[发明专利]一种基于时延匹配技术的宽带线性化器设计方法

说明书

一种基于时延匹配技术的宽带线性化器设计方法，包括如下步骤：第一步、对初始线性化器中二极管进行仿真测试，得到非线性支路的相位特性；第二步、根据非线性支路的相位特性调节线性支路的长度，使线性支路与非线性支路的色散相同；第三步、通过在线性支路加入理想移相器，对线性支路和非线性支路进行矢量合成，得到需要的非线性性能，从而完成时延匹配的宽带线性化器设计。本发明能够保证上下两路(线性支路和非线性支路)的时延匹配，从而改善了线性化器的工作带宽。

技术领域

本发明涉及一种基于时延匹配技术的宽带线性化器设计方法，属于微波技术领域。

背景技术

微波功率放大部件是卫星通信系统中最重要的有效载荷之一，其主要作用是提供系统所需要的增益，实现微波射频信号的放大，由于微波功率放大部件自身的非线性，以致微波功率放大器在饱和点附近工作时不能完全满足多载波工作要求，使得功放工作在饱和点回退较多的小信号状态，功率和效率较低。现代卫星通信系统要求微波功率放大器在大RF功率输出的同时，拥有高线性度。因此线性化技术被广泛应用于微波功率放大部件。

线性化器作为线性化微波功率放大部件中的核心器件，很大程度上决定着整个组件的带宽性能，传统的线性化器相对带宽不超过15％，制约着整个系统的带宽。

线性化器拓扑有很多种，目前主流的拓扑为两路矢量合成线性化器电路结构，原理如下图1所示。

但传统的线性化器仿真，主要关注上下两路的幅度和相位匹配，带宽较窄，并未关注到上下两路的时延匹配。由于传输线及二极管，移相器，衰减器的时延均不相同，高低频点的相位不一致，从而导致两路合成时，高低频点的上下两路相位差不一致。进而导致在不同频点线性化器两路合成的合成量具有很大差距，这使得线性化器非线性性能在中心频点与边带相差较大，带宽无法做宽。

因此需要一种新的设计方法，将上下两路的时延进行匹配，从而改善线性化器的工作带宽。

发明内容

本发明的发明内容为：克服现有技术的不足，提供一种基于时延匹配技术的宽带线性化器设计方法，能够保证上下两路(线性支路和非线性支路)的时延匹配，从而改善了线性化器的工作带宽。

本发明的技术解决方案是：

一种基于时延匹配技术的宽带线性化器设计方法，包括如下步骤：

第一步、对初始线性化器中二极管进行仿真测试，得到非线性支路的相位特性；

第二步、根据非线性支路的相位特性调节线性支路的长度，使线性支路与非线性支路的色散相同；

第三步、在线性支路加入理想移相器，对线性支路和非线性支路进行合成，得到需要的非线性性能，从而完成时延匹配的宽带线性化器设计。

所述第一步中初始线性化器按常规方法设计，其中线性支路和非线性支路等长。

所述第二步中，线性支路与非线性支路的色散相同即指非线性支路高低频点的相位差与线性支路高低频点的相位差一致。

所述第三步中，在ADS中，对调节完线性支路长度的线性化器进行建模仿真，通过仿真确定线性支路需要比非线性支路超前或滞后多少相位，才能使上下两路理想合成；根据线性支路需要比非线性支路超前或滞后多少相位，确定加入理想移相器的类型和位置。

如果线性支路比非线性支路超前或滞后的相位为0度、90度、180度或270度，则理想移相器选用特殊的无色散器件。

a.如果线性支路比非线性支路超前或滞后0度，则线性支路和非线性支路使用威尔金森功分器进行功分合成；

b.如果线性支路比非线性支路滞后90度或超前270度，则需要在线性支路和非线性支路两路合成时使用Lange电桥代替威尔金斯功分器进行合成，且Lange电桥耦合端与线性支路相连。