[发明专利]毫米波自适应预失真线性化固态功放

说明书

本发明提出的一种毫米波自适应预失真线性化固态功放，结构简单、成本低，频带宽、稳定性好。本发明通过下述技术方案予以实现：毫米波射频信号通过前级驱动放大器进行预放大后进入模拟预失真线性化器，对射频信号进行预失真，通过增益可调放大器进行放大和末级功率放大器输入输出进行耦合，耦合信号送入末级功放非线性参数提电路并输出检测分量送监控处理单元，监控处理单元对接收的信号进行矢量运算，输出模拟预失真线性化器幅度控制电压V1、V2，实时地调整预失真器的参数，对末级功放非线性进行补偿，同时输出增益可调放大控制电压V3去控制增益可调放大器的增益，整个系统实时检测末级功率放大器的幅度相位失真信息，使线性度始终处于最佳状态。

技术领域

本发明涉及一种主要应用于航天测控、卫星通信等领域，尤其是用于毫米波频段的自适应预失真线性化固态功放。

背景技术

随着无线用户和宽带通讯业务的飞速发展,通讯频段变得越来越拥挤,为在有限的频谱范围内容纳更多的通信信道,需要采用频谱利用率更高的调制方式,如QPSK、16QAM。但是由于放大器存在非线性,信号的包络波动会产生交调失真和频谱扩展。传统的解决方法是采用大功率放大器进行功率回退,使放大器工作在线性放大区,但这种方法降低了功率放大器的效率。因此,现在人们更侧重采用线性化技术,常用的线性化技术主要有3种:负反馈法、预失真、前馈法。负反馈法采用闭环反馈的结构,致使放大器的增益下降,而且一般只用于低频场合；前馈技术效果最好,但电路太复杂；预失真技术具有电路结构简单,工作相对稳定,可适用于宽带系统,因此是一种有应用前景的线性化技术。

功率放大器是通信无线发射机的重要组成部分。在发射机的前级电路中，调制振荡电路所产生的射频信号功率很小，需要经过一系列的放大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大器，获得足够的射频功率以后，才能馈送到天线上辐射出去，以完成通信功能。所以，功率放大器的性能直接影响到通信质量。发射机的末级是电子设备功耗的主要部分，也是成本最高的部分，通常采用B类或C类放大使放大器有尽可能高的效率，但这类放大器有严重的非线性特性。OPSK或OAM等线性调制技术频谱利用率高，但其起伏的包络信号通过非线性功率放大器将产生交调失真，不能满足发射机频谱特性指标。在多载波传输系统(如MMDS)中，多路信号通过非线性放大器将产生交调，这是无法用滤波器滤出的。通常将多路载波分别线性放大后用频率复用器合成一路送到天线。高功率频率复用器不仅消耗功率，而且技术难度大，成本高。采用超线性功率放大器可同时放大多路信号而使交调限制在允许范围内。功率放大器的线性化技术是使放大器输出功率和效率最高的同时具有线性特性，常用的有前馈法(feedforward)、反馈法(feedback)、预失真法(predistortion)、用非线性部件实现线性化(LINC)等。数字信号处理技术(DSP)的飞速发展为线性化技术提供了有效手段，出现了自适应线性化技术。具有自适应补偿控制的前馈放大器能获得超线性特性，但是，由于这种方法需要辅助放大器而使设备复杂价格高、效率低。反馈法包括射频反馈法和包络反馈法，设备简单，但频带窄且难以获得高的线性特性。LINC法将输入信号变成2个恒包络信号，由2个C类放大器放大，然后合成。这种方法效率高，但实现信号分离复杂，要求2个放大器一致性好且合成效率高。