W-CDMA模拟预失真功率放大器设计

正交电桥将输入信号等分、正交地传送到耦合端和直接输出端，耦合端与直接输出端有90°的相移，隔离端没有输出。设电桥输入端1的输入为Vin(t)，则直接输出端3的输出与反向并联两个二极管的输入关系式为：

式(4)中：IS为反向饱和电流，主要受温度的影响，在电路中可视为恒定值；VA为二极管外加偏置电压，这里VA=Vdi(t)。在小偏置电流下可忽略式(4)中附加项IRS。输入电流i(t)为：

因为三阶分量和五阶分量是对放大器非线性影响最大的因素，为了分析方便，就只取到展开式的5次方项。这时二极管对可看作为单端口网络，其导纳为：

4 实验结果

为验证电路的可行性，将整个电路加信号进行测试，非线性发生器部分采用肖特基二极管HSMS2802产生预失真信号，该肖特基二极管有着很好的非线性，可以用作混频、功率检测。在测试三阶交调和五阶交调分量时，输入频率为2.139 5 GHz和2.140 5 GHz的双音信号，间距1 MHz。测试ACPR时，使用频率2.14 GHz的W-CDMA下行信号，得到的结果如图6～图8所示。
 

从频谱分析仪的输出波形图可以看到，在加预失真系统前，推动级输出41 dBm时的三阶交调分量，五阶交调分量的指标分别为-31 dB和-40 dB。对应地，当把预失真发生器接人系统后，可以看到输出的五阶交调分量，五阶交调分量均有了明显的改善，分别提高了14 dB和11 dB。此时，输出级ACPR的输出小于-52 dB。实验结果表明，该预失真系统在很大程度上改善了功率放大器的非线性失真，很好地优化了它的线性度。
 

5 结 语

采用反向并联二极管预失真器对功放的线性化技术进行了研究，利用二极管的非线性特性，很好地对消了放大器失真的奇次分量，将功放的IM3和IM5分量分别改善了13 dB和10 dB。系统的ACPR在加预失真器后达到了-52 dB以下。实验结果验证了该设计方案的可行性，为寻找一种更好的线性化技术提供了实践基础。如何更好地改善预失真技术将是进一步研究的课题。（中电网 作者：牟菲艳 叶宝盛）