芯耀
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在射頻設(shè)計(jì)領(lǐng)域，工程師們需要應(yīng)對(duì)眾多復(fù)雜的系統(tǒng)指標(biāo)，如EVM（誤差矢量幅度）、VSWR（駐波比）、NF（噪聲系數(shù)）和ACLR（鄰道泄露比）等。這些縮寫(xiě)術(shù)語(yǔ)對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)可能令人困惑，但理解它們對(duì)于掌握射頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。今天，我們將深入探討一個(gè)重要的射頻指標(biāo)——ACLR。
No.1 ACLR的定義
ACLR是“Adjacent Channel Leakage Ratio”（鄰道泄露比）的縮寫(xiě)，它衡量的是主信道功率與相鄰信道功率的比值。另一個(gè)與之相似的指標(biāo)是ACPR（Adjacent Channel Power Ratio，鄰道功率比），兩者在概念上基本相同，只是名稱(chēng)不同。在基站設(shè)計(jì)中，通常使用ACLR作為系統(tǒng)指標(biāo)，而在終端設(shè)計(jì)中，則更多采用ACPR。
在一個(gè)射頻系統(tǒng)的工作頻帶（OBW）內(nèi)，可以劃分為多個(gè)信道，每個(gè)信道的載波帶寬稱(chēng)為CBW（信道帶寬）。當(dāng)其中一個(gè)信道作為主信道工作時(shí)，由于系統(tǒng)非線(xiàn)性的影響，載波信號(hào)可能會(huì)泄露到相鄰信道。
主信道與相鄰信道的功率比即為ACLR，其計(jì)算公式如下：
ACLR通常以dBc（相對(duì)于載波的分貝值）表示，因此可以通過(guò)上述公式直接計(jì)算得出。
No.2 ACLR的影響
雖然ACLR的定義相對(duì)簡(jiǎn)單，但其指標(biāo)不佳可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生顯著影響：
? 干擾問(wèn)題：如果ACLR指標(biāo)不佳，主信道的相鄰信道上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)強(qiáng)大的未知信號(hào)。如果附近的通信系統(tǒng)恰好工作在這些相鄰信道上，這些信號(hào)將對(duì)該通信系統(tǒng)造成嚴(yán)重干擾，甚至可能導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常工作。
? 功率效率問(wèn)題：根據(jù)功率守恒定律，如果相鄰信道上有較大的泄露功率，主信道的功率就會(huì)相應(yīng)減少，從而降低通信系統(tǒng)的效率，導(dǎo)致功耗增加。
No.3 ACLR的系統(tǒng)要求
所有無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)都對(duì)ACLR有嚴(yán)格的要求，尤其是在基站設(shè)計(jì)中。例如，在LTE（第四代通信系統(tǒng)）中，3GPP TS 36.141 version 9.12.0 Release 9規(guī)定，LTE發(fā)射機(jī)的ACLR必須大于44.2dBc。
在5G NR中，對(duì)ACLR的要求更高，基站的ACLR通常需要大于45dB，具體要求詳見(jiàn)3GPP TS 38.104 version 15.2.0 Release 15。
對(duì)于UE（用戶(hù)設(shè)備）端，由于發(fā)射功率較低，ACLR的要求相對(duì)寬松，具體指標(biāo)可參考3GPP TS 38.101-1 version 15.2.0 Release 15。
不同的無(wú)線(xiàn)系統(tǒng)對(duì)ACLR有不同的定義和要求，因此在設(shè)計(jì)射頻系統(tǒng)時(shí)，必須根據(jù)相應(yīng)的無(wú)線(xiàn)通信標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確保系統(tǒng)滿(mǎn)足要求。
No.3 如何改善系統(tǒng)的ACLR？
ACLR性能不佳的主要原因是功率放大器（PA）的非線(xiàn)性特性。由于系統(tǒng)的非線(xiàn)性，載波信號(hào)會(huì)在相鄰信道產(chǎn)生泄露。以下是幾種改善ACLR的方法：
? 改善PA的線(xiàn)性度：
? 降低PA輸出功率：將PA的工作點(diǎn)調(diào)整到線(xiàn)性區(qū)域，避免接近壓縮點(diǎn)，從而減少互調(diào)失真。
? 采用數(shù)字預(yù)失真（DPD）技術(shù)：DPD可以顯著改善PA在高功率下的線(xiàn)性度，從而降低ACLR。
? 選擇更高線(xiàn)性的PA：使用線(xiàn)性度更高的功率放大器可以有效減少鄰道泄露。
? 優(yōu)化后端器件的損耗：
? 降低濾波器和天線(xiàn)的插入損耗：低損耗的濾波器和天線(xiàn)可以確保PA在較低輸出功率下仍能滿(mǎn)足系統(tǒng)功率要求，同時(shí)減少反射功率對(duì)系統(tǒng)的影響。
? 優(yōu)化匹配網(wǎng)絡(luò)：良好的級(jí)聯(lián)匹配可以確保信號(hào)功率的最大傳輸，減少反射功率對(duì)DPD等技術(shù)的影響。
? 保證PA輸入信號(hào)的純凈性：
? 加入信道濾波器：在PA前級(jí)加入信道濾波器，可以過(guò)濾前級(jí)產(chǎn)生的互調(diào)失真，從而改善整個(gè)射頻發(fā)射鏈路的ACLR性能。
通過(guò)上述方法，可以有效改善射頻系統(tǒng)的ACLR性能，從而提高系統(tǒng)的整體性能和可靠性。
結(jié)論
ACLR是衡量射頻系統(tǒng)性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一，它直接影響系統(tǒng)的干擾水平和功率效率。通過(guò)理解ACLR的定義、影響及其系統(tǒng)要求，并采取有效的技術(shù)手段來(lái)優(yōu)化PA的線(xiàn)性度、降低后端器件損耗和保證輸入信號(hào)的純凈性，可以顯著改善射頻系統(tǒng)的ACLR性能。這對(duì)于確保無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)的高效、可靠運(yùn)行至關(guān)重要。
