笛卡尔环：邻信道功率抑制比技术途径及工作机理

射频工程师都知道功放对高低温变化和电源变化比较敏感，一旦这些外界条件改变，功放的功率变化可能会达到3dB之大。发射机设计时经常提到一个概念，功率要满足（）1dBm,那么如何在温度、电源变化的条件下实现这个要求？今天我们重点讲一下其中的一种技术-笛卡尔环。

在发射机设计的时候通常有两种方案：开环设计与闭环设计。闭环设计的时候可以实现天线驻波检测等，那么除了监测驻波还能实现什么？

负反馈

负反馈的基本原理及框图如下图所示

无反馈时：Y(t)=X（t）+A(dB)

有反馈时：Y(t)=X（t）+A(dB)-B(dB)

电压或者高低温变化都是反应为增益A的变化，从上述公式中可以看出，当A变化时，增益A变为A+p，由于增益B为从功放输出端耦合回来的增益，耦合器为无源器件不随电压变化，温度变化耦合器的耦合功率变化较小（可以忽略不计）

所以B变为B+p，Y(t)1= X（t）+A(dB)+p-B(dB)-p= X（t）+A(dB)-B(dB)

所以可以看出，有负反馈电路时，功率不随高低温与电压变化而变化。设计可以满足功率稳定度的要求。

由上述公式可知，负反馈可以实现发射机的功率稳定控制。

笛卡尔环

笛卡尔环的原理框图如下：

笛卡尔环是一种预失真方案，反馈信号从功放输出端耦合回来，经过同步解调处理与输入的基带信号相减产生误差信号，通过环路滤波器，经过正交调制上变频后送至功放。反馈回来的基带信号可以采集至FPGA，根据采集回来的基带信道的失真调整输入基带信号，通过反向补偿实现系统的线性。预失真技术实现机理如下图所示。

笛卡尔环从环路的角度看，本质上是一种负反馈。原理框图如下图所示。

从上述公式可以看出，负反馈方案可以降低由功放带来的噪声。

邻信道功率抑制比

技术途径及工作机理

发射邻道抑制除了与本振源相位噪声有关外，还与功放的邻道指标有关，功放输出非线性对邻道的恶化如图所示。

功放的非线性导致互调分量落入邻道附近，展宽发射频谱，为了提高对邻道的抑制，在设计功放的过程中通常采取回退的方式，降低互调分量。功放的互调可以通过双音干扰模拟，由于邻道的分量主要是由于带宽的调制结果，因此双音分析比单音更能模拟实际情况。双音信号经过功放如式（3.6）所示：

2 其中互调分量2f1-f2、2f2-f1等将落在邻道附近，邻道指标可参考互调指标。对于窄带调制，发射邻道指标主要受本振源的相位噪声影响。

由笛卡尔环技术可知，笛卡尔环可以降低发射链路引入的噪声，因此该技术可优化发射系统的线性。

下图为笛卡尔环的ADS仿真实际效果。

仿真结果如下图所示：

从仿真结果中可以看出，笛卡尔环对发射的邻道功率抑制有很好的作用。下图为实际的验证数据。可以看出笛卡尔环对邻道功率抑制比的改善。

综上所述，经过理论计算与实际验证分析，采用笛卡尔环技术，可以满足对发射邻道功率抑制比的要求。

编辑：黄飞