[发明专利]一种反射式可调预失真器

说明书

本发明公开了一种反射式可调预失真器，具体采用电桥反射式结构，由3dB 90度电桥连接场效应管，将场效应管源极连接肖特基二极管作为非线性产生器。肖特基二极管的引入使得场效应管在可变电阻区栅级电压的调节范围变大，非线性特性加强，可调性增强；通过控制加载于场效应管栅级电压和肖特基二极管正向偏压，来调节场效应管的漏‑源电阻与肖特基二极管的结电阻，从而形成能分别适用于固态功放和行波管功放的两种预失真特性，使预失真器为SSPA和TWTA两种功率放大器提供预失真特性，在特定预失真特性下，只改变场效应管栅级电压来控制扩张量的大小，能提高预失真器的可调性以及改善量。

技术领域

本发明属于微波功率放大器技术领域，具体涉及一种反射式可调预失真器。

背景技术

近年来，随着无线卫星通信技术的快速发展，频谱资源日益紧张。结合现代不断迭代更新的模拟与数字通信技术，为了有效地提高频谱利用率，采用了一些频谱利用率较高的非恒包络调制技术，如OFDM，QPSK，64QAM等，由此带来被调制信号具有很高的均峰比(PAPR)。然而这些具有非恒定包络、宽带、高均峰比的已调信号通过微波功率放大器后将产生互调失真，对临近信道产生干扰，且无法滤除，严重制约着无线通信系统的性能。因此，现代无线通信对系统中微波功率放大器的线性度提出了更高的要求。

微波功率放大器作为卫星无线通信系统中重要的非线性器件，线性度是衡量其性能的重要指标之一。为了给通信系统提供更高的输出功率，功率放大器常工作在饱和状态，随着功率放大器输入功率的增大，功率放大器增益的幅相特性会产生非线性变化，导致通信系统性能恶化。作为射频通信中常用的两种功率放大器，固态功率放大器(SSPA)主要适用于较低功率需求场景，而行波管放大器(TWTA)相较于前者输出功率更高。对于固态功率放大器(SSPA)，其增益的非线性幅相特性呈现出幅度压缩(AM-AM)，相位扩张(AM-PM)的趋势；而对于行波管功率放大器(TWTA)，其增益的非线性幅相特性均呈现出逐渐压缩的趋势。为了满足微波功率放大器的线性化需求，对功率放大器线性化的相关研究在通信领域显得尤为重要。其中，预失真技术凭借其结构简单，稳定性高，带宽较宽等特点得到了广泛应用。

传统模拟预失真线性化技术采用在功放前加入和功放非线性特性相反的器件，来补偿功放的非线性，从而达到提高系统线性度的目的。对于反射式预失真器，通常结合电桥，在电桥的直通和耦合端口加载非线性器件，利用两路反射信号的合成产生所需要的传输特性。作为预失真器的非线性器件，可用二极管或场效应管实现，二极管预失真器大多选用肖特基势垒二极管，其结电阻会随着加载在二极管上的偏压改变而改变来产生非线性特性，在电路中可分为串联型与并联型结构，具有结构简单、易实现、易生产的特点；场效应管预失真器以场效应管的连接方式分为共栅型和共源型，通过调节栅极电压来控制场效应管源-漏电阻来产生非线性，但会带来比较大的插损。由于固态功放和行波管功放的非线性特性不同，现有的模拟预失真器必须针对特定功放的非线性特性进行设计。

现有预失真技术的主要问题和缺陷为：无法同时适用于固态功放和行波管功放，导致应用领域受限；预失真器线性化效果受电路结构以及非线性器件影响，补偿量不大。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明提出了一种反射式可调预失真器。