什么是ACLR？ACLR的定義

在射頻設計中，我們經(jīng)常會遇到各種各樣的系統(tǒng)指標，比如EVM，VSWR，NF，ACLR等等，這么多的縮寫搞得人云里霧里，尤其是對很多剛入門的同學來說，不懂這些縮寫的意思，有時候很難理解大牛們在說什么?

今天射頻學堂再和大家一起抽絲剝繭一個射頻指標——ACLR。

ACLR的定義

和其他的指標一樣，ACLR也是一個英語全稱的縮寫——Adjacent Channel Leakage Ratio, 看到全稱之后是不是意思就明了了：鄰道泄露比。

還有一個和它一樣意思的射頻指標，叫做ACPR，全稱 Adjacent Channel Power Ratio，鄰道功率比。

雖然名稱不同，但是ACLR和ACPR所表示的意思是一樣的，都是指主信道功率和相鄰信道功率的比值。一般情況下，在基站設計中，常采用ACLR作為系統(tǒng)指標，而終端設計中，常采用ACPR作為系統(tǒng)指標。

在一個射頻系統(tǒng)的工作頻帶OBW內，可以分為多個信道，每個信道載波的帶寬稱為CBW，當其中一個信道作為主信道工作的時候，由于系統(tǒng)非線性的影響，載波信號會泄露在相鄰信道，主信道和相鄰信道的功率比就是ACLR. 公式如下：

ACLR一般采用dBc的格式，所以呢，利用相鄰信道功率(dBm)減去主信道功率(dBm)即可。

ACLR的影響ACLR的定義非常簡單明了，但是如果ACLR的指標不好，會對系統(tǒng)有哪些影響呢?

最直接的影響就是在主信道的相鄰信道上有一個非常大的未知信號，如果附近的通信系統(tǒng)剛好工作在相鄰信道上，那么這個未知信號就會對這個通信系統(tǒng)造成很大的干擾，這個巨大的干擾將會使這個通信系統(tǒng)帶來比較大的影響，甚至無法工作。

另一方面，根據(jù)功率守恒定理，如果在相鄰通道上有比較大的泄露功率，那么主信道的功率就會減小，通信系統(tǒng)的效率就會比較低，從而造成比較大的功耗問題。

ACLR的系統(tǒng)要求

所以呢，對于所有的無線通信系統(tǒng)，都有嚴格的ACLR的要求，尤其是在基站中，比如對于LTE 第四代通信系統(tǒng)，在 3GPP TS 36.141 version 9.12.0 Release 9 中對LTE發(fā)射機的ACLR有明確的要求：ACLR>44.2dBc

在5G NR中，對ACLR有了更高的要求，一般情況下，基站的ACLR要大于45dB。詳見 3GPP TS 38.104 version 15.2.0 Release 15 中對ACLR的要求。

相應的，在UE端，應為發(fā)射功率更低，所以一般ACLR的要求會低一些，比如在3GPP TS 38.101-1 version 15.2.0 Release 15 給出的UE 端 ACLR的指標要求。

所以，對于ACLR的要求，不同的無線系統(tǒng)有不同的定義，同學們在設計的時候，一定要根據(jù)相應無線通信標準的定義，設計滿足要求的射頻系統(tǒng)。

如何改善系統(tǒng)的ACLR?

導致ACLR惡化的因素有很多，但是影響最大的還是PA的非線性。因為鄰道功率的泄露，本身就是由于系統(tǒng)的非線性引起的。

如下圖所示，我們把一個載波信號分成幾個子載波，由于非線性的影響，每兩個子載波都會在載波的左右兩側各產(chǎn)生一個互調信號，這個互調信號就造成了相鄰信道的功率填充。在ADI的一篇TA上，給出了ACLR和IMD的關系，如果已知子載波的功率和IMD的功率，就可以計算出ACLR的值。

如果功率放大器的輸出功率過高，接近壓縮點，那么在相鄰通道中產(chǎn)生的IIP3和IIP5產(chǎn)品的功率也會過高。并且這些高功率IMD產(chǎn)物剛好落在相鄰通道，就會導致高ACLR。這就是在最大功率下發(fā)生不良ACLR的原因。

在這種情況下，為了改善ACLR，首要任務是改善PA的線性，這時，可以通過降低PA的輸出功率，是PA工作在線性區(qū)，或者通過DPD來改善PA在高功率下的線性度;或者呢，選用更高線性的PA。

第二點可以通過改善PA后端器件的損耗，比如濾波器，比如天線。這里的損耗既包括回波損耗，也包括插入損耗。

從上文降低PA輸出功率可以改善ACLR這一點來說，后級濾波器天線的低插損，可以保證PA在輸出低功率下也能滿足系統(tǒng)的功率要求;另一方面PA輸出口良好的匹配，不僅保證了信號功率能夠最大的傳輸，也保證了反射功率對系統(tǒng)的影響最低，尤其是對DPD的影響。

這一點可以通過后級良好的級聯(lián)匹配，以及選用低損耗的元件和PCB來實現(xiàn)。

第三點就是保證干凈的PA輸入。有源器件的非線性會產(chǎn)生互調失真，無論在PA端，還是在前面Tx中，都會產(chǎn)生。如果在前面Tx鏈路中就有比較大的互調失真，那么經(jīng)過PA放大后，其對系統(tǒng)的影響將會變大。這種情況下，可以在PA前級加入信道濾波器來過濾前級產(chǎn)生的互調失真，以此來改善這個射頻發(fā)射鏈路的ACLR性能。

責任編輯：彭菁