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《杭州电子科技大学》 2009年
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射频功率放大器的建模及其线性化研究

郭明卫  
【摘要】:高频谱效率数字调制技术的使用提高了频谱利用率,但是它产生的非恒包络信号对功率放大器的线性度提出了更高的要求。通常,提高线性度的方法是减小放大器的输出功率,让放大器工作在线性区域,但这将导致功率放大器效率的降低,功放资源的浪费。线性化技术能够在不降低线性度的情况下提高功放的效率。在线性化技术研究中,通常先给功放建立合适的模型,对系统进行仿真,验证所要使用的算法,然后设计线性化方案。所以,在系统级的设计中,对功率放大器建模的研究显得非常重要。在众多线性化技术中,数字预失真技术是一种高效的线性化技术,它采用数字电路实现功放非线性失真的纠正,具有效率高,性能稳定等优点,是线性化技术发展的趋势。课题围绕功放的模型和线性化技术进行展开,所做的主要研究工作如下: 1.通过对功放的非线性特性的研究,给出衡量线性度的重要指标,阐述非线性对通信系统的影响,分析线性度与频谱效率和功率效率之间的关系。对产生功放记忆效应的原因做了分析,重点分析了影响记忆效应的几个重要因素。 2.对功率放大器行为模型的建模理论进行研究。具体分析多种功放模型的结构和参数估计方法,其中包括无记忆的Saleh模型和有记忆的Volterra级数模型、Wiener模型、Hammerstein模型等。阐述了功放模型的选择依据和有效性的验证方法,以功率放大器MRF21125为例,用ADS2006A所建的功放电路的仿真数据代替功放的测试数据,通过曲线拟合的方法验证了功放模型的有效性。 3.重点研究多项式结构的功放模型。传统的多项式模型在参数的估计过程中存在数值不稳定的问题,提出一种正交基函数的多项式模型,能够避免数值不稳定的问题,通过验证说明当多项式阶数增多时,行为模型与器件模型之间的均方误差逐渐减小,提高了功放建模的精确度,并且可以推广到有记忆效应的多项式模型中。 4.对自适应数字预失真方法进行了研究。介绍了反馈法、前馈法和数字预失真法等几种线性化技术的基本原理和组成结构。基于非直接学习的自适应控制结构,提出了基于递归预测误差(RPE)算法的数字预失真方法,经仿真验证,该算法比递归最小二乘(RLS)算法的收敛速度快。设计了数字预失真的实现方案,分析方案中主要器件的性能及其在电路中的功能。给出了整板实物图,测试表明该方案对功率放大器有一定的改善效果。
【学位授予单位】:杭州电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN722.75

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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【参考文献】
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