[发明专利]基于波导电桥的可调谐毫米波行波管用模拟预失真器

说明书

本发明公开了一种基于波导电桥的可调谐毫米波行波管用模拟预失真器，包括波导正交电桥结构、非线性发生结构和过渡结构；波导正交电桥结构采用标准波导设计，包括波导正交电桥；非线性发生结构包括第一肖特基二极管、第二肖特基二极管、第一射频扼流接地电路、第二射频扼流接地电路、第一可调谐微带线、第二可调谐微带线；过渡结构主要起连接波导正交电桥结构、非线性发生结构作用。本发明采用波导正交电桥、E面探针过渡结构、有源偏置的肖特基二极管和可调谐微带电路，通过设计可调谐微带长度和宽度，调整每个肖特基二极管偏置电压和偏置电阻，能够在更高的毫米波频段实现适用不同程度非线性失真特性的TWTA的可调谐的预失真曲线。

技术领域

本发明涉及一种基于波导电桥的可调谐毫米波行波管用模拟预失真器。

背景技术

近年来，全球通信卫星领域正处于蓬勃发展之中，新兴中低轨道通信卫星星座迅速崛起，构建天地一体化网络成为未来通信领域发展的必然趋势。同时为了适应高速大容量数据传输的需求，通信频率逐渐在升高，已经从C、Ku频段逐渐向毫米波Ka、V、E频段发展，W频段卫星通信也已经成为空间通信应用中最重要的科学前沿频域。

在整个毫米波卫星通信系统的收发链路中，需要对调制信号进行线性放大，以便对信号进行精确解调，调制信号的任何幅度或相位失真都有可能增加误码率。随着新型调制技术的应用，对系统的线性度的要求越来越高，而系统的线性度主要受末级毫米波高功率放大器的影响。在卫星通信领域，行波管功率放大器(TWTA)凭借其高增益、大功率、宽带宽等优点而广泛应用，然而当高功率放大器被推向饱和状态时，在获得较高输出功率的同时信号会产生严重的非线性失真，导致通信系统性能恶化。通常可以采用输出功率回退的方法降低信号的非线性失真，维持系统正常工作。但是功率回退法不仅降低了效率，而且大大增加了成本。因此既能改善非线性失真又能保持功率放大器高的输出功率和效率的线性化技术成为了行业内关注的焦点。

模拟预失真技术是对信号进入功率放大器之前预先进行失真来矫正功率放大器本身带来的信号非线性失真的一种线性化技术，凭借其原理简单、实现方便、稳定性高、带宽较宽、改善效果明显等特点得到了广泛应用。模拟预失真器是通过使用具有非线性特性的器件，如肖特基二极管、场效应晶体管等，综合设计射频电路，从而产生与功率放大器非线性特性互逆的传输特性，通常根据电路结构的不同，可以分为传输式、反射式和环路式结构。

目前模拟预失真器的三种结构形式的设计各有发展，主要采用微带电路的结构，传输式模拟预失真器结构简单，主要在主传输线上串联或并联非线性器件产生与功率放大器非线性特性互逆的传输特性；反射式通常结合电桥结构，在电桥的直通和耦合端口加载非线性器件，利用两路反射信号的合成产生所需要的传输特性；环路式是基于矢量合成的理论，以两路式为例，通常采用移相器、衰减器组成线性支路，利用非线性器件组成非线性支路，通过两路信号的矢量合成产生所需要的传输特性。

目前应用的模拟预失真器但仍然有很多不足之处：

(1)传输式结构和反射式结构往往可调节参量少，预失真曲线可调谐性往往比较差；

(2)环路式结构，结构复杂，调节难度较大。

(3)应用频率低，主要工作在微波频段以及毫米波频率低端频段，由于加工工艺的限制和器件性能的限制无法适用于更高的频率(如W频段)。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用波导正交电桥、E面探针过渡结构、有源偏置的肖特基二极管和可调谐微带电路，通过设计可调谐微带长度和宽度，调整每个肖特基二极管偏置电压和偏置电阻，能够在更高的毫米波频段实现适用不同程度非线性失真特性的TWTA的可调谐的预失真曲线的基于波导电桥的可调谐毫米波行波管用模拟预失真器。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：基于波导电桥的可调谐毫米波行波管用模拟预失真器，包括波导正交电桥结构、非线性发生结构和过渡结构；