- RF功率放大器的自適應(yīng)前饋線性化技術(shù)

梯度法是自適應(yīng)性的另一個(gè)方法。信號(hào)抵消電路、誤差抵消電路可采用復(fù)數(shù)基帶相關(guān)器或帶通相關(guān)器。最簡(jiǎn)單的迭代法是最速下降算法，在二次誤差面的環(huán)境下，可以任選一個(gè)初始值α（定義在誤差面的一些點(diǎn)），然后計(jì)算在那點(diǎn)的誤差面梯度，并且相應(yīng)地α被修正。二次誤差面是經(jīng)典的估計(jì)理論，基數(shù)vr（t）和估計(jì)誤差ve（t）之間的相關(guān)等于誤差面的梯度，這個(gè)相關(guān)用來驅(qū)動(dòng)自適應(yīng)性算法。最速下降法處理的隨機(jī)梯度信號(hào)（ve（t）vm（t）＊）表明上述算法在調(diào)整α和β。當(dāng)vr（t）和ve（t）不相關(guān)時(shí)，梯度為0，這表明誤差信號(hào)只包含失真。梯度法比最小功率法收斂快，且不需要為了確定改變方向而不斷地進(jìn)行失調(diào)。然而，在混頻器的輸出端對(duì)DC偏置敏感。如最小功率法一樣，基于同樣的理由導(dǎo)致誤差抵消電路中收斂時(shí)間較長(zhǎng)，這可通過在相關(guān)前壓縮輸出信號(hào)線性部分來減輕。

4仿真過程及結(jié)果

性前饋線性器。這種方法主要是計(jì)算到達(dá)最小點(diǎn)的曲面的梯度，采用復(fù)相關(guān)器用來計(jì)算梯度。前饋線性器有2個(gè)環(huán)路：信號(hào)抵消電路和誤差抵消電路。線性抵消電路目的是消除功率放大器輸出信號(hào)中線性部分，只剩下失真。復(fù)系數(shù)α驅(qū)動(dòng)直角坐標(biāo)形式的復(fù)增益調(diào)節(jié)器，采用復(fù)相關(guān)器來優(yōu)化復(fù)系數(shù)的相位，并衰減相位相反的上下支路，這樣就抵消了功率放大器輸出信號(hào)的線性部分，剩下的失真信號(hào)進(jìn)入第二個(gè)環(huán)路。下支路的失真信號(hào)和功率放大器上支路的輸出構(gòu)成了誤差抵消電路。系數(shù)β調(diào)整下行支路的復(fù)增益調(diào)節(jié)器，以便與上行支路的失真的相位相反。采用兩路調(diào)制信號(hào)輸入，間隔100 MHz，載波的頻率取1．0 GHz，α取－0．1，β取－0．01，并采用迭代最小均方進(jìn)行尋優(yōu)，采用直角坐標(biāo)向量調(diào)制器，為簡(jiǎn)化起見，采用理想無源元件。仔細(xì)選擇適61應(yīng)參數(shù)，最好的方法是確保信號(hào)抵消電路環(huán)（α適應(yīng)系數(shù)）在誤差抵消電路環(huán)（β適應(yīng)系數(shù)）開始收斂前收斂到一個(gè)較小的范圍內(nèi)。

利用ADS2003進(jìn)行系統(tǒng)級(jí)的仿真，在功率回退5 dB的情況下其仿真結(jié)果如圖3～圖8所示。圖3表示自適應(yīng)調(diào)整過程中α、β實(shí)部和虛部的變化情況，由圖可以看出α的調(diào)整過程要先于β的調(diào)整。三階、五階交調(diào)總的變化趨勢(shì)可以從圖4看出，由圖可知當(dāng)調(diào)整繼續(xù)進(jìn)行下去三階交調(diào)改善40 dBc，而五階交調(diào)穩(wěn)定后改善65 dBc。圖5表示初始的誤差頻譜，圖6表示調(diào)整后的誤差頻譜。圖7表明功率回退5 dB的情況下產(chǎn)生較大的交調(diào)功率和諧波。圖8表示經(jīng)過自適應(yīng)處理后前饋線性化器的輸出。仿真結(jié)果表明經(jīng)過自適應(yīng)前饋處理，三階交調(diào)和五階交調(diào)均得到明顯改善，功放的線性度明顯提高。

5 結(jié)語(yǔ)

射頻功率放大器的線性化技術(shù)可以明顯地改善放大器的線性度，同時(shí)提高輸出功率和效率。在負(fù)反饋、預(yù)失真和前饋這三種線性化技術(shù)中，前饋技術(shù)提供了反饋的優(yōu)點(diǎn)，但沒有不穩(wěn)定和帶寬受限的缺點(diǎn)。本文利用梯度法實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)性前饋線性器。仿真結(jié)果表明較之沒有進(jìn)行自適應(yīng)前饋調(diào)整，在功率回退5dB的情況下，功放的三階交調(diào)可以改善40dBc，五階交調(diào)可以改善65dBc，功放的線性度得到明顯的改善，從而實(shí)現(xiàn)了大功率、高線性的輸出，他降低了對(duì)功率放大器末級(jí)器件的要求，提高功放的電效率。在多載波、高速度、大容量通信系統(tǒng)中，前饋放大器可以很好地解決鄰近信道干擾，提高系統(tǒng)ACPR值，保證系統(tǒng)工作的有效、可靠性。