基于蚁狮算法优化的BP-RBF 功放行为模型研究

为了准确描述射频功率放大器特性,在仿真过程中,建立一个良好的功放行为模型就变得极其关键。文中提出了一种基于蚁狮算法(Ant Lion Optimizer,ALO)优化的BP-RBF 级联神经网络射频功放行为模型,首先,采用飞思卡尔半导体芯片设计射频功放电路,对从设计的电路中提取出的电压数据进行处理,然后利用蚁狮种群中的多个个体并行寻优的能力,优化BP-RBF 神经网络的权值和阈值,对改进优化后的ALOBP-RBF 神经网络模型进行MATLAB 仿真,通过比较电压均方根误差验证模型精确性。仿真结果表明,相比于BP-RBF、GABP-RBF 模型,该模型具有更高的精度、更快的收敛速度,可以精确地模拟功率放大器的特性,对射频电路的建模具有重要意义。     

基于PSO_SVM的射频功率放大器模型研究

针对神经网络和支持向量机在射频功率放大器建模领域存在的优缺点,提出一种利用PSO_SVM算法对射频功率放大器进行建模的方法.从理论上分析了支持向量机(SVM)及粒子群优化(PSO)算法的相关原理,并将PSO_SVM算法应用到功放器件建模中.仿真结果表明,基于PSO_SVM的射频功放模型在模型精度、小样本学习和逼近能力方面均优于传统SVM模型和BP神经网络(BPNN)模型.     

基于增强型LSTM神经网络的5G射频功放线性化

本文提出了一种基于增强型LSTM神经网络(A-LSTM)的数字预失真线性化模型,以更好的补偿5G宽带射频功放的动态非线性特性。模型的输入层在引入延迟抽头模拟功放线性记忆效应的基础上,对每一个延迟抽头进行非线性级数展开用于补偿功放的非线性记忆效应,从而更好地抑制功放的动态非线性失真导致的带内失真以及带外频谱扩展等问题。为验证模型的有效性,本文采用100MHz的5GNR信号作为测试信号,对一个中心频率为2.6GHz的5G射频功放进行数字预失真线性化实验。实验结果表明,基于增强型LSTM神经网络数字预失真器的带外抑制可达16dB,相比于其他几种预失真器展现出更好的线性化效果,验证了基于增强型LSTM神经网络数字预失真器的有效性。     

基于BP神经网络的功放自适应预失真

提出用神经网络的方法来实现功放的自适应预失真模型。它利用BP神经网络的函数逼近能力，来学习功放预失真器的MM/AM、AM/PM特性函数，以抵消由于功放非线性引起的信号失真和交扰；同时，也通过自适应地调整幅度和相位两个神经网络的权、阈值，来跟踪放大器的特性变化。仿真结果证实了基于神经网络的预失真模型的有效性和低复杂性。     

广义记忆型神经网络射频功放数字预失真器

提出了一种基于广义记忆型神经网络(GMNN)的数字预失真器非线性模型,以更好地抑制由于射频功放动态非线性导致的带内失真以及带外频谱扩展等问题。通过引入时间上的超前项,使得功放模型的记忆效应建模能力得以扩展,通过添加高阶非线性级数,使得功放非线性建模精度进一步提高。文中使用带宽为20 MHz 的4载波WCDMA 信号作为测试信号,对一个中心频率为460 MHz 的60W Doherty 射频功放进行数字预失真线性化实验。实验结果表明,广义记忆型神经网络数字预失真器的带外抑制可达19 dB,能更有效地抑制射频功放的带外频谱扩展,相比于其他几种预失真器展现出更好的线性化效果,验证了广义记忆型神经网络数字预失真器的有效性。     

基于神经网络的宽带功放动态非线性行为建模

文章主要讨论了如何利用神经网络对宽带功放进行动态非线性行为建模的问题。首先简述了功放的动态非线性特性及行为建模的方法。然后回顾了基于实数时延前馈神经网络、径向基函数神经网络等浅层神经网络构建的功放动态非线性行为模型。在此基础上,针对5G/6G宽带功放具有更强的记忆效应的问题,重点分析了如何使用长短期记忆(LSTM)神经网络对功放的动态非线性进行精确的行为建模。最后展望了构建具有普适性的功放非线性行为模型将是5G/6G通信时代功放非线性建模的一个重要发展方向。     

基于广义LSTM神经网络的宽带射频功放数字预失真线性化

在无线通信系统中,射频功放的非线性是信号失真与频谱增生的主要原因,尤其是对于采用64QAM、256QAM 等高峰均功率比的复杂调制系统,对射频功放线性度的要求越来越高;然而宽带射频功放中存在的强记忆效应严重地降低了基于传统非线性模型的数字预失真器的线性化性能。文章提出广义长短期记忆(LSTM)神经网络模型,通过输入的时序特性,从时间轴上进行模型迭代,利用LSTM模型独特的长短时序结构以更好地表征宽带射频功放的记忆效应,同时引入时间超前项以构建广义的LSTM模型,进一步增强其动态非线性建模能力。在不同超参数下的建模结果表明,该模型的归一化均方误差(NMSE)指标可达-42.2895 dB。最后,使用20 MHz 带宽的4 载波WCDMA信号,对中心频率1900 MHz 的50 W Doherty 功放进行预失真线性化实验验证。实验结果证实了基于广义LSTM神经网络模型的数字预失真器可以使互调分量降低达23.27 dB,大大优于记忆多项式等传统非线性模型的非线性校正性能。     

基于改进型径向基函数神经网络的功放线性化

提出了一种基于改进型径向基函数神经网络(MRBFNN)的数字预失真线性化模型,用于更为精确地矫正宽带射频功率放大器的动态非线性。该神经网络模型的输入层使用传统的延时抽头以补偿功放的线性记忆效应,同时对每个抽头进行级数展开用于补偿功放的非线性记忆效应,从而更好地抑制功放的动态非线性失真。文中使用WCDMA 三载波信号对一个460MHz 的Doherty 功率放大器进行数字预失真线性化实验。实验结果表明,与传统数字预失真线性化模型相比,基于改进型径向基神经网络的数字预失真线性化模型能更好地抑制宽带功放动态非线性引起的带外频谱再生,其三阶互调(IMD3)失真最多可以抑制23dB,大大提高了功放的线性度,验证了所提出的数字预失真线性化模型的有效性。     

射频功率放大器的建模

提出了运用模糊神经网络对射频功放电路进行建模的方法,模糊神经网络是近年来发展起来的一种新型的网络结构,具有万能函数逼近器的功能,文中用MATALAB中自带的自适应神经模糊系统ANFIS对仿真得到的数据进行建模,并利用得到的模型计算功放的频谱,功率压缩曲线,功率增益曲线,与ADS仿真的结果进行比较,取得了较好的结果,证明了建模方法的有效性.     

双分支Hammerstein-Wiener射频功放行为建模及预失真

提出一种新的双分支Hammerstein-Wiener模型,对功放进行非线性行为建模及数字预失真研究.利用飞思卡尔半导体公司的MRF7S21170晶体管进行功放电路设计,从ADS中导出输入输出数据进行模型验证和预失真分析.仿真结果表明,该模型性能优于Hammerstein,Wiener和记忆多项式模型,具有较高的精度,能够精确模拟功率放大器的特性,经过数字预失真后,能抑制功放非线性引起的带内失真和频谱再生,对功放线性化技术的发展具有重要的应用价值.     

一种高效率逆F类Doherty射频功率放大器

为了进一步提高射频功放的输出能力,基于GaN HEMT功率器件,采用平衡式结构设计了一款工作频率为3.3 GHz 3.6 GHz的高效率逆F类Doherty结构射频功放。参照功放管的寄生参数等效电路网络,为获得逆F类功放理想的开关特性,设计了具有寄生参数补偿作用的谐波控制网络来抑制功放输出端的二次、三次谐波,同时结合Doherty功放结构特点,使其在6 dB功率回退的情况下仍具有较高的输出效率。仿真后,可得到其在3.3 GHz^3.6 GHz工作频带内的输出功率在40.4 dBm^41.8 dBm内,PAE为66%~77%,最大DE达到82.6%,功率回退6 dB处,功放的DE仍在69%左右,增益平坦度约为±1.5 dB。     

An analytic approach for CDMA output of feedforward power amplifier

In this paper, a novel method is introduced to predict the Code-Division Multiple-Access (CDMA) output spectrum of an RF power amplifier linearized with feedforward technique based on transfer function. In this method, an RF power amplifier is modeled mathematically by nonlinear complex envelope transfer function based on AM-AM and AM-PM distortion diagrams. Using this model, analytic expressions of CDMA output spectrum of power amplifier is calculated. Having mathematical model of RF power amplifier leads to derive analytic expressions for InterModulation (IM) products in feedforward amplifier. Based on these expressions, IM products are related to nonlinear complex envelope transfer function of feedforward amplifier. Then, CDMA output spectrum of feedforward linearization technique is predicted. The loops imbalances in feedforward technique are considered in analysis. Finally, the results of derived expressions in MATLAB software are compared with ADS simulations results and good agreements were achieved. Employing this method gives insight for feedforward analysis and loops imbalances effects in feedforward amplifier for CDMA applications.     

A 1.8-GHz CMOS Power Amplifier Using a Dual-Primary Transformer With Improved Efficiency in the Low Power Region

A 1.8-GHz CMOS power amplifier for a polar transmitter is implemented with a 0.18- RF CMOS process. The matching components, including the input and output transformers, were integrated. A dual-primary transformer is proposed in order to increase the efficiency in the low power region of the amplifier. The loss induced by the matching network for the low-output power region is minimized using the dual-primary transformer. The amplifier achieved a power-added efficiency of 40.7% at a maximum output power of 31.6 dBm. The dynamic range was 34 dB for a supply voltage that ranged from 0.5 to 3.3 V. The low power efficiency was 32% at the output power of 16 dBm.     

RF power amplifier employing a frequency-tunable impedance matching network based on coupled inductors

Coupled inductors can be used as tunable inductances. Employing coupled inductors in the output impedance matching network of an RF power amplifier leads to superior performance when operating in more than one frequency band. As proof of this concept, the design of a dual-band RF power amplifier for the 200 and 300 MHz bands is presented. Simulation and measurement results validate the technique.     

基于ANSYS的射频功率放大器热特性研究

论文首先仿真设计了一款射频功率放大器,接着构建了该射频功率放大器热特性分析模型,并采用有限元方法分析了该射频功率放大器热特性,然后研究了增加过孔以及不同覆铜层厚度、环境温度、耗散功率四种情况对射频功率放大器的温度、热应力和热形变的影响,最后基于上述分析结论加工制作并测试了该款射频功率放大器.在3.3GHz~3.6GHz范围内其输出功率不低于39.2dBm,增益不低于12dB,功率附加效率为62.6%~69%;在环境温度为21℃下,运用红外温度扫描仪进行测试,该款射频功率放大器最高温度达到90.0℃,测试结果与仿真分析结果相近.论文的研究为未来射频功率放大器的设计及制作提供了重要指导.     

The class BD high-efficiency RF power amplifier

Class B and class D operation of the same RF power amplifier circuit is not normally possible because of constraints imposed by the tuned output circuit and DC power input circuit. The use of square-wave drive in a current switching class D RF amplifier circuit allows the amplifier to move gradually from current source to current switch operation. This amplifier, called class BD, has a linear transfer characteristic (drive envelope to output envelope) and an efficiency 1.23 times that of a class B RF amplifier with the same peak output. The addition of a resistive AC current path to ground in the DC power input circuit of the class BD RF amplifier allows operation with sinewave driving waveforms. While this lowers the efficiency at the peak output, it can raise it at lower outputs, making possible a factor of 1.57 improvement in efficiency in the amplification of signals with large peak-to-average ratios. The class BD RF amplifier may therefore be used as a broad-band replacement for a Doherty-type amplifier.     

Tournament-Shaped Magnetically Coupled Power-Combiner Architecture for RF CMOS Power Amplifier

A tournament-shaped magnetically coupled power-combiner architecture for a fully integrated RF CMOS power amplifier is proposed. Various 1 : 1 transmission line transformers are used to design the power combiner. To demonstrate the new architecture, a 1.81-GHz CMOS power amplifier using the tournament-shaped power combiner was implemented with a 0.18-mum RF CMOS process. All of the matching components, including the input and output transformer, were fully integrated. The amplifier achieved a drain efficiency of 38% at the maximum output power of 31.7 dBm.     

基于ADS的功率放大器设计与仿真

为了使射频功率放大器输出一定的功率给负载,采用一种负载牵引和源牵引相结合的方法进行功率放大器的设计。通过ADS软件对其稳定性、输入/输出匹配、输出功率进行仿真,并给出清晰的设计步骤。最后结合设计方法给出一个中心频率为2.6GHz、输出功率为6.5W的功率放大器的设计及优化实例和仿真结果。仿真结果表明,这种方法是可行的,满足设计的要求,并且对功放的设计有着重要的参考价值。     

A 1.75-GHz polar modulated CMOS RF power amplifier for GSM-EDGE

This work presents a fully integrated linearized CMOS RF amplifier, integrated in a 0.18-/spl mu/m CMOS process. The amplifier is implemented on a single chip, requiring no external matching or tuning networks. Peak output power is 27 dBm with a power-added efficiency (PAE) of 34%. The amplitude modulator, implemented on the same chip as the RF amplifier, modulates the supply voltage of the RF amplifier. This results in a power efficient amplification of nonconstant envelope RF signals. The RF power amplifier and amplitude modulator are optimized for the amplification of EDGE signals. The EDGE spectral mask and EVM requirements are met over a wide power range. The maximum EDGE output power is 23.8 dBm and meets the class E3 power requirement of 22 dBm. The corresponding output spectrum at 400 and 600 kHz frequency offset is -59 dB and -70 dB. The EVM has an RMS value of 1.60% and a peak value of 5.87%.     

新型缺陷地结构改善射频功率放大器的性能

提出了一种新型的缺陷地结构,并将这种新型的缺陷地结构应用于实际所设计的射频功率放大器中.这种新型的缺陷地结构,蚀刻在射频功率放大器的偏置线下面的地平面和输出匹配电路后方的地平面,经过最后和不加这种结构的射频功率放大器进行比较和测试验证,证明成功的抑制了射频功率放大器的二次、三次谐波.