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微波功放线性化前馈技术的现代研究
作者：吴双 马尧
来源：《科学与信息化》2017年第20期
摘要 随着移动通信、卫星通信的发展，越来越紧张的无线资源对多载波通信系统的性能提出了越来越高的要求，其中之一是提高功率放大器的线性度。功率放大器非线性失真对于单频信号的输入，产生谐波失真；对于多路信号的输入，除谐波外，还会产生互调分量，引起互调失真。对幅度和相位失真要求很高的系统，如微波测试设备、雷达发射单元、移动通信基站、电子对抗、卫星通信、微波遥感等系统而言，这是一个非常重要的问题。为了尽量减少非线性失真的影响，就需要采用功放的线性化方法。 关键词 微波功放线性化；前馈技术 1 三阶互调产生的机理
功率放大器的线性常用三阶互调来表示，三阶互调的大小表示放大器线性的高低。当两个不同频率的信号共同作用在一个非线性系统时，由于非线性作用，将会产生无穷多的寄生信号，在这些信号中以三阶分量最大，称为三阶互调，因此在功率放大器线性化技术中只考虑三阶分量。其产生机理可从以下看出：
功率放大器输出信号So（t）和输入信号Si（t）的非线性可以用下述幂级数表示： 在上式中，次幂越高，影响越小，为简便起见，可以取前三项近似分析功放非线性的影响，则有：
当有两个不同频率的信号同时输入时，即Si（t）=A（cosω1t+cosω2t）时，则有： 从上式可以看出，在正弦信号的激励下，非线性放大器的输出中包含一些新的频率分量。除了基波信号及它们的各次谐波以外，其他新的频率信号统称为非线性互调产物。其中（2ω1-ω2）和（2ω2-ω1）称为三阶互调。在ω1≈ω2时，三阶互调的频率接近基波信号频率。两个三阶互调信号分别出现在基波信号的两侧，且幅度相等。
三阶互调是一种非线性干扰噪声，会使系统的性能恶化，它的大小不仅直接影响放大信号的质量，更重要的是在多载波输入时，所产生的互调产物会严重地干扰其他通信系统的正常工作。放大器的三阶互调是因为放大器的非线性引起，要减小三阶互调的影响，就必须提高放大器的线性。
2 传统的线性化技术 2.1 功率回退法（Back-Off）