新型预失真器设计改善射频功率放大器非线性失真

"模拟技术中的一种用于射频功率放大器的新型预失真器的设计" 在无线通信领域，射频功率放大器（RF Power Amplifier）扮演着至关重要的角色，尤其是在发射系统中，它们是最接近发射天线的组件。射频功率放大器的主要性能指标包括线性度、效率和噪声系数，其中线性度尤为重要，因为它直接影响到信号的质量和频谱利用率。随着无线用户的增长和宽带通信的发展，通信频段的需求日益紧张，这要求功率放大器在保持高效率的同时，提供更宽的线性工作范围，以适应高阶调制技术，如OFDM（正交频分复用）等。 预失真技术是一种有效的线性化策略，它的目标是通过对输入信号进行逆向非线性处理，来抵消功率放大器自身产生的非线性失真。传统的预失真器设计可能无法完全消除双音基频分量，导致三阶交调非线性失真问题仍然存在。针对这一问题，文中提出了一种新型的预失真器设计，该设计旨在增强对射频功率放大器非线性失真的校正能力。 新型预失真器的设计思路是创建一个非线性电路，该电路可以分析功率放大器的非线性特性，并生成相应的预失真信号。这个信号与输入信号相叠加，以确保经过放大后的输出信号尽可能接近线性。预失真器的工作原理如图1所示，它通过一个非线性函数来模拟功率放大器的非线性响应，然后在输入端引入相反的失真，从而在放大器的输出端得到更干净、线性度更高的信号。 在实际应用中，预失真器的设计通常依赖于数学模型和仿真工具，例如文中提到的ADS2008U1，这是一个广泛使用的射频/微波设计软件，它能对预失真器的性能进行精确的仿真和分析。通过仿真，可以评估预失真器对功率放大器三阶交调非线性失真的改善效果，确保在实际操作中能够达到预期的线性化性能。 预失真技术相比其他线性化技术（如前馈和负反馈）具有显著优势。前馈线性化虽然能提供良好的线性化效果，但其复杂性和成本较高，不适合所有应用场景。负反馈技术则可能导致放大器增益降低和工作带宽变窄。而预失真技术则在电路实现、工作稳定性、成本效益以及工作频带宽度等方面更具吸引力，尤其适合现代通信系统对高线性度和宽频带的要求。 这项研究提供了一种新颖的预失真器设计方案，该方案有望解决传统预失真器存在的问题，提高射频功率放大器的线性度，从而在有限的频谱资源中实现更高效、更清洁的无线通信。未来的研究可能会进一步优化这种预失真器，以适应更多样化的射频功率放大器和更复杂的通信环境。