无线通信技术发展下探讨射频功率放大器线性化技术的应用

王楠

摘要：随着我国科技水平的不断提升，在无线通信技术方面的研究也越来越深入，并且取得了阶段性的研究成果。现阶段，人们对于高功率效率以及高频谱利用率的重视性不断提升。在这样的时代背景之下，射频功率放大器线性化技术受到了人们的广泛欢迎，并且在实際应用的过程中发挥出了较为理想的效果，因此，本文也尝试对此项技术的应用情况进行了针对性的探讨。

关键词：无线通信技术;射频功率放大器;线性化技术

中图分类号：TN722 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2020）06-0024-02

现阶段，我国通信行业发展规模不断扩大，并且技术手段的更新换代速度也在不断提升。在现今社会当中，智能移动终端已经高度普及，同时无线用户的数量也在不断提升，甚至呈现出几何形式增加的趋势。为了可以有效实现将通信信道融入到有限的频谱范围当中，应该对传统的传输技术进行升级，这样可以使频谱的综合利用率得到有效提升。射频功率放大器线性化技术的应用使得传统视频功率放大过程中的信号失真现象出现的可能性大大降低，从而更好的实现了对无线通信技术的优化应用。

1 关于射频功率放大器的基本简述

对于无线发射机来说，射频功率放大器属于其中非常重要的一个组成部分，在对无线信号发射机进行应用的时候，应该注意首先对信号的覆盖范围进行明确，然后对射频信号的功率进行调节[1]。在实际操作的过程中，应该注意保证这一系列操作方法的可行性，从而使无线发射机产生足够的射频功率，这样一来也使得周围通信信道对其产生的干扰得到了有效控制。对于射频功率放大器来说，现阶段在我国通信系统中有广泛的应用，可以根据其输出效率、功率的不同来进行分类。在对射频功率放大器的性能情况进行判定的时候，主要涉及到的评价指标包括增益情况、输出功率以及三阶互调系数等等。

此外，在对射频功率放大其进行非线性分析，可以将其功放输入与输出关系表示如下：

其中，代表输入电压，并且所指的是电压的瞬时值，而所代表的是输出电压的瞬时值[2]。

2 非线性失真现象的探析

在理想状态下，射频功率放大器是线性的，其具有固定的放大倍数。有少部分射频放大器为非线性系统，在放大器频率较大的条件之下，线性会出现偏离的情况，我们通常将这种情况称之为非线性失真。对于射频功率放大器来说，出现非线性失真的可能性较大，其种类主要包括互调失真、谐波失真等等几种，在对功率放大器进行应用的时候，如果长时间处于大信号的状态下，可能会导致十分严重的失真情况出现[3]。射频功率放大器通常具有非线性放大以及现象放大不同的工作状态，对于这两种工作状态来说，非线性放大的工作状态会使其效率更高。当射频放大器处于非线性放大工作状态的情况下，其工作效率大概是平时的1.5倍左右，因此，为了保证放大器的工作效率更高，应该对其进行适当调节，对非线性射频功率进行应用。但是在对放大器进行实际应用的过程中，经常会出现五阶互调分量、三阶互调分量等新的分量情况出现，这也就对放大器的正常运行产生了一些新的干扰，从而使信号频谱得到放大。现阶段，无线通信网络在我国应用范围不断扩大，已经覆盖了大部分山区，但是在其射频功率放大器中，AM-AM变换失真的情况经常出现，这也势必会影响到正常的数字信号输入，从而使再生频谱对相邻信道的信号产生干扰，这也提升了信号的误码率。因此，对于射频功率放大器来说，应该通过对线性化技术的准确运用来实现对通信质量的优化[4]。

3 无线通信技术发展下探讨射频功率放大器线性化技术应用

3.1 前馈法的应用

对于前馈法来说，早在1929年便被科学家提出，但是直到1960年才开始正式在世界范围内应用，一开始主要是应用在电路制造以及维修等工作当中，尤其是在开环电路中的应用较为广泛。随着世界范围内科技水平的不断发展，前馈法的应用范围也在逐渐扩大。在频带中，应该注意对小分贝的电路元件的专业特性进行限制。此外，在对第二个辅助放大器进行应用的时候，由于其内部元件较为复杂，因此其技术难度较高。在另一方面，应用前馈法可以使实现对功放线性进行有效改善，这样一来也使得内部器件的增益带有效扩宽，并不会对邻近信号的传输产生负面影响。在对前馈法进行实际应用的过程中，前馈功率放大器主要包含的组成系统有耦合器、误差放大器、减法器以及延时单元。这些部分在放大器中发挥了重要作用，在应用过程中，前馈放大器的抵消性能很可能会受到现象环中参与抵消幅度的影响，以此产生失衡的现象[5]。在对放大器进行控制的时候，应该保证控制操作的准确性，这样才能使放大器的整体应用效果更加理想。

3.2 反馈法的应用

对于射频放大器而言，其出现失真情况之后，可以及时应用反馈技术来实现有效处理。对于反馈技术来说，其电路结构较为简单，在实际应用的过程中也取得了较为理想的效果。将反馈技术应用在低频电子技术领域之后，可以有效实现对失真现象的抵消，从而使得通频带以及非线性失真、信号输出稳定性等几个方面的指标得到有效满足。一般情况下，在对反馈法进行应用的时候，往往也容易受到一定限制，对于高频段宽带来说，其在反馈网络中起着重要作用，输入信号以及反馈信号相反，因此，反馈法的应用只能是在低频的环境中实现。

3.3 EER法的应用

对于EER法来说，其属于射频公路放大器线性化技术中一种较为常用的技术，主要是经过限幅器以及包络检测其来实现对自身功能性的有效发挥。其中的中频输入信号可以产生相应幅度的输入信号。经过混频器变频之后，其中的输入信号便会形成射频信号，其在实际应用的过程中往往存在着一定的难度。对于此种方法来说，可以实现对混频器内部信号的分离，从而使得中频信号的获取更加高效，这样一来也实现了对射频功率放大器的有效控制。在应用过程中，EER法还具有较高的灵敏性，可以实现对电源通路信号以及载频通路信号之间相位差的有效调节。

3.4 预失真法

对于预失真法来说，其主要是在射频功放之前，加入预失真器，这样可以使射频的功放非线性特性得到抵消，从而使放大器的线性特性得到更好的体现，此种方法就是预失真线性化法。对于此项技术来说，在实际应用的过程中，主要体现在造价低、效率高以及调整方便等等几个方面。一般情况下，预失真线性化靠技术主要分为两种，即数字预失真以及射频率失真。对这两种方法进行比较之后，会发现数字预失真技术主要是在数字信号处理的过程中进行应用;而对于射频预失真技术来说，其主要是对射频功放进行互调，由于工作条件以及工作环境的不同，最终的信号预失真相位势必也会存在一定不同。因此，为了保证其具有良好的线性效果，应该注意对自适应程度进行控制。

4 结语

综上所述，现阶段无线通信技术在我国的应用范围正在不断扩展，并且为人们的日常工作以及学习带来了很大的方便。但是随着我国智能化终端的不断增多，对于无线网络通信业务的综合要求也变得越来越高，对射频功率放大器进行应用可能会出现失真情况，因此要注意采取有效的线性化技术，从而保证射频功率放大器可以发挥出理想效果。

参考文献

[1] 袁晓辉.记忆非线性功率放大器行为建模及其数字预失真[D].成都：西南交通大学，2015.

[2] 谷玉玲.基于数字预失真的功率放大器线性化技术研究与实现[D].长沙：湖南大学，2015.

[3] 段磊.高效率Doherty射频功率放大器的研究与设计[D].昆明：云南大学，2017.

[4] 辛栋栋.基于NVNA的射频功率放大器的X-参数测量提取仿真研究[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学，2015.

[5] 谢光荣.射频功率放大器的线性化技术研究[D].上海：复旦大学，2019.