1-6GHz超宽带模拟预失真电路研究与设计

发布时间：2017-04-15 22:03

  本文关键词：1-6GHz超宽带模拟预失真电路研究与设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：目前,移动通信的各种技术标准正在逐步改进完善,但是,信道的可容纳能力是有限的,要实现频谱资源合理利用,就要采用更好的调制方法。技术的改进又会引起信号包络变化,使得系统的输出生成多余的分量。在收、发系统模块中,放大器可以放大信号,但其自身又存在非线性,因而,为了提高通信的线性,减少信号传输的失真,一些线性处理方法就成了热门的问题。功率放大器的线性方法有多种,模拟预失真技术由于用到元件少、容易搭建模型、性能好而被广泛研究,并应用在无线通信系统。 本文仿真设计了1-6GHz的超宽带模拟预失真电路。利用ADS仿真软件,选用肖特基二极管作为非线性信号产生的主要器件,仿真设计了Lange耦合器、威尔金森功分器,讨论了宽带匹配网络,并进行了完整的宽带模拟预失真电路的仿真设计,电路的幅度特性和相位特性都有可调性,最后,完成了基于威尔金森结构的预失真电路的加工及测试,并进行了误差分析。论文主要完成的工作如下： 1.研究了二极管的特性。运用ADS仿真二极管的非线性特性,接着,通过对单个二极管进行单音谐波仿真,可得到二极管的幅度特性、相位特性,在一定的输入信号功率范围内,增益(幅度)具有一定的扩张,相位也有一定量的压缩；并对叠加形式的二极管结构也进行谐波仿真,在不同的偏置电流下,幅度、相位都有一定的扩张或压缩,从而验证这种二极管作为非线性器件的可调性。 2.仿真设计了一个基于Lange耦合器的模拟预失真电路。先结合微带线及耦合器设计理论仿真了一个Lange耦合器,接着二极管对的输入、输出端口的匹配网络用指数渐变线来设计,完成整体预失真电路的仿真,结果显示,该电路在不同的偏置电流下,其幅度的扩张在5dB以内,相位也有一定的压缩特性。 3.仿真设计了一个基于威尔金森功分器的模拟预失真电路。先仿真了一个功分器,其输入端采用了一节指数渐变线,先将50欧姆特性阻抗匹配到25欧姆,然后再进行四分之波长的阻抗匹配,拓宽电路的带宽,将该功分器运用在预失真电路中,采用混合网络进行了输入端口的匹配,输出端采用阻抗变换方式匹配,最终,完成整体宽带预失真电路的仿真,在中心频率处进行仿真,其幅度扩张在2.7dB以内,相位压缩在10°以内,调整电流值,其幅度特性达到预期的指标要求,相位差的可调性也在一定的范围内。 4.测试了基于威尔金森功分器的模拟预失真电路并进行误差分析。结合ADS和CAD软件,进行版图设计加工,焊接上元器件(二极管、电容等器件),利用安捷伦网络分析仪、直流电源进行电路的测试；分析仿真及测试过程,误差存在的原因是仿真模型与实际存在误差、元器件的值及外界因素的影响,版图设计不合理,使得测试结果不理想,功率输出很小,幅度特性不好,并没有达到预期的扩张特性,相位差较大。
【关键词】：功率放大器 线性化 失真 模拟预失真
【学位授予单位】：云南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5;TN722.75
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 课题研究的目的及意义9
• 1.2 国内外研究现状9-13
• 1.3 主要工作13-14
• 1.4 论文结构和内容安排14-15
• 第二章 功率放大器的非线性和线性法探究15-25
• 2.1 非线性电路的设计分析15-16
• 2.2 关键的技术指标16-18
• 2.2.1 P_1dB和三阶分量16-17
• 2.2.2 临近信道功率比和临近信道泄露比17-18
• 2.2.3 误差矢量幅度(EVM)18
• 2.3 非线性失真分析18-19
• 2.3.1 AM/AM和AM/PM特性18-19
• 2.3.2 谐波失真19
• 2.3.3 交调失真19
• 2.4 线性化技术19-24
• 2.4.1 反馈法20-21
• 2.4.2 包络消除与恢复法(EE&R法)21-22
• 2.4.3 LINC法22-23
• 2.4.4 预失真法23-24
• 2.5 本章小结24-25
• 第三章 模拟预失真技术基础分析25-40
• 3.1 预失真基本原理25-26
• 3.2 模拟预失真实现方法26-35
• 3.2.1 单个二极管预失真法26-28
• 3.2.2 场效应管预失真法28-29
• 3.2.3 多个二极管连接的二极管预失真法29-35
• 3.3 匹配网络原理35-39
• 3.4 本章小结39-40
• 第四章 预失真电路的仿真与设计40-65
• 4.1 模拟预失真电路设计基础40-49
• 4.1.1 二极管的特性研究41-46
• 4.1.2 微带传输线46
• 4.1.3 功分器的设计46-49
• 4.2 模拟预失真电路的方案验证49-52
• 4.3 模拟预失真电路的分模块设计52-57
• 4.3.1 功分器的仿真设计53-55
• 4.3.2 匹配电路仿真设计55-57
• 4.4 模拟预失真整体电路的对比分析57-64
• 4.5 本章小结64-65
• 第五章 测试及误差分析65-69
• 5.1 测试平台的搭建65-66
• 5.2 测试结果66-67
• 5.3 误差分析与比较67-68
• 5.4 本章小结68-69
• 第六章 总结与展望69-71
• 6.1 本文小结69
• 6.2 今后的研究工作69-71
• 参考文献71-75
• 论文发表及参加科研情况75-76
• 致谢76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 胡松祥;樊永山;沈林泽;吴景峰;;新型预失真功率放大器的研制[J];半导体技术;2012年12期

2 胡欣;王刚;王自成;罗积润;;一种场效应管预失真电路对改善行波管非线性的作用[J];电子与信息学报;2011年04期

3 刘战胜;贾建华;;一种新的用于射频功率放大器的预失真器[J];现代电子技术;2006年04期

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本文编号：309328