Линеаризация характеристик СВЧ-усилителей для систем радиосвязи с многостанционным доступом

• Автор: Козлов, Евгений Юрьевич
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 175 с.

АННОТАЦИЯ
Диссертационная работа посвящена решению задачи линеаризации характеристик СВЧ-усилителей для систем радиосвязи с многостанционным доступом. Рассматриваются вопросы, связанные с возникновением нелинейных интермодуляционных искажений (ИМИ) при прохождении многочастотного сигнала через мощный СВЧ-усилитель. С применением методов спектрального и корреляционно-регрессионного анализа исследованы ИМИ на выходе усилителя при значительной амплитуднофазовой конверсии (АФК) и сформулированы требования по учету и минимизации ИМИ 5-го порядка. Получены зависимости вероятностей ошибки в системе радиосвязи с кодовым разделением каналов от уровня ИМИ при различном количестве каналов связи. На основе сравнительного анализа современных схем линеаризации характеристик систем радиосвязи и проведенных расчетов степеней подавления ИМИ в петлях прямой и обратной связи, с применением средств компьютерного моделирования разработана схема корректора с прямой связью, в которой минимизированы амплитудные и фазовые ошибки. Значительное внимание в работе уделено вопросам обеспечения долгосрочной надежности СВЧ-усилителей для систем многостанционного доступа и стабильности их характеристик при различных условиях эксплуатации. Определены требования к стабильности внешних параметров (температуры, напряжений питания и смещения) для обеспечения линейности АЧХ и ФЧХ и минимизации ошибок в корректоре. Разработана методика, алгоритм и программное обеспечение для расчета параметров надежности многомодульных усилителей и приведены результаты ряда экспериментов, подтверждающих достоверность проведенных исследований.
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1. Анализ методов многостанционного доступа и современных
усилительных модулей
1 Л. Сравнительная характеристика методов многостанционного доступа в системах связи
1.2. Нелинейные искажения сигналов в мощных усилительных СВЧ-модулях
1.3. Анализ современных усилительных модулей для систем многостанционного доступа
1.4. Методы построения современных усилительных модулей со сложением мощностей
1.5. Формирование СБМА-сигнала и минимизация ошибок при передаче данных
1.6. Выводы к главе
Глава 2. Исследование нелинейных искажений в усилителях систем
радиосвязи с многостанционным доступом
2.1. Анализ ИМИ на выходе мощного усилителя мощности в многосигнальном режиме
2.2. Спектральный анализ СИМА-сигналов на выходе мощного нелинейного усилителя мощности
2.3. Оптимизация регулирования мощности в прямом и обратном каналах связи
2.4. Выводы к главе
Глава 3. Разработка и исследование оптимальных схем коррекции
характеристик мощных усилителей
3.1. Методы линеаризации и современные схемы корректоров характеристик мощных усилителей
3.2. Разработка высокоэффективных схем корректоров характеристик мощных усилителей
3.3. Разработка схемы блока управления корректором и математическое моделирование его работы
3.4. Разработка широкополосных усилителей и экспериментальное подтверждение результатов исследования
3.5. Выводы к главе
Глава 4. Методы повышения надежности работы мощных усилительных модулей в системах радиосвязи с многостанционным доступом
4.1. Оптимальные методы резервирования, применяемые в современных системах радиосвязи
4.2. Разработка эффективной методики расчета показателей надежности мощного усилительного модуля
4.3. Разработка алгоритма и программы для расчета вероятности безотказной работы мощного усилительного модуля
4.4. Анализ результатов вычисления и оптимизации величин вероятностей безотказной работы мощного усилительного
модуля
4.5. Исследование явления ухода параметров мощного усилительного
модуля и оценка стабильности характеристик усилителя
4.6. Выводы к главе

примерно один и тот же пик-фактор, максимальные (пиковые) мощности с уровнями более чем на 5 дБ выше средней мощности появляются значительно реже в сигналах со сдвигом данных. Поэтому вероятность возникновения суммарного сигнала с мощностью выше среднего уровня имеет большее значение, чем пик-фактор. Довольно редко возникновение максимальных (пиковых) амплитуд может быть ограничено без какого бы то ни было значительного ухудшения в качестве передачи, что выражается в показателях ошибок в разрядности (BER - Bit-Error Rate). Проведенные исследования показали, что разрешенные значения BER лежат в пределах от 10'3 при передаче голоса до 10"6 при передаче данных. Из этих значений могут быть получены диапазоны мощностей, которые должны передаваться в линейном виде. Установлено, что типовые предельные значения для отношения пиковой мощности к средней лежат в пределах от 10 до 15 дБ.

Рис. 1.5. Зависимость вероятности возникновения ошибки от мощности суммарного VCDMA сигнала с 7 каналами равной мощности со смещением и без смещения между
каналами данных