射频功率放大器线性化技术分析
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摘 要：随着无线通信技术的应用推广，高功率效率和高频谱利用成为了人们的普遍追求，为了满足具体的需要，高效射频功率放大器、线性调制技术等有了广泛的应用。在应用中发现，经过非线性射频功率放大的包络变化调制信号会导致互调失真问题，从而引发比较严重的信道干扰等问题。基于此，为了有效的利用射频功率放大器，需要在其应用过程中强调线性化技术的利用，以期为相关学者带来一定参考与借鉴。
关键词：射频功率放大器;线性化技术;通信质量
中图分类号：TN838 文献标志码：A 文章编号：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
在智能移動终端普及的当前社会，无论是通讯业务还是无线用户的数量都在显著的增加，这种情况造成了通信频段的拥挤。为了解决这个问题，需要有效的提升频谱传输技术，提高其利用率，所以线性调制技术在实践中开始得到应用。需要注意的是，在技术应用的过程中，很容易出现信号失真的情况，所以需要对技术的专业化、规范化利用做分析与讨论。
1人射频功率放大器概述
对现阶段的无线发射机应用进行分析会发现，其中的一个重要组成部分是射频放大器[1]。在发射机的前级电路当中，进行振荡电路的调至会产生射频信号，但是射频信号的功率很小。小功率的射频信号需要在经历一系列的方法之后才能够产生可以利用的射频信号，该信号通过天线可以实现发射。在发射信号的过程中为了规避其对旁边信道的影响，需要对其做相应的控制。在射频功率放大器的具体利用中，基于输出功率、效率等的差异可以将其进行分类，在类别基础上对其的主要性能，比如工作频带、效率等进行明确，这样可以更好的利用射频功率放大器。
2 非线性失真现象
对射频功率放大器的具体利用进行分析，从理想状态考虑，其是线性的，而且其群时延以及能够放大的倍数是固定的[2]。但是在实践中，其表现并非线性，而是非线性。在非线性系统当中，放大频率如果比较大，其会和线性产生比较显著的偏离，这种情况称之为非线性失真。在射频功率放大器当中，非线性失真的情况非常的普遍。就具体的非线性失真情况来看，其主要有互调失真和谐波失真等情况。当功率放大器运行的时候，其总是会处在大信号的状态，所以非线性失真的情况非常严重。对记忆效应进行忽略会发现对于AM-PM，AM-AM等射频功率放大器的非线性特性，采用矢量网络分析仪对其进行测量，从而对非线性功效进行描述[3]。总的来讲，射频功率放大器在运行的过程中会经常性的处于非线性放大、线性放大等不同的工作状态。其中，射频功率放大器如果处在非线性放大的工作状态，其效率将会很高。
如果射频功率放大器处在线性放大工作状态下，其所能够发挥的效率仅仅保持一半的水平，因此在实践中为了有效的获取高效率，需要积极的进行非线性射频功率放大器进行应用[4]。就射频功率放大器的具体使用来看，其在应用的过程中会产生诸多的问题，比如导致五阶互调分量、三阶互调分量等新的频率分量等，这些问题会对实践中的有用信号造成影响，并且改变放大信号频谱，所以在实践中要尽可能的规避此类现象。再者，在无线通信网络当中，射频功率放大器的AM-PM，AM-AM变换失真对对正常的数字信号造成比较大的影响。如果输入/4-DQPSK信号，在放大器非线性失真的影响下，输入信号星座图的虚实部分会出现变异的情况，如此一来，误差以及噪声容限会发生明显的下降。在这样的情况下，再生频谱会对邻道的信号产生比较显著的影响，在具体的影响下，误码率会明显恶化。基于此，在射频功率放大器的具体利用中，需要积极的利用线性技术对线性度进行有效的改进，从而实现通信质量的保持。
3 射频功率放大器线性化技术应用
对射频功率放大器的具体利用来看，非线性技术的利用容易造成信号失真，这对于通信质量的影响是非常显著的，所以在实践中需要积极的规避此种情况。基于实践总结可知，要有效的规避上文中提到的问题，需要有效的利用射频功率放大器线性化技术，所以就具体的线性化技术进行分析与讨论，现实意义显著，以下是基于实践总结的射频功率放大器线性化技术以及利用。 3.1 应用前馈法实现射频功率放大器线性化
对射频功率放大器线性化技术的具体利用做分析可知前馈法是该技术中利用比较普遍的一种方法。就该方法的具体利用来看，需要对系统的原理和特点进行明确，同时还要对系统中的重要元件组合进行分析与讨论，这样，方法利用过程中的指标优化才会更加显著，系统的整体指标权衡效果才会更加的突出。
以880MHz的前馈放大系统实施方案进行分析。对具体方案中使用的设备型号、参数等进行明确可知，在方案实施中，主功放主要包括三部分，分别是A1：ECG008;A2：ECP108;A3：MRF9180。辅助功放主要包括两部分，分别是A4：MMG3007NT1;A5：MHL9236MN。矢量调制器1，2：STQ2016。系统中使用的功分器采用的是威尔金森电桥，延时线具体使用的是同轴电缆。在整个系统中，有三个地方需要使用耦合器，其中的1号和3号耦合器的具体标准为10dB定向耦合器，而2号耦合器为30dB定向耦合器，基于设备的利用进行该方案的仿真，这样可以验证反馈法的具体利用效果。
3.2 射频功率放大器线性化实现中预失真法的利用
在射频功率放大器线性化的实现中，利用的比较突出的第二种方法是预失真法。就此种方法的具体使用来看，其实现线性化的主要原理是：预失真器的加入能够实现射频功放非线性特性与输入功放的非线性特性呈相反的状态，此种状态会抵消射频功率放大器的非线性，所以射频功率放大器能够呈现线性特征。就此种技术的具体使用来看，其优势比较突出，比如造价低廉、调整便捷、电路简单等。目前实践中的预失真法应用主要有两种方式，其中一种是数字预失真，这种方法主要应用在数字信号的软硬件处理中。从应用实践来看，此种方法使用的时候会利用到非线性发生器，该设备的使用实现了对幅值以及相位的控制，可以满足数字信号的处理要求。另外一种是射频预失真。对射频功放进行互调失真，相应的问题会得到有效的解决。在工作环境、工作条件等发生明显改变的情况下，信号的预失真相位等也要做显著的改变，只有这样，自适应控制效果会更理想。
3.3 EER法在射频功率放大器线性化中的应用
就射频功率放大器线性化技术的具体利用来看，其表现比较突出的一种技术是EER法，该种技术在实践中具有比较高的有效性，所以其应用相对广泛[7]。就该技术的具体作用原理来看，其经过限幅器、包络检测器，中频输入信号能够产生相应相位形式、幅度的输入信号。这些输入信号在经过混频器变频之后，恒包络的输入信号会形成射频信号，形成的射频信号送入非线性射频功放输出可以达到信号传输的目的。传输的具体信号在被分离后，其中的中频包络信号会被有效获取，获取的信号在经过一系列的处理之后会成为调制信号，调制信号被专业的接受设备获取，其可以对射频功率放大器祈祷监督、控制的作用。就当前实践工作而言，EER在电源调制通路信号、载频通路信号之间的相位差感知方面较为敏感，所以在明确EER法的特点后，基于其特点做好利用有突出的现实意义。
3.4 反馈法的应用分析
在射频功率放大器线性化技术利用实践中，利用的第四種比较突出的技术是反馈法[8]。从该技术的具体利用实践来看，反馈法可以概括为一种电路结构，该电路结构的显著特征是简单性。就此种电路结构的具体利用来看，其主要在低频电子技术领域发挥作用，实践表明，此结构使用可以有效的抵消失真情况。对反馈法的现实应用做整体性分析，应用此种方法后，射频功率放大器可以输出非线性的失真信号，利用非线性失真信号可以消除放大器本身的非线性，如此一来，射频功率放大器自身的通频带以及增益稳定性等会有显著的提升。就反馈法的具体使用来看，其存在着一定的限制，即该种方法在高频段宽频带中无法发挥积极的作用，所以从功能实效出发，此种方法的具体使用要限制在低频电子领域。
4 结束语
综上所述，在无线通信环境不断发展的情况下，人们对通信质量等要求有了显著的提升，为了满足大众的需要，无线通信技术需要不断的更新。就射频功率放大器的具体利用来看，非线性技术的使用往往会造成信号失真等问题，所以需要利用线性技术对这些问题进行改善。文章分析射频功率放大器线性技术的具体利用，旨在指导实践工作，从而保证信号传输具有稳定性和高效性。
参考文献：
[1]陈国海.无线通信射频功率放大器线性化技术研究[J].现代信息科技，2019（12）：53-55.
[2]朱惠.无线通信系统中射频功放线性化技术[J].电子技术与软件工程，2019，155（09）：30-30.
[3]刘太君.基于深度神经网络的5G宽带射频功放数字预失真线性化技术研究[C]//2019年全国微波毫米波会议论文集（下册），2019.
[4]陈国海.无线通信中高效发射机线性化技术分析[J].现代工业经济和信息化，2019，009（005）：108-109.
[5]向前，李惠媛，杨津浦，等.基于星载高速调制器的射频功放线性化技术研究[J].上海航天，2016，33（4）：88-94.
[6]刘迪迪，宋树祥，王俊义.一种模拟预失真自适应线性化方法[J].光通信研究，2015，41（1）：52-55.
[7]林鸿宇，李威璁.5G高整合毫米波功率放大器线性化与载板技术发展[J].电脑与通讯，2018（173）：7-11.
[8]彭俊.多带射频发射机线性化技术研究[D].电子科技大学，2019.
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