功率放大器的线性化技术
FDMA
FM 27.8 3.6-6.0 30 >50
FDMA
FM N/A 3.6-6.0 30 >50
AMPS/NAMP S
1983/1988 North America 824－49
ETACS 1985 United Kingdom 890－15 25
JTACS/NTA CS
1988/1993 Japan 915－25
Channel bandwidth (kHz)
30/10
25/12.5
Multiple access
高功放的发展现状
功率回退： 传统的功率放大器一般采用回退技术来实现不同 功放要求，是目前主要采用的技术。 基本原理: 输入功率减小1dB时，三阶交调系数改 善 2dB，通过减小输入功率的方法改善功率 放大 器的线性。 优缺点:简单、易实现 降低效率、增大成本 小功率、适用于线性要求不很高的系统
新一代基站功放和传统功放的技术比较
技术 类型 基于 前馈 技术 的功 放 基于 DPD技 术的 功放 基于 DPD加 Doher ty技 术的 功放 技术成 熟度 成熟 技术 难度 中 功放 效率 低于 10％ 是否获得 商用 是 生产 体积 可靠 成本 难度 性 难 大 低 高
步入成 熟
难
高， 典型 值19 ％ 高， 典型 值27 ％
弱非线性：电路的特性( I / V , Q / V , / V )如果能用 幂级数展开。 可用Volterra级数法进行分析。 强非线性只能通过谐波平衡法或者时域方法来分 析。 准非线性
2
混合参数
V1 h11I1 h12V2 I 2 h21I1 h22V2
V1 h11 I1 V 0
2
V1 h11 h12 I1 I h h V 2 21 22 2
H 22 I2 V2
I1 0
V1 h12 V2
射频及微波固态功率放大器
电子科技大学 张玉兴教授（博导）
内容
1
射频及微波功率放大器发展动态 射频及微波功率放大器设计 功率放大器的线性化技术 射频及微波固态功率放大器中的新颖技术
2 3
4
绪论 射频及微波固态功率放大器发展动态
Several 1G Analog Wireless Systems
Standard Year introduced Uplink frequency band (MHz)
a2 0
2.1.3二端口参数的相互转换
2.1.4 传输线(Transmission Lines)
分布(distributed) 参数系统与集总(lumped) 参数系统 – 任何电路、元器件、连接线本质上都是分布系统， 在某些条件下它们的分布特性可以被忽略，正如在某 些条件下微积分可以简化为四则运算。 – 对于一条长度为l 的低损耗连接线和波长为λ的信号， ① 当l << 0.1λ，连线可以看成理想的电路连接线 (阻抗为0的集总系统)。 ②当l > 0.1λ，我们认为它是一个分布系统－传输 线。 – 分布 vs. 寄生(parasitic) • 准静态(Quasi-Static) 与非准静态(NQS) – QS：电路理论适用， NQS：电磁场理论适用
IC Design 需要传输线知识吗 – 空气中1GHz信号的波长为30cm，芯片的尺寸以mm计， 因此在这个频段附近(lower GHz) 的RFIC 内部通常还 不需要考虑传输线效应 – 当频率高到一定程度，电路中存在较长的连线，或者需 要精确分析电路的工作情况，即使是IC 设计也不得不 使用传输线理论 – IC与外界连接时( 不论是测试还是实际应用) 都将用到 传输线 – 传输线现象是典型的高频现象，传输线理论是理解高频 电路、信号和系统的基础和重点 • 抽象的传输线 – 一根信号线和地( 线或面) 就组成了传输线 – 电磁波将沿信号线传输并被限制在信号线和地之间
是
易
小
高
低
试验阶 段
难
否
易
小
高
低
第二章
射频及微波功率放大器设计
1 2 3 二端口网络及S参数 准线性网络设计 负载牵引法
2.1 二端口网络理论及S参数
1 2 3
传统的网络参数
散射参数
二端口网络参数间转换
4
传输线
2.1.1 传统的网络参数
i1 v1 Two-Port Network i2 v2
阻抗参数
基带数字预失真的硬件原理
极性环
定向耦合器 VCO 视频放大器 PA 线性化输出 AGC
LPF 峰值检波 信号 （1.F.) 鉴相器 （1.F.)
峰值检波
下变频
RF频综源
笛卡儿环
I-Q调制器 Iin 定向耦合器 90o移相 Qin PA 线性化输出
LO IOUT 衰减器 90o移相 QOUT I-Q解调器
负反馈法
B +
Vi
-
BVo+
A
+
Vo
-
Vi BVo
-
-
优缺点:简单、易实现 频带较窄、稳定性较差 适用于线性要求不高的系统
前馈技术： 采用前馈技术优点是能大大改善功放的线性度， 缺点是成本较高、难度大、功放的效率会比 较低，这种技术近几年在国内外已经得到了 广泛的应用。
预失真技术 预失真又分这模拟预失真（ APD ）和数字预失真 （DPD） 1、模拟预失真是指在功放输入前加入一个预失真 器，这种预失真器产生的非线性与功放产生的 非线性相们相反，从而可以实验非线性的矫正， 模拟预失真又分为射频预失真和中频预失真。 这种技术优点是实现简单、技术难度小、成本低； 缺点是线性度改善不高。
I2 0
I1 0
I1 0
I2 0
导纳参数
I1 Y11 Y12 V1 I Y Y V 2 21 22 2
I1 Y11 V1 V 0
2
I2 Y22 V2
V1 0
I1 Y12 V2
V1 0
I 21 Y21 V2 V 0
b S a
b1 S11 a1 b2 S 22 a2 b1 S12 a2 b2 S 21 a1
端口2处接有匹配负载时，在端口1处的反射系数
a2 0
端口1处接有匹配负载时，在端口2处的反射系数
a1 0
a1 0
端口1处接有匹配负载时，端口2到端口1的传输 系数 端口2处接有匹配负载时，端口1到端口2的传输 系数
传输线阻抗变换
2.2 准线性网络设计方法
为简化功率放大器设计过程，在一些情况下， 使用基波电流和电压之比和非线性元件用等效平 均基波线性元件代替，可用准线性方法分析。依 据信号电压的等效平均线性元件的推导是基于静 态伏-安和电压-电容有源器件特性。
2.3负载牵引法
• 直接方法，也是一种借助实验手段的方法 • 确定功率放大器的增益、输出功率、非线性特 性与负载的 关系 • 确定振荡器的频率牵引特性、振荡稳定区与负 载的关系 • 在设计功率放大器时，用测量系统 测出功率放大器在不同 负载情况下的增益、输 出功率、三阶交调失真及二次谐波， 用这些数 据在阻抗园图上画出负载阻抗的轨迹，从中选出 合适的参数作为设计依据 • 优点：测试结果能使设计人员一目了然，便于 设计 采用计算机自动测试系统，测试结果可靠 • 缺点：被测放大器的功率越大要求信号源功率 也越大 无法测量激励频率的谐波阻抗，很难估 计谐波影响。
用于移动通信的功率放大器
频率范围 MHz Pout(dBm) 增益(dB) 功率附加效率(%) 偏置(V)
GSM
PCS 蜂窝
890∼1900
1850∼1910 8248∼32.5
>30
>24 >27
50∼55
30∼42 30∼60
3∼5.8
3∼5.8 3∼5.8
数字移动通信对非线性分析的影响 非恒包络信号—对非线性敏感 NADC(π/4-QPSK)、CDMA(QPSK、OQPSK) 高功率附加效率—非线性状态较强 低邻信道干扰—要求线性好 挑战 解决高功率附加效率与低邻信道干扰的矛盾 如何在线性度和效率之间做到较好的兼顾？
I1 0
I2 h21 I2
V2 0
传输参数
V1 AV2 BI 2 I1 CV2 DI 2
V1 A B V2 I C D I 2 1
I1 C V2 I1 D I2
V1 A V2 V1 B I2
I2 0
FDMA
FM N/A 3.6-6.0 30 >50
Several 2G Digital Wireless Systems
Standard Year introduced Uplink frequency band (MHz) Carrier spacing (kHz) Multiple access GSM 1990 Europe 890-915 200 TDMA/F DMA GMSK FDD 30 21 0 12.5 3.5-6.0 N/A 20 >50 IS-54 1991 North America 824-849 30 TDMA/FDMA IS-95 1993 North America 824-849 1,250 CDMA/FDMA PDC 1991 Japan 940-959 25 TDMA/FD MA p /4Modulation Duplex mode Maximum transmit power (dBm) Long-term mean power (dBm) Peak-to-average power ratio (dB) Transmit duty ratio (% ) PA voltage (V) ACPR (dBc) Typical PA quiescent current (mA) Typical efficiency (% ) p /4-DQPSK FDD 27.8 23 3.2 33.3 3.5-6.0 -26 180 >40 OQPSK FDD 27.8 17 5.1 Variable 3.5-6.0 -26 200 >30 FDD 33 28 2.6 33.3 3.5-4.8 -48 150 >50 DQPS K TDD 19 10 2.6 33.3 3.1-3.6 -50 100 >50 PHS 1993 Japan 1,895-1,907 300 TDMA/FD MA p /4DQPS K
线性功放知识简介
Comba Telecoห้องสมุดไป่ตู้ Systems
➢2、为什么宽带信号要采用线性功放技术
（3）宽带信号要采用线性化技术的原因
在NCDMA或WCDMA 中，即使是单载波，也需要使用高 线度指标的RF功率放大器；这是因为。CDMA技术是随机包络 的宽带通道，如果采用一般的高功放（通常工作于AB类）进 行信号放大，将由于交调失真的影响产生频谱再生效应，对相 邻的信道产生严重的干扰，为此3GPP规定了频谱辐射屏蔽 （Spectrum emission mask）的要求，而通常所说的高功放是难 以达到这个要求的，虽然采用A类功放可能会达到这个要求， 但是它的效率太低，也难以把信号放大到几十瓦的量级，为此， 在高功放的基础上必须对其进行线性化的处理。把运用了线性 化技术的功放称为线性功放，它可以较好的解决信号的频谱再 生问题。
Comba Telecom Systems
➢4、预失真技术原理简介
1、模拟预失真（RF和IF预失真） （二）
图4是一种预失真线性器的结构，信号经3dB电桥后相位相差90°，一路经 具有可调移相器和衰减器的“线性支路”，另外一路经过由两个反相并联 二极管组成的“非线性支路”，然后经3dB电桥耦合器加和输出。经过 “线性支路”的信号随输入信号的增加而增加，经过“非线性支路”的信 号，随输入信号的增加不呈现线性变化，根据微波二极管非线性特性，输 入信号小时，二极管衰减大，输入信号大时，二极管衰减小。这样具有 90°相差的两路信号再输出3dB耦合器合成时，能获得图3c的曲线特征。
图7 前馈功率放大器各频点谱示意
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了解电子信息工程中的功率放大器线性度优化方法
了解电子信息工程中的功率放大器线性度优化方法电子信息工程中的功率放大器线性度优化方法涉及到一系列技术和算法，以提高功率放大器的线性度，并优化其性能和可靠性。
下面将对几种常见的功率放大器线性度优化方法进行详细介绍。
1.前向矫正技术：前向矫正技术是一种通过控制电流或电压源，在功率放大器的输入和输出之间添加一个运算电路来进行非线性矫正的方法。
这种方法的关键是选择适当的预测算法，使其能够在技术限制下实时计算出输出误差，并通过反馈机制进行非线性补偿，从而实现线性度的优化。
2.反馈线性化技术：反馈线性化技术是一种通过在功率放大器的输入和输出之间添加一个反馈回路来实现线性度优化的方法。
该方法通过将一部分放大器的输出信号与输入信号进行比较，并将误差信号反馈给放大器的控制电路，以调整放大器的工作状态，减小非线性失真，提高线性度。
3.预失真技术：预失真技术是一种通过在功率放大器的输入端添加一个预失真电路来实现线性度优化的方法。
该方法通过测量功率放大器的非线性特性，并将其反馈给预失真电路，使其能够产生与功率放大器非线性特性相反的补偿信号，从而实现线性度的优化。
4.DPD技术：DPD（Digital Predistortion）技术是一种数字预失真技术，通过使用数字信号处理技术对功率放大器的输入信号进行预处理，以抵消功率放大器非线性特性引起的失真，实现线性度的优化。
这种方法通过引入一个非线性模型来描述功率放大器的非线性特性，并使用逆模型来补偿功率放大器的非线性特性。
5.自适应算法技术：自适应算法技术是一种通过自动调整功率放大器的工作参数来实现线性度优化的方法。
该方法通过使用自适应算法，例如最小均方误差（LMS）算法或正交传感器算法，对功率放大器的输入信号和输出信号之间的误差进行实时测量，并根据误差的大小自动调整功率放大器的工作参数，以减小非线性失真，提高线性度。
总结起来，功率放大器线性度优化方法包括前向矫正技术、反馈线性化技术、预失真技术、DPD技术和自适应算法技术。
功率回退技术
1dB压缩点(P1dB)在小信号区域，放大器的输出和输入呈线性关系。
当输入功率增加时，输出功率逐渐接近非线性区，1dB压缩点被定义为放大器的增益比小信号增益低1dB时的输出功率，或说是被压缩1dB时的输出功率P1dB。
通常将1dB压缩点作为一个放大器的线性区和非线性区的分界点。
图1 1dB压缩点三次交调截取点(IP3)在射频或微波多载波通讯系统中，三阶交调截取点OIP3是一个衡量线性度或失真的重要指标。
交调失真对模拟微波通信来说，会产生临近信道的串扰，对数字微波通信来说，会降低系统的频谱利用率，并使误码率恶化；因此容量越大的系统，要求IP3越高，IP3越高表示线性度越好和更少的失真。
IP3通常用两个输入音频测试，这里所指的音频与我们低频电子线路的音频没有区别，实际上是两个靠的比较近的射频或微波频率。
图2 放大器的输出功率和互调分量岁输入功率的变化如放大器，基频是1:1增长，3rd是3:1增长，IP3点就是3rd信号影响超过基频的点。
从图2 中可以发现输出电平按照1:1的斜率随输入信号电平变化，而三阶互调失真则按照3:1的斜率变化。
虽然输出和三阶互调都会在某个电平上饱和，但将二条曲线的线性区分延长并获得相交点，这个交点对应X轴和Y轴的读数分别被称为输入和输出三次截断点IP3；而二者之差即为放大器的小信号增益，如输入IP3为5dBm，输出IP3为50dBm，则放大器增益为45dB。
功率放大器的线性化技术主要有：功率回退法、负反馈法、预失真法、前馈法。
功率回退法：功率回退法就是把功率放大器的输入功率从1dB压缩点(放大器有一个线性动态范围，在这个范围内，放大器的输出功率随输入功率线性增加。
随着输入功率的继续增大，放大器渐渐进入饱和区，功率增益开始下降，通常把增益下降到比线性增益低1dB时的输出功率值定义为输出功率的1dB压缩点，用P1dB表示。
)向后回退6-10dB，工作在远小于1dB压缩点的电平上，使功率放大器远离饱和区，进入线性工作区，从而改善功率放大器的三阶交调系数。
功率放大器的线性区
功率放大器的线性区射频功率放大器线性化技术:以输入RF信号包络的振幅和相位作为参考，与输出信号比较，进行适当的校正，常用技术有三种:功率回退，预失真，前馈。
1、功率回退这是最常用的方法，即选用功率较大的管子作小功率管使用，实际上是以牺牲直流功耗来提高功放的线性度。
功率回退法就是把功率放大器的输入功率从1dB压缩点(放大器有一个线性动态范围，在这个范围内，放大器的输出功率随输入功率线性增加。
随着输入功率的继续增大，放大器渐渐进入饱和区，功率增益开始下降，通常把增益下降到比线性增益低1dB时的输出功率值定义为输出功率的1dB压缩点，用P1dB表示。
)向后回退6-10个分贝，工作在远小于1dB压缩点的电平上，使功率放大器远离饱和区，进入线性工作区，从而改善功率放大器的三阶交调系数。
一般情况，当基波功率降低1dB时，三阶交调失真改善2dB。
功率回退法简单且易实现，不需要增加任何附加设备，是改善放大器线性度行之有效的方法，缺点是效率大为降低。
另外，当功率回退到一定程度，当三阶交调制达到-50dBc以下时，继续回退将不再改善放大器的线性度。
因此，在线性度要求很高的场合，完全靠功率回退是不够的。
2、预失真预失真就是在功率放大器前增加一个非线性电路用以补偿功率放大器的非线性失真。
预失真线性化技术，它的优点在于不存在稳定性问题，有更宽的信号频带，能够处理含多载波的信号。
预失真技术成本较低，由几个仔细选取的元件封装成单一模块，连在信号源与功放之间，就构成预失真线性功放。
手持移动台中的功放已采用了预失真技术，它仅用少量的元件就降低了互调产物几dB，但却是很关键的几dB。
预失真技术分为RF预失真和数字基带预失真两种基本类型。
RF预失真一般采用模拟电路来实现，具有电路结构简单、成本低、易于高频、宽带应用等优点，缺点是频谱再生分量改善较少、高阶频谱分量抵消较困难。
数字基带预失真由于工作频率低，可以用数字电路实现，适应性强，而且可以通过增加采样频率和增大量化阶数的办法来抵消高阶互调失真，是一种很有发展前途的方法。
基于IGBT的宽范围线性功率放大技术
第19卷第3期电 源学报Vol. 19 No. 3 2021 年5 月Journal of Power Supply May 2021 DOI:10.13234/j.issn.2095-2805.2021.3.175 中图分类号：T M46文献标志码：A基于IGBT的宽范围线性功率放大技术陈柏超，高伟，陈耀军(武汉大学电气与自动化学院，武汉430072)摘要：模块化多电平分级逐段线性化思想可以大幅提高线性功率放大器的效率，绝缘栅双极型晶体管IGBT (insulated gate bipolar transistor)作为一种大功率器件用于其中将会大大简化大功率放大器的电路，但I G B T的类别中没有P沟道管，传统的复合P管用于线性功率放大时存在输出电压动态范围不足的问题。
首先分析了该问题的形成原因，并提出一种宽动态范围的P-IGBT结构，然后分析了该结构的特性与功率放大机理，同理构造出特性完全对称的N-I G B T管，接着利用这2种异型对管构成互补线性功率放大器，最后通过实验验证了该技术的正确性。
关键词：I G B T;线性功率放大；P沟道管；线性放大区Wide-range Linear Power Amplification TechnologyBased on IGBTCHEN Baichao, GAO Wei, CHEN Yaojun(School of Electrical Engineering and Automation, W u h a n University, Wu h a n430072, China) Abstract ：The idea of modular multi-level grading segment-by-segment linearization can greatly improve the efficiency of linear power amplifiers. As a high-power device, the IGBT will greatly simplify the circuit of high-power amplifiers. However, there i s no P-channel transistor in the IGBT category, and when the traditional composite P transistor i s used for linear power amplification, there exists a problem that the dynamic range of output voltage i s insufficient. F i r s t, the cause of this problem i s analyzed, and a P-IGBT structure with a wide dynamic range i s proposed.Then, the characteristics of this structure and the power amplification mechanism are analyzed. Similarly, the N-IGBT transistor with completely symmetrical characteristics i s constructed. O n this basis, the heterogeneous pair of transistor constitutes a complementary linear power amplifier. Finally, the proposed technology was verified by experiments.Keywords: IGBT; linear power amplification; P-channel transistor; linear amplification area线性功率放大技术在传统的功率变换领域占 据着重要的地位，近年来因其效率低、体积大等缺 点已逐渐被开关型功率放大器所取代。
一种基带预失真RF功率放大器线性化技术的模型仿真与实验_赵洪新
第5 期
赵洪新等 : 一种基带预失真 RF 功率放大器线性化技术的模型仿真与实验
43
F ( x m) = F r ( x m) exp( jF ( x m) ) 其中 x m = | Vm | , 为输入信号 Vm 的幅度的平方值; r 和 分别表示模值和相角。
2 2
Vol. 21 No. 5 May 2000
学术论文
一种基带预失真 RF 功率放大器线性化技术的模型仿真与实验
赵洪新, 陈忆元 , 洪 伟
( 东南大学 无线电工程系 , 江苏 南京 210096)
摘
要 : 提出了一种基于相关函数计 算的自 适应环 路延迟 补偿法 , 用于 功率放 大器的 数字式基 带
其中 , I k = ( ak , bk ) 是第 k 次迭代时的含根区间 , 满足 E ( ak ) E ( b k ) < 0; F k = ( ak + b k ) / 2 是第 k 次迭代时的近似解。 使用线性迭代法时, 迭代公式 : F i ( k + 1) = F i ( k ) - E( K ) 其中符号 i 表示预失真表的第 i 个表项。 F i ( k ) 是第 k 次迭代时的表项 i 的值, 收敛因子 一个常数 , 它决定了迭代算法的收敛速度和稳定性。 ( 8) 是
2 v = vm miຫໍສະໝຸດ ( 5) ( 6)v
mi
v a ( Fi ) = v m F( | v m| ) G | v m F ( | v m| ) |
2
2
2
| v m=
N , N 是离散点的总个数 , 也就是 LUT 表的项数。 Vmi 是常数 , F i 是对
应于 Vm i 的预失真函数值 , 它表示预失真表中第 i 个存储单 元的值。 F i 是放 大器输出函数 Va ( ) 的自变量, V a( F i ) 和 F i 的函数关系实质上就是放大器输入 / 输出特征的等价形式。 这样 , 对 LUT 的离散表项值 F i 进行自适应更新的过程归结为方程求根问题。 为了求方程 ( 5) 的根, 可以在输入信号落入第 i 个离散区间时采用一定的自适应算法来进 行。一般文献均采用线性迭代法, 这种方法运算简单, 但是它的收敛速度慢 , 容易出现不稳定。 因此 , 本文采用经典的二分求根迭代方法和线性迭代方法相结合的方法。二分方法是无条件 收敛的方法 , 不存在稳定性问题 , 但这种方法是一种逐步缩小含根区间的方法 , 而目标函数是 变动的 , 所以不能自适应跟踪。本文将这两种方法结合 , 先采用二分法定出目标解的粗略范 围, 然后使用较小的收敛因子 , 由线性迭代法跟踪精确解, 可以获得绝对稳定、 跟踪性能良好的 自适应预失真器。 使用二分法时, 第 k + 1 步迭代的含根区间 I k + 1满足: Ik + 1= ( a k , Fk ) , 当 E( a k ) E( F k ) < 0 ( F k , bk ) , 当 E ( F k ) E ( bk ) > 0 ( 7)
用ADS进行功率放大器设计及线性化半实物仿真
A gilentM easurementF orumPage 1利用ADS进行功率放大器设计及线性化半实物仿真A gilentM easurementF orum日程安排•功放模型•功放匹配阻抗确定•具体匹配电路实现•电磁效应仿真•使用调制信号进行激励•半实物DPD 仿真•总结Page 2A gilentM easurementF orum功放模型Page 3在能够获得厂商模型的前提下，功率放大器仿真可以获得和实测非常接近的结果。
但目前能够获得的模型主要为民用频段的放大器管芯。
A gilentM easurementF orum从功放厂商网站下载模型Page 4A gilentM easurementF orum1st, Sep 2008Page 5使用模型进行功放仿真电路版图ADS 仿真环境设置功放型号：6S19100功率: 34WA gilentM easurementF orumPage 6测试数据(Measurement results)ADS 仿真数据(Sim results)差异是因为滤波网络的电容具体位置不一致、板材加工精度、元器件误差、实际测试引入误差（半钢电缆的插损、SMA 接头插损、接头和微带线的不匹配等）等导致。
基本一致功放测试/仿真比对A gilentM easurement 厂商不提供模型怎么办？F orum针对MA/COM等军用放大器生产厂商，通常不能拿到管芯模型，设计师只能依据S参数、厂商提供点频阻抗进行设计，仿真意义不大。
Page 7A gilentM easurement 功率放大器X参数提取F orumPage 8A gilentM easurementF orumX 参数导入及建模Page 9在ADS2009之后，使用插件可以将NVNA测得的X参数导入ADS，并自动生成PHD模型供仿真使用。
A gilentM easurementF orumPHD 模型调用Page 10可以从模型库中调用生成的PHD模型用于仿真。
线性功率放大器介绍
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2.3 多载频线性功率放大器技术发展的一些想法
1) 对于已基本掌握的前馈技术，做好以下几方面的工作：
a、现在已开发出公司3G系统需要的800M和2100MHz多载频线性功 率放大器，那么解决好现有项目本身的自我完善，主要指的是 文档的不断完善，产品质量本身的不断完善；
b、要解决好现有产品可生产问题； c、项目改进：如由于WCDMA系统升级带来项目需求的变化，引起
提高前馈技术实现的30瓦两载波2100M线性功率放大器效率的办法， 就是首先提高主功率放大器的效率，后续的可以采用新技术进一步提高 其效率（如Doherty技术等）；还有就是在前馈技术的主环路中给主功率 放大器加模拟预失真，以提高主功率放大器的线性，从而提高线性功率 放大器的整体效率，该两种方法准备在2100M 30瓦两载波的线性功率放 大器V3.0版本上采用。
项目要求重新设计； d、系列化多载频线性功率放大器（现在正在研制CDMA2000-1X系
统所需的1900M和2100M线性功率放大器）。
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2) LPA新技术的研究 ： 实现多载频线性功率放大器现在在国际主要是采用的
是前馈技术，其主要优点是实现的带比较宽、改善量比较 大，缺点是效率还比较低。依据以上情况国外的一些公司 前几年就提出了为提高效率实现多载频线性功率放大器的 其他技术，如基带预失真技术等；
6. 3G线性功率放大器现状和近期规划
6.1 LPA-P2（800M40瓦4载波线性功率放大器） 6.2 LPA-L1（1900M40瓦4载波线性功率放大器） 6.3 LPA-S1（2100M30瓦2载波线性功率放大器）
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线性化Doherty功率放大器设计
摘
要 ：结合射 频数 字预 失真技 术 和 Ｄ ｈｒ 技 术提 出 了一种 ＷＣ ＭＡ线 性化 功 率放 大 器的 设 计 ｏ ｅｔ ｙ Ｄ
方案。通过计算机 辅助设计 和 Ａ Ｓ仿真分析 ，功 率放 大 器在输 出 ３ Ｄ ５瓦（５ ４Ｂ 的情 况 下， ４ ．ｄ ｍ）
失真 两种 技术 提 出 了 ３ ５瓦 ＷＣ ＭＡ功 ｏｅｔ ｙ
实现 方案 。Ａ Ｓ仿 真分 析表 明在 功放输 出 ３ Ｄ ５瓦时 ，
ＡＬ Ｃ Ｒ达到 一５ ｄ ｃ Ｐ Ｅ达 到 ２ ％ 。 ５ Ｂ ，Ａ ７
Ｄｈｒ 功率 放大 器有 两 种 工 作 状 态 ， 图 ２所 ｏｅｔ ｙ 如 示 。当输 出 功 率 很 小 的 时 候 ， 于 图 ２所 示 的 Ａ 低 点 ， 值放大 器 没有打 开工 作 ， 值放 大器 对输 出呈 峰 峰 现 断路 。此时 功放 工 作 在 最 大 功 率 回退 ６ Ｂ以下 。 ｄ 当输 入 功率 加 大 ， 放输 出达 到最 大 功 率 回退 ５ Ｂ 功 ｄ 以上 的时候 ， 值 放 大器 才被 打 开 工 作 。 此时 峰 值 峰 放大 器线性 工 作可 以被 看 作为 一 个 受控 电流 源 厶。
维普资讯
２ ０ 耳第ａ ０７ 期
中图分 类号 ：Ｎ ０ Ｔ ７２ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ９ ５２ ２０ ）３ ０５— ６ １０ —２５ （０ｒ ０ —０ ４ ０ ７
线 性 化 Ｄ ｈｒ ｏｅｔ 率 放大 器 设 计 ｙ功
耿 知 ，郭 伟
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功率放大器的线性化技术
02 功率放大器线性化的技术 分类
前馈线性化技术
前馈线性化技术通过引入一个额外的反馈环路，将功率放 大器的输出信号反馈到输入端，与原始输入信号进行比较 和调整，以消除非线性失真。
前馈线性化技术具有较高的线性化效果，但需要精确的信 号匹配和调整，因此实现难度较大。
反馈线性化技术
01
反馈线性化技术通过将功率放大 器的输出信号反馈到输入端，并 利用负反馈原理对输入信号进行 修正，以减小非线性失真。
多项式预失真技术通过使用多项式函数来描述功率放大器的非线性特性。预失真器通过 调整多项式的系数来产生补偿信号，以抵消功率放大器的非线性。这种方法的优点是精
度高、计算复杂度低，但需要实时计算多项式函数，可能影响实时性能。
预失真线性化技术的优缺点
优点
预失真线性化技术具有较高的线性度和较低 的成本，适用于各种类型的功率放大器。此 外，由于预失真器位于功率放大器之前，因 此可以避免功率放大器内部的热损耗和可靠 性问题。
。
模拟预失真
适用于对实时性要求较高的系 统，能够快速响应信号的变化 ，但线性化效果可能略逊于数 字预失真。
前馈线性化
通过引入额外的反馈环路，降 低功率放大器的非线性失真， 适用于对噪声和失真性能要求 高的系统。
基带扩展
通过在基带信号上添加适当的 调制，改善功率放大器的线性 范围，适用于宽带信号传输系
多载波技术
通过将信号分割成多个子载波，降 低单个载波的幅度，减小非线性失 真。
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复合反馈技术则是结合前馈和反馈技术的优点， 通过引入前馈和反馈两个环节来进一步改善功率 放大器的线性度。
反馈线性化技术的优缺点