短波功放非線性建模及預失真矯正理論研究與實驗驗證

《短波功放非線性建模及預失真矯正理論研究與實驗驗證》是許高明為項目負責人，寧波大學為依託單位的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：短波功放非線性建模及預失真矯正理論研究與實驗驗證
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：許高明
• 依託單位：寧波大學

項目摘要

短波通信系統作為軍隊、人民防空及應急搶險等部門保留的最低限度通信手段被廣泛套用。而短波功率放大器的諧波失真、互調失真及記憶效應嚴重製約著它的發展。本項目立足於數字預失真技術，擬建立一種能夠同時表征短波功放諧波失真、互調失真及記憶效應等非線性的行為模型，並根據該模型研究適用於矯正這些非線性的數字預失真器。為了降低諧波捕獲對模/數轉換晶片採樣速率的需求，本項目擬提出一種“諧波聚合”方法，在低採樣率條件下最大限度地捕獲高次諧波。另外，課題組擬將前期提出的廣義串列兩廂式模型和廣義改進型Hammerstein模型擴展為多維度模型以表征諧波及其附近的互調失真和記憶效應，並建立數字預失真器對短波功放進行非線性矯正仿真和實驗驗證。本項目研究內容將為新一代短波通信系統的研發和現有系統的最佳化解決關鍵技術問題，為國防、應急搶險、海洋戰略等奠定堅實基礎，同時為多波段多模式功放非線性建模及矯正提供重要的參考價值。

結題摘要

短波通信系統作為軍隊、人民防空及應急搶險等部門保留的最低限度通信手段被廣泛套用。而短波功率放大器的諧波失真、互調失真及記憶效應嚴重製約著它的發展。本項目圍繞著矯正短波功放非線性的關鍵技術展開研究。在三年的項目執行期內：深入研究了短波功率放大器的非線性特性，針對短波功放的互調失真，諧波失真以及記憶效應進行了細緻地分析。搭建了 “諧波聚合”的數據捕獲平台並捕獲數據，同時設計了一款基於ARM和FPGA 的短波功放數字預失真硬體平台。精確估計並調整帶有諧波的功放輸入/輸出信號的時延問題。研究了多目標最佳化的模型參數識別算法，建立了帶有記憶效應的功放互調、諧波混合行為模型並實驗驗證，提出模型的建模歸一化均方誤差NMSE低於-40dB。該項目還針對短波功放的非線性矯正技術進行了研究，經過非線性矯正後，短波功放的非線性改善了30dB以上。 本項目的研究成果可提高短波功放的線性度和效率，減少諧波濾波器的階數，簡化短波電台的散熱裝置，縮小發射機的體積，增強電台的靈活性和電池續航能力，為新一代短波電台的研發和現有電台的最佳化提供關鍵技術。從而為國家海洋戰略的發展、國防的建設、軍隊戰鬥力的提升以及國家應急搶險等奠定堅實的基礎。