一種新的混合預(yù)失真器的設(shè)計(jì)

0 引 言
現(xiàn)代無線通信的迅猛發(fā)展日益朝著增大信息容量，提高信道的頻譜利用率以及提高線性度的方向發(fā)展。一方面，人們廣泛采用工作于甲乙類狀態(tài)的大功率微波晶體管來提高傳輸功率和利用效率；另一方面，無源器件及有源器件的引入，多載波配置技術(shù)的采用等，都將導(dǎo)致輸出信號(hào)的互調(diào)失真。因此，在設(shè)計(jì)射頻功率放大器時(shí)，必須對(duì)其進(jìn)行線性化處理，以便使輸出信號(hào)獲得較好的線性度。一般常用的線性化技術(shù)包括：功率回退、預(yù)失真、前饋等。其中，模擬預(yù)失真具有電路結(jié)構(gòu)簡單，速度快，成本低，易于高頻，寬帶應(yīng)用等優(yōu)點(diǎn)，但對(duì)線性度的改善能力有限；數(shù)字預(yù)失真采用數(shù)字電路實(shí)現(xiàn)，適應(yīng)性強(qiáng)，精度高，但由于采用自適應(yīng)迭代算法，收斂速度較慢。本文首先簡述了普通的預(yù)失真線性化技術(shù)，而后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，添加了自適應(yīng)算法，并通過信號(hào)包絡(luò)檢測技術(shù)提取出帶外信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而達(dá)到改善輸出信號(hào)線性度的目的。同時(shí)由于采用了自適應(yīng)控制電路，當(dāng)功率變化，溫度變化，以及器件老化等情況下，系統(tǒng)的性能可仍然保持良好。

1 預(yù)失真基本原理
1．1 模擬預(yù)失真基本原理
最基本的模擬預(yù)失真結(jié)構(gòu)如圖1所示，輸入信號(hào)被一分為二，上路是P A輸入的主要信號(hào)線，下路用于產(chǎn)生非線性信號(hào)，通常只產(chǎn)生三階信號(hào)。在通過幅度和相位調(diào)整元件之后，下路產(chǎn)生的非線性信號(hào)和上路經(jīng)過延遲的輸入信號(hào)混合，最后通過功放輸出。精確調(diào)整下路預(yù)失真器的輸出幅度和相位來設(shè)置三階預(yù)失真的系數(shù)，從而達(dá)到抵消功放輸出中的三階非線性分量。

1．2 數(shù)字預(yù)失真基本原理
數(shù)字預(yù)失真主要在數(shù)字域通過DSP技術(shù)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。數(shù)字預(yù)失真器通常有多項(xiàng)式和查表法兩種實(shí)現(xiàn)方式。本文主要研究多項(xiàng)式法。
多項(xiàng)式預(yù)失真電路結(jié)構(gòu)如圖2所示，在信號(hào)通過功率放大器之前，先通過多項(xiàng)式預(yù)失真器，在輸入信號(hào)中加入預(yù)失真分量，產(chǎn)生預(yù)失真信號(hào)。反饋回路通過下變頻器和帶通濾波器得到輸出信號(hào)中的帶外信號(hào)功率，此功率即被用來調(diào)整多項(xiàng)式預(yù)失真器的系數(shù)，以減小帶外功率。這種自適應(yīng)的預(yù)失真技術(shù)利用輸入信號(hào)的包絡(luò)來產(chǎn)生兩個(gè)只含三階和五階的多項(xiàng)式F1，F(xiàn)2來模擬功率放大器幅度和相位非線性的反函數(shù)，其中三階項(xiàng)和五階項(xiàng)的系數(shù)由一個(gè)微處理器控制。下文將會(huì)詳細(xì)討淪如何利用帶外功率來產(chǎn)生輸入信號(hào)的預(yù)失真分量。