基于数字基带预失真和Doherty技术的HPA系统构建-测试计量技术及仪器专业论文.docx

摘要 摘要 万方数据 万方数据 摘 要 高功率放大器（HPA）是无线通信系统中的末级，也是最重要的模块之一， 而功放（PA）线性度和效率常是必须权衡的两个参数。目前国内外 HPA 的线性化 方法有：功率回退技术、包络消除和恢复技术、笛卡尔环路反馈技术、前馈线性 化技术、模拟预失真技术以及数字预失真技术等等。各种技术都有其优缺点，其 中的数字预失真方法以无稳定性问题、精度较高、适用宽带通信、很强的自适应 能力等优点最被看好。在保证高功率放大器达到设计所需的线性度的要求下尽量 提升其效率则成为高功率放大器研究的另一个重要方向。提升 PA 效率的技术主要 有：Kahn 包络分离和恢复技术，包络跟踪技术，非线性器件线性放大技术（LINC， Linear amplification using Nonlinear Components），Doherty 技术。Doherty 技术与其 他几种技术相比，有着实现方式较为简单，成本相对低廉，对系统的线性度的影 响相对其他几种方式较小，因此在现代无线通信技术中得到了广泛的运用。 本文采用数字预失真技术与 Doherty 技术结合的 HPA 系统设计方案。首先详 细分析了功放非线性失真的产生机理及其对无线通信系统的影响，并介绍了衡量 功放非线性的主要技术指标，在对几种常用功放线性化技术进行简介的基础上对 数字预失真（DPD）进行了重点讨论。其次，本文对传统 Doherty 放大器的工作原 理做了详细论述，并分析了传统等功率输入对称 Doherty 放大器饱和输出功率低、 效率及线性度相对较差的原因，然后给出改良的方案。最后介绍了基于“数字预 失真+Doherty”总体设计方案的 HPA 系统的工作原理，并给出 Doherty 功放模块 的详细设计方案和仿真设计。对该 HPA 系统进行的硬件设计和测试表明其在三阶 交调、邻道功率比（ACPR）、功率附加效率等测试指标上均有较大改善，达到预 期指标。 关键词：高功率放大器，邻道功率比，功率附加效率，数字预失真，Doherty I AB ABSTRACT ABSTRACT As the final stage, the high power amplifier(HPA) is one of the most important module in the wireless communication system, while the linearity and the efficiency of the power amplifier(PA) are two parameters to which the designer should pay great attention. To obtain linear amplification, the most common approaches are presented as follows: output-power back-off, Cartesian-Loop feedback, feed-forward, analog predistortion, digital predistortion, etc. Each of them has its own pros and cons, however the digital predistortion was considered the most promising for its unconditional stability, high definition, good self-adaptive ability and so on. To enhance the efficiency has become another research area of great importance on condition of the high linearity of the HPA, and the following techniques are applicable: Kahn envelope elimination and restoration, envelope tracking, Linear Amplification Using Nonlinear Components(LINC), Doherty, etc. Compared with the others, the Doherty technique which is easy to realize with lower cost has less impacts on the linearity of the system, so it’s widely used