本文讨论的是一项关于磁共振成像（MRI）中功率放大器（PA）线性化的研究，特别是针对1.5特斯拉（1.5T）MRI设备的功率放大器。文中提出了一种时分多项式预失真器（Time-division polynomial, TDP）模型，用以建模和线性化具有高输入信号动态范围非线性特性的1.5T MRI功率放大器。研究中使用的具体放大器在63.89MHz的频率下具有64dBm的输出功率，并采用两种不同的Sinc脉冲信号进行了建模和线性化测量。为了证明这种非线性模型的优势，研究者将提出的TDP模型与传统的无记忆多项式（Non-memory polynomial, NMP）和无数字预失真的1.5T MRI功率放大器进行了比较。实验结果表明，与NMP相比，TDP模型在两种不同的测试信号下可以达到高达9dB的归一化均方误差改善，并且在幅度调制/幅度调制（AM/AM）和幅度调制/相位调制（AM/PM）转换方面有显著更好的减少效果。研究的主要动机来自于对MRI中射频（RF）场的精确控制的需求，这对提供高质量的成像能力至关重要。
为了深入理解这些知识点，我们需要从几个方面来进行展开。需要了解MRI系统中功率放大器的重要性以及为何需要线性化。MRI系统利用强大的磁场和射频脉冲使身体组织的氢原子产生共鸣，发出信号，之后通过接收和处理这些信号来生成人体内部结构的图像。在这个过程中，为了确保图像的质量，需要对射频场进行精确控制。功率放大器在这一环节中扮演着重要角色，因为它负责提供足够的能量来激发原子。然而，功率放大器在正常激励波形下驱动时，往往表现出非线性特性，这会直接影响到射频场的精确控制，进而影响成像质量。
在放大器的非线性现象中，通常会遇到AM/AM和AM/PM转换。AM/AM转换指的是输入信号的幅度调制引起输出信号幅度变化的情况，而AM/PM转换指的是输入信号的幅度调制导致输出信号相位变化的情况。这两种转换的非线性效应会影响信号的传输质量，尤其是对信号的带宽和失真度有负面影响。
为了避免这些问题，通常会采用功率回退技术来保证放大器的线性工作状态。然而，这种方法虽然能够提升线性度，但会带来放大器输出功率的降低和效率的下降，从而增加了MRI系统的成本。因此，研究者们致力于开发数字预失真技术来改善这一问题。
预失真技术的核心在于在信号放大之前对其进行适当调整，以补偿放大器的非线性特性，从而得到一个线性化的输出信号。本文提出的时分多项式预失真器就是基于这一思想。通过与传统的NMP模型对比，TDP模型在减少AM/AM和AM/PM转换方面表现得更为出色，有效提高了信号的质量，并且在一定的范围内降低了系统的成本和提高了效率。
从研究方法来看，本文通过使用两种不同的Sinc脉冲信号进行建模和线性化测量，对比TDP模型与传统模型在实际应用中的表现。具体实验结果显示，在进行预失真处理后，TDP模型能够显著减少非线性失真，从而提供更为清晰和精确的图像。这对于医学成像设备来说，具有非常实际的应用价值，能够有效地提升MRI技术的成像效果。
这项研究的创新点在于提出了一种新的预失真模型，并通过实验验证了该模型的有效性。其对于后续研究和实际应用提供了新的视角和方法，有望在实际MRI系统中得到应用，改善放大器线性化问题，进而提升医学成像质量。
