微波線性功率放大器綜述

微波線性功率放大器綜述1概述 微波線性功率放大器在現(xiàn)代微波〔無線〕通信系統(tǒng)中的重要性越來越大。特別是在CDMA體制移動通信系統(tǒng)中，線性功率放大器已經(jīng)是必不可少的重要部件。2根本指標2.1AM/AMAM/PM失真一個HPA的線性特征可以用AM/AM和AM/PM曲線來表示.輸入的RF信號可以表示為：x(t)=Ri(t)cos[0t+x(t)](1)相應(yīng)的輸出表示為：y(t)=G[Ri(f)]cos{0t+x(t)+[Ri(f)]}(2)其中G和表示AM/AM和AM/PM曲線，如圖一。圖.1實測的放大器失真曲線理想的線性功放的曲線如圖2。圖.2理想的放大器AM/AM和AM/PM曲線2.2雙音IMD、IP3、P1dB 雙音IMD，在放大器輸入端參加兩個CW信號，在放大器的輸出端測量的3階、5階等信號大小，以dBc表示。 IP3〔三階截點〕及P1dB定義如圖示。IMD、IP3及P1dB定義圖示2.3ACPR ACPR主要應(yīng)用在象CDMA這樣的寬頻譜信號的研究上。鄰道功率〔ACP〕定義為當主信道加一信號時，緊鄰主信道的兩個信道內(nèi)的功率大小。鄰道功率的產(chǎn)生主要來自兩個方面，一是由于器件的非線性作用產(chǎn)生，二是由于主信道信號本身頻譜較信道寬。ACPR定義為ACP功率與主信道功率的比值。圖3鄰道功率〔ACP〕定義圖4器件非線性產(chǎn)生的鄰道功率對移動通信的CDMA信號而言，其IM3〔即ACPR〕與IP3的關(guān)系可以通過一公式表示。IP3=-5log[PIM3(f1,f2)B3/PO[(3B-f1)3-(3B-f2)3]]+22.2(dBm) 其中： PIM3(f1,f2)表示要求的IM3的輸出功率〔W〕 B表示二分之一CDMA信號帶寬〔KHz〕 f1,f2表示兩個邊帶頻率相對于中心頻率的差值〔KHz〕 PO表示輸出功率〔W〕2.4級聯(lián)線性功放的IM3計算 功率放大器一般由多級放大組成，在設(shè)計時需要計算，級聯(lián)后的IM3。以下公式是一經(jīng)驗公式。時間證明其準確性是很高的。 設(shè)功放由兩級組成，第一級IM3表示為IM3D，第二級IM3表示為IM3F，那么級聯(lián)后的IM3表示為：IM3=IM3F+20log[1+10(IM3D-IM3F/20)] 多級放大器以次類推。根據(jù)該公式繪制的IM3惡化曲線如下列圖。3預(yù)失真線性化技術(shù)介紹 預(yù)失真的線性化技術(shù)是各種線性化技術(shù)的根底，其它方法是在此根底上進行的更為完善的處理。然而就原理來說，都沒有超越該技術(shù)。預(yù)失真原理描述Fig.3AmplifierwithAdaptivePredistorte在射頻或微波多載波通訊系統(tǒng)中，三階交調(diào)截取點IP3〔Third-orderInterceptPoint〕是一個衡量線性度或失真的重要指標。交調(diào)失真對模擬微波通信來說，會產(chǎn)生鄰近信道的串擾，對數(shù)字微波通信來說，會降低系統(tǒng)的頻譜利用率，并使誤碼率惡化；因此容量越大的系統(tǒng)，要求IP3越高，IP3越高表示線性度越好和更少的失真。IP3通常用兩個輸入音頻測試，這里所指的音頻與我們在低頻電子線路的音頻有區(qū)別，實際上是兩個靠的比擬近的射頻或微波頻率。

三階互調(diào)是指當兩個信號在一個線性系統(tǒng)中，由于非線性因素存在使一個信號的二次諧波與另一個信號的基波產(chǎn)生差拍〔混頻〕后所產(chǎn)生的寄生信號。由于一個信號是二次諧波〔二階信號〕，另一個信號是基波信號〔一階信號〕，他們倆的合稱為三階信號。又因為是這兩個信號的相互調(diào)制而產(chǎn)生差拍信號，所以這個新產(chǎn)生的信號稱為三階互調(diào)失真信號。產(chǎn)生這個信號的過程稱為三階互調(diào)失真。他所說明的是確切含義是，一個線性系統(tǒng)所包含的非線性系數(shù)的大小。這個指標對于大動態(tài)放大器是一個非常重要的技術(shù)指標。測試這項指標使用的測試儀器主要是頻譜分析儀。對于不同指標要求