[发明专利]反馈式预失真线性化方法

说明书

技术领域

本发明涉及微波功率放大器线性化技术领域，特别涉及一种反馈式预失真线性化方法，适用于毫米波功率放大器线性化技术领域。

背景技术

现代无线通信系统的发展方向是多用户、大容量和高数据传输率，要求系统采用多载波复杂数字调制方式和宽带传输技术实现，这要求系统工作频率更高，同时还对系统在信号传输和处理过程中的线性度提出了极高要求。

在无线通信系统中，发射用功率放大器的非线性是影响通信质量的首要因素，改善功率放大器线性性能是提高通信质量的关键。通信系统往往要求低成本和高效率，这要求发射机末级功率放大器工作趋于饱和状态，此时功率放大器具有很强非线性，必须采用线性化技术加以改善。常用的功率放大器线性化技术主要有前馈技术，负反馈技术，非线性器件技术，和预失真技术等。这些技术在5GHz频率以下的微波频段低端较为成熟，并已广泛用于各类RF无线通信系统中。随着人们对数据通信需求的日益增长，高质量大容量的数据传输需在高频率处开展，高频率无线系统线性化需求就显得十分迫切，这也是当前掀起的毫米波通信热潮的主要原因。毫米波功率获取价格昂贵，毫米波功率放大器线性化技术显得尤为重要。在毫米波频段下，现有的几种线性化技术已不能满足应用要求，高效率毫米波线性化技术已成为了限制了毫米波宽带通信发展的技术瓶颈。

当前毫米波线性化技术主要采用使用非线性器件的模拟预失真技术来实现。非线性器件模拟预失真技术方案是在功率放大器前面加一个补偿电路(预失真器)，其特点是电路构架简单，可用较低成本达到线性化目的。但这类技术具有明显的技术缺陷。模拟预失真技术难以实现对功率放大器非线性特性的变化进行跟踪，很难达到系统线性度要求。首先，当工作频率变化时，预失真器中的非线性器件特性也会随之变化，产生的预失真信号将不再与功率放大器相匹配。因此传统的模拟预失真线性化技术难以在宽带大动态范围内的实现线性化。其次，由非线性器件得到的预失真信号与所需要的预失真信号很难完全一致，故传统的模拟预失真对功率放大器的线性度提高有限。还有，传统模拟预失真器电路结构一旦确定，只能适用于一类功率放大器，适用范围较小。通常这类技术在200MHz带宽内可实现IM3近10dB左右的改善，个别点可能实现20dB以上的改善。

针对以上传统的毫米波模拟预失真技术的缺陷，本发明提出了反馈式预失真线性化方法。该方法采用零中频提取技术来获得包含功率放大器非线性失真特性的中频信号，采用中频幅相控制技术实现对该信号幅度和相位的调整，并配合上变频技术精准地产生预失真信号。首先，本发明所述的反馈式预失真线性化方法的预失真信号不是由非线性器件产生，而是通过采用零中频提取技术来获得包含功率放大器非线性失真特性的中频信号，对其进行调整和上变频得到的，因此该方法可适用于各类功率放大器，也适用于工作于不同状态的功率放大器，工作频带宽，适用范围广。其次，由于毫米波频率幅相控制困难，传统的毫米波预失真电路难以实现对预失真信号幅相精确控制，难以达到精确补偿目的。本发明所述的反馈式预失真线性化方法中，预失真信号的控制是由失真信号幅相控制电路这一低频电路完成的，因此可在工艺和技术条件下实现对目标功率放大器的非线性失真特效的精确补偿。还有，本发明所述反馈预失真线性化方法，非线性信号提取是对功率放大器输出信号采用高方向性耦合器采样得到，电路损耗小，采样过程对功率放大器输出功率影响小，可适用于高功率放大器线性化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能工作在较宽的频带范围内、适用于各类型毫米波功率放大器的性化方法。

本发明解决上述技术问题所采用技术方案如下：采用零中频提取技术来获得包含功率放大器非线性失真特性的中频信号，采用中频幅相控制技术实现对该中频信号幅度和相位的控制，并配合上变频技术精准实现预失真信号的产生，由此形成反馈式预失真线性化构架，以达到自适应式线性化目的。