芯耀
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在射頻設(shè)計領(lǐng)域，工程師們需要應(yīng)對眾多復(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。這些縮寫術(shù)語對于初學(xué)者來說可能令人困惑，但理解它們對于掌握射頻系統(tǒng)設(shè)計至關(guān)重要。今天，我們將深入探討一個重要的射頻指標(biāo)——ACLR。
No.1 ACLR的定義
ACLR是“Adjacent Channel Leakage Ratio”（鄰道泄露比）的縮寫，它衡量的是主信道功率與相鄰信道功率的比值。另一個與之相似的指標(biāo)是ACPR（Adjacent Channel Power Ratio，鄰道功率比），兩者在概念上基本相同，只是名稱不同。在基站設(shè)計中，通常使用ACLR作為系統(tǒng)指標(biāo)，而在終端設(shè)計中，則更多采用ACPR。
在一個射頻系統(tǒng)的工作頻帶（OBW）內(nèi)，可以劃分為多個信道，每個信道的載波帶寬稱為CBW（信道帶寬）。當(dāng)其中一個信道作為主信道工作時，由于系統(tǒng)非線性的影響，載波信號可能會泄露到相鄰信道。
主信道與相鄰信道的功率比即為ACLR，其計算公式如下：
ACLR通常以dBc（相對于載波的分貝值）表示，因此可以通過上述公式直接計算得出。
No.2 ACLR的影響
雖然ACLR的定義相對簡單，但其指標(biāo)不佳可能會對系統(tǒng)產(chǎn)生顯著影響：
? 干擾問題：如果ACLR指標(biāo)不佳，主信道的相鄰信道上會出現(xiàn)一個強大的未知信號。如果附近的通信系統(tǒng)恰好工作在這些相鄰信道上，這些信號將對該通信系統(tǒng)造成嚴(yán)重干擾，甚至可能導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常工作。
? 功率效率問題：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
所有無線通信系統(tǒng)都對ACLR有嚴(yán)格的要求，尤其是在基站設(shè)計中。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)射機的ACLR必須大于44.2dBc。
在5G NR中，對ACLR的要求更高，基站的ACLR通常需要大于45dB，具體要求詳見3GPP TS 38.104 version 15.2.0 Release 15。
對于UE（用戶設(shè)備）端，由于發(fā)射功率較低，ACLR的要求相對寬松，具體指標(biāo)可參考3GPP TS 38.101-1 version 15.2.0 Release 15。
不同的無線系統(tǒng)對ACLR有不同的定義和要求，因此在設(shè)計射頻系統(tǒng)時，必須根據(jù)相應(yīng)的無線通信標(biāo)準(zhǔn)來確保系統(tǒng)滿足要求。
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）的非線性特性。由于系統(tǒng)的非線性，載波信號會在相鄰信道產(chǎn)生泄露。以下是幾種改善ACLR的方法：
? 改善PA的線性度：
? 降低PA輸出功率：將PA的工作點調(diào)整到線性區(qū)域，避免接近壓縮點，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在高功率下的線性度，從而降低ACLR。
? 選擇更高線性的PA：使用線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：
? 降低濾波器和天線的插入損耗：低損耗的濾波器和天線可以確保PA在較低輸出功率下仍能滿足系統(tǒng)功率要求，同時減少反射功率對系統(tǒng)的影響。
? 優(yōu)化匹配網(wǎng)絡(luò)：良好的級聯(lián)匹配可以確保信號功率的最大傳輸，減少反射功率對DPD等技術(shù)的影響。
? 保證PA輸入信號的純凈性：
? 加入信道濾波器：在PA前級加入信道濾波器，可以過濾前級產(chǎn)生的互調(diào)失真，從而改善整個射頻發(fā)射鏈路的ACLR性能。
通過上述方法，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)手段來優(yōu)化PA的線性度、降低后端器件損耗和保證輸入信號的純凈性，可以顯著改善射頻系統(tǒng)的ACLR性能。這對于確保無線通信系統(tǒng)的高效、可靠運行至關(guān)重要。
