基于Landweber迭代算法的欠采样恢复数字预失真技术

传统宽带数字预失真(DPD)为了更好地矫正功率放大器(PA)非线性特性,通常要求反馈通道带宽达到发送信号带宽的5倍,相应地要求更高采样率的模数转换器(ADC),这将导致数字预失真系统面临着硬件成本和能耗问题.针对这一问题,该文提出一种基于Landweber迭代算法的欠采样恢复(USR)数字预失真(Landweber-USR DPD)技术.这种以内外循环的方式进行处理,可将反馈通道带宽从理论要求的5倍降低至2倍,以良好的质量从欠采样的功放输出信号中恢复全频带的输出信号,使还原出的数据更接近真实的功放输出信号,以实现更好的预失真效果.实验选用基于单管氮化镓(GaN)器件的宽带F类功率放大器,在1.8 GHz工作频点下用5 MHz的长期演进(LTE)信号激励,反馈ADC速率分别设置为全采样速率(40 Msps)和欠采样速率(10 Msps).实验结果充分证明了Landweber迭代算法恢复功放数据的可靠性以及Landweber-USR DPD技术的有效性,为宽带通信系统中数字预失真技术的工程实现提供了有效降低ADC采样率的思路和方法.     

基于Landweber迭代算法的欠采样恢复数字预失真技术

传统宽带数字预失真(DPD)为了更好地矫正功率放大器(PA)非线性特性,通常要求反馈通道带宽达到发送信号带宽的5倍,相应地要求更高采样率的模数转换器(ADC),这将导致数字预失真系统面临着硬件成本和能耗问题。针对这一问题,该文提出一种基于Landweber迭代算法的欠采样恢复(USR)数字预失真(Landweber-USR DPD)技术。这种以内外循环的方式进行处理,可将反馈通道带宽从理论要求的5倍降低至2倍,以良好的质量从欠采样的功放输出信号中恢复全频带的输出信号,使还原出的数据更接近真实的功放输出信号,以实现更好的预失真效果。实验选用基于单管氮化镓(GaN)器件的宽带F类功率放大器,在1.8 GHz工作频点下用5 MHz的长期演进(LTE)信号激励,反馈ADC速率分别设置为全采样速率(40 Msps)和欠采样速率(10 Msps)。实验结果充分证明了Landweber迭代算法恢复功放数据的可靠性以及Landweber-USR DPD技术的有效性,为宽带通信系统中数字预失真技术的工程实现提供了有效降低ADC采样率的思路和方法。     

欠采样在基带预失真功率放大器线性化的应用

从理论证实了欠采样在基带预失真中的可行性,将欠采样用在基带预失真系统上,降低了功率放大器失真信号的采样率而完整地保留了信号中的非线性信息.最后,利用欠采样理论构建了基带预失真功率放大器系统,得到了19 dB三阶交调失真的改善,与正常采样下(5倍输入信号Nyquist采样率)的三阶交调失真的改善度相比相当,从而降低了系统的复杂度及成本.     

K波段空间行波管预失真线性化器设计

空间行波管功率放大器在卫星通信系统中具有十分重要的作用,其性能优劣严重影响通信质量,对其线性度提出了苛刻的要求。本文设计了一种单二极管与单pHEMT管相结合的线性化器电路结构,用于改善某K波段空间行波管的线性度。仿真结果表明,在行波管的工作频带范围内均能在一定程度上改善系统的增益和相移的非线性特性,提高线性度。     

宽带数字预失真硬件平台设计与实现

针对第3代移动网络基站射频功率放大器的线性化需求的不断提高和立足于未来第4代移动通信系统基站,设计并实现了一款以FPGA为核心的宽带数字预失真硬件平台。首先,对整体硬件框架进行了阐述并着重分析了LTM9003的带通采样定理和AD9788的数字单边带调制;其次,根据2-D(ADC)和ADC多次采样技术,提出了超宽带矢量信号测试的系统结构和原理实现;最后,对整机进行了ADC和DAC链路的测试,测试结果表明其性能基本达到了数字预失真的需求。     

降低行波管放大器非线性的预失真技术研究

文章提出了一种新型的利用预失真技术设计行波管配用线性化器的数学模型.在saleh提出的行波管的模型的基础上,得出了预失真电路的功率转移特性曲线和相位漂移曲线,扩展了行波管放大器的线性工作区,并实现了级联后的整个系统在线性工作区域内增益不变和零相位漂移,所得结果为行波管预失真电路的设计提供了重要的理论依据.     

数字预失真基本原理

对高功率放大器的失真特性进行了数学分析,介绍了数字预失真的基本原理,总结了常用的几种预失真线性化方法,着重详细介绍了查找表数学模型的建模方法.     

射频功放数字预失真新方法研究

针对传统预失真结构的不足,提出一种双环结构的预失真新方法,实现了直接型与间接型学习结构的结合,在拥有较强抗噪能力的同时,回避了算法收敛性问题.此外,在信号处理过程中加入信号均衡模块,对自适应预失真电路中前向及反馈支路的线性失真进行补偿.最终的频谱、星座图和误比特率仿真结果表明,该方法是可行的,其线性化性能较原来有很大的改进,对预失真电路的研究有较大的参考价值.     

带限DVR数字预失真线性化算法研究

针对信号带宽的增加所导致的数字预失真反馈回路的模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)采样率受限的问题,提出了基于带限分解向量旋转(Band Limited De-composed Vector Rotation,BL-DVR)模型的数字预失真模型,从而更好地对宽带功放的非线性引起的...     

一种适用于Ku波段行波管放大器的预失真线性化器

随着通信技术的发展,功率放大器线性度要求日益提高。该文提出一种两支路预失真电路,在单支路预失真电路基础上加入可调衰减器和非线性发生器级联成的辅助支路,改善了单个非线性发生器增益曲线斜率不足的问题,并在ADS中代入行波管模型仿真分析。在此基础上,加工Ku波段实际预失真电路并与行波管联合实验,线性化后的行波管放大器三阶载波交调比在输入功率回退3 dB时达到12.92 dB,回退6 dB时达到22.8 dB,线性度有了明显的改善。     

电源调制器电路对脉冲行波管功率放大器相位稳定性影响研究

行波管放大器(TWTA)广泛应用在雷达、通讯等领域。相位稳定性影响传输信号质量、目标参数检测精度、电磁兼容性等指标。该文在定量分析电源调制器(EPC)电路参数对TWTA相位稳定性影响的基础上,提出提高TWTA相位稳定性的EPC电路的几种设计方案：选择合理的供电电路,利用低压储能高频高压电源提高阴极电压的稳定性,利用调节控制脉冲幅度补偿阴极电压脉冲顶降造成的相位不稳定性。该文成果为研制体积小、功率大、相位稳定性高的TWTA提供了依据。     

GaN逆F类高效率功率放大器及线性化研究

效率和线性度是功率放大器的重要指标,也是设计的技术难点。该文设计了2.5-2.6 GHz高效率GaN逆F类功率放大器,其输入输出谐波匹配网络由解析的方法设计得到。单音测试结果表明,在2.55 GHz处,功放的漏极效率超过75%。为了建立逆F类功放的行为模型进行数字预失真,对传统的Hammerstein模型进行了改进,提升了模型拟合精度,对20 MHz带宽、峰均功率比为9.6 dB的16-QAM OFDM调制信号,结合峰值因子降低技术和数字预失真技术对逆F类功放进行线性化后,功放的相邻信道功率比(ACPR)优于-48 dBc。     

一种基于维度加权盲K近邻算法的数字预失真技术

传统的数字预失真(DPD)模型通常在所有的输入信号功率上采用单一多项式模型和单一记忆深度对功率放大器(PA)进行线性化矫正。然而,功率放大器在不同的功率水平下会呈现出不同的非线性特性,并产生不同的记忆效应。针对这一问题,该文提出一种基于维度加权盲K近邻(KNN)算法的数字预失真模型,所提模型根据功放当前输入信号以及记忆输入信号的幅度进行维度加权的KNN分类,组成维度加权盲KNN记忆多项式(WKMP)模型,并为每一类输入信号序列建立子模型。所提方法用Doherty功率放大器进行实验验证,使用带宽为30 MHz、频点为2.2 GHz的3载波长期演进(LTE)信号作为输入,反馈端使用122.88 MHz的采样率进行采样。实验结果表明,所提维度加权盲KNN分类方法与记忆多项式(MP)模型结合时,功放正向建模效果和数字预失真效果均超过了广义记忆多项式(GMP)模型,并远超记忆多项式模型的效果,实验结果验证了所提模型的优良性能。     

一种场效应管预失真电路对改善行波管非线性的作用

该文利用场效应管的非线性作用,替代通常预失真线性化电路中的衰减器和移相器,使这种预失真器在相位扩张量变化较小的同时,可以对增益扩张量进行调节控制,有效提升了预失真电路改善行波管非线性的作用。实际设计电路实验表明,在频率为8.38-8.58 GHz和额定输入功率范围内,设计了实际电路并完成相应的实验,获得了6 dB和45的增益和相位扩张以及15.4 dB的载波与交叉调制分量比值的改善。     

DESIGN OF HIGH VOLTAGE POWER CONVERTER FOR TRAVELING WAVE TUBE AMPLIFIER

Traveling Wave Tubes(TWTs) are widely used in the radar and communications system as RF power amplifiers. A highly sophisticated power supply is required by TWT. In order to meet the severe requirements of Traveling Wave Tube Amplifier(TWTA), a novel two-stage topology high voltage converter for TWTA is proposed.The converter is based on Zero-Voltage Switching and Zero-Current Switching(ZVS/ZCS) resonant techniques. The high voltage converter operation principles are investigated and major features of the converter are discussed. The power switching mode of ZVS/ZCS is obtained. The experimental results show that the converter has good soft switching characteristics. Compared to the conventional hard switched Pulse Width Modulation(PWM) techniques, the high efficiency and low ripple of the converter for TWTA are realized. The efficiency of High Voltage Electronic Power Conditioners(HV-EPC) over 93.5% under the condition of 38~46 V input voltage and 260~300 W input power. The switching frequency of first-stage(preregulator) of HV-EPC is 89 k Hz and the switching frequency of second-stage(postregulator) is 44.5 k Hz. The highest output voltage of the HV-EPC is helix voltage which is about –6.8 kV. It is especially suitable for TWTA utilized in space satellite applications due to its high switching frequency and high power density.     

W波段宽带螺旋线行波管设计

提出了W波段螺旋线宽带行波管(TWT)设计方案,论述了高频系统、电子光学系统以及输能系统的计算与模拟。结果表明在80 GHz~100 GHz的范围内,能够得到大于15 W的输出功率,为开展W波段低电压螺旋线行波管的研制工作提供了依据。     

高效宽带包络跟踪系统电路性能优化及非线性行为校正

为改善包络跟踪(ET)发射机带宽、效率、线性度等指标,需优化其关键电路性能并校正系统非线性行为。针对该问题,该文构建电源调制器等效模型,推导其效率极值并阐述效率优化方法;引入频率补偿网络来提升电路带宽及线性性能;基于系统非线性行为特征,提出包络增强型数字预失真模型及线性化方案;设计实际电路并搭建包络跟踪系统。对于S频段5/10/20 MHz带宽6.7 dB峰均比测试信号,该系统功放平均效率分别为61%, 54%, 44%,且矢量幅度误差(EVM)均优于1%,具有较好的带宽、效率、线性度等性能,验证了电路优化方法及非线性行为校正方案的可行性。