基于数字预失真技术的相移功率放大器非线性分析和修正(精)

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1、.word格式.基于数字预失真技术的相移功率放大器非线性分析和修正摘要：本文提出了一种关于功率放大器相移的的非线性原因的综合理论与实验分析。相移分解产生了重要的负载牵引效应并且第一次研究了Chireix合成器。在LINC系统中关于两个功率放大器行为效应作为一个主要的非线性源头得到了证实。此外，本文建议采用预失真技术来对非线性行为的建模应用。关键词：LINC，相移，非线性，预失真，负载调制，Chireix合成器1、引言无线通信应用的增值和多样化本质上增长了无线网络频谱的利用。结果，移动性成为一个具有条真行的设计标准之一，这个设计标准使电池的使用寿命显得越来越重要。除了世界范围

2、的主动来增加电池容量外，为了延长移动设备中电池寿命和降低基站功率消耗，几个研究实验室聚焦在改进射频发射机的功率转化效率。在过去的二十年，使用回馈和模拟或数字预失真的功率放大器非线性技术是非常流行的，它们能提高在功率放大器的功率转换效率和线性化的权衡。然而，附加效率性能不是尽如人意特别是在最新几代的无线标准中使用的高度不同的包络信号。为了实现高效率，最近的研究集中在使用具有高效率和高线性化功放的先进发射机结构，它们工作在B、C类或开关状态。在别的技术中，基于发射的调制和非线性器件的放大时最流行的。这些技术都将幅度和县委调制信号转换成常数幅度信号来保证在相位放大中良好的线性度。

3、在.专业.专注..word格式.调制发射中，它们实际实现时还是受到了共的数字处理器速度和高的模拟滤波器Q值的挑战。LINC技术在1935年提出，1974年得到了Cox的修正。图1所示即分解振幅和相位已调信号为两个相位调制信号的技术。每个信号都能通过高线性或开关型功率放大器得到放大。在功率放大器的输出处功率合成器将信号垂直相加来回复原始信号的放大调制。图1、LINC结构图和信号分解原理字面上能用LINC技术来区分两种不同的功率合成器：隔离的和非隔离的合成器。隔离合成器或混合隔离器在任何输入输出端口与输入信号的相位和振幅独立地被匹配。因此，当输出信号在相位之外时，所有传送到隔离

4、合成器的能量在匹配电阻中作为热量散失了并且平均功率大大降低。诸如像Chireix非隔离合成器的使用避免了功率的损失。而然，由于这些非隔离合成器的本质特性，由功率合成器在输入端口呈现的负载是输入信号相位和振幅的不同函数。因此，在输入端口之间出现了交错的负载调制，它能产生不同功率放大器行为，比如增益，输出功率和直流损耗。尽管效率得到了改进，但是这种类型的合成器导致了系统线性度的下降。如前所述，制定了几种尝试来分析它的补偿。在这篇论文里，介绍了一种证实和修正这种非线性原因的理论兼霍思燕分析并提出了一种有效的补偿方式。2、希莱克斯合成器理论.专业.专注..word格式.图1显示了L

5、INC结构图。幅度和相位已调信号Sm分解成为两个恒定包络信号S1和S2。这些信号被工作在开关类状态的功率放大器放大然后用希莱克斯合成器将它们求和。LINC分解通过以下面的方程实现：式中Vmax是最大的信号振幅，如下给出：V(t和是表达如下的瞬时输入信号振幅和相位：指由每个分支信号频谱引入的相位变化，作为输入信号振幅的函数，如下：S1和S2信号都被两种相同开关类型的放大器放大，它们作为电压源（D或F类功率放大器）。输入信号被希莱克斯合成器结合。这种合成器的拓扑结构如图2所示。它包括两个四分之一波长转换器,特征阻抗值等于R0，与合成器的输出相连。两个段路端可能在牺牲线性度的代价

6、下在给定角度值时加在合成器的两个输入端。本文没有考虑短路末端。.专业.专注..word格式.图2、Chrieix合成器示意图在文献11里面表明了Chireix合成器的输入阻抗取决角度并它们的表达式如下：式中，为了简化起见，使则在文献9表明，由相移引起的反射系数导致原来的独立的角度变成一个新的角度并在Chireix合成器被赋值。因此，合成器的阻抗将取决于，如下所示：式中和和下边方程有关：.专业.专注..word格式.在Chireix合成器输入处的反射系数表达如下：式中Rs是理想电压源放大器的输出实阻抗。输出电压Vo是的函数表达如下：式中G是放大器的增益并且作为一个的函数常数。

7、虽然文献11揭示了Vo、和是独立的，它在使用Chireix合成器时在相移系统中作为一个非线性源得到解释，下边的部分将阐明这种可能。3、Chireix合成器的线性化在下面，表达式Vo作为的函数源于文献11。通过表达式（8）取代成（10），能表达如下：式中，通常地，Ro被选成一个能保持良好阻抗匹配的值，这就意味着等于一个整体值。在这种情况下，（12）变成：.专业.专注..word格式.通过化简，（13）变成：通过（14）里面的表达式，能算出的振幅和相位，如下：式中。因此，的正弦和余弦能通过在（16）式中的复数的振幅来分