基于第三代移动通信的高效率线性功放的研制

论文摘要

第三代移动通信系统（IMT-2000）,是在第二代移动通信技术基础上进一步演进的以宽带CDMA技术为主,并能同时提供话音和数据业务的移动通信系统。WCDMA是国际电信联盟批准的四个全球3G标准之一。WCDMA凭借其更大的系统容量、更优的话音质量、更高的频谱效率、更快的数据速率、更强的抗衰落能力、更好的抗多径性等特性的宽带码分多址将成为国际移动通信（IMT-2000╱UMTS）的最佳多址接入方案。因为CDMA技术是随即包络的宽带信道,如果用一般的高功放,将由于交调失真的影响产生频谱再生效应从而干扰相邻信道,因此WCDMA基站系统对功放的线性度提出了苛刻的要求,同时出于运营成本和基站散热等考虑,在线性度达到要求的同时应尽量提高功放效率。本文首先对功率放大器的非线性特性和各种线性化尤其是前馈技术进行详细的理论分析,同时还介绍了一种新颖的前馈系统从而弥补了传统前馈系统效率偏低的不足。最后通过EDA仿真工具,设计了一套基于WCDMA的自适应前馈的功放系统,并完成了对电路的调试和测试。通过测试得到自适应前馈功放系统在双音输出功率20W时三阶交调系数将近-50dBc,结果证明采用这种结构的前馈系统虽然对功放的线性度有稍微的恶化,但是在理论上已经满足3GPP对WCDMA基站发射机的指标要求。而且效率与传统的前馈系统相比有了一定的改善。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 第二章 射频功率放大器的非线性原理
• 2.1 无记忆系统中幅度调制转移失真
• 2.2 交调失真
• 2.3 调幅-调相（AM-PM）转移失真
• 2.4 邻近信道功率泄漏比
• 第三章 射频功率放大器线性化技术
• 3.1 负反馈技术
• 3.1.1 负反馈放大器原理
• 3.1.2 负反馈放大器非线性失真对消原理
• 3.2 预失真技术
• 3.2.1 RF和IF预失真
• 3.2.2 基带预失真
• 3.3 前馈技术
• 3.3.1 前馈的基本原理
• 3.3.2 前馈系统中幅度和相位的匹配
• 3.3.3 前馈系统的功率效率
• 3.3.4 前馈系统效率的改善
• 第四章 前馈功放系统的仿真与设计
• 4.1 自适应前馈系统的方案
• 4.2 系统具体指标分配
• 4.3 前馈系统的构建和系统仿真
• 4.4 前馈系统各部件的设计与仿真
• 4.4.1 主功率放大器的仿真与设计
• 4.4.2 误差放大器的仿真与设计
• 4.4.3 辅助放大器的仿真与设计
• 4.4.4 矢量调节器的仿真与设计
• 4.4.5 定向耦合器的设计
• 第五章 前馈系统测试结果及分析
• 5.1 主要模块的性能测试
• 5.1.1 主功率放大器的测试
• 5.1.2 误差功率放大器的测试
• 5.1.3 30dB定向耦合器的测试
• 5.1.4 矢量调节器的测试结果
• 5.2 前馈系统的测试
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间的研究成果