降低行波管放大器非线性的预失真技术研究

文章提出了一种新型的利用预失真技术设计行波管配用线性化器的数学模型.在saleh提出的行波管的模型的基础上,得出了预失真电路的功率转移特性曲线和相位漂移曲线,扩展了行波管放大器的线性工作区,并实现了级联后的整个系统在线性工作区域内增益不变和零相位漂移,所得结果为行波管预失真电路的设计提供了重要的理论依据.     

一种基于二极管的L波段行波管预失真电路

该文分析了行波管放大器的输入输出曲线,并计算得到理想预失真线性化电路的增益和相位响应曲线。提出一种由两条非线性支路组成的预失真电路,并讨论了电路中肖特基二极管主要参数对预失真曲线的影响。设计制作了L波段预失真电路,并与行波管放大器联合测试,实验结果表明,加入预失真电路后,行波管放大器三阶交调载波比IM3在输入功率回退3 dB、6 dB、9 dB时分别从-10.3 dBc、-14.3 dBc、-18 dBc改善到-12.1 dBc、-18.5 dBc、-26.9 dBc。     

一种Ku波段空间行波管预失真器

提出一种无需直流偏置的Ku波段空间行波管预失真器.基于90°电桥、反向并联GaAs肖特基二极管对和负载电阻,产生预失真信号.同时可通过改变微带线长度和负载阻值实现可调性.此外,该电路自身具有良好的输入输出匹配特性,简化了电路结构.实测结果表明,该预失真器在带宽500MHz范围内可获得约7dB增益扩展和45°相位扩张.与行波管联测表明,行波管双音饱和输入功率回退3dB时,三阶交调可获得约6dB的改善效果.     

一种Ku频段新型宽带幅相可调谐模拟预失真器

采用模拟预失真技术设计一款Ku波段预失真器，使用2个MA4E2037肖特基势垒二极管和三段无源传输线产生预失真信号，通过调节偏置电压实现幅度和相位可调；同时结合平衡式结构，改善单支路非线性器件增益扩张曲线斜率不足问题，改善输入驻波比。仿真结果表明，在14 GHz处，增益补偿和相位补偿可分别达到17 dB和60°以上；在频率12~16 GHz，增益扩张和相位扩张可达到15 dB和50°以上，整个频带内预失真器S11小于-17 dB。该预失真器适用频带宽，结构简单，功能实用。     

Ku波段模拟预失真线性化器

提出了一种基于模拟预失真方法的线性化器设计。利用预失真技术设计行波管配用线性化器的数学模型,得出了预失真电路的功率转移特性曲线和相位特性曲线。预失真电路采用上下支路对消结构,通过二极管产生失真信号,并利用2个可调衰减器和可调移相器来调节其幅度和相位,以此补偿功率放大器的AM-AM,AM-PM失真特性,改善输出信号的线性度。此外通过改变二极管的偏压,线性化器能够提供不同种幅度和相位特性的组合方式,用于不同特性的功放。基于该模拟预失真方法设计了行波管线性化器,在给定的动态范围内幅度扩张5 dB,相位扩张40°。     

一种适用于Ku波段行波管放大器的预失真线性化器

随着通信技术的发展,功率放大器线性度要求日益提高。该文提出一种两支路预失真电路,在单支路预失真电路基础上加入可调衰减器和非线性发生器级联成的辅助支路,改善了单个非线性发生器增益曲线斜率不足的问题,并在ADS中代入行波管模型仿真分析。在此基础上,加工Ku波段实际预失真电路并与行波管联合实验,线性化后的行波管放大器三阶载波交调比在输入功率回退3 dB时达到12.92 dB,回退6 dB时达到22.8 dB,线性度有了明显的改善。     

基于TRL的3mm波段变容二极管对建模方法

本文在商用变容二极管的简化电路模型基础上,对非线性肖特基结和周围的无源结构进行了基于石英介质的TRL去嵌入建模分析,在考虑二极管无源区和封装环境各种寄生参量情况下,建立了精确的3mm波段二极管对电路模型.采用TRL算法,通过拟合初始二极管S参数曲线和TRL测试参数确定芯片电路模型中各集总参数元件数值.二极管对在片各项测试结果和基于改进的电路模型仿真结果相吻合.该二极管对电路模型建模方法可应用于毫米波亚毫米波混频倍频电路的准确分析与设计.     

用于毫米波段行波管的可调预失真器

提出了满足行波管功率放大器(TWTA)要求的毫米波段的可调预失真线性化器,该预失真器基于90°定向耦合器、GaAs肖特基二极管、微带线和负载电阻,产生预失真信号。通过调节GaAs肖特基二极管的偏置电压、微带线电长度及负载电阻可以得到不同的增益扩展和相位扩张效应,在频率为29 GHz~31 GHz和额定输入功率范围内,增益扩展范围为5 dB~11.5 dB,相位扩张范围为35°~65°。仿真及实测结果表明:该预失真电路可调性强,满足通信工程TWTA的补偿需求。     

一种新型线性化器的研究

介绍了固态功率放大器的线性化技术,并提出了一种新型反向并联肖特基二极管预失真器结构。对预失真器原理与基本结构进行了分析,通过改变预失真器中二极管的外加偏置电压和电阻值来调节失真信号的幅度和相位,达到线性化的目的。同时,利用ADS软件对加预失真器的固态功率放大器进行电路优化仿真,根据电路优化参数,对线性化固态功率放大器进行研制。测试结果表明,固态功率放大器三阶交调改善了15.8 dB,五阶交调也改善了10 dB,线性化改善效果明显,突破了工程化应用的技术瓶颈。     

基于循环平稳特性的欠采样宽带数字预失真研究

为了解决行波管(TWT)宽带数字预失真(DPD)中反馈回路ADC采样率过高的问题，该文利用信号的循环平稳特性证实可通过欠采样下的输出信号估计功放的非线性模型参数，然后由功放非线性模型参数和输入信号可恢复出与高采样率下效果相似的功放输出信号，最后通过传统的间接学习结构对功放进行数字预失真以实现行波管的线性化。为了验证该方法，利用20 MHz LTE信号驱动一只55 W的X波段行波管放大器(TWTA)。数字预失真反馈回路的ADC采样率从61.44 Msps降低至6.144 Msps和3.072 Msps，但线性化效果变化不大，表明欠采样方法是有效的。     

一种行波管用毫米波射频预失真线性化器

射频预失真是提高功率放大器线性度的一种有效手段,精确补偿放大器的非线性失真需保证幅度和相位补偿同时满足要求.针对Ka波段行波管放大器的线性化,提出一种新型射频预失真电路.该电路由前置、后置电平调节模块和基于矢量合成技术的非线性信号产生模块构成.改变两电平调节模块的增益,可实现补偿区间的调节;改变非线性信号产生模块中两支路的偏置电压,可实现预失真补偿量调节及幅度/相位的独立调节.将实际电路与配用Ka行波管联测,在输出功率回退6 dB时,行波管三阶互调系数提高约11.5 dBc.     

Ka波段高精度模拟预失真线性化器

模拟预失真技术是改善行波管放大器非线性失真的一种有效方法,但补偿精度较低的缺点是制约其进一步发展的关键因素。增益相位独立调节技术和补偿曲线形状调节技术是提升模拟预失真补偿精度的重要技术。提出了一种适用于Ka波段行波管放大器的高精度模拟预失真器,该预失真器采用双路矢量合成式结构,在29~31 GHz 范围内,通过调节二极管偏置电压可以同时实现补偿曲线形状调节和增益相位扩张量独立调节,有效提升了补偿精度。与行波管放大器的联合测试结果表明,在30 GHz 时,该预失真器可以将行波管放大器的增益压缩从5.3 dB 减小到1.2 dB,相位偏移从62°减小到6.5°。线性化后的行波管放大器的非线性失真明显降低,在输出功率回退5 dB 时,三阶互调系数提高了9.3 dB。     

星载EPC的抗干扰分析与设计

气象卫星星载行波管放大器TWTA的抗干扰能力是其可靠性的一个重要参数。为空间行波管TWT提供电源及控制的EPC的抗干扰性对整个TWTA的抗干扰能力起主要影响。该文以EPC中预稳电路为例,利用开关电源的小信号模型分析了电路对稳态干扰的响应、运用PSPICE进行瞬态干扰分析,给出了PID(Proportional-Integral-Differential)参数最优设计方法,实际结果满足要求。     

基于非迭代算法和非直接学习结构的查询表TWTA预失真器

提出了一种基于查询表和非直接学习结构的适用于行波管放大器（TWTA）的基带预失真器。通过引入线性增长的周期性训练序列和失真检测算法，实现了预失真器非迭代方法的参数捕获。与普通查询表预失真器相比，该预失真器不但能离线处理失真数据，而且不需要使用基于最小代价函数的迭代算法更新预失真器查询表中的内容，从而能在降低对系统处理速度要求的同时，回避了算法收敛性问题。仿真结果表明，所提预失真器可大大降低由TWTA非线性所引入的带内失真和频谱再生。     

反并联二极管实现预失真线性化器的电路设计

放大器的非线性失真特性严重影响信号的传输质量,射频预失真是一种有效改善行波管非线性度的方法。本文利用反并联肖特基二极管完成了X波段预失真线性化器的设计。仿真结果表明,在8.4GHz~8.6GHz频率范围和一定输入功率内,各个频点处增益扩张量保持在6dB左右,工作频带内增益平坦度在1dB以内,相位扩张基本保持在45°左右。     

基于肖特基二极管传输型预失真器设计

本文提出了一种基于肖特基二极管传输型预失真器，由两个肖特基二极管并联来构成的，可以通过调整二极 管偏置电压来对其幅度和相位特性进行调节。本文先对该传输型预失真器的原理进行了分析，给出了其等效电路，并 对该等效电路进行了分析；然后通过ADS 对该二极管传输型预失真器进行了仿真。仿真结果表明该预失真器能够有效 的改善功率放大器的线性度。     

基于肖特基二极管的反射式可调预失真电路

为解决传统反射式预失真电路可调性不高、对功率放大器的邻信道泄漏比(ACLR)改善量小的问题,文 中提出了一种基于肖特基二极管的反射式可调模拟预失真电路。该电路由90°电桥、肖特基二极管以及偏置电路组 成。每条支路采用两个并联肖特基二极管产生非线性信号,以抵消功放的非线性失真。每一个肖特基二极管都有独立 的偏置电路,从而可以增加电路调节的自由度。通过改变每个肖特基二极管的偏压,可实现更大动态范围的幅度和相 位的补偿。基于此原理加工的S 波段模拟预失真电路对中心频率为3. 5 GHz 的Doherty 功率放大器进行线性化测试, 实验结果证明:加上提出的模拟预失真电路后,在输出功率为-28 dBm 时被测功放的ACLR 改善了14. 6 dBc 以上。     

330 GHz太赫兹次谐波混频器设计

为了缓解微波频段频谱资源的日益紧张,对太赫兹频段进行探索,介绍了一款基于GaAs肖特基二极管的330 GHz次谐波混频器。设计采用了整体综合设计的方法,进行高频结构模拟器(HFSS)与先进设计系统(ADS)联合仿真。优化过程中,电路不连续性通过HFSS仿真结果表征,电路传输特性和二极管非线性特性由ADS仿真结果表征,通过优化传输线参数,实现优化电路的目的。此方法增大了仿真优化空间,降低了设计难度。仿真结果显示,在300~350 GHz频段内,混频器的变频损耗小于8 dB。     

一种场效应管预失真电路对改善行波管非线性的作用

该文利用场效应管的非线性作用,替代通常预失真线性化电路中的衰减器和移相器,使这种预失真器在相位扩张量变化较小的同时,可以对增益扩张量进行调节控制,有效提升了预失真电路改善行波管非线性的作用。实际设计电路实验表明,在频率为8.38-8.58 GHz和额定输入功率范围内,设计了实际电路并完成相应的实验,获得了6 dB和45的增益和相位扩张以及15.4 dB的载波与交叉调制分量比值的改善。     

中频数字预失真法改善功率放大器的非法性

对高功率放大器的失真特性进行了数学分析,描述了功率放大器三阶和五阶互调产物随工作状态不同而发生的变化。总结了常用的几种预失真线性化方法,着重详细介绍了中频数字预失真线性化方法对非线性功率放大器的校正原理和预失真电路系统设计,并通过Matlab仿真软件对设计电路进行了仿真,给出了仿真结果。对工程设计具有一定的指导意义。