射頻功率放大器大信號(hào)表征及頻域非線性特征建模.pdf

1、射頻/微波系統(tǒng)中的功率放大器作為通信系統(tǒng)中的核心元器件，放大器產(chǎn)生的非線性現(xiàn)象是影響射頻/微波通信系統(tǒng)性能的重要因素，得到專家和學(xué)者們的普遍關(guān)注。人們對(duì)射頻功率器件提出了更多的新要求，如更高的功率，更高效率和更小的體積。然而，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)射頻功率器件的逐次漸近法非常的耗時(shí)，而且需要有經(jīng)驗(yàn)積累的過(guò)程，不利于快速地發(fā)布產(chǎn)品。在這種情況下，業(yè)界專家們把目光轉(zhuǎn)向了更具發(fā)展?jié)摿Φ男录夹g(shù)上，這就是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)。
　　非線性功率器件應(yīng)用計(jì)算

2、機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的基礎(chǔ)是要求建立足夠精確的非線性大信號(hào)射頻模型。如果這些模型存在的話，就可以減少大量的重復(fù)性工作，使得設(shè)計(jì)工作更加簡(jiǎn)便和快捷。大信號(hào)網(wǎng)絡(luò)分析儀的出現(xiàn)和大信號(hào)散射函數(shù)概念的提出，讓射頻和微波領(lǐng)域的工程師開始以一種全新的視角來(lái)審視現(xiàn)有建模方法所存在的各種問題。
　　本文首先介紹了現(xiàn)有的射頻功率器件建模方法，指出了這些方法的局限性，提出了一種基于支持向量機(jī)的射頻功率放大器建模方法，通過(guò)辨識(shí)大信號(hào)散射函數(shù)，精確的表征射頻功率

3、放大器的非線性特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)了這種方法的有效性，通過(guò)與國(guó)外基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法對(duì)比，在模型的精度相當(dāng)?shù)那闆r下，這種方法具有所需的數(shù)據(jù)量少，因而相應(yīng)地使測(cè)試的時(shí)間減少的優(yōu)點(diǎn)。這為發(fā)展射頻微波功率器件的設(shè)計(jì)方法探索了一個(gè)新的途徑。
　　基于大信號(hào)網(wǎng)絡(luò)分析儀測(cè)量數(shù)據(jù)，本文設(shè)計(jì)了針對(duì)射頻功率放大器的建模實(shí)驗(yàn)，提出了一種對(duì)散射函數(shù)一階近似的射頻功率放大器建模方法，并用壓縮特性、大信號(hào)反射系數(shù)、AM-PM特性、諧波失真特性等多種應(yīng)用實(shí)例驗(yàn)證

4、了模型的有效性。
　　為了便于對(duì)射頻功率器件進(jìn)行集成研究，本文開發(fā)了一個(gè)射頻功率放大器大信號(hào)表征及頻域非線性特性建模平臺(tái)，這個(gè)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)文中提出的兩種建模方法：第一個(gè)模塊可以實(shí)現(xiàn)散射函數(shù)的辨識(shí)，并通過(guò)辨識(shí)得到的散射函數(shù)分析射頻功率放大器的壓縮特性、AM-PM特性、諧波失真特性、時(shí)域電壓電流。第二個(gè)功能可以實(shí)現(xiàn)：通過(guò)實(shí)測(cè)得到的射頻功率放大器的頻域數(shù)據(jù)，計(jì)算得到多諧波失真模型（Polyharmonic Distortion Mode