RF功率放大器预失真设计与仿真：性能提升分析

"一种新的RF预失真方案的设计与仿真 (2012年)，作者马中华，发表于《厦门大学学报(自然科学版)》2012年第51卷第2期，该论文主要关注无线通信领域的功率放大器线性度提升问题，特别是针对非恒定包络调制技术的高峰均比信号。文中提出了一种改进的预失真电路设计方案，以减小三阶和五阶互调失真，并通过实例分析展示了性能的显著提升。" 本文探讨了无线通信系统中，尤其是4G、WiMax和WLAN等高速通信技术面临的挑战。随着数据量的增长，传输带宽的需求增加，使得无线频谱资源更加紧张。为了解决这一问题，线性调制技术如QPSK和MQAM被广泛采用，但同时也对无线设备的性能提出了更高的要求。其中，RF功率放大器的线性度是关键，因为非恒定包络调制会导致大峰均比信号，进而产生非线性失真。 马中华提出了一种新的RF预失真方案，利用预失真原理和对消方法，设计了能产生三阶和五阶互调分量预失真的电路。预失真技术旨在在功率放大器前端引入一个相反的失真，以抵消放大器后端产生的非线性失真。实验以Polyfet公司具有记忆效应的功放管为例，对比分析了添加预失真电路前后功放的性能。结果显示，应用预失真方案后，三阶互调系数IMD3改善了20.5 dB，五阶互调系数IMD5改善了3.8 dB，相比于传统方案，IMD3提高了3.2 dB，IMD5提高了5.8 dB。 预失真技术相较于简单的功率回退方法，可以提供更好的线性度，同时避免效率降低的问题。文中还提到了其他线性化技术，如负反馈、前馈技术和包络消除与恢复技术等，这些都是解决功率放大器线性度和效率之间矛盾的有效手段。 这项研究为无线通信中的功率放大器优化提供了新的思路，预失真方案不仅提高了系统的线性度，降低了互调失真，还提升了整体性能，具有重要的实践价值。在当前和未来的无线通信系统设计中，预失真技术将继续扮演关键角色，以满足不断增长的带宽需求和对高质量通信服务的追求。