宽带可重构微波毫米波线性化结构制造技术

本发明专利技术公开了一种宽带可重构微波毫米波线性化结构，包括第一功分器，所述第一功分器的信号输入端作为射频信号输入端口，所述第一功分器的信号输出端分为两路，一路为线性支路，一路为非线性支路，所述线性支路经矢量调制器与第二功分器的一个信号输入端连接，所述非线性支路经非线性发生器与第二功分器的另一个信号输入端连接，控制模块两个信号输出端经数字模拟转换与矢量调制器以及非线性发生器的控制信号输入端连接。所述结构中控制模块可以根据预失真需求输出不同的控制信号使其具有相位幅度独立灵活调节的特性，实现线性化器的可重构；另外可以通过线性支路的相位和幅度的调节来补偿器件特性在宽带内的差异，保证放大器输出平坦度。放大器输出平坦度。放大器输出平坦度。

【技术实现步骤摘要】
宽带可重构微波毫米波线性化结构


[0001]本专利技术设计微波毫米波
，尤其涉及一种宽带可重构微波毫米波线性化结构。

技术介绍

[0002]高频电磁波在通信系统中具有宽带，高信息量等特点，展开毫米波、亚毫米波、太赫兹等通信技术研究就是未来拓宽可利用的通信频谱资源的有效方法。而微波放大器作为通信系统发射链路最关键的一环，系统的效率和线性度很大程度都取决于功率放大器的性能。然后功率放大器的效率和线性度又是一对互相独立的指标，随着功率放大器的效率提高，放大器进入饱和区，非线性特性增加，无法保证通信系统的高线性度，影响正常的工作。
[0003]近年来，随着电子技术通信技术的发展，雷达通信一体化成为研究的热点。雷达与通信，在原理上都是利用电磁波来实现各自的功能，同时其硬件结构也十分相似，进行雷达通信一体化的研究可以减少电子设备的数量体积，同时也可以缓解频谱资源拥堵和电磁干扰等问题，雷达通信一体化中可以利用雷达系统发射功率大，灵敏度高，方向性强等优点来增加通信距离和对抗性干扰的能力。但是在雷达系统的发射支路一般只关注功率而忽略的放大器的失真，而通信系统要求高线性度来保证通信的准确性。在一体化设计中，往往要求对系统的要求是多频带，可重构，如何解决一体化系统中的预失真也是一个问题。
[0004]目前功率放大器主要是固态功率放大器和电真空管放大器，但是这两种器件随着输入功率的不断增大，其增益和相位都会产生失真特性。为提高放大器的线性度，线性化技术被提出，如功率回退、负反馈、前馈技术、数字预失真和模拟预失真等。预失真技术是在放大器前级级联一个与其非线性特性相反的器件来抵消放大器的失真从而提高线性度。数字预失真，利用预失真的思想通过数字的方法实现，熟知的有查表结构、记忆多项式等，但其复杂程度大，十分依赖数模转换的精度和效率，很难应用在毫米波以及更高的频段。模拟预失真技术凭借其简单的结构和较宽的带宽，广泛应用在毫米波领域。
[0005]模拟预失真的电路实现方式主要分为传输式、反射式和两路式等结构，其主要是利用肖特基二极管、场效应管等非线性器件来产生与放大器的失真曲线相反的非线性曲线。传统的两路式结构线性支路大多采用变容二极管和PIN型二极管来进行移相位，但在毫米波频段下，器件和无源结构在不同频率下具有一定的差异，所以传统的线性化器在宽带内的预失真特性很难保持一致，从而影响放大器输出功率的平坦度。
[0006]在模拟预失真技术中，一直存在可调性较差，幅度和相位的关联性强，很难实现独立调节。同时在实际电路的设计，传输线的长度对预失真曲线的相位和幅度影响很大，一般线性化器的相位特性通过微带线的长度进行调控（参考论文Microwave Diode
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based MMIC Analog Predistorter for SSPA with Independently Tunable Phase），一般电路尺寸固定后，出来的相位特性或扩张或压缩，仅适用行波管放大器（TWT）或者固态功率放大器（SSPA），可调节性差。在高频时，电路尺寸小，加工误差易造成出来的特性不符合设计目标，同时又很难再进行调整。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种宽带可重构线性化器结构，采用两路合成式结构，线性支路和非线性支路独立可调，可以实现多种预失真曲线，实现线性化器可重构；通过线性支路的相位和幅度的调节可以补偿器件特性在宽带内的不一致，从而实现预失真曲线在宽带的一致性，保证放大器输出平坦度的宽带。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种宽带可重构微波毫米波线性化结构，其特征在于：包括第一功分器和控制模块，所述第一功分器的信号输入端作为射频信号输入端口，所述第一功分器的信号输出端分为两路，一路为线性支路，一路为非线性支路，所述线性支路经矢量调制器与第二功分器的一个信号输入端连接，所述非线性支路经非线性发生器与第二功分器的另一个信号输入端连接，控制模块的一个信号输出端与DAC模块的控制输入端连接，所述DAC模块的两个控制输出端分别与所述矢量调制器和非线性发生器的控制输入端连接；控制模块储存并输出矢量调制器和非线性发生器的控制电压，第二功分器用于对两路信号进行合成得到预失真曲线。
[0009]优选的，所述第一功分器和第二功分器为威尔金斯功分器。
[0010]优选的，所述控制模块为FPGA控制模块。
[0011]进一步的技术方案在于：所述结构采用控制模块预存控制电压，通过DAC转换输出控制两条支路电压的数模混合的方式，控制模块能够预存多种控制电压组合，电压组合得到的具体方法如下：搭建所述可重构微波毫米波线性化器电路结构；利用自动测试程序测试不同电压组合的预失真曲线；根据目标预失真曲线进行数据处理和电压组合提取；将提取的数据存入控制模块。
[0012]进一步的技术方案在于：基于矢量合成原理线性支路和非线性支路都可以改变各自的偏置电压从而改变合成信号，实现线性化器的可重构。
[0013]优选的，非线性支路的非线性发生器通过设计基于肖特基二极管或场效应管电路实现。
[0014]采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术所述器件得益于线性支路的矢量调制器（VM）可以进行360
°
相移和幅度衰减，同时非线性支路也由独立的电压进行控制，进而实现相位和幅度的独立调节；可以在一个线性化器电路中得到适应用SSPA和TWT两种放大器的预失真曲线，FPGA控制模块可以实时根据需求分时、分频段给出最佳的控制组合电压，以满足不同工作频带下不同需求的预失真曲线，实现了线性化器的可重构；同时两路式结构中，可以通过线性支路的相位和幅度的调节来补偿器件特性在宽带内的不一致，从而实现预失真曲线在宽带的一致性，保证放大器输出的平坦度。
附图说明
[0015]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0016]图1为本专利技术实施例所述器件的结构示意图；图2为本专利技术实施例所述器件提取控制电压的流程图；
图3为本实施例所采用非线性发生器电路图；图4为本专利技术实施例所述器件92.5GHz在控制组合电压1下的幅度相位特性；图5为本专利技术实施例所述器件92.5GHz在控制组合电压2下的幅度相位特性；图6为本专利技术实施例所述器件90
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100GHz频带内在控制组合电压3下的幅度相位特性；图7为本专利技术实施例所述器件92.5GHz在不同电压控制组合电压下相位调节的特性；图8为本专利技术实施例所述器件92.5GHz在不同的控制组合电压下幅度独立调节的特性；其中：1、第一功分器；2、第二功分器。
具体实施方式
[0017]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]在下面的描述中阐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽带可重构微波毫米波线性化结构，其特征在于：包括第一功分器，所述第一功分器（1）的信号输入端作为射频信号输入端口，所述第一功分器（1）的信号输出端分为两路，一路为线性支路，一路为非线性支路，所述线性支路经矢量调制器与第二功分器（2）的一个信号输入端连接，所述非线性支路经非线性发生器与第二功分器（2）的另一个信号输入端连接，控制模块的一个信号输出端与数模转换模块(DAC)的控制输入端连接，所述DAC模块的两个控制输出端分别与所述矢量调制器的控制输入端和非线性发生器的控制输入端连接；控制模块储存并输出矢量调制器和非线性发生器的控制电压，第二功分器（2）用于对两路信号进行合成得到预失真曲线。2.如权利要求1所述的宽带可重构微波毫米波线性化结构，其特征在于：所述第一功分器（1）和第二功分器（2）为威尔金斯功分器。3.如权利要求1所述的宽带可重构微波毫米波线性化结构，其特征在于：所述控制模块采用FPGA（现场可编程阵列）控制，通过DAC转换实现电压控制。4.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：李九六，王钰山，江伟佳，
申请(专利权)人：石家庄烽瓷电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：