基于记忆效应的射频功放建模和线性化研究

摘要

射频功率放大器是现代无线通信系统发射机中的关键模块，其性能的优劣直接影响着通信的质量和效率，目前大多数的功放模型和线性化方法都局限于窄带应用，当信号带宽增大导致放大器记忆效应明显时，传统的线性化方法对功放非线性的补偿效果就会变得很差，为了改善宽带放大器的线性度，近年来考虑记忆效应的功放建模和线性化方法成为新的研究趋势。 深入研究宽带通信系统中功率放大器的非线性机制及记忆效应，分析了记忆效应的现象及产生原因，论述了三类非线性放大器模型：无记忆模型，准无记忆模型和考虑记忆效应的模型。分别用极坐标，正交拓扑以及多项式函数的形式推导了准无记忆模型的输入输出关系，归纳出利用双音测量数据提取多项式系数的步骤。重点论述了记忆多项式模型的构造原理，包括一致时延项模型和非一致时延项模型，比较了它们的建模策略和复杂度，并以Motorola公司的MRF9742功放管为例，提出了一种新的更易于实现的非一致时延分支项算法：类正弦函数确定法。 利用记忆多项式建模法对传统预失真技术进行改进，提出非一致时延记忆多项式预失真技术，并着重分析了记忆预失真发牛器的构造原理。设计了一个非一致时延记忆预失真线性化功放系统，利用ADS仿真分析MRF9742模型的非线性特性和记忆效应，比较了传统预失真和非一致时延预失真的线性化效果，仿真结果证明在宽带应用中，用类正弦函数算法构造的非一致时延预失真能迅速有效地抑制输出频谱中的互调失真产物，大幅提高功率放大器的线性度。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 引言

1.1课题研究的目的和意义

1.2国内外的研究现状

1.3本论文的内容安排

第2章 非线性功率放大器的基本理论和分类

2.1电子系统基于记忆特性的分类

2.1.1无记忆线性系统

2.1.2无记忆非线性系统

2.1.3记忆线性系统

2.1.4记忆非线性系统

2.2非线性功率放大器的特性指标

2.2.1 1dB压缩点

2.2.2三阶截点

2.2.3峰均比

第3章 放大器非线性和记忆效应的分析

3.1基带和带通信号的定义

3.2不同激励信号下功放的非线性效应

3.2.1输入为单音信号时功放的非线性分析

3.2.2输入为双音信号时功放的非线性分析

3.2.3输入为多载波调制信号时功放非线性分析

3.3功率放大器的记忆效应

3.3.1记忆效应及其表现

3.3.2记忆效应产生的原因

第4章 功率放大器非线性效应的建模

4.1放大器的模型和记忆特性

4.2无记忆放大器模型

4.3准无记忆放大器模型

4.3.1极坐标和正交模型

4.3.2准无记忆多项式行为模型

4.4考虑记忆效应的功放非线性模型

4.4.1记忆多项式模型概述

4.4.2具有一致时延项的记忆多项式模型

4.4.3非一致时延项的记忆多项式模型

4.4.4非一致时延项的确定

第5章 利用记忆多项式建模法对传统预失真技术的改进

5.1传统的预失真线性化技术

5.1.1数字基带预失真

5.1.2模拟RF预失真

5.2预失真线性化功率放大器的设计

5.2.1 MRF9742的基本性能分析

5.2.2 MRF9742的记忆效应分析

5.2.3无记忆预失真对MRF9742线性化

5.3补偿记忆效应的预失真技术

5.3.1记忆多项式预失真发生器

5.3.2非一致时延预失真对MRF9742的线性化

第6章 结论与展望

致谢

参考文献

附录

个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果