一種應用于Ka頻段空間行波管放大器的寬帶線性化器
為了降低行波管放大器(TWTA)的非線性,介紹了一種采用傳輸拓撲的寬帶二極管預失真線性化器的設計。分析了用于補償TWTA 非線性的線性化器增益和相位擴張特性。測試結果表明,在19. 5 ~ 21. 3 GHz 頻率范圍內,TWTA 的交調指標得到改善。
隨著大容量衛星通信系統的快速發展,發射通道多載波工作時,由高功率放大器(HPA) 的幅度和相位非線性產生的交調產物成為了發射通道內的噪聲源。為了降低這種非線性影響,通常HPA 的工作點會選擇在遠離飽和點,直接導致的HPA 的低效率。采用線性化技術,獲得良好的交調指標的同時,能夠提高工作點至飽和區。
預失真線性化技術是衛星轉發系統應用的主流技術。預失真信號具有與HPA 非線性相反的增益和相位非線性,能夠補償HPA 的非線性。近來研究表明二極管預失真技術更適用于衛星應用,真空技術網(http://smsksx.com/)認為其線性化器設計簡單,具有小型化、寬帶化和低功耗的優點。
本文介紹了一種采用傳輸拓撲的Ka 頻段寬帶預失真線性化器的設計,使用反向并聯二極管并設計偏置電路,分析了用于補償行波管放大器(TWTA)非線性的線性化器增益和相位擴張特性,并研制了樣機,與TWTA 聯試的結果表明,增益壓縮、相移和交調指標得到改善。
線性化器的理論分析
傳輸型二極管預失真線性化器的原理基于雙路矢量合成,原理圖如圖1。
圖1 傳輸型二極管預失真線性化器原理圖
肖特基二極管可以理解為可變動態阻抗,其電阻值會隨著輸入信號電平變化。通常,在低電平輸入信號時,二極管可以認為是開路,在高電平輸入信號時,二極管可以認為是短路。
本文中,采用肖特基二極管設計了一種寬帶線性化器,實現了與TWTA 非線性特性相反的增益和相位擴張,有效補償了TWTA 的非線性轉移特性。這種線性化器具有小型化、輕量化的優點,已經應用在通信衛星的Ka 頻段LTWTA 產品中。