多音激励射频接收系统非线性特性研究

摘要

随着通信技术不断提高，各种复杂的调制技术得到广泛应用。在射频通信系统中，由于非线性元件的存在，被调制信号的幅度随时间产生波动，使得系统产生了非线性失真，严重影响系统性能。
　　 射频接收机电路处理的一般都是小信号，可采用三阶无记忆非线性模型来描述电路的非线性特性。论文主要讨论多音激励射频电路的非线性失真特性，包括各非线性参数的理论分析、估算和测试方法。探讨利用较少数目的多音信号，进行非线性失真参数的高精度仿真和测试。首先阐述了射频通信电路非线性失真的评估及测试方法，分析了单音、双音信号经过三阶无记忆非线性系统的输出非线性失真，以及不同测试方法之间的优缺点。利用直接组合计算的方法，分析多音信号激励三阶无记忆非线性系统的响应，推导得到各非线性失真参数的解析表达式；并利用传统双音激励互调失真比，估算多音激励下的各非线性失真参数。多次测量随机相位多音激励的非线性失真功率取平均，提高了利用较少音数的多音信号进行非线性失真参数仿真和测试的精度。为了验证多音估算结果的正确性，利用随机相位平均可以提高多音激励仿真精度的结论，设计了多音激励的非线性测试方案，分别对80音、1000音和10000音激励下的各非线性失真参数进行了测试。
　　 仿真和测试结果表明，在音数较少时，对随机相位多音激励的非线性失真功率进行多次测量取平均，可以提高利用多音信号估算非线性失真的精度。对随机相位80音信号的失真功率进行100次平均，非线性参数实际测试值与理论估算值的偏差都小于0.5dB，该结论验证了测试方法以及多音激励估算非线性失真的正确性。该测试方法简单、测试成本低，因此可在大多数射频或者微波实验室得以采用。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1研究背景

1.2国内外研究现状

1.3论文主要工作

1.4论文结构

第二章射频电路非线性失真及其测试方法

2.1非线性失真

2.2传统非线性描述方法和失真参数

2.2.1单音非线性特性

2.2.2双音非线性特性

2.3数字通信系统中的非线性失真

2.3.1多音互调失真

2.3.2相邻信道失真

2.3.3信道内失真

2.4非线性失真测试方法

2.4.1单音激励非线性测试方法

2.4.2双音激励非线性测试方法

2.4.3模拟高斯噪声激励NPR测试方法

2.4.4改进的NPR和CCPR测试方法

2.4.5任意波形发生器产生多音测试方法

2.4.6矢量信号发生器测试方法

2.5本章小结

第三章多音激励三阶无记忆非线性系统失真特性分析与计算

3.1多音激励非线性失真分析与计算

3.1.1双音激励非线性系统响应

3.1.2三音激励非线性系统响应

3.1.3随机相位多音非线性特性分析

3.2多音激励非线性失真参数计算

3.2.1多音互调比计算

3.2.2邻道功率比计算

3.2.3同道功率比计算

3.2.4噪声功率比计算

3.2.5利用NPR评估信道内失真引入的误差

3.2.6非线性失真参数的简单验证

3.3多音信号极限特性分析

3.3.1带外极限特性

3.3.2带内极限特性

3.4同相位多音非线性特性分析

3.5利用双音互调失真比估算多音非线性失真

3.6多音信号代替高斯白噪声带来的误差

3.7本章小结

第四章多音激励仿真和测试

4.1多音激励模型的建立

4.1.1单音及双音仿真测试的简单验证

4.1.2多音激励仿真验证

4.2基于随机相位平均的多音仿真

4.2.1不同平均次数下多音激励仿真

4.2.2平均次数与失真参数的关系

4.2.3随机相位平均下的多音NPR仿真

4.2.4输出失真功率与输入功率的关系

4.2.5失真参数随输入功率的变化

4.3测试结果与分析

4.3.1随机相位平均多音激励非线性测试结果

4.3.2多音激励非线性测试方法精确性验证

4.3.3多音激励推导结果正确性验证

4.4本章小结

第五章总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献

作者简介及攻读硕士期间发表的论文