射频网络非线性失真分析与仿真研究

射频网络非线性失真分析与仿真研究

论文摘要

现代数字通信正向着日益复杂的调制方案和大功率激励方向发展,公众对低功耗和高带宽应用的追求,使得越来越多的射频功率器件被推到了超出它们线性范围而进入非线性工作区域,有效地运用工作在非线性区域的器件已日益重要。S参数在电子测量中曾经起着非常重要的作用,基于S参数的理论及其测量仪器曾使微波电子产业发生革命性的变革。但是,S参数只能用于描述电子器件的线性特性及其线性特性的测量,对于广泛存在的电子器件的非线性测量却无能为力。一种超越S参数的射频网络大信号非线性分析测试技术近年来已经成为信息与电子系统学科的一个最新研究热点。本论文从大信号射频网络的非线性测量技术出发,深入阐述了非线性微波系统测量的复杂性和棘手问题;通过对系统的激励和响应的星座图、功率谱和误码率等进行仿真,说明了射频网络非线性对通信系统的严重影响;对一种新颖的包络域表征技术进行了研究,探讨了包络域的表示方法以及如何用包络域方法定性地分析射频微波网络的非线性;推导出双音信号激励的五阶无记忆非线性系统的各个响应分量;最后,基于CDMA信号通过射频功率放大器的五阶非线性模型,使用幂级数和高阶累积量的方法,推导出可以表征功率放大器非线性的邻近信道功率比的严谨表达式,并将仿真结果与三阶非线性失真分析结果及实测数据进行比较,验证该算法的正确性。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 课题背景
  • 1.2 课题目的及意义
  • 1.3 国内外研究现状
  • 1.3.1 国外研究现状
  • 1.3.2 国内研究现状
  • 1.4 本文的主要研究内容和结构
  • 第2章 射频网络非线性分析测试技术
  • 2.1 大信号网络分析技术概述
  • 2.1.1 大信号网络分析定义
  • 2.1.2 物理量的选择
  • 2.1.3 信号表示域的选择
  • 2.1.4 确定输入量与输出量之间的关系
  • 2.2 非线性系统测量的关键问题
  • 2.2.1 线性和非线性测量的差异
  • 2.2.2 测量系统动态过程
  • 2.2.3 设备的校准
  • 2.3 本章小结
  • 第3章 射频功率放大器非线性特性
  • 3.1 通信系统中的射频功率放大器
  • 3.2 射频功率放大器非线性特性
  • 3.2.1 谐波失真
  • 3.2.2 互调失真
  • 3.2.3 AM-AM与AM-PM变换
  • 3.3 功率放大器的无记忆行为模型
  • 3.3.1 基本理论
  • 3.3.2 幂级数模型
  • 3.3.3 Saleh模型
  • 3.4 功率放大器非线性对通信系统的影响
  • 3.4.1 对信号星座图的影响
  • 3.4.2 对信号功率谱及误比特率的影响
  • 3.5 本章小结
  • 第4章 射频网络非线性的包络域分析
  • 4.1 已调信号作用于非线性系统
  • 4.2 双音激励的五阶非线性系统
  • 4.3 包络域分析方法
  • 4.3.1 二维包络域分析
  • 4.3.2 三维包络域分析
  • 4.4 实例仿真
  • 4.4.1 系统模型搭建
  • 4.4.2 仿真分析
  • 4.5 本章小结
  • 第5章 CDMA系统中功率放大器非线性失真分析
  • 5.1 系统模型的描述
  • 5.1.1 时域系统等价统计模型
  • 5.1.2 功率放大器的数学模型
  • 5.2 五阶非线性失真分析
  • 5.2.1 高阶矩和高阶累积量
  • 5.2.2 线性响应
  • 5.2.3 频谱增生
  • 5.2.4 引起增益增大或减小的失真
  • 5.3 仿真实验与测试
  • 3与IP5的测量'>5.3.1 IP3与IP5的测量
  • 5.3.2 算法仿真
  • 5.3.3 测试实验与结果分析
  • 5.4 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
  • 致谢
  • 附录 A 相关计算结果
  • 相关论文文献

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