基于前馈技术的高线性功率放大器设计-检测技术与自动化装置专业论文.docx

万方数据 万方数据 摘 要 独 创 性 声 明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也 不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用 过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论 文中作了明确的说明并表示谢意。 签名： 王双喜 日期： 2012 年 5 月 31 日 论文使用授权 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论 文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和 磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位 论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后应遵守此规定） 签名： 王双喜 导师签名： 日期： 年 月 日 I 摘要 摘 要 随着人们物质生活水平的不断提高，对无线通信的需求也日益强烈，这直接 导致了各种通信系统的飞速发展，新型的线性调制技术如 QAM，QPSK 等也逐步 走向应用。频谱作为一种不可再生的自然资源现在已经变得日益紧张。所有的射 频系统都应努力降低自己的带外干扰。因此，射频系统对线性度的要求已经越来 越高。功率放大器是现代射频通信系统中的关键部件，功率放大器的输出功率， 效率以及线性度等会对整个无线系统产生非常重要的影响。 用于通信系统的功率放大器一般情况下总是工作在大信号状态，也就是常说 的工作在 1dB 压缩点区域 P1dB 附近，此时因为已经很接近功放的饱和区，所以非 线性失真将会变得更为严重，比如说互调失真（IMD）、谐波失真（THD）、幅度 调制转移失真（AM-AM）、幅度调相转移失真（AM-PM）等等。当多载波信号输入时， 三阶互调失真对功放影响较为严重。所以，为了保证放大器的线性度，功率放大 器的输出往往设置在远离 P1dB 点处，这么做的结果当然会对功放造成影响，具体 表现在输出功率减小，效率降低。而此结果，对于商用基站来说影响很大，直接 导致其散热困难，运营成本增加，故简单的加大功率回退来改善功放的线性度实 不可取的。所以，对放大器的线性化的研究非常有意义，非常重要。 本文首先分析了射频功率放大器的非线性特性和分析非线性的基本方法，介 绍了目前各种功放线性化方法（功率回退，前馈，反馈，预失真等等）的基本原 理，并对各种线性化技术的优缺点做了比较总结，接着重点分析了前馈线性化系 统，针对传统前馈系统的不足，介绍了自适应前馈系统。由于传统前馈的效率较 低，所以本文在自适应前馈系统的主功放使用了效率增强技术采用了 Doherty 结 构，并且介绍了 Doherty 放大器的基本工作原理。 最后本文根据前馈技术原理结合安捷伦公司的 ADS 软件仿真并设计了一款 自适应前馈功率放大器。经双音测试结果表明，系统在输出功率为 46dBm 时，三 阶互调产物抑制比约为-49dBc,较线性化之前改善了约 19dB，具有一定的工程参 考价值。 关键词:线性化,功率放大器,前馈,三阶交调 II ABSTRACT ABSTRACT As our material life level unceasing enhancement, the demand for wireless communication also become increasingly strong that led directly to the rapid development of all kinds of communication systems, the new type of linear modulation technology such as QAM, QPSK also gradually moving towards the application. All of the RF communication systems are required to reduce their out-of-band interference. The requirement about linearity of the RF system becomes a more and more serious problem. The power amplifier is a key component of modern radio frequency systems. The linearity, efficiency, and power of the power amplifiers affect the overall wireless