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WCDMA直放站应用的线性化功率放大器
WCDMA直放站应用的线性化功率放大器
随着移动通信技术的发展，WCDMA逐渐成为了移动通信领域的主流技术之一，也成为了以语音和数据为主的3G无线通信体制的基础。然而，WCDMA需要较高的线性功率放大器（LPA），以维护高速率和多用户操作。为了实现高增益和低失真的功率放大器，在WCDMA直放站应用中需要使用线性化功率放大器。本文将重点讨论WCDMA直放站应用中线性化功率放大器的构建与性能优化。
一、直放站应用中的功率放大器
在WCDMA的直放站应用中，功率放大器（PA）是整个系统中最重要的部分之一，因为它需要负责对基站信号进行放大。PA的效率和线性度是其最重要的参数。WCDMA是CDMA技术的一种变形，相较传统CDMA技术，WCDMA多了一个宽度固定为5MHz的通道，因此需要高性能的PA来满足其需求。众所周知，宽带信号需要更大的带宽来传输，因此在直放站中，PA需要能够同时处理不同带宽的信号。
二、线性化功率放大器的工作原理
线性化功率放大器（LPA）是一种用于缓解功率放大器非线性特性的放大器。非线性放大器的主要问题是失真，这是由于放大器过载而产生的，这导致了诸如多普勒扩散等问题。这些问题最终影响了无线通信的质量和性能。使用LPA可以解决这些问题。使用LPA系统可以对有害信号进行预处理，以降低失真的影响。
LPA是在放大器前面或后面的电路中插入的，其作用是增加放大器内的负载阻抗变化的线性度，这让放大器能够在输入、输出及中间频频段上进行功率放大，并缓解功率放大器的线性度问题。LPA可以通过三种不同的方法实现，即前端线性化、后端线性化和反馈线性化。若需要放大低BG通道，就需要用到前端LPA;若需要放大高BG的信号，则需要后端LPA；反馈LPA能在整个系统中发现功率放大器的失真。
在WCDMA系统中，信号的带宽非常大，通常为5MHz，这意味着在考虑WCDMA直放站的应用时，需要考虑到更高级的放大器和更先进的线性化技术。
三、线性化功率放大器的设计和性能优化
在WCDMA系统中，由于信号具有很大的动态范围，需要有效的线性化手段。通过LPA实现线性性是非常有挑战性的，因为需要在宽带范围内保持许多功率增益点。
LPA的设计调整通常集中在四个方面：(1)改变放大器架构，(2)合适的输入/输出级负载，(3)频率-折损的补偿网络，和(4)反馈机制。设计一个高性能的LPA需要考虑这些方面。
1.改变放大器架构
可行的LPA架构有很多种，这些架构可以大大改善PA的性能特点。例如，类AB架构集中在放大器的具体位置，以平衡功耗和线性性。另外，双电源的架构可以降低功率的消耗，并实现更好的性能。
2.合适的输入/输出级负载
为了实现合适的输入及输出负载，必须对系统中的传输线进行严格分析。采用合适的匹配技术，可以更好地匹配加载到LPA输入端的信号幅度和相位，以获得更好的线性性能。同样，输出负载负责保证放大器输出的平稳性。输入/输出级负载应选择合适的阻抗值，以匹配放大器。
3.频率-折损的补偿网络
信号通常会在频率处产生折损，这会影响系统的线性性能。为了补偿这个折损，可以在LPA中加入一个补偿电路，这个电路能够在宽带上克服之前的突变。
4.反馈机制
反馈机制顾名思义是让系统中的整个即时输出样本输入LPA，以强制放大器在一些点上运行，从而改进其发射线性性。
四、结论
WCDMA直放站应用的线性化功率放大器是个很重要的题目。LPA是一种用于缓解功率放大器非线性特性的放大器，可以通过前端线性化、后端线性化和反馈线性化等方法来实现。在WCDMA系统中，信号动态范围很大，所以需要更高级的放大器和更先进的线性化技术。要设计高性能的LPA，需要考虑放大器架构、输入/输出级负载、频率-折损的补偿电路以及反馈机制等方面。在未来，LPAs将成为WCDMA直放站应用中的关键技术，提供更好的性能和更好的通信体验。