基于高階多項式擬合的接收機前置放大器非線性響應建模方法
【專利摘要】基于高階多項式擬合的接收機前置放大器非線性響應建模方法，采用高階多項式模型描述接收機前置放大器輸出響應與輸入信號之間的關系，并將高階多項式模型中的偶數(shù)階分量經(jīng)后級濾波電路濾除，通過前置放大器的1dB壓縮點和三階互調(diào)點的實測數(shù)據(jù)求解高階多項式模型中的各階系數(shù)，以五階多項式模型為例，其中三階互調(diào)點用于求解多項式模型中的三階項系數(shù)，1dB壓縮點用于求解多項式模型中的五階項系數(shù)，進而獲得接收機前置放大器輸出響應與輸入信號之間的數(shù)學表達式。本發(fā)明建立了可準確描述前置放大器非線性響應特性的高階多項式模型，準確預測和計算接收機前置放大器在干擾環(huán)境下的非線性響應特性。
【專利說明】基于高階多項式擬合的接收機前置放大器非線性響應建模 方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于電磁干擾預測仿真【技術領域】，具體涉及一種基于高階多項式擬合的接 收機前置放大器非線性響應建模方法。

【背景技術】
[0002] 雷達、通信等電子設備處于干擾環(huán)境下工作時，接收機的前置放大器常處于非線 性響應狀態(tài)。目前對放大器進行響應仿真主要采用線性響應模型，該模型無法準確計算前 置放大器的輸出響應。為準確預測和計算接收機前置放大器在干擾環(huán)境下的非線性響應特 性，需要建立可準確描述前置放大器非線性響應特性的計算模型。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術問題是，針對現(xiàn)有放大器響應仿真采用線性響應模型存在的 上述不足，提供一種基于高階多項式擬合的接收機前置放大器非線性響應建模方法，用于 計算接收機前置放大器在干擾環(huán)境下的非線性響應特性。
[0004] 本發(fā)明為解決上述技術問題所采用的技術方案是：
[0005] 基于高階多項式擬合的接收機前置放大器非線性響應建模方法，包括如下步驟：
[0006] 1)采用接收機前置放大器高階多項式模型表示接收機前置放大器輸出響應與輸 入信號之間的關系，高階多項式模型表示為：
[0007]

【權利要求】
1. 基于高階多項式擬合的接收機前置放大器非線性響應建模方法，其特征在于，包括 如下步驟： 1) 采用接收機前置放大器高階多項式模型表示接收機前置放大器輸出響應與輸入信 號之間的關系，高階多項式模型表示為：
其中X(t)為輸入信號，y(t)為輸出響應，an為輸出響應y(t)的各階系數(shù)； 2) 對式（1)的高階多項式模型進行高階量截斷，并對高階多項式模型中的輸出響應 y(t)的各階系數(shù)an進行數(shù)值計算，進而獲得接收機前置放大器輸出響應與輸入信號之間的 數(shù)學表達式。
2. 根據(jù)權利要求1所述的接收機前置放大器非線性響應建模方法，其特征在于，所述 步驟1)中將高階多項式模型中N取5,并將高階多項式模型中的偶數(shù)階分量經(jīng)后級濾波電 路濾除，得到五階多項式模型的表達式為：
所述步驟2)對式（2)的五階多項式模型進行五階量截斷，并對五階多項式模型中的輸 出響應y(t)的線性項系數(shù)、三階項系數(shù)a3、五階項系數(shù)a5進行數(shù)值計算： ① 求解線性項系數(shù)S1 ; 線性項系數(shù)％與接收機前置放大器增益之間的關系為：
其中，G為用dB形式表示的接收機前置放大器增益，G作為器件參數(shù)由生產(chǎn)商提供、為 已知量； ② 求解三階項系數(shù)a3 ; 采用雙頻率成份的輸入信號，求解三階項系數(shù)a3，輸入信號X(t)表示為
根據(jù)上式（4)，得到輸出響應的三次項的展開結果為
式（5)中，
都為放 大器的三階互調(diào)項，
與信號頻率相差較大，因而被后級濾 波器濾除；而
與信號頻率比較接近，進入到后級電路； 根據(jù)式（5)，放大器的三階互調(diào)項輸出信號幅度與線性增益項輸出信號幅度aiA相等時，所對應的輸出信號功率為三階互調(diào)點：
其中V13為三階互調(diào)點所對應的峰值電壓； 由上式（6)得到放大器的三階項系數(shù)&3與三階互調(diào)點峰值電壓V13之間的關系為
根據(jù)三階互調(diào)點峰值電壓V13和三階互調(diào)點之間的關系為
其中，P13為采用dBm形式表示的三階互調(diào)點，&為負載電阻，得到放大器的三階項系數(shù)a3與三階互調(diào)點P13之間的關系為
由此，根據(jù)輸出響應y(t)的線性項系數(shù)ai、負載電阻&、三階互調(diào)點P13等技術參數(shù)得 到放大器五階多項式模型中的三階項系數(shù)a3 ; ③求解五階項系數(shù)a5 ; 采用單頻率成份的輸入信號，求解五階項系數(shù)a5，輸入信號x (t)表示為
根據(jù)上式（10)，得到輸出響應的三次項的展開結果為
輸出響應的五次項的展開結果為
式（11)展開結果中的三次諧波和式（12)展開結果中的五次諧波都被后級的濾波器電 路濾除，最后得到輸出響應的基波項系數(shù)為
根據(jù)IdB壓縮點的定義式：
線性增益項輸出信號幅度B1A與IdB壓縮點存在以下的關系
其中，PldB為用dBm形式表示的IdB壓縮點，由此得到系數(shù)A為
根據(jù)式（14)求出五階項系數(shù)a5與線性項系數(shù)ai以及三階項系數(shù)a3之間的關系如下：
式（17)中的系數(shù)A、線性項系數(shù)B1以及三階項系數(shù)&3均已求出，由此通過IdB壓縮點 的測試數(shù)據(jù)求出五階項系數(shù)a5。
【文檔編號】H03F1/32GK104242834SQ201410403185
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月15日 優(yōu)先權日:2014年8月15日
【發(fā)明者】譚輝, 張凱, 劉其鳳, 方重華, 張崎 申請人:中國艦船研究設計中心