种目标的实现往往决定了功放的其他儿个方面，因而射频的线性化技术和高效率技术的研究成为业界的热点。目前，在各种线性化技术中，最主要的线性化技术是反馈法(Feedback)、前馈法(FeedForward)预失真法(PreDistortion)«而效率增强技术即基于提高线性功放效率的技术主要有：Dorherty技术、包络跟踪、包络消除再生技术和自适应偏置技术等。二国内外发展动态1国外发展动态在上个世纪

5、二十年代，在贝尔实验室工作的美国人Harold.S.Black发明了反馈的电路形式，并且应用于放犬器。这种反馈的电路形式在后來的电路设计中成为了一种非常基础的实用电路。反馈型功放的线性是以牺牲其增益得到的，且存在不稳定和频带窄的缺点。预失真线性化法就是在功放询加入预失真^(Predistorter),和功放元件(PA)级联，非线性失真功能内置于数字、数码基带信号处理域中，其与功放展示的失真数量相当，但功能却相反，进而抵消功放的非线性，使功放呈线性特性。将这两个非线性失真功能相结合，便能够实现高度线性、无失真的系统。预失真法由于结构简单、成本底、线性化好、对输出功率影

6、响小而被广泛采用。根据预失真器在发射机中的位置，可以分为射频预失真技术、中频预失真技术和基带预失真技术。根据预失真器处理信号的形式，可以分为模拟预失真技术和数字预失真技术。美国线性器技术公司是线性放大器专业公司，产品从L,S,C,K到Ka波段均有不同功率的行波管及固态放大器产品，并可根据客户为已冇放大器提供附加线性化器。美国BrovoTecnh公司的TSLPA系列固态功率放大器模块输出功率50W,增益45〜55dB可调,传输16信道时,交调指标可达-60dBc。美国POWERWAVE技术公司是低噪声和高功放生产厂商，已推出了多载波功率放人器用于CDMA、PCS和无线

7、蜂窝通信系统，频段冇800、1800和900MHz,输出功率50W〜200W,其中200W功放曲4个50W模块合成，采用前馈技术三阶交调・70〜-60dBo口本三菱公司信息技术研发中心采用微波预失真法改善场效应管放人器的线性特性。利用场效应管源极接地时增益随功率增加而增加，相位则随功率壇加而减小的特性，这正好与接近饱和输出的功率放大器相反，这种线性化器用于7GHz饱和输出功率50W的功放使动态范围改善2dB,增益回退3dB2.国内发展动态台湾地区的天工通讯在04年初推出供802.lla/b/g无线局域网使用的线性化功率放大器，不但效率大幅提升，传输距离也增长了5