Doherty功率放大器雖然效率較高，但是其線性度通常較差，需要采用數(shù)字預(yù)失真技術(shù)對(duì)其線性化。為了滿足越來(lái)越高的通信速率，Doherty功放的工作帶寬也越來(lái)越寬。因此，為了評(píng)估Doherty功放的線性化性能，搭建寬帶的數(shù)字預(yù)失真平臺(tái)很有必要。本文采用基于R&S信號(hào)與頻譜分析儀（FSW26）的數(shù)字預(yù)失真平臺(tái)，對(duì)實(shí)驗(yàn)室的寬帶Doherty功放進(jìn)行了線性化實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明，無(wú)論是單頻，并發(fā)雙頻，還是并發(fā)多頻工作模式，寬帶Doherty功放搭配數(shù)字預(yù)失真技術(shù)后都可獲得較好的線性度。
1. 引言
隨著通信速率變得越來(lái)越高，信號(hào)帶寬也越來(lái)越寬，特別是載波聚合技術(shù)的采用，使得發(fā)射機(jī)所需支持的帶寬也顯著增加。面對(duì)載波聚合技術(shù)的挑戰(zhàn)，一種較經(jīng)濟(jì)的發(fā)射機(jī)方案是并發(fā)多頻發(fā)射機(jī)。這種場(chǎng)景下，一條發(fā)射通道既要能支持傳統(tǒng)的單載波的通信信號(hào)，同時(shí)也需要能支持并發(fā)多頻的載波聚合信號(hào)，因此，即發(fā)射通道的帶寬也顯著增加。發(fā)射通道上功率發(fā)大器的帶寬是發(fā)射通道帶寬的主要瓶頸，特別是Doherty功率放大器，雖然其效率明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的AB類功率放大器，但是典型的Doherty功率放大器的相對(duì)帶寬只有10%左右。為了面對(duì)并發(fā)多頻發(fā)射機(jī)的挑戰(zhàn)，近幾年來(lái)，寬帶Doherty功放的設(shè)計(jì)成了功放研究領(lǐng)域的關(guān)注重點(diǎn)。
Doherty功率放大器的線性度較差，通常需要搭配數(shù)字預(yù)失真技術(shù)（DPD）才能在基站中使用。因此， 寬帶Doherty功放除了效率、帶寬指標(biāo)需要關(guān)注外，能否線性化也是目前業(yè)內(nèi)比較關(guān)注的話題。Doherty功放設(shè)計(jì)完成后，需要測(cè)試其DPD后的線性度性能，以完成對(duì)所設(shè)計(jì)的功放的整體性能評(píng)估。
2. 數(shù)字預(yù)失真原理
通常情況下，功率放大器在飽和工作狀態(tài)下，效率更高，以Doherty功率放大器為例，在回退功率點(diǎn)，主路功放工作于飽和狀態(tài)，在峰值功率點(diǎn)，主路功放和輔路功放均處于飽和狀態(tài)，因此，Doherty功放在峰值和回退點(diǎn)都能獲得較高的效率。然而，飽和狀態(tài)下的功放由于增益壓縮，會(huì)表現(xiàn)出非線性失真，即輸出信號(hào)的帶寬會(huì)比原始輸入信號(hào)更寬。
圖1、數(shù)字預(yù)示真原理示意圖
為了消除功放的這種失真，數(shù)字預(yù)失真技術(shù)的思路是在數(shù)字域?qū)斎胄盘?hào)進(jìn)行預(yù)先處理，相當(dāng)于在基帶信號(hào)上疊加了與功放失真信號(hào)大小相等，相位相反的分量，最終預(yù)先疊加的分量與功放自身產(chǎn)生的失真分量相互抵消，達(dá)到了線性化的目的。圖1則是從增益的角度解釋了數(shù)字預(yù)失真技術(shù)的原理，從中可看出，功放的增益(曲線的斜率) 在輸入信號(hào)較大時(shí)會(huì)降低，而預(yù)失真模塊的增益(曲線的斜率) 則是在輸入信號(hào)較大時(shí)增益升高，最終二者級(jí)聯(lián)，使得輸入輸出曲線為一條直線(增益平坦)。
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