無線通信技術發展下探討射頻功率放大器線性化技術的應用

王楠

摘要：隨著我國科技水平的不斷提升，在無線通信技術方面的研究也越來越深入，并且取得了階段性的研究成果?，F階段，人們對于高功率效率以及高頻譜利用率的重視性不斷提升。在這樣的時代背景之下，射頻功率放大器線性化技術受到了人們的廣泛歡迎，并且在實際應用的過程中發揮出了較為理想的效果，因此，本文也嘗試對此項技術的應用情況進行了針對性的探討。

關鍵詞：無線通信技術;射頻功率放大器;線性化技術

中圖分類號：TN722 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）06-0024-02

現階段，我國通信行業發展規模不斷擴大，并且技術手段的更新換代速度也在不斷提升。在現今社會當中，智能移動終端已經高度普及，同時無線用戶的數量也在不斷提升，甚至呈現出幾何形式增加的趨勢。為了可以有效實現將通信信道融入到有限的頻譜范圍當中，應該對傳統的傳輸技術進行升級，這樣可以使頻譜的綜合利用率得到有效提升。射頻功率放大器線性化技術的應用使得傳統視頻功率放大過程中的信號失真現象出現的可能性大大降低，從而更好的實現了對無線通信技術的優化應用。

1 關于射頻功率放大器的基本簡述

對于無線發射機來說，射頻功率放大器屬于其中非常重要的一個組成部分，在對無線信號發射機進行應用的時候，應該注意首先對信號的覆蓋范圍進行明確，然后對射頻信號的功率進行調節[1]。在實際操作的過程中，應該注意保證這一系列操作方法的可行性，從而使無線發射機產生足夠的射頻功率，這樣一來也使得周圍通信信道對其產生的干擾得到了有效控制。對于射頻功率放大器來說，現階段在我國通信系統中有廣泛的應用，可以根據其輸出效率、功率的不同來進行分類。在對射頻功率放大器的性能情況進行判定的時候，主要涉及到的評價指標包括增益情況、輸出功率以及三階互調系數等等。

此外，在對射頻功率放大其進行非線性分析，可以將其功放輸入與輸出關系表示如下：

其中，代表輸入電壓，并且所指的是電壓的瞬時值，而所代表的是輸出電壓的瞬時值[2]。

2 非線性失真現象的探析

在理想狀態下，射頻功率放大器是線性的，其具有固定的放大倍數。有少部分射頻放大器為非線性系統，在放大器頻率較大的條件之下，線性會出現偏離的情況，我們通常將這種情況稱之為非線性失真。對于射頻功率放大器來說，出現非線性失真的可能性較大，其種類主要包括互調失真、諧波失真等等幾種，在對功率放大器進行應用的時候，如果長時間處于大信號的狀態下，可能會導致十分嚴重的失真情況出現[3]。射頻功率放大器通常具有非線性放大以及現象放大不同的工作狀態，對于這兩種工作狀態來說，非線性放大的工作狀態會使其效率更高。當射頻放大器處于非線性放大工作狀態的情況下，其工作效率大概是平時的1.5倍左右，因此，為了保證放大器的工作效率更高，應該對其進行適當調節，對非線性射頻功率進行應用。但是在對放大器進行實際應用的過程中，經常會出現五階互調分量、三階互調分量等新的分量情況出現，這也就對放大器的正常運行產生了一些新的干擾，從而使信號頻譜得到放大。現階段，無線通信網絡在我國應用范圍不斷擴大，已經覆蓋了大部分山區，但是在其射頻功率放大器中，AM-AM變換失真的情況經常出現，這也勢必會影響到正常的數字信號輸入，從而使再生頻譜對相鄰信道的信號產生干擾，這也提升了信號的誤碼率。因此，對于射頻功率放大器來說，應該通過對線性化技術的準確運用來實現對通信質量的優化[4]。

3 無線通信技術發展下探討射頻功率放大器線性化技術應用

3.1 前饋法的應用

對于前饋法來說，早在1929年便被科學家提出，但是直到1960年才開始正式在世界范圍內應用，一開始主要是應用在電路制造以及維修等工作當中，尤其是在開環電路中的應用較為廣泛。隨著世界范圍內科技水平的不斷發展，前饋法的應用范圍也在逐漸擴大。在頻帶中，應該注意對小分貝的電路元件的專業特性進行限制。此外，在對第二個輔助放大器進行應用的時候，由于其內部元件較為復雜，因此其技術難度較高。在另一方面，應用前饋法可以使實現對功放線性進行有效改善，這樣一來也使得內部器件的增益帶有效擴寬，并不會對鄰近信號的傳輸產生負面影響。在對前饋法進行實際應用的過程中，前饋功率放大器主要包含的組成系統有耦合器、誤差放大器、減法器以及延時單元。這些部分在放大器中發揮了重要作用，在應用過程中，前饋放大器的抵消性能很可能會受到現象環中參與抵消幅度的影響，以此產生失衡的現象[5]。在對放大器進行控制的時候，應該保證控制操作的準確性，這樣才能使放大器的整體應用效果更加理想。

3.2 反饋法的應用

對于射頻放大器而言，其出現失真情況之后，可以及時應用反饋技術來實現有效處理。對于反饋技術來說，其電路結構較為簡單，在實際應用的過程中也取得了較為理想的效果。將反饋技術應用在低頻電子技術領域之后，可以有效實現對失真現象的抵消，從而使得通頻帶以及非線性失真、信號輸出穩定性等幾個方面的指標得到有效滿足。一般情況下，在對反饋法進行應用的時候，往往也容易受到一定限制，對于高頻段寬帶來說，其在反饋網絡中起著重要作用，輸入信號以及反饋信號相反，因此，反饋法的應用只能是在低頻的環境中實現。

3.3 EER法的應用

對于EER法來說，其屬于射頻公路放大器線性化技術中一種較為常用的技術，主要是經過限幅器以及包絡檢測其來實現對自身功能性的有效發揮。其中的中頻輸入信號可以產生相應幅度的輸入信號。經過混頻器變頻之后，其中的輸入信號便會形成射頻信號，其在實際應用的過程中往往存在著一定的難度。對于此種方法來說，可以實現對混頻器內部信號的分離，從而使得中頻信號的獲取更加高效，這樣一來也實現了對射頻功率放大器的有效控制。在應用過程中，EER法還具有較高的靈敏性，可以實現對電源通路信號以及載頻通路信號之間相位差的有效調節。

3.4 預失真法

對于預失真法來說，其主要是在射頻功放之前，加入預失真器，這樣可以使射頻的功放非線性特性得到抵消，從而使放大器的線性特性得到更好的體現，此種方法就是預失真線性化法。對于此項技術來說，在實際應用的過程中，主要體現在造價低、效率高以及調整方便等等幾個方面。一般情況下，預失真線性化靠技術主要分為兩種，即數字預失真以及射頻率失真。對這兩種方法進行比較之后，會發現數字預失真技術主要是在數字信號處理的過程中進行應用;而對于射頻預失真技術來說，其主要是對射頻功放進行互調，由于工作條件以及工作環境的不同，最終的信號預失真相位勢必也會存在一定不同。因此，為了保證其具有良好的線性效果，應該注意對自適應程度進行控制。

4 結語

綜上所述，現階段無線通信技術在我國的應用范圍正在不斷擴展，并且為人們的日常工作以及學習帶來了很大的方便。但是隨著我國智能化終端的不斷增多，對于無線網絡通信業務的綜合要求也變得越來越高，對射頻功率放大器進行應用可能會出現失真情況，因此要注意采取有效的線性化技術，從而保證射頻功率放大器可以發揮出理想效果。

參考文獻

[1] 袁曉輝.記憶非線性功率放大器行為建模及其數字預失真[D].成都：西南交通大學，2015.

[2] 谷玉玲.基于數字預失真的功率放大器線性化技術研究與實現[D].長沙：湖南大學，2015.

[3] 段磊.高效率Doherty射頻功率放大器的研究與設計[D].昆明：云南大學，2017.

[4] 辛棟棟.基于NVNA的射頻功率放大器的X-參數測量提取仿真研究[D].哈爾濱：哈爾濱工業大學，2015.

[5] 謝光榮.射頻功率放大器的線性化技術研究[D].上海：復旦大學，2019.