射頻功率放大器線性化技術(shù)分析

王楠

摘? 要：隨著無線通信技術(shù)的應(yīng)用推廣，高功率效率和高頻譜利用成為了人們的普遍追求，為了滿足具體的需要，高效射頻功率放大器、線性調(diào)制技術(shù)等有了廣泛的應(yīng)用。在應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過非線性射頻功率放大的包絡(luò)變化調(diào)制信號會導(dǎo)致互調(diào)失真問題，從而引發(fā)比較嚴(yán)重的信道干擾等問題?；诖?，為了有效的利用射頻功率放大器，需要在其應(yīng)用過程中強(qiáng)調(diào)線性化技術(shù)的利用，以期為相關(guān)學(xué)者帶來一定參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：射頻功率放大器;線性化技術(shù);通信質(zhì)量

中圖分類號：TN838 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）26-0164-02

Abstract： With the application and promotion of wireless communication technology， high power efficiency and high frequency spectrum have become a common pursuit. In order to meet specific needs， high efficiency RF power amplifier and linear modulation technology have been widely used. In the application， it is found that the envelope change modulation signal amplified by nonlinear RF power will lead to the problem of Intermodulation distortion， which will lead to serious channel interference and other problems. Based on this， in order to make effective use of RF power amplifier， it is necessary to emphasize the use of linearization technology in its application process， in order to bring some reference for relevant scholars.

Keywords： RF power amplifier; linearization technology; communication quality

在智能移動終端普及的當(dāng)前社會，無論是通訊業(yè)務(wù)還是無線用戶的數(shù)量都在顯著的增加，這種情況造成了通信頻段的擁擠。為了解決這個(gè)問題，需要有效的提升頻譜傳輸技術(shù)，提高其利用率，所以線性調(diào)制技術(shù)在實(shí)踐中開始得到應(yīng)用。需要注意的是，在技術(shù)應(yīng)用的過程中，很容易出現(xiàn)信號失真的情況，所以需要對技術(shù)的專業(yè)化、規(guī)范化利用做分析與討論。

1人射頻功率放大器概述

對現(xiàn)階段的無線發(fā)射機(jī)應(yīng)用進(jìn)行分析會發(fā)現(xiàn)，其中的一個(gè)重要組成部分是射頻放大器[1]。在發(fā)射機(jī)的前級電路當(dāng)中，進(jìn)行振蕩電路的調(diào)至?xí)a(chǎn)生射頻信號，但是射頻信號的功率很小。小功率的射頻信號需要在經(jīng)歷一系列的方法之后才能夠產(chǎn)生可以利用的射頻信號，該信號通過天線可以實(shí)現(xiàn)發(fā)射。在發(fā)射信號的過程中為了規(guī)避其對旁邊信道的影響，需要對其做相應(yīng)的控制。在射頻功率放大器的具體利用中，基于輸出功率、效率等的差異可以將其進(jìn)行分類，在類別基礎(chǔ)上對其的主要性能，比如工作頻帶、效率等進(jìn)行明確，這樣可以更好的利用射頻功率放大器。

2 非線性失真現(xiàn)象

對射頻功率放大器的具體利用進(jìn)行分析，從理想狀態(tài)考慮，其是線性的，而且其群時(shí)延以及能夠放大的倍數(shù)是固定的[2]。但是在實(shí)踐中，其表現(xiàn)并非線性，而是非線性。在非線性系統(tǒng)當(dāng)中，放大頻率如果比較大，其會和線性產(chǎn)生比較顯著的偏離，這種情況稱之為非線性失真。在射頻功率放大器當(dāng)中，非線性失真的情況非常的普遍。就具體的非線性失真情況來看，其主要有互調(diào)失真和諧波失真等情況。當(dāng)功率放大器運(yùn)行的時(shí)候，其總是會處在大信號的狀態(tài)，所以非線性失真的情況非常嚴(yán)重。對記憶效應(yīng)進(jìn)行忽略會發(fā)現(xiàn)對于AM-PM，AM-AM等射頻功率放大器的非線性特性，采用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對其進(jìn)行測量，從而對非線性功效進(jìn)行描述[3]。總的來講，射頻功率放大器在運(yùn)行的過程中會經(jīng)常性的處于非線性放大、線性放大等不同的工作狀態(tài)。其中，射頻功率放大器如果處在非線性放大的工作狀態(tài)，其效率將會很高。

如果射頻功率放大器處在線性放大工作狀態(tài)下，其所能夠發(fā)揮的效率僅僅保持一半的水平，因此在實(shí)踐中為了有效的獲取高效率，需要積極的進(jìn)行非線性射頻功率放大器進(jìn)行應(yīng)用[4]。就射頻功率放大器的具體使用來看，其在應(yīng)用的過程中會產(chǎn)生諸多的問題，比如導(dǎo)致五階互調(diào)分量、三階互調(diào)分量等新的頻率分量等，這些問題會對實(shí)踐中的有用信號造成影響，并且改變放大信號頻譜，所以在實(shí)踐中要盡可能的規(guī)避此類現(xiàn)象。再者，在無線通信網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中，射頻功率放大器的AM-PM，AM-AM變換失真對對正常的數(shù)字信號造成比較大的影響。如果輸入/4-DQPSK信號，在放大器非線性失真的影響下，輸入信號星座圖的虛實(shí)部分會出現(xiàn)變異的情況，如此一來，誤差以及噪聲容限會發(fā)生明顯的下降。在這樣的情況下，再生頻譜會對鄰道的信號產(chǎn)生比較顯著的影響，在具體的影響下，誤碼率會明顯惡化。基于此，在射頻功率放大器的具體利用中，需要積極的利用線性技術(shù)對線性度進(jìn)行有效的改進(jìn)，從而實(shí)現(xiàn)通信質(zhì)量的保持。

3 射頻功率放大器線性化技術(shù)應(yīng)用

對射頻功率放大器的具體利用來看，非線性技術(shù)的利用容易造成信號失真，這對于通信質(zhì)量的影響是非常顯著的，所以在實(shí)踐中需要積極的規(guī)避此種情況?；趯?shí)踐總結(jié)可知，要有效的規(guī)避上文中提到的問題，需要有效的利用射頻功率放大器線性化技術(shù)，所以就具體的線性化技術(shù)進(jìn)行分析與討論，現(xiàn)實(shí)意義顯著，以下是基于實(shí)踐總結(jié)的射頻功率放大器線性化技術(shù)以及利用。

3.1 應(yīng)用前饋法實(shí)現(xiàn)射頻功率放大器線性化

對射頻功率放大器線性化技術(shù)的具體利用做分析可知前饋法是該技術(shù)中利用比較普遍的一種方法。就該方法的具體利用來看，需要對系統(tǒng)的原理和特點(diǎn)進(jìn)行明確，同時(shí)還要對系統(tǒng)中的重要元件組合進(jìn)行分析與討論，這樣，方法利用過程中的指標(biāo)優(yōu)化才會更加顯著，系統(tǒng)的整體指標(biāo)權(quán)衡效果才會更加的突出。

以880MHz的前饋放大系統(tǒng)實(shí)施方案進(jìn)行分析。對具體方案中使用的設(shè)備型號、參數(shù)等進(jìn)行明確可知，在方案實(shí)施中，主功放主要包括三部分，分別是A1：ECG008;A2：ECP108;A3：MRF9180。輔助功放主要包括兩部分，分別是A4：MMG3007NT1;A5：MHL9236MN。矢量調(diào)制器1，2：STQ2016。系統(tǒng)中使用的功分器采用的是威爾金森電橋，延時(shí)線具體使用的是同軸電纜。在整個(gè)系統(tǒng)中，有三個(gè)地方需要使用耦合器，其中的1號和3號耦合器的具體標(biāo)準(zhǔn)為10dB定向耦合器，而2號耦合器為30dB定向耦合器，基于設(shè)備的利用進(jìn)行該方案的仿真，這樣可以驗(yàn)證反饋法的具體利用效果。

3.2 射頻功率放大器線性化實(shí)現(xiàn)中預(yù)失真法的利用

在射頻功率放大器線性化的實(shí)現(xiàn)中，利用的比較突出的第二種方法是預(yù)失真法。就此種方法的具體使用來看，其實(shí)現(xiàn)線性化的主要原理是：預(yù)失真器的加入能夠?qū)崿F(xiàn)射頻功放非線性特性與輸入功放的非線性特性呈相反的狀態(tài)，此種狀態(tài)會抵消射頻功率放大器的非線性，所以射頻功率放大器能夠呈現(xiàn)線性特征。就此種技術(shù)的具體使用來看，其優(yōu)勢比較突出，比如造價(jià)低廉、調(diào)整便捷、電路簡單等。目前實(shí)踐中的預(yù)失真法應(yīng)用主要有兩種方式，其中一種是數(shù)字預(yù)失真，這種方法主要應(yīng)用在數(shù)字信號的軟硬件處理中。從應(yīng)用實(shí)踐來看，此種方法使用的時(shí)候會利用到非線性發(fā)生器，該設(shè)備的使用實(shí)現(xiàn)了對幅值以及相位的控制，可以滿足數(shù)字信號的處理要求。另外一種是射頻預(yù)失真。對射頻功放進(jìn)行互調(diào)失真，相應(yīng)的問題會得到有效的解決。在工作環(huán)境、工作條件等發(fā)生明顯改變的情況下，信號的預(yù)失真相位等也要做顯著的改變，只有這樣，自適應(yīng)控制效果會更理想。

3.3 EER法在射頻功率放大器線性化中的應(yīng)用

就射頻功率放大器線性化技術(shù)的具體利用來看，其表現(xiàn)比較突出的一種技術(shù)是EER法，該種技術(shù)在實(shí)踐中具有比較高的有效性，所以其應(yīng)用相對廣泛[7]。就該技術(shù)的具體作用原理來看，其經(jīng)過限幅器、包絡(luò)檢測器，中頻輸入信號能夠產(chǎn)生相應(yīng)相位形式、幅度的輸入信號。這些輸入信號在經(jīng)過混頻器變頻之后，恒包絡(luò)的輸入信號會形成射頻信號，形成的射頻信號送入非線性射頻功放輸出可以達(dá)到信號傳輸?shù)哪康?。傳輸?shù)木唧w信號在被分離后，其中的中頻包絡(luò)信號會被有效獲取，獲取的信號在經(jīng)過一系列的處理之后會成為調(diào)制信號，調(diào)制信號被專業(yè)的接受設(shè)備獲取，其可以對射頻功率放大器祈禱監(jiān)督、控制的作用。就當(dāng)前實(shí)踐工作而言，EER在電源調(diào)制通路信號、載頻通路信號之間的相位差感知方面較為敏感，所以在明確EER法的特點(diǎn)后，基于其特點(diǎn)做好利用有突出的現(xiàn)實(shí)意義。

3.4 反饋法的應(yīng)用分析

在射頻功率放大器線性化技術(shù)利用實(shí)踐中，利用的第四種比較突出的技術(shù)是反饋法[8]。從該技術(shù)的具體利用實(shí)踐來看，反饋法可以概括為一種電路結(jié)構(gòu)，該電路結(jié)構(gòu)的顯著特征是簡單性。就此種電路結(jié)構(gòu)的具體利用來看，其主要在低頻電子技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮作用，實(shí)踐表明，此結(jié)構(gòu)使用可以有效的抵消失真情況。對反饋法的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用做整體性分析，應(yīng)用此種方法后，射頻功率放大器可以輸出非線性的失真信號，利用非線性失真信號可以消除放大器本身的非線性，如此一來，射頻功率放大器自身的通頻帶以及增益穩(wěn)定性等會有顯著的提升。就反饋法的具體使用來看，其存在著一定的限制，即該種方法在高頻段寬頻帶中無法發(fā)揮積極的作用，所以從功能實(shí)效出發(fā)，此種方法的具體使用要限制在低頻電子領(lǐng)域。

4 結(jié)束語

綜上所述，在無線通信環(huán)境不斷發(fā)展的情況下，人們對通信質(zhì)量等要求有了顯著的提升，為了滿足大眾的需要，無線通信技術(shù)需要不斷的更新。就射頻功率放大器的具體利用來看，非線性技術(shù)的使用往往會造成信號失真等問題，所以需要利用線性技術(shù)對這些問題進(jìn)行改善。文章分析射頻功率放大器線性技術(shù)的具體利用，旨在指導(dǎo)實(shí)踐工作，從而保證信號傳輸具有穩(wěn)定性和高效性。

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