在射頻(pín)設計(jì)中，我們經常會(huì)遇到(dào)各種各樣的(de®&₹∞)系統指标，比如(rú)EVM，VSWR，NF，ACLR等等，這(↑♠zhè)麽多(duō)的(de)縮寫搞得(de)人(rén)雲裡(lǐ)霧裡(lǐ)，↑& ÷尤其是(shì)對(duì)很(hěn)多(duō)剛入門(mén)‌ γ的(de)同學來(lái)說(shuō)，不(bù)懂(dǒng)這(zhè)些(xiē)縮•®ε寫的(de)意思，有(yǒu)時(shí)候很¶©Ω(hěn)難理(lǐ)解大(dà)牛們在說(shuō)什(shén)麽？

今天射頻(pín)學堂再和(hé)大(dà)家(jiā)一(yī↓→>)起抽絲剝繭一(yī)個(gè)射頻(pín)指标——§₹'ACLR。

ACLR的(de)定義

和(hé)其他(tā)的(de)指标一(yī)樣，ACLR也(y$≈ě)是(shì)一(yī)個(gè)英語全稱的(de)縮寫——Adjace★≈★nt Channel Leakage Ratio, ©☆✘←看(kàn)到(dào)全稱之後是(shì)不(bù)是(shì)✘≥意思就(jiù)明(míng)了(le)了(₩‌¥∏le)：鄰道(dào)洩露比。

還(hái)有(yǒu)一(yī)個(gè)和(hé)它一(yī)樣意思的(de)射頻(§φpín)指标，叫做(zuò)ACPR，全稱 Adjacent Channel ¥<↔↔Power Ratio，鄰道(dào)功率比。

雖然名稱不(bù)同，但(dàn)是(shì)ACLR和(hé)ACPR所表示的(de)÷♣意思是(shì)一(yī)樣的(de)，都(dōu)是(shì§σ≤)指主信道(dào)功率和(hé)相(xiànλ↕‍ g)鄰信道(dào)功率的(de)比值。一(yī)般情況下(xià)，在基站(zhàn)設計(jì)中，常采用(yòng"π)ACLR作(zuò)為(wèi)系統指标，而終端設計(jì)中，常采用(yòng)ACPR作(zuò)為(wèi)ε¥"∞系統指标。

在一(yī)個(gè)射頻(pín)系統的(de)工(gōng)作(zuò)頻(p ♠↔​ín)帶OBW內(nèi)，可(kě)以分(fēn)為(wèi)多(duō)個(g™≤è)信道(dào)，每個(gè)信道(dào)載波的(de)帶寬稱為(wèi)CBW，當其≥'中一(yī)個(gè)信道(dào)作(zuò)為(wèi€÷)主信道(dào)工(gōng)作(zuò)的(de)時(shí)候，由 •δ于系統非線性的(de)影(yǐng)響，載波信号會(huì)洩露在相(xiàσ☆→αng)鄰信道(dào)，主信道(dào)和(hé)≠∏相(xiàng)鄰信道(dào)的(de)功率比就(jiù)是(shì)ACLR.  ≥φ&公式如(rú)下(xià)：

ACLR一(yī)般采用(yòng)dBc的(de)格式，所以呢(>δ ne)，利用(yòng)相(xiàng)鄰信道(dào)功率（dBm）減去(qφ​↓ù)主信道(dào)功率（dBm）即可(kě)。

ACLR的(de)影(yǐng)響

ACLR的(de)定義非常簡單明(míng)了(le)，但(dànφ∑)是(shì)如(rú)果ACLR的(de)指标©φ€不(bù)好(hǎo)，會(huì)對(du♠÷¥ì)系統有(yǒu)哪些(xiē)影(yǐng)響呢(ne)？

最直接的(de)影(yǐng)響就(jiù)是(shì)在主信道(dào)的(de)'∏相(xiàng)鄰信道(dào)上(shàng)有(yǒu)一(yī∞♥β)個(gè)非常大(dà)的(de)未知(zh₩ ₩©ī)信号，如(rú)果附近(jìn)的(de)通(tōng)δ¶信系統剛好(hǎo)工(gōng)作(zuò)在相(xiàng)鄰信道(dào)上(shàng)，☆ '那(nà)麽這(zhè)個(gè)未知(zhī)信号就(jiù)會(huì)對(duì)這(z•↕₹§hè)個(gè)通(tōng)信系統造成很(hΩ'ěn)大(dà)的(de)幹擾，這(zhè)個(gè)巨大(dà)的(de)幹•'♠擾将會(huì)使這(zhè)個(gè)通(tōng)信系統帶來®®±§(lái)比較大(dà)的(de)影(yǐng)響，× δ$甚至無法工(gōng)作(zuò)。

另一(yī)方面，根據功率守恒定理(lǐ)，如(rú)果"Ω®在相(xiàng)鄰通(tōng)道(dγ‍✔ào)上(shàng)有(yǒu)比較大(dà)的(de)洩露功率，那(n<β∞à)麽主信道(dào)的(de)功率就(jiù)∞¶♣π會(huì)減小(xiǎo)，通(tōng)信系統的(de)效率就(jiù)會(hu₩πì)比較低(dī)，從(cóng)而造成比較大(dà)的(de)功耗問(wèn)題。α✔β×

ACLR的(de)系統要(yào)求

所以呢(ne)，對(duì)于所有(yǒu)的(de)無線通(tōng)信系統，都(d♦≈&πōu)有(yǒu)嚴格的(de)ACLR的(de)要(yào)求₽ ，尤其是(shì)在基站(zhàn)中，比如(r≤≥ú)對(duì)于LTE 第四代通(tōng)信系統，在 3GP↓γ↕P TS 36.141 version 9.12.0 Release 9 中對(¥₹∞duì)LTE發射機(jī)的(de)ACLR有(yǒu)>¥©♣明(míng)确的(de)要(yào)求：ACLR>44.2dBc

在5G NR中，對(duì)ACLR有(yǒu)了(le)更高(gāo♣δ®)的(de)要(yào)求，一(yī)般情況下(xià)，基站(zhàn)的(de™♣)ACLR要(yào)大(dà)于45dB。詳∞←←♥見(jiàn) 3GPP TS 38.104 version 15.2.0 Release ¥≠15 中對(duì)ACLR的(de)要(>δyào)求。

相(xiàng)應的(de)，在UE端，應為(wèi)發射功率更低± €(dī)，所以一(yī)般ACLR的(de)要(yào)求會(huì)低(dī)一(©÷yī)些(xiē)，比如(rú)在3GPP TS 38.10↓∑ε1-1 version 15.2.0 Release 15→→γ∑ 給出的(de)UE 端 ACLR的(de)指标要(yào)求。

所以，對(duì)于ACLR的(de)要(yào)求，不(bù)同的(de)無線系統有♣€πε(yǒu)不(bù)同的(de)定義，同學們在設計(jì)的(de)時(shí)候，一(yī)定要★β≤(yào)根據相(xiàng)應無線通(tōng)信标準的(de)定義，設計(‍∏$Ωjì)滿足要(yào)求的(de)射頻(pín)系統。

如(rú)何改善系統的(de)ACLR？

導緻ACLR惡化(huà)的(de)因素' &$有(yǒu)很(hěn)多(duō)，但(dàn)是(sh>λ±ì)影(yǐng)響最大(dà)的(de)還(hái)是(shì)PA ÷的(de)非線性。因為(wèi)鄰道(dào)功率的(de)洩露，本身(shēn÷Ω≥♥)就(jiù)是(shì)由于系統的(de)∑↑'非線性引起的(de)。

如(rú)下(xià)圖所示，我們把一(yī)個(gè)載波信号分(fēn)β₩δ成幾個(gè)子(zǐ)載波，由于非線性的(de)影(yǐng)響，每兩個(gè)子(z≤αβǐ)載波都(dōu)會(huì)在載波的(de)左右兩側各産生(shēn&≠‍♠g)一(yī)個(gè)互調信号，這(zhè)個(gè)互調信号就(jiù)造成了(le  ÷)相(xiàng)鄰信道(dào)的(de)功率填充。如(rú)果φφ♦已知(zhī)子(zǐ)載波的(de)功率和(hé)I♠₩MD的(de)功率，就(jiù)可(kě)以計(jì)算(suàn)出☆€↓ACLR的(de)值。

如(rú)果功率放(fàng)大(dà)器(qì)的(d↔↕δe)輸出功率過高(gāo)，接近(jìn)壓縮點，那(nà)麽在相(xiàng)♠•≈φ鄰通(tōng)道(dào)中産生(shē§↔®×ng)的(de)IIP3和(hé)IIP5産品的(de)功率也(yě)會(huì)過高(g ✘✔āo)。并且這(zhè)些(xiē)高(gāo)功率IMD産物(wù)剛∏$∑‌好(hǎo)落在相(xiàng)鄰通(tōng)道(>↕φ‍dào)，就(jiù)會(huì)導緻高(gāo)ACLR。這(zhè)就(λ≈≠jiù)是(shì)在最大(dà)功率下(xià)發生(shēng)不(bù)良ACL↓↔€§R的(de)原因。

在這(zhè)種情況下(xià)，為(wèi)了(le)改善ACLRγ₩§'，首要(yào)任務是(shì)改善PA的(de)線性，這(zhè)時(shí)，可(®×σkě)以通(tōng)過降低(dī)PA的(de)輸出功率，是(shì)PA工(gōng)作(±®zuò)在線性區(qū)，或者通(tōng)過DPD來(lái)改 ÷¶ 善PA在高(gāo)功率下(xià)的(de)線性度；或者呢(n €♣e)，選用(yòng)更高(gāo)線性的(de)PA。

第二點可(kě)以通(tōng)過改善PA後端器(qì)件(jiàn)的(de)損   耗，比如(rú)濾波器(qì)，比如(rú)天線。這(zhè)裡(lǐ)的(λε∑de)損耗既包括回波損耗，也(yě)包括插入損耗。

從(cóng)上(shàng)文(wén)降低(dī)PA輸出功率可(kě)以改善AC★±¶•LR這(zhè)一(yī)點來(lái)說(shuō)，後級濾波器(qì)天₹>↔ 線的(de)低(dī)插損，可(kě)以保證PA在輸出低(dī)功率下(xià)也(yě)能(✔♦&néng)滿足系統的(de)功率要(yào)求≤'；另一(yī)方面PA輸出口良好(hǎo)的(de<✘✘ )匹配，不(bù)僅保證了(le)信号功率能(néng)夠最大(dà)的(dγ↑e)傳輸，也(yě)保證了(le)反射功率對(duì)系統的★₩≈ (de)影(yǐng)響最低(dī)，尤其是(shì)對(duì)DPD的(de)影(€←yǐng)響。

這(zhè)一(yī)點可(kě)以通(tōng)過後級良好(hǎo)的©‌‌(de)級聯匹配，以及選用(yòng)低(dī)損耗的(de)元件(jiàn)和(h↑£↕é)PCB來(lái)實現(xiàn)。

第三點就(jiù)是(shì)保證幹淨的↑‍✔∞(de)PA輸入。有(yǒu)源器(qì)件(jiàn)&←↓₩的(de)非線性會(huì)産生(shēng)互調失真，無<"£論在PA端，還(hái)是(shì)在前面Tx中，都(dōu)會(huì)産生(shΩ♣ēng)。如(rú)果在前面Tx鏈路(lù)中就(jiù)有(yǒu)比較大(dà)的(de)→¥♠互調失真，那(nà)麽經過PA放(fàng)大(dà)後，其對(duì)系≈ ↓統的(de)影(yǐng)響将會(huì)變大(dà)。這(z✔Ω•δhè)種情況下(xià)，可(kě)以在PA前級加入 ♥₩信道(dào)濾波器(qì)來(lái)過濾前級産生(shēng)的(de☆☆ε♣)互調失真，以此來(lái)改善這(zhè)個(gè)射♦✘§φ頻(pín)發射鏈路(lù)的(de)ACLR性能(néng)。