The Third-Order Intermodulation Distortion in the AlGaAs/GaAs HBT Amplifier

在测试了ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓＨＢＴ（异质结晶体管）的直流特性和Ｓ参数的基础上，建立了其微波小信号等效电路，准确的等效电路有利于其微波线性应用的分析．应用Ｖｏｌｔｅｒａ级数，计算了ＡｌＧａＡｓ／ＧａＡｓＨＢＴ放大器的三阶互调失真，计算结果和双音测试结果相当一致。

射频信号合成与数字域信号合成的等效性分析

针对射频信号合成和数字域信号合成仿真试验系统在架构实现上的区别,首先简要介绍了两种仿真系统架构,并基于射频接收链路中的非线性器件对两种架构的输出信号影响进行了理论推导和等效性分析。在完成多通道采样同步和相位校正后,从理论上给出了两种架构的主要差异在于三阶互调失真模拟。最后利用放大器测试了三阶互调失真与输入信号功率的关系,并对数字域信号合成架构在仿真试验中的使用条件给出了使用建议。

基于平板电路的无源互调耦合测试方法

无源互调(PIM)是一个吸引众多领域研究人员的课题,包括卫星、天线和智能终端等。本文提出一个非接触式PIM测量的新思路:使用一个经过近场重构的基片集成缝隙波导(SISW)作为互调信号的激励和接收路径,SISW通过对载波信号的远场抑制和近场测试区的优化,实现了一种针对没有射频端口的样品非线性特性的评估解决方案。该测试平台结合了近场天线的有限辐射特性和多敏度测试区在PIM评估中对收发系统和测试样片的适应性。实验结果表明,该测试方法在稳定性和分辨力方面具有相当大的工程应用潜力。

星载功率放大器NPR测试方法研究

针对星载功率放大器噪声功率比(noise power ratio,NPR)指标缺乏考核方法的问题,根据多载波非线性工作原理,使用基于数字I/Q调制的方法在Matlab里编辑基带波形文件,形成具有陷波的宽带多载波信号,依据频谱仪采样的数字预处理方法校准宽带多载波信号的幅度平坦度,调节矢量信号源I/Q两路的功率偏置进而调整陷波的深度来生成满足条件的宽带多载波激励信号。通过输入放大器该校正后的激励信号、分析被测放大器件输出端频谱陷波内产生的互调失真分量的测试方法,设计了通过矢量信号源和频谱仪进行测试的方案。根据方案所搭建的测试系统,完成了某K频段行波管放大器(主载波频率为19800MHz,带宽为80MHz)的测试验证。研究结果表明,提出的NPR测试方法有效可行,为考核星载微波功率放大器NPR指标提供了具体的测试方法。

微波负载电热耦合的无源互调分析

微波负载可改善电路的匹配性能,吸收微波能量.消耗微波能量产生的焦耳热对微波负载的电阻率产生影响,从而产生无源互调.针对热场与电磁场耦合时导致时间尺度上的差异引起的微波负载无源互调问题,首先利用分数阶微分方法建立了微波负载分数阶热传导模型;然后建立分数阶热传导的电路模型;最后结合热阻效应,推导出微波负载电热耦合引起的无源互调功率电平表达式.分析了材料的电阻温度系数、热阻、热容对无源互调的影响,为微波负载降低电热耦合引起的无源互调提供了参考.

湍流信道下激光器互调失真特性

基于半导体激光器速率方程,采用贝塞尔函数推导激光器非线性互调失真表达式.在GammaGamma湍流信道下,针对无线光多路副载波二进制相移键控调制,研究非线性互调失真对系统载波互调噪声比及误码率性能的影响,并给出系统最佳调制指数的选取与非线性系数的对应关系.结果表明,同一湍流条件下,调制指数小于最佳取值时,随着调制指数增加载波互调噪声比上升、误码率下降,而调制指数高于最佳取值时系统性能劣化.当闪烁指数为0.2,最佳调制指数为0.6时,获得的最大载波互调噪声比为12.9dB.

一种新的RF预失真方案的设计与仿真

根据预失真原理,利用对消的方法,提出一种改进的预失真电路的方案,设计了分别产生三阶和五阶互调分量预失真器电路.最后以Polyfet公司的有记忆效应的功放管设计的功率放大电路为例,分析比较了未加预失真电路的功放性能和加了预失真电路的功放性能,测试结果表明失真分量有了很大的改善,三阶互调系数(IMD3)改善了20.5dB,五阶互调系数(IMD5)改善了3.8dB.IMD3比传统的方案提高了3.2dB,IMD5比传统的方案提高了5.8dB.

微带线热致无源互调产物计算模型

针对低无源互调特性微带线设计中的介质材料选择问题,建立了一种新的无源互调产物计算模型.该模型基于电热耦合效应,利用随时间作周期性变化的边界条件,结合一维热传导方程,得到了微带线导带温度与射频电流密度的关系式.在此基础上,通过分析受温度调制的电导率与载波电场的相互作用,获得了三阶互调产物电流密度与射频电流密度、介质板热学参数、长度和载波差频的关系式.进一步利用该模型计算了3种微带线的无源互调产物功率.结果表明,射频电流密度是影响无源互调产物的关键因素.该模型可以综合分析导带宽度、介质板热学参数、长度和载波差频对微带线三阶无源互调产物的影响,指导低无源互调特性微带线的设计.

地震数据采集器非线性指标测试方法及其影响分析

为了分析总谐波失真度和互调失真度这两个非线性指标的测试方法、输入信号幅值等变化对其测试结果的影响,本文从总谐波失真信号、互调失真信号的产生原理出发,详细地给出了两种指标的测试方法、数据处理方法及相关影响分析,并通过实际应用中不同类型的输入信号进行了总谐波失真度和互调失真度试验。测试结果表明:信号模式和信号幅值对总谐波失真度的影响显著;输入信号幅值对互调失真度的影响较大;输入信号的频率变化对两指标的测试结果无影响。本研究进一步细化了地震数据采集器性能指标的标准化测试方法,该方法可广泛应用于地震数据采集器的非线性指标测试。

微波功率放大器非线性特性分析

为判断微波功率放大器非线性失真的主要影响因素,首先,在传统幂级数模型的基础上对功率放大器的非线性幅度失真和相位失真进行拟合,基于包络分析法给出了功率放大器非线性失真与幅度和相位失真间的解析关系;其次,对幅度失真和相位失真引起的非线性失真进行了分析,给出了两者之间的等效失真关系式,据此可对任意给定的功率放大器进行分析,以确定非线性失真的主要影响因素,并用于指导模拟预失真线性化器的设计与调试;最后,通过对一Ka频段行波管放大器的非线性测试及模拟预失真线性化,验证了所提出的功率放大器非线性分析的正确性及幅相等效失真关系式的有效性。

射频功率放大器前馈线性化技术研究

首先提出主放大器的反射信号是造成前馈环路中幅值失配和相位失配的重要原因之一,并分析该反射信号对前馈两个环路中误差信号的幅值和相位的影响以及对策,并推导出误差信号的幅值、相位变化量与反射信号所引起的幅值、相位失配的计算公式.最后针对该反射信号,设计了一个前馈电路,有效降低了非线性失真.

基于DSP的IM3相位不对称性的测量方法

交调失真的不对称性描述了功率放大器的记忆特性,但是与幅度相比,交调分量的相位特性很难测量。本文介绍了一种基于数字信号处理技术(DSP)的测量方法。从高位数的ADC的采样输出数据,可以估计出交调分量的幅度和相位。仿真结果表明这种方法和算法是有效的。文章进一步讨论了相位误差和ADC的位数的关系。该方法和结果将有助于功率放大器行为模型提取技术的研究。

多载波输入时星间微波光子链路性能分析

针对卫星通信中射频载波信号光学传输问题,建立了星间微波光子链路,利用两个并联双电极马赫-曾德尔电光调制器,以光载波抑制调制方式实现了星间微波信号的光域传输和下变频。利用贝赛尔函数展开推导了多载波输入情况下接收信号任意谐波和交调分量表达式,得到了输出信号噪声失真比与输入载波数关系,利用曲面投影法求得了不同载波数时电光调制器最佳调制系数,分析了载波数对最佳调制系数、光发射功率和最优信号噪声失真比的影响。结果表明,射频本振调制器的最佳调制系数在载波数变化时可以保持不变,射频信号调制器的最佳调制系数和最优信号噪声失真比随载波数增大而减小,光发射功率随载波数增大而增大。

射频包络消除与恢复功率放大器性能分析

从双频信号模型出发,分析了包络通道带宽和相位包络间信号延时差对交调失真的共同影响,得出了一个更符合测试结果的通用简化模型.该简化模型克服了Raab模型只能处理零延时差和无穷包络通道带宽这两个特例的局限性;采用本文模型得出的交调失真等高线图还可以帮助设计者快速准确地选择电路参数.最后,基于GSM/EDGE射频信号,用一个935MHz的射频功放示范了本文提出的设计方法.

宽带大动态射频光传输技术

宽带大动态的射频光传输链路是微波光子技术应用的基础。针对射频光传输对链路高动态范围的应用需求,分别介绍了多频点副载波复用数字预失真和多源非线性数字后补偿两种失真线性化技术的原理及其研究进展,这两种方法能较好地抑制信道间的交调失真和信道内的三阶交调失真。同时,将全光下变频技术引入到接收链路中,通过充分利用相位调制线性特性的优势,分析了基于相位调制及相干解调DSP处理的大动态光载射频传输系统,实验得到的宽带射频信号光传输系统的无杂散动态范围达到了128.8 dB.Hz2/3。

数字发射机的误差矢量幅度仿真与分析

如果能够准确而快捷地预测本振相位噪声和功率放大器非线性对数字发射机的误差矢量幅度(EVM)的恶化程度,以及采用EVM来快捷地预测系统误比特率(BER)性能,可为衡量现代数字通信系统性能提供一种新的可行手段。针对这一问题,首先推导了EVM与本振相位噪声、功率放大器的3阶交调失真(IMD3)之间的数学关系式,并提出了利用3阶交调失真(IMD3)来准确而快捷地预测功率放大器非线性对发射机EVM的恶化影响;其次推导出在同时存在相位噪声和功率放大器非线性时EVM的数学表达式;最后通过分析EVM与信噪比(SNR)之间的关系,获得了由EVM计算误比特率(BER)的数学公式。仿真结果表明:采用IMD3来预测功率放大器非线性对EVM的恶化,无需考虑输入输出功率、3阶截止点(IP3)和3阶交调产物等参数,为计算功放非线性引起的EVM提供了一种简单快捷的方法;使用EVM来预测系统的BER,能够大大节省传统BER测量方法所需的时间和闭环终端。

无线通信领域中自动增益控制电路的研究

分析了自动增益技术原理,以及实现自动增益控制(AGC)电路的两种基本方法,概括了这两种方法在噪声和线性方面的区别.并给出了它们各自三阶互调失真的表达式,最后又对AGC放大器和乘法器进行了分析和比较.通过对AGC基本电路的分析和比较,为实际的AGC电路的设计打下了基础.

基于神经网络的自适应预失真技术研究

由于放大器固有的非线性特性,通信时会产生带内失真和临道干扰等问题,会对通信系统性能造成严重影响。为了克服放大器非线性特性,需要进行线性化处理。首先对功率放大器的非线性失真进行数学分析,简单介绍预失真技术的基本原理;其次在简单介绍神经网络的基础上提出一种简单的单入单出式神经网络自适应数字基带预失真技术。该技术能很好地改善三阶互调和五阶互调分量,且与一般多项式拟合预失真技术相比,在收敛速度和硬件实现难易程度上都有一定的优势。最后以双音信号为例进行了Matlab仿真。仿真结果印证了该技术的优势。

线性Doherty功放的优化设计

设计了一个高效率、高线性度的射频Doherty GSM基站功放。利用Doherty功放的载波放大器与峰值放大器之间的互调对消技术使Doherty功放的三阶互调干扰(IMD3)改善了11dBc;并通过相位补偿延迟线的前置处理进一步提高了功放的效率,使其效率比常用的平衡补偿线方案提高了4%左右。文中利用两个MRF9060功放管制作了一个GSM频段Doherty功放,其实测1dB压缩点功率(P1dB)达到了130W;双音测试表明:经过4.5dB的回退后三阶互调失真(IMD3)优于-35dBc,此时功率附加效率(PAE)高达47.3%;WCDMA 3GPP的测试结果表明:经过6dB回退后,其5MHz偏移量的邻道功率比(ACPR)优于-40.5dBc,PAE为43.5%,比AB类平衡功放的效率提高了17.8%。结果表明:该设计方案较好地解决了射频功放功率与效率之间的矛盾,适用于射频功放的设计。

应用Volterra级数分析BP机互调失真

利用Ｖｏｌｔｅｒｒａ级数作为分析工具研究了ＢＰ机中射频接收板的三阶互调失真．作为一个级联系统，建立了射频接收板的Ｖｏｌｔｅｒｒａ模型，研究了整个射频接收系统的三阶互调失真与各个电路的三阶互调失真之间的关系．这个理论结果对设计射频接收板是有效的，并且适用其他弱非线性失真接收机．