一種端口匹配的行波管預失真線(xiàn)性化器

　　模擬預失真是補償行波管非線(xiàn)性失真的一種非常重要的方法。不過(guò), 目前大多數的預失真器需要在輸入輸出端加隔離器, 增加了系統的復雜性。本文介紹一種工作在L 波段的基于二極管的預失真線(xiàn)性化器。這種預失真線(xiàn)性化器利用3dB 分支線(xiàn)耦合器的特性, 實(shí)現輸入輸出端的良好匹配。隨著(zhù)輸入功率的增加, 該預失真線(xiàn)性化器可以達到不同的增益擴張和相位擴張。級聯(lián)行波管后的測試表明, 采用這種預失真線(xiàn)性化器, 使得行波管在額定輸入功率范圍內的增益壓縮和相位壓縮從以前的6 dB 和40°改善到0.5 dB 和5°。

　　隨著(zhù)衛星通信系統傳輸數據容量的飛速增長(cháng),對功率放大器( PA) 線(xiàn)性度提出了越來(lái)越高的要求,而行波管非線(xiàn)性失真直接影響通信系統的性能, 因此星載行波管線(xiàn)性化技術(shù)成為衛星通信的關(guān)鍵。對于單獨的行波管來(lái)說(shuō), 為了防止傳輸信號在功率放大時(shí)的非線(xiàn)性失真, 可以利用功率回退的方法來(lái)避免非線(xiàn)性失真現象, 但這會(huì )降低效率, 因此單獨的行波管很難同時(shí)滿(mǎn)足高線(xiàn)性和高效率的條件。預失真線(xiàn)性化技術(shù)， 就是針對功放非線(xiàn)性的特性(例如增益壓縮) , 利用某種器件或者搭建某種電路結構, 使它能提供相反的非線(xiàn)性補償特性(例如增益擴張) 。將這樣的電路結構或器件放置在主功放之前, 通過(guò)級聯(lián)的自然合成, 理論上最終可以獲得較好線(xiàn)性輸出。預失真線(xiàn)性化技術(shù)具有相當好的可實(shí)現性, 且在糾偏、帶寬、穩定性等指標上均有較好的表現, 所以在工程上比較常用。

　　目前大多數的預失真線(xiàn)性化器, 在輸入和輸出端口不能實(shí)現良好的匹配, 會(huì )有反射信號產(chǎn)生,一般在工程應用中需要在輸入端和輸出端加隔離器, 大大增加了系統的復雜性。本文將介紹一種結構簡(jiǎn)單的預失真電路, 利用3 dB 分支線(xiàn)耦合器的特性, 實(shí)現輸入輸出端的良好匹配, 避免了在輸入和輸出端口采用隔離器, 一定程度上降低了系統的復雜性。另外,真空技術(shù)網(wǎng)(http://likelearn.cn/)認為 通過(guò)調節肖特基二極管上的偏置電壓, 可以分別使得預失真線(xiàn)性化器的增益擴張和相位擴張同時(shí)滿(mǎn)足補償行波管非線(xiàn)性的要求, 得到比較好的補償效果。

　　預失真器的電路結構及原理分析

　　本文介紹的預失真器是一種基于肖特基二極管的可以實(shí)現良好輸入輸出匹配的射頻預失真器。主要是因為肖特基二極管工作在飽和區的非線(xiàn)性失真可以作為預失真電路中的非線(xiàn)性器件實(shí)現對行波管的增益和相位補償, 另外二極管具有體積小以及低功耗等特性, 有利于在空間環(huán)境中使用。其電路原理圖如圖1 所示。

圖1 預失真線(xiàn)性化器件原理圖

　　本文利用肖特基二極管, 在L 波段設計了一種新型行波管預失真線(xiàn)性化電路。介紹了這種器件的原理圖, 工作原理以及測試結果。實(shí)驗結果表明, 該預失真線(xiàn)性化器在輸入和輸出端的反射損耗均在- 20 dB以下, 實(shí)現了良好的端口匹配。在額定輸入功率范圍內, 通過(guò)調節肖特基二極管的偏壓, 該預失真電路可以得到不同的增益擴張和相位擴張。通過(guò)級聯(lián)行波管放大器, 使得行波管在額定輸入功率范圍內的增益壓縮和相位壓縮從以前的6 dB 和40°改善到0.5 dB 和5°, 線(xiàn)性度明顯改善。