基于预失真技术的射频功率放大器线性化研究

【摘要】： 随着无线通信技术的飞速发展，线性调制技术正得到越来越广泛的应用。但包络变化的调制信号经过非线性射频功放后会产生交调分量，因此必须采用线性化技术来减少由此产生的邻道干扰。预失真技术是一种广泛使用的线性化技术，基于预失真技术的线性化系统正逐步成为研究热点。本论文的研究分别涉及三阶模拟预失真系统、查找表预失真系统和前馈预失真系统，其中有创新和有价值的工作主要体现在以下三个方面： 1：对于采用二极管反向平行对的三阶模拟预失真系统，本文提出了一种可以抑制驻留二阶交调(IMD2)信号的新型三阶扰动器。该扰动器通过一个由二极管和电阻组成的反馈网络来平衡驻留IMD2信号，本文理论分析了其基本原理并仿真研究了其性能特点。对比相同类型的三阶扰动器，新型扰动器具有更好的IMD2抑制特性，并能自适应二极管对的不同匹配特性。仿真研究表明由该三阶扰动器组成的模拟预失真系统能有效抑制的IMD2分量，并可达到46dB的三阶交调(IMD3)压缩性能。 2：对基于查找表技术的数字预失真系统，本文着重研究了预失真表的表项索引技术。首先理论推导了实现表项最优分布的压缩函数，然后提出了一种非线性表项索引技术—查找表索引技术，分析了该技术的特点并给出了具体实现方式，最后还提出了自适应改进方案。仿真研究表明，在相同64位表项的极坐标预失真系统中，对比幅度索引技术该新型索引技术可以提高2.5dB的IMD3压缩性能，但不增加硬件实现成本。本文还研究了自适应表项刷新算法，提出了一种收敛速度较快的改进弦线算法。 3：本文提出了一种射频预失真技术和前馈线性化技术相结合的前馈预失真技术。由于在主功放和误差功放前分别加上了射频预失真单元，因此提高了整个系统的线性度和功率效率。该技术改变了误差通路中的信号特性，使误差放大器也输出有用信号功率，提高了整个放大系统的性能。考虑到固态功率放大器(SSPA)幅度和相位非线性特性的差异，该系统采用幅度和相位不平衡调节的射频预失真结构，降低了硬件成本。仿真结果表明该技术方案可以到达63dB左右的IMD3压缩性能。