基于功放记忆效应的动态X参数模型的研究*

为了更加准确的表征功放的记忆效应,本文提出了一种新的功放模型——动态X参数模型。一方面,充分利用X参数可以精确表征功放工作在大信号,调制信号下出现非线性的特性。另一方面,通过模拟记忆效应产生的机制,构建功放模型中的记忆核函数,进而降低了功放模型的复杂度。将二者结合在一起,进而对功放进行精确的建模。相比传统的建模方案,本文所提出的动态X参数模型不仅仿真精度高,而且仿真速度快。经仿真测试NPT1004功放的数据,利用本文所提出的新的动态X参数模型对功放建模,结果证明了本模型仿真功放的ACPR的误差减小了3dB。从而验证了该模型的可行性,对今后利用动态X参数对功放的建模具有参考价值。     

RFID低噪声放大器设计与仿真

研究低噪声放大器和优化问题,射频识别系统读卡器的读卡性能,决定了放大器化效果.为提高系统性能,采用参数方程和ADS(Advanced Design System)内部函数相结合的方法,通过对恒增益圆、恒噪声系数圆来设计低噪声放大器.方法将"波"的概念引入放大器的设计过程中,将放大器的稳定性、增益、噪声和阻抗匹配等性能参数用波的概念来表述.仿真结果表明,设计完全满足性能指标要求,使基于S参数的小信号放大器的分析与设计变得非常方便.证明方法为实际低噪声放大器优化设计提供参考.     

锁位式RFID双前缀探针防碰撞算法*

针对在高度密集的射频识别（RFID）系统中因标签碰撞导致系统识别效率降低的问题,提出了一种锁位式双前缀探针防碰撞算法。新算法在双前缀探针算法的基础上,利用曼彻斯特编码特点,通过锁位指令锁定碰撞位,提取碰撞信息,并且在后续的识别过程中仅传输这部分信息,结合双前缀查询思想,在减少碰撞时隙的同时,减少了数据传输量。算法在设计的过程中充分考虑了总时隙数、吞吐率、识别效率这三个重要的性能指标。理论和仿真分析表明,相对于已有算法,新算法具有更高的识别效率和吞吐率,更适合RFID识别系统。     

新型小型化双频RFID微带天线设计

针对当前读写器天线存在尺寸较大、设计成本较高的问题,设计了一款适用于UHF频段和ISM频段的小型化双频单层手持读写器天线。天线采用FR4介质层,首先在辐射贴片中间开正方形槽并在辐射贴片上分别开四边狭缝和四角狭缝,实现天线的双频和小型化,然后对天线结构中的各个参数进行仿真分析,最终确定天线各个参数取值,并制作出实物进行测试。测试结果表明,天线工作频段为910～938 MHz和2.42～2.48 GHz,阻抗带宽分别为28 MHz和60 MHz,最大增益分别为-1.68 dB和-2.67 dB,所以本文设计天线符合UHF频段和ISM频段的要求。天线的尺寸为72 mm×72 mm×3 mm,与其他同类型天线相比体积更小,且采用单层设计,使设计成本有所降低。     

基于双向牵引与谐波抑制的Doherty功率放大器设计

为了提高功率放大器(Power Amplifier,PA)的效率,提出一种基于双向牵引与谐波抑制的对称式Doherty功率放大器(Symmetrical Doherty Power Amplifier,SDPA)结构。该结构在经典DPA 的基础上,首先利用多谐波双向牵引技术获得功放的实际最佳阻抗,然后对主辅功放的二、三次谐波进行抑制,降低了漏极电压电流的重合,最后通过添加补偿线调节主辅功放的功率分配,使得功放整体获得最大的效率。为了验证上述谐波抑制理论与双向牵引技术的正确性,采用GaN 器件设计了一款应用在4G 基站的SDPA。测试结果显示:SDPA 在2.6 GHz 处的小信号增益为12.6 dB,2.5-2.7 GHz 频段内的增益平坦度为±0.75 dB,频带内的S11小于-11.9 dB,在三载波测试时经过数字预失真(Digital Pre-Distortion,DPD)系统纠正后的相邻信道泄漏比(Adjacent Channel Leakage Rate,ACLR)约为-45 dBc,SDPA 在峰值功率点附近的功率附加效率(Power Added Efficiency,PAE)接近60%,在回退点处的PAE约为48%。实验结果验证了该设计方案的可行性。     

通信系统中功率放大器记忆效应研究

在研究无线通信系统的射频功率放大器问题中,为了保证通信系统中功率放大器减小记忆效应的影响,通过理论推导分析了双音信号输入情况下记忆效应的存在.在ADS环境下创建数字基带预失真结构电路,分别放入记忆和无记忆功放行为模型进行仿真,结果表明记忆效应的存在限制线性性能改善约8dB.提出了一种记忆补偿电路,同等功放条件下能快速制约记忆效应的恶化高达10dB.可以优化功放记忆效应但不能完全消除记忆效应,通过系统级仿真证实,设计功功率放大器必须考虑记忆效应.     

改进的简化粒子群算法优化模糊神经网络建模

为了更准确地描述有记忆效应的射频功放特性,提出了一种改进的简化粒子群优化(PSO)算法,并结合自适应模糊推理系统(ANFIS)建立模糊神经网络功放模型.改进的简化PSO算法仅保留粒子的位置项,加入了随机的个体最优候选解,由粒子的当前位置、个体最优解、全局最优解和随机的个体最优候选解共同决定其位置项;采用线性递减惯性权重,并利用异步变化的动态学习因子,且新颖地引入拉普拉斯系数,从而增加了种群多样性,加快了收敛速度,避免陷入局部最优.由模型仿真对比可知,该方法建立的功放模型结构简单、收敛快、误差小、精度高,从而验证了建模方法的有效性和可靠性.     

面向毫米波MIMO的方向图去耦印刷偶极子天线

针对MIMO(Multiple-Input Multi-Output)多天线系统中因耦合导致的天线单元辐射方向图畸变问题,提出了一种基于短路枝节的方向图去耦方法。在偶极子辐射臂和地板之间引入的短路枝节可调节耦合单元辐射臂上感应电流的幅度和相位,进而对天线单元畸变的辐射方向图完成波束纠偏和凹陷修复,实现方向图去耦。在5G毫米波n260频段(37～40 GHz)设计、制作了1×4 MIMO印刷偶极子天线实物,实测方向图的最大辐射方向被纠正到正天顶,实测端口隔离度大于23.5 dB。实测与仿真结果吻合良好,验证了提出的方向图去耦方法的有效性。提出的方向图去耦的1×4毫米波MIMO印刷偶极子天线性能良好、易于实现,可应用于毫米波MIMO系统。     

OFDM-ROF系统中峰均比抑制及预失真技术的研究

针对OFDM-ROF链路中各器件非线性分别分析的复杂性,就OFDM-ROF系统提出了基于MATLAB的联合仿真系统分析,采用了峰值抵消法和记忆多项式预失真技术;最终的AM/AM特性、频谱、星座图和收敛误差仿真结果显示该系统较原来的系统有很大的改进,说明了对OFDM-ROF系统采用峰均比抑制以及预失真技术的可行性。     

一种新型射频功放建模结构LMEC研究及预失真应用

针对现代无线通信系统中射频功率放大器的强非线性特征, 提出了一种高精度、低复杂度的LMEC（LUT-MP-EMP-CIMT）模型。该模型由查找表（LUT）、记忆多项式（MP）、包络记忆多项式（EMP）及记忆交叉项（CIMT）并联构成。与并联双非线性两箱模型（PTNTB）相比, LMEC模型增加了EMP子模型和CIMT子模型。实验结果表明, LMEC模型能带来更好的建模精度和线性化效果, 较MP模型的建模精度提升了2. 9 dB, 邻信道功率比（ACPR）值降低约5 dB; 较PTNTB模型精度提升了1. 1 dB, ACPR值降低约3 dB; 与通用记忆多项式模型（GMP）相比性能相近, 但减少了50%的系数。