线性化技术
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L波段行波管预失真线性化技术的研究的开题报告一、选题背景在现代通信系统中,高速传输的需求越来越高,而传输中的非线性问题也日益突出,其中非线性失真是产生系统性能下降的主要原因。
行波管作为一种高功率的微波放大器,其输出信号往往会出现非线性失真现象,导致无线信号的带宽和传播距离受限。
因此,如何对行波管进行预失真线性化是非常关键的问题。
本文将研究L波段行波管预失真线性化技术,通过对行波管的预失真来改善其输出信号的质量,从而提高无线通信系统的性能。
二、研究目的和意义行波管的预失真线性化技术作为一种通信系统中重要的信号处理技术,可以有效地抑制行波管带来的非线性失真,并提高信号的传输带宽和传播距离。
研究其预失真线性化技术在L波段的应用,可为无线通信系统提供更高效、更快速、更可靠的通信服务,为实现“5G+”时代的无线通信技术做出积极贡献。
三、研究方法和计划本文的研究方法主要包括:1.对行波管的非线性特性进行实验分析,建立数学模型。
2.探究预失真技术的原理和方法,比较不同预失真技术的优缺点。
3.基于所建立的数学模型,分析不同预失真技术在L波段行波管中的应用,重点研究以数字信号处理为核心的直接数字预失真技术和统计预失真技术。
4.利用matlab等仿真工具对所提出的预失真技术进行仿真分析,比较其效果。
本研究的计划如下:1.第一阶段:查阅大量文献,了解目前行波管预失真线性化技术研究的现状和发展趋势。
2.第二阶段:对行波管的非线性特性进行实验分析,建立数学模型。
3.第三阶段:探究预失真技术的原理和方法,比较不同预失真技术的优缺点。
4.第四阶段:基于所建立的数学模型,分析不同预失真技术在L波段行波管中的应用,重点研究以数字信号处理为核心的直接数字预失真技术和统计预失真技术。
5.第五阶段:利用matlab等仿真工具对所提出的预失真技术进行仿真分析,比较其效果。
6.第六阶段:总结、分析研究结果,撰写毕业论文。
四、预期成果与创新点本研究的预期成果有:1.深入研究和掌握行波管预失真线性化的基本原理和技术应用,为行波管的预失真线性化提供一种新的思路和方法。
射频信道非线性失真对多载波数字通信的影响及常用线性化技
术分析
射频信道的非线性失真是数字通信系统中重要的问题之一,尤其在多载波通信中更为显著。
非线性失真会造成信号畸变、相位偏移、噪声增加等影响,对系统的性能和可靠性产生影响。
影响:
非线性失真对多载波数字通信的影响主要体现在两方面:系统性能和频谱效率。
非线性失真造成的信号畸变导致误码率增加,降低了系统的数据传输速率和可靠性。
此外,非线性失真还会增加系统的带内噪声,导致频谱效率下降。
常用线性化技术:
为了解决射频信道的非线性失真问题,常用的线性化技术包括预失真、自适应预失真、数字预失真等方法。
预失真法:预失真法通过提前对信号进行逆向畸变处理,使信号被传输到接收端时能够补偿信号由于传输过程中产生的失真。
预失真法主要有模拟预失真和数字预失真两种方式,模拟预失真使用模拟电路对信号进行处理,数字预失真使用数字信号处理器对信号进行处理。
自适应预失真法:自适应预失真法适用于信道中存在时变效应的情况,通过实时测量信道的非线性特性变化,使信号能够适应信道传输过程中的非线性失真。
数字预失真法:数字预失真法使用数字信号处理器精确计算出信号经过通信链路后预计的失真程度,并对信号进行逆向的处理,以实现与预计失真程度的误差最小化。
总之,射频信道非线性失真对多载波数字通信的影响不可忽视。
采用常用的线性化技术对信号进行处理是解决这一问题的有效手段。
自动控制原理反馈线性化知识点总结自动控制原理中,反馈线性化是一种重要的技术手段,用于对非线性系统进行线性化处理,以便于运用线性控制理论进行分析和设计。
本文将对反馈线性化的知识点进行总结。
一、反馈控制的基本原理反馈控制是指系统通过测量输出信号并与期望信号进行比较,从而产生控制信号作用于系统,使其输出信号趋近于期望值。
反馈控制可以提高系统的稳定性、精度和鲁棒性。
二、非线性系统的线性化1. 线性化的概念线性化是指通过近似处理使非线性系统在某一工作点附近表现出线性系统的特性。
线性化可以使非线性系统的分析和设计更加简化。
2. 线性化方法(1)泰勒级数展开法:通过对非线性函数进行泰勒级数展开,并保留一阶或二阶项,得到线性化后的系统模型。
(2)局部仿射变换法:通过适当的仿射变换,将非线性系统线性化为线性系统。
(3)偏微分方程法:对非线性系统的偏微分方程进行线性化处理,得到线性系统的模型。
三、反馈线性化的基本原理1. 概念反馈线性化是指通过设计反馈控制器,将非线性系统转化为线性系统。
2. 反馈线性化的步骤(1)选择工作点:选择一个具有良好控制性能的工作点作为线性化的基准。
(2)线性化建模:使用线性化方法得到系统在工作点附近的线性模型。
(3)设计反馈控制器:设计合适的反馈控制器,使得线性化后的系统具有期望的响应特性。
(4)验证和优化:通过仿真或实验验证线性化的效果,并对控制器进行优化。
四、反馈线性化的应用1. 飞行器控制在飞行器自动控制系统中,应用反馈线性化技术可以将飞行器的动力学模型线性化,从而进行姿态控制、航迹控制等任务。
2. 汽车悬挂系统控制反馈线性化技术可以将汽车悬挂系统的非线性特性线性化,实现对车身姿态的控制,提高汽车行驶的稳定性和舒适性。
3. 机器人控制在机器人的运动控制中,通过反馈线性化技术可以实现对机器人姿态和轨迹的精确控制,提高机器人的定位和导航能力。
五、反馈线性化的优缺点1. 优点(1)能够将非线性系统转化为线性系统,利用线性控制理论进行设计和分析。
电子设计中的电源线性化技术电源线性化技术在电子设计中起着非常重要的作用,它能够帮助我们减小电源噪声、提升系统性能、改善信号质量等。
下面我们将深入探讨电子设计中的电源线性化技术及其应用。
首先,电源线性化技术主要是针对电源系统中可能存在的不稳定、不纯净的直流电进行处理,以保证直流电的稳定性和纯净性。
在电子系统中,电源的稳定性对系统整体性能有着至关重要的影响。
由于电源可能受到外部干扰、电磁干扰、载波干扰等影响,因此需要采用一些线性化技术来提高电源的稳定度。
一种常见的电源线性化技术是采用线性稳压器。
线性稳压器能够将输入电压的波动降低到一个较小的幅度,从而提供一个稳定的输出电压给后续的电路使用。
它通过负反馈原理来实现对输出电压的调节,保证输出端处于稳定状态。
而且线性稳压器的响应速度比较快,可以很好地抑制电源噪声。
另外,还有一种常见的电源线性化技术是使用滤波器。
滤波器可以滤除电源中的高频噪声,提高电源的纯净度。
在设计中,可以采用LC滤波器、π型滤波器等来实现对电源的滤波处理。
这些滤波器可以有效降低电源波动和噪声,提高系统的可靠性和稳定性。
此外,还有一些高级的电源线性化技术,如使用开关稳压器、集成电源管理芯片等。
开关稳压器相对于传统的线性稳压器,在效率和性能上有较大的提升。
它能够通过PWM控制来实现更高的效率和更快的响应速度。
而集成电源管理芯片集成了多种功能,如电压监测、电流限制、短路保护等,可以提供更全面的电源管理功能。
在电子设计中,选择适合的电源线性化技术非常重要。
不同的应用场景需要不同的电源线性化技术来进行处理。
在设计之初,需要充分考虑系统的稳定性、功耗、成本等因素,选择最合适的电源线性化技术。
同时,在实际应用中,还需要对电源进行充分的测试和验证,以确保系统的稳定性和可靠性。
总的来说,电源线性化技术在电子设计中扮演着重要的角色。
通过合理选择和应用电源线性化技术,可以提高系统的性能和可靠性,为电子产品的发展提供更好的支持。
电磁阀的线性化控制技术研究近年来,随着自动化领域的不断发展,电磁阀在机械自动控制系统中扮演着重要的角色。
而电磁阀的线性化控制技术则是电磁阀控制技术的重要一环,其在提高自动化机械的精度、响应速度和稳定性等方面具有不可替代的作用。
电磁阀是一种基于电磁原理工作的机电元件,通过电磁感应作用产生磁场,从而带动传动机构实现机械运动。
传统的电磁阀控制技术通常采用PWM调制和PID控制等方法,但是这种控制方式仅能实现阀的二值控制,无法精确控制阀的输出流量和压力等参数。
这就要求我们需要开发一种更为精确、线性的电磁阀控制技术,以满足工业自动化的具体需求。
电磁阀的线性化控制技术是指将阀门的流量、压力等物理量线性地与电流或电压相对应,以实现对流量、压力等输出参数的精确控制。
其中,线性化控制的关键在于建立阀门行为的数学模型,使得该模型具有精确的线性属性和良好的控制特性。
针对不同类型的电磁阀,我们需要采用不同的模型建模和控制算法,以实现最佳的控制效果。
以流量为例,电磁阀的流量输出通常与阀门开度呈非线性关系。
为了线性化控制阀门的流量输出,我们需要通过前馈和反馈控制相结合的方式,对阀门进行控制。
具体来说,我们需要通过前馈控制方式获取阀门工作状态,包括阀门的开度、时间等参数,并根据这些参数来控制阀门的输出流量;同时,我们也需要采用反馈控制技术对输出流量进行监测和调整,以消除由于系统误差等因素导致的偏差。
在电磁阀的线性化控制技术中,PID反馈控制往往是最为常见和有效的控制算法。
PID控制算法可以通过对误差信号进行比例、积分和微分控制,来实现对系统状态的精确调节。
通过PID反馈控制算法,我们可以精确控制电磁阀的输出参数,使其具有更高的精度、响应速度和稳定性。
除了PID反馈控制算法,还有一些其他的控制算法也适用于电磁阀的线性化控制技术。
例如,模糊控制算法可以通过定义一组模糊集合来达到控制目的;神经网络控制算法则可以通过训练神经网络,学习电磁阀输出特性来实现控制。
质粒线性化
质粒线性化是一种分子遗传学技术,它可以分子组装一个基因组质粒(称为“关联质粒”),以短片段和其他链接片段的形式标记和复制,以及生物学实验中基因组质粒之间
的物理连接在一起。
质粒线性化可以解决任何基因组中,任何连接片段和序列之间传递信
息的问题。
质粒线性化是基因组研究中非常重要的技术,它可以帮助人们理解基因组背后的复杂
连接关系。
例如,运用质粒线性化可以在研究某种基因的功能时发现与其有关的结构和序列。
同时,质粒线性化也可以为人们提供一种获得变异基因的有效方法,在研究遗传病及
其机制方面具有重要作用。
质粒线性化技术通常采用假定简化连接关系的方式来实现,因此从基因组出发,实际
上是从一个线性序列化质粒出发,而不是一个更加复杂的网状结构。
通常,这些线性序列
化质粒会通过基因分析软件或基因编辑工具编写和编辑,以及有些其他方式来生成线性质粒,进一步的理解和预测基因的功能。
质粒线性化技术也能用于促进基因治疗,可以利用新的质粒线性化技术来建立沉默特
定基因的方法。
此外,质粒线性化技术也被广泛用于制药和蛋白质工程中,以精确修改和
表达基因,使它们具有更高的可控性和设计性。
随着质粒线性化技术的日趋成熟,它将为
基因分析提供更加详细的结构和连接信息,以及更好的分子模型,来实现可行的基因改造。
射频功率放大器线性化技术发展现状的研究1.引言1.1 论文背景在现代无线通信系统之中,射频前端部件对于系统的影响起到了至关重要的作用。
随着科技的进步,射频前端元件如低噪声放大器(LNA)、混频器(Mixer)、功率放大器(PA)等都已经集成到一块收发器之中,但其中对性能影响最大是功率放大器。
功率放大器是一种将电源所提供的能量提供给交流信号的器件,使得无线信号可以有效地发射出去。
根据功率放大器的分析模型(泰勒级数模型),可知到当输入信号的幅度很小的时候,对于功率放大器的非线性特性影响较小。
但当输入信号的幅度比较大的时候,就会对功率放大器的非线性度产生很大的影响,所以说对功率放大器的非线性性能产生影响的关键因素就是输入信号幅度的增强并且不断地变化。
随着无线用户数量人数的不断增加,有限的通信频段变得越来越拥挤。
为了提高频谱的利用效率,线性化调制技术技术譬如正交幅度调制(QAM)、正交相位键控(QPSK)、正交频分复用(OFDM)就在现代的无线通信之中就被广泛的应用,因为这几种技术的频谱利用率更高。
但是这些线性化调制技术都是包络调制信号,这就必然会引入非线性失真的问题。
通信系统中的很多有源器件都是非线性器件,一旦包络调制信号通过该系统时,就会产生非线性失真,谐波的频段很多时候会影响到相邻的信道中的信号,会对系统产生一定程度的干扰,因此高功率高频率的射频发射系统的输入信号也必须控制在一定的幅度范围以内。
对于那些包络变化的线性化调制技术就必须采用线性发射系统。
然而发射系统中非线性最强的器件是功率放大器,同时发射系统都要求有尽量高的发射效率,所以为了效率,射频功放基本都工作在非线性状态,所以如何提高功率放大器的线性度就显得异常关键。
现在整个通信领域,射频功率放大器的线性化技术已成为一个越来越重要的研究领域。
1.2射频功率放大器线性化技术国内外研究现状RF功率放大器的线性化技术研究可以追溯到1920年,1928美国人Harold.S.Black 在贝尔实验室工作的发明了负反馈和前馈技术并应用到放大器设计中,功率放大器的失真得到了明显的改善。
射频功率放大器的线性化技术摘要:本文分析了射频功率放大器的非线性特性,给出了几种射频功放线性化技术的工作原理,简述了各自的优缺点,以便于射频功率放大器的设计者参考。
关键词:功放非线性功率回退前馈引言功率放大器是现代通信中一个重要的元件,现代通信系统趋向于使用线性调制方式,这就要求射频系统具有很好的线性特性,因此对功放的输出进行线性化成为现代通信中一个重要的课题。
功率放大器的非线性分析功放的线性化技术功放的线性化技术除功率回退技术外,可分为两类,其一是获取功放的非线性特性进而来消除功放输出信号中的非线性成分,如前馈技术;其二是给功放输入恒定幅度的信号来避免功放的非线性失真,如EE&R技术。
下面将分别阐述。
功率回退技术功率回退技术是选用功率较大的管子让其工作在小功率状态。
图1是功放基波与三阶交调特性曲线,当Pin超过Pin(1dB)以后,继续增加输入功率,输出功率虽然会略有增加,但三阶交调会急剧恶化,Pin每增加1dB, IMD3就会恶化2dB:而如果从Pin(1dB)每回退1dB, IMD3可以改善2dB,但是当功率回退到某种程度,继续回退将不再改善功放的线性度。
1这项技术的缺点:效率低,常用于对线性度要求不高的场合。
前馈技术如图2所示,主功放输出信号耦合到下支路,被放大的基波信号经过衰减后跟经过延迟的输入信号时等幅、反相的,经过叠加后获得失真信号。
失真信号在失真消除回路中被线性放大,经过输出耦合器和主功放输出的失真信号进行等幅、反相的叠加,从而消除了失真分量,只剩下被线性放大的信号。
前馈系统可以很好的改善功放的非线性,但系统复杂,成本高。
EE&R技术其中输入的中频信号经过包络检测器与限幅器,从而得到幅度形式与相位形式的信号。
其中恒定包络的信号经过混频器变频为射频信号,通过非线性射频功放输出。
另一路中频的包络信号调制供给电压信号,之后得到的调制信号用来控制功放。
综上所述:单一的线性化技术总会存在一定的不足,在工程实践中可以融合借鉴各种线性化技术,如前馈技术的信号消除环路中就经常用到预失真技术,而预失真技术中也常常加入了反馈的思想。
辐射剂量仪的线性化校正技术研究辐射剂量仪是一种用于测量辐射剂量的仪器,广泛应用于医疗诊断、放射治疗、辐射防护等领域。
然而,由于辐射剂量的测量涉及到复杂的物理过程和仪器响应特性,因此在实际应用中,辐射剂量仪存在一定的线性度误差。
为了提高辐射剂量测量的准确性,需要对辐射剂量仪进行线性化校正。
线性化校正技术是通过对辐射剂量仪的响应进行校正,使其与真实剂量值之间存在线性关系。
这样,在测量辐射剂量时,辐射剂量仪的响应就可以更准确地反映真实的剂量值,提高测量的可靠性和准确性。
线性化校正技术的研究主要涉及以下几个方面:1. 校正曲线的建立:校正曲线是进行线性化校正的基础。
校正曲线是通过一系列标准剂量值和辐射剂量仪的响应值的对应关系来建立的。
这些标准剂量值可以通过独立的测量方法、参考剂量仪或模拟计算等手段获取。
建立校正曲线时,需要考虑不同能量、不同位置和不同场景下的响应变化,以获得更全面和准确的校正曲线。
2. 校正系数的计算:校正曲线通过数学模型进行描述,可用多项式函数、指数函数等函数形式来拟合。
在拟合校正曲线时,需要确定各项的系数。
计算校正系数时,常采用最小二乘法或其他优化算法,以求得最佳拟合效果。
校正系数的准确性直接影响到校正曲线的精度和可靠性。
3. 校正方法的选择:线性化校正可以通过硬件校正和软件校正两种方式实现。
硬件校正是通过对辐射剂量仪进行物理结构调整或叠加附件来改变响应特性,从而实现线性化校正。
软件校正则通过对仪器响应值进行数学计算和处理,使其满足线性关系。
选择合适的校正方法,需要考虑校正的效果、成本和实施的便利性。
4. 校正的验证与确认:线性化校正技术的研究还包括校正的验证与确认。
在校正之后,需要对辐射剂量仪的性能进行测试和评估,以验证线性化校正的效果,并确认校正后的仪器响应和真实剂量值之间的误差范围。
验证与确认的过程需要建立可靠的实验方法和标准,以确保结果的准确性和可重复性。
线性化校正技术的研究对于辐射剂量测量的准确性和可靠性具有重要意义。
linearization数学含义一、引言线性化是数学中一个非常重要的概念,它是指将非线性函数或方程转化为线性函数或方程的过程。
通过线性化,我们可以对非线性问题进行近似求解,从而更好地理解和分析问题的本质。
本文将详细解析线性化的数学含义及其应用。
二、线性化的定义线性化是指将一个非线性函数或方程转化为线性函数或方程的过程。
在数学中,线性函数是指函数或方程的输出与输入成正比,而与输入的量纲无关。
而非线性函数则是指函数或方程的输出与输入不成正比,或者与输入的量纲有关。
三、线性化的方法1.泰勒级数展开法泰勒级数展开法是一种常用的线性化方法。
该方法是将一个非线性函数在某一点处展开成泰勒级数,并截取其中线性部分,从而得到该点的局部线性化模型。
截取的项数越多,线性化模型越精确。
2.分段插值法分段插值法是一种基于插值理论的线性化方法。
该方法是将一个非线性函数在每一段区间内用插值多项式进行逼近,从而得到每一段区间的局部线性化模型。
这种方法通常适用于具有明显分段特性的非线性函数。
3.牛顿插值法牛顿插值法是一种利用牛顿差分公式构造插值多项式的方法。
该方法首先需要在数据点处构造差分表,然后利用差分表中的数据构造插值多项式,从而得到局部线性化模型。
牛顿插值法具有较高的计算效率,适用于需要快速求解的情况。
四、线性化的应用1.控制系统设计在控制系统设计中,通常需要将复杂的非线性系统转化为线性系统进行处理。
通过线性化技术,我们可以对非线性系统进行近似处理,从而简化控制器的设计和分析过程。
2.金融风险管理在金融风险管理中,通常需要利用非线性模型对风险进行评估和预测。
通过线性化技术,我们可以将非线性模型转化为线性模型进行计算和分析,从而简化风险管理的过程并提高计算效率。
3.图像处理和计算机视觉在图像处理和计算机视觉领域,非线性模型通常被用于图像增强、特征提取和目标检测等方面。
通过线性化技术,我们可以将非线性模型转化为线性模型进行优化和分析,从而提高图像处理和计算机视觉的性能和精度。
射频功率放大器线性化技术发展现状的研究1.引言1.1 论文背景在现代无线通信系统之中,射频前端部件对于系统的影响起到了至关重要的作用。
随着科技的进步,射频前端元件如低噪声放大器(LNA)、混频器(Mixer)、功率放大器(PA)等都已经集成到一块收发器之中,但其中对性能影响最大是功率放大器。
功率放大器是一种将电源所提供的能量提供给交流信号的器件,使得无线信号可以有效地发射出去。
根据功率放大器的分析模型(泰勒级数模型),可知到当输入信号的幅度很小的时候,对于功率放大器的非线性特性影响较小。
但当输入信号的幅度比较大的时候,就会对功率放大器的非线性度产生很大的影响,所以说对功率放大器的非线性性能产生影响的关键因素就是输入信号幅度的增强并且不断地变化。
随着无线用户数量人数的不断增加,有限的通信频段变得越来越拥挤。
为了提高频谱的利用效率,线性化调制技术技术譬如正交幅度调制(QAM)、正交相位键控(QPSK)、正交频分复用(OFDM)就在现代的无线通信之中就被广泛的应用,因为这几种技术的频谱利用率更高。
但是这些线性化调制技术都是包络调制信号,这就必然会引入非线性失真的问题。
通信系统中的很多有源器件都是非线性器件,一旦包络调制信号通过该系统时,就会产生非线性失真,谐波的频段很多时候会影响到相邻的信道中的信号,会对系统产生一定程度的干扰,因此高功率高频率的射频发射系统的输入信号也必须控制在一定的幅度范围以内。
对于那些包络变化的线性化调制技术就必须采用线性发射系统。
然而发射系统中非线性最强的器件是功率放大器,同时发射系统都要求有尽量高的发射效率,所以为了效率,射频功放基本都工作在非线性状态,所以如何提高功率放大器的线性度就显得异常关键。
现在整个通信领域,射频功率放大器的线性化技术已成为一个越来越重要的研究领域。
1.2射频功率放大器线性化技术国内外研究现状RF功率放大器的线性化技术研究可以追溯到1920年,1928美国人Harold.S.Black在贝尔实验室工作的发明了负反馈与前馈技术并应用到放大器设计中,功率放大器的失真得到了明显的改善。
BTS中功放线性化技术比较目前,在功放的各种线性化技术中,最主要的线性化技术是输出功率回退法(OutputPowerBackOff)、前馈法(FeedForward)、预失真法(PreDistortion)。
而效率增强技术即基于提高线性功放效率的技术主要有:Dorhert y技术、包络跟踪、包络消除再生技术和自适应偏置技术等。
前馈技术FF(FeedForward):前馈的基本原理是,通过比较输入输出信号,获得非线性产物的波形,然后在输出端,将非线性产物对消掉,从而在输出端获得纯净的信号。
前馈技术既具有较高校准精度的优点,又没有不稳定和带宽受限的缺点。
当然,这些优点是用高成本换来的,由于在输出校准时,功率电平较大,校准信号需放大到较高的功率电平,这就需要额外的辅助放大器,而且要求这个辅助放大器本身的失真特性应处在前馈系统的指标之上。
当然,校准环中添加一辅助功率放大器,总效率会降低,体积增大[效率低于10%(内部存在两个功放模块,环路2引入了一定损耗)]。
前馈功放的抵消要求是很高的,需获得幅度、相位和时延的匹配,如果出现功率变化、温度变化及器件老化等均会造成抵消失灵,生产工艺较为复杂。
预失真原理:通过一个预失真元件(Predistorter)来和功放元件(PA)级联,非线性失真功能内置于数字、数码基带信号处理域中,其与放大器展示的失真数量相当(“相等”),但功能却相反。
将这两个非线性失真功能相结合,便能够实现高度线性、无失真的系统。
数字预失真技术的挑战在于PA的失真(即非线性)特性会随时间、温度以及偏压(biasing)的变化而变化,因器件的不同而不同。
因此,尽管能为一个器件确定特性并设计正确的预失真算法,但要对每个器件都进行上述工作在经济上则是不可行的。
为了解决上述偏差,我们须使用反馈机制,对输出信号进行采样,并用以校正预失真算法。
数字预失真采用数字电路实现这个预失真器(Predistorter),通常采用数字信号处理来完成。
第3章功率放大器线性化技术第2章已经探讨了功率放大器的基本知识和指标,并对此类放大器的非线性特性进行了较为详细的分析。
由于功率放大器线性指标对GSM-R 直放站的性能影响较大,在研制GSM-R 直放站功率放大器电路前,对各种功率放大器线性化技术进行分析和仿真是必要的。
本章分析了现存的主要几种功放线性化技术原理,并着重对正交平衡放大器技术及模拟预失真技术进行了方案设计和仿真。
仿真结果表明正交平衡式功率放大器相较于单管功率放大器以及基于单管功率放大器具有同等复杂度的线性化功率放大电路具有更加好的三阶互调抑制。
而模拟预失真技术则可以进一步提高功率放大器的线性性能。
3.1 经典功率放大器线性化技术作为移动通信发射机的关键部件,射频放大器直接影响着发射机性能的优劣。
不同于理想线性放大器,由于需要工作在大信号状态,功率放大器特别是非A 类功率放大器都不满足线性叠加定理。
功率放大器的输出信号是输入信号的非线性变换结果,该信号在带内会产生波形失真(一般用EVM 指标衡量),在频带外会产生多余的频率分量(如谐波分量、三阶互调分量)。
这些影响随着输出信号功率的增加而增加。
正如第2章第2节所述,功率放大器非线性特性对单载波信号的影响主要表现为AM-PM 调制,对多载波信号或其他宽带信号的影响则表现为三阶互调和频谱扩展问题。
另外,功率放大器的非线性形式及参数还具有记忆效应,对温度湿度历史输入信号等因素敏感,随着这些因素而变。
需要说明的是,功率放大器的非线性参量随着功率放大器元器件的差异而具有很不相同的情况,这导致功率放大器始终不能有一个大统一的线性化方法,很多古老的折中方法依然具有重要的指导价值。
3.1.1功率回退法功率放大器的非线性随着输出功率的增加而变坏,将功率放大器的输入信号功率降低可以有效的降低功放电路的非线性。
以等幅双音信号输入为例,根据第2章中关于输出信号幂级数分析式(2.11)的分析,一个典型功率放大器输出基频分量功率曲线和输出三阶互调分量功率曲线如图3-1所示,也即:,13()2()23.75()in in dB IMD dBc P P dBc ⎡⎤≈--⎣⎦ (3.1)图3-1 三阶互调截断点当in P 超过,1in dB P 之后,in P 继续增加,输出功率虽然略有增加,但是三阶互调却急剧恶化,in P 每增加1dB ,IMD3就恶化2dB 。