包含记忆效应的功率放大器宽带非线性行为模型建模方法技术

技术编号：40974510 阅读：5 留言：0更新日期：2024-04-18 21:23

本发明专利技术公开了一种包含记忆效应的功率放大器宽带非线性行为模型建模方法，首先对初始化行为模型在每个工作频点提取模型参数的离散取值，再拟合模型参数随工作频率变化的函数关系，最终将模型参数替换为随工作频率变化的函数。使模型具备了仿真高频宽带载波带内波动特性的能力，极大拓宽了模型的适用场景，且具有通用性好、参数提取便捷等优点，从而为宽带高频通信、雷达、电子战等系统的仿真、设计和优化提供了高效手段。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子电路建模，尤其涉及一种包含记忆效应的功率放大器宽带非线性行为模型建模方法。

技术介绍

1、功率放大器作为电子系统中的关键器件，其行为模型被广泛关注，主要应用于电路与系统的仿真和设计。与晶体管放大器的模型相比，功率放大器行为模型具有仿真速度快且建模时不需要预先知晓功率放大器电路内部信息的优点；建模时需要考虑的是有源器件引入的固有非线性效应以及偏置网络、陷阱网络和热效应引入的记忆效应。

2、目前，大多数都是采用包络跟踪技术建立功率放大器行为模型，这种建模方法仅在低频窄带功放时有效，即调制信号的绝对带宽较小时（若干mhz）较为有效。然而，对于调制信号的绝对带宽可达若干ghz的高频宽带功率放大器或者用于宽带高速数据传输、宽带电子对抗的毫米波功率放大器，需要考虑高频宽带功率放大器的载波带内波动特性，对于这类功率放大器，基于低频包络的功率放大器行为模型不具备仿真高频宽带载波带内波动特性的能力，无法对高频宽带调制信号进行仿真，进而无法应用于该类功率放大器。因此，在建立高频宽带功率放大器行为模型需要考虑功率放大器高频载波的带通特性。

3、针对当前功率放大器行为模型建模时存在的问题，需要一种能够表征功率放大器宽带非线性和记忆效应的行为模型建模方法，以应用于高频宽带射频系统的仿真、设计和优化。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种包含记忆效应的功率放大器宽带非线性行为模型建模方法，通过该建模方法建立的功率放大器行为模型能够准确表征高频宽带功率放大器的

2、为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：

3、一种包含记忆效应的功率放大器宽带非线性行为模型建模方法，包括如下步骤：

4、步骤1：建立初始功率放大器行为模型；

5、步骤2：获取初始功率放大器行为模型在工作频段内每个工作频率点的离散值；

6、首先，确定功率放大器行为模型在工作频段内的每个工作频率点；

7、

8、式中，为功率放大器行为模型在工作频段内的第i个工作频率点，为功率放大器行为模型工作频段的起点，为功率放大器行为模型工作频段的终点，为工作频段均匀采样总点数，i=1，2，3，…，nf；

9、然后，测量功率放大器行为模型在每个工作频率点的输入-输出特性；

10、给初始功率放大器工作模型的输入端施加输入信号，并测量初始功率放大器工作模型的输出端的输出信号幅度；

11、最后，根据测量的功率放大器行为模型在每个工作频率点的输入-输出特性构造非线性方程，求解非线性方程得到参数a、b、c、d、hm（m=0，1，2，…，m），获取功率放大器行为模型在工作频段内每个工作频率点的离散值；

12、步骤3：通过拟合函数分别拟合步骤2中得到参数a、b、c、d、hm（m=0，1，2，…，m）的功率放大器行为模型在工作频段内每个工作频率点的离散值，查看功率放大器行为模型随着频率变化的关系；

13、步骤4：将步骤3的参数a、b、c、d、hm（m=0，1，2，…，m）的拟合函数替换到初始功率放大器行为模型中获取最终功率放大器行为模型。

14、进一步地，步骤1采用hammerstein-weiner模型建立初始功率放大器行为模型：

15、<mi>y</mi><mi>t</mi></mfenced><mi>=</mi><mfrac><mrow><mi>c×</mi><mstyle displaystyle="false"><munderover><mo>∑</mo><mi>m=0</mi><mi>m</mi></munderover><mrow><msub><mi>h</mi><mi>m</mi></msub><mi>×</mi><mfrac><mrow><mi>a×x</mi><mi>t-mτ</mi></mfenced></mrow><mrow><mi>1+b×x</mi><msup><mi>t-mτ</mi></mfenced><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac></mrow></mstyle></mrow><mrow><mi>1+d×[</mi><msup><mrow><mstyle displaystyle="false"><munderover><mo>∑</mo><mi>m=0</mi><mi>m</mi></munderover><mrow><msub><mi>h</mi><mi>m</mi></msub><mi>×</mi><mfrac><mrow><mi>a×x</mi><mi>t-mτ</mi></mfenced></mrow><mrow><mi>1+b×x</mi><msup><mi>t-mτ</mi></mfenced><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac></mrow></mstyle><mi>]</mi></mrow><mn>2</mn></msup></mrow></mfrac>

16、式中，y(t)为功率放大器的输出信号，a、b、c、d、hm为功率放大器行为模型的参数， x( t-mτ)为功率放大器在 t-mτ时刻的输入信号，τ为记忆间隔，m为记忆长度本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种包含记忆效应的功率放大器宽带非线性行为模型建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的包含记忆效应的功率放大器宽带非线性行为模型建模方法，其特征在于，步骤1采用Hammerstein-Weiner模型建立初始功率放大器行为模型：

3.根据权利要求2所述的包含记忆效应的功率放大器宽带非线性行为模型建模方法，其特征在于，步骤2中构造非线性方程为：

4.根据权利要求3所述的包含记忆效应的功率放大器宽带非线性行为模型建模方法，其特征在于，步骤3中所述拟合函数可采用多项式函数、有理函数、正弦函数、余弦函数、样条函数中的一种。

5.根据权利要求4所述的包含记忆效应的功率放大器宽带非线性行为模型建模方法，其特征在于，所述功率放大器行为模型参数a、b、c、d、hm（m=0，1，2，…，M）的拟合函数如下：

【技术特征摘要】

1.一种包含记忆效应的功率放大器宽带非线性行为模型建模方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的包含记忆效应的功率放大器宽带非线性行为模型建模方法，其特征在于，步骤1采用hammerstein-weiner模型建立初始功率放大器行为模型：

3.根据权利要求2所述的包含记忆效应的功率放大器宽带非线性行为模型建模方法，其特征在于，步骤2中构造非线性...

【专利技术属性】
技术研发人员：闻彰，金长林，
申请(专利权)人：榕芯科技成都有限公司，
类型：发明
国别省市：

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