射頻工程師都知道功放對高低溫變化和電源變化比較敏感，一旦這些外界條件改變，功放的功率變化可能會達到3dB之大。發射機設計時經常提到一個概念，功率要滿足（）1dBm,那么如何在溫度、電源變化的條件下實現這個要求？今天我們重點講一下其中的一種技術-笛卡爾環。

在發射機設計的時候通常有兩種方案：開環設計與閉環設計。閉環設計的時候可以實現天線駐波檢測等，那么除了監測駐波還能實現什么？

(相關資料圖)

負反饋

負反饋的基本原理及框圖如下圖所示

無反饋時：Y(t)=X（t）+A(dB)

有反饋時：Y(t)=X（t）+A(dB)-B(dB)

電壓或者高低溫變化都是反應為增益A的變化，從上述公式中可以看出，當A變化時，增益A變為A+p，由于增益B為從功放輸出端耦合回來的增益，耦合器為無源器件不隨電壓變化，溫度變化耦合器的耦合功率變化較小（可以忽略不計）

所以B變為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，有負反饋電路時，功率不隨高低溫與電壓變化而變化。設計可以滿足功率穩定度的要求。

由上述公式可知，負反饋可以實現發射機的功率穩定控制。

笛卡爾環

笛卡爾環的原理框圖如下：

笛卡爾環是一種預失真方案，反饋信號從功放輸出端耦合回來，經過同步解調處理與輸入的基帶信號相減產生誤差信號，通過環路濾波器，經過正交調制上變頻后送至功放。反饋回來的基帶信號可以采集至FPGA，根據采集回來的基帶信道的失真調整輸入基帶信號，通過反向補償實現系統的線性。預失真技術實現機理如下圖所示。

笛卡爾環從環路的角度看，本質上是一種負反饋。原理框圖如下圖所示。

從上述公式可以看出，負反饋方案可以降低由功放帶來的噪聲。

鄰信道功率抑制比

技術途徑及工作機理

發射鄰道抑制除了與本振源相位噪聲有關外，還與功放的鄰道指標有關，功放輸出非線性對鄰道的惡化如圖所示。

功放的非線性導致互調分量落入鄰道附近，展寬發射頻譜，為了提高對鄰道的抑制，在設計功放的過程中通常采取回退的方式，降低互調分量。功放的互調可以通過雙音干擾模擬，由于鄰道的分量主要是由于帶寬的調制結果，因此雙音分析比單音更能模擬實際情況。雙音信號經過功放如式（3.6）所示：

2其中互調分量2f1-f2、2f2-f1等將落在鄰道附近，鄰道指標可參考互調指標。對于窄帶調制，發射鄰道指標主要受本振源的相位噪聲影響。

由笛卡爾環技術可知，笛卡爾環可以降低發射鏈路引入的噪聲，因此該技術可優化發射系統的線性。

下圖為笛卡爾環的ADS仿真實際效果。

仿真結果如下圖所示：

從仿真結果中可以看出，笛卡爾環對發射的鄰道功率抑制有很好的作用。下圖為實際的驗證數據。可以看出笛卡爾環對鄰道功率抑制比的改善。

綜上所述，經過理論計算與實際驗證分析，采用笛卡爾環技術，可以滿足對發射鄰道功率抑制比的要求。

編輯：黃飛