[发明专利]一种基于可变电容的片上集成宽带线性化器

说明书

本发明公开的一种基于可变电容的片上集成宽带线性化器，属于微波毫米波单片电路技术领域。通过线性化电路控制模块分别控制向反射式预失真信号产生器和冷模pHEMT晶体管补偿校正电提供的直流电压驱动，调节线性化信号产生的大小。然后将反射式预失真信号产生器和冷模pHEMT晶体管补偿校正电路相结合，完成预失真信号的产生和补偿，最终生成预失真线性化信号以抵消功率放大器的非线性，反射式预失真信号产生器和冷模pHEMT晶体管补偿校正电路各匹配一个低损耗匹配模块进一步降低插损。本发明不仅改善了传统线性化器不能应用在宽频带的问题，还更好的拓宽了带宽。具有插入损耗低、应用带宽宽、结构紧凑、线性化改善显著的特点。

技术领域

本发明属于微波毫米波单片电路技术领域，应用于毫米波功率放大器单片电路线性化技术领域，具体涉及一种基于可变电容的片上集成宽带线性化器。

背景技术

射频模拟器件在无线通讯系统中有着重要地位，模拟信号功率放大器更是其中的核心。目前在工程上广泛应用的功率放大器在要求线性化输出时，常常采取功率回退的办法，即在低于饱和输出功率下工作，但此种方法会使放大器的功率附加效率大幅降低，造成很大的能量损失和浪费。为了提高功率放大器的功率效率，降低成本，通常的做法是使功率放大器工作于线性度较低而功率效率较高的状态，然后采取一定的措施从外部提高放大器的线性度，这些措施统称为线性化技术。

现今，各种线性化技术已经得到广泛应用，其中以前馈、负反馈和预失真技术为主。前两种技术在毫米波频段仍然存在局限性，常出现因寄生参数不一致，导致两路信号出现延时，使幅相不同难以保持一致，主辅路径之间非线性消除的精度很难控制，额外的模拟信号处理单元致使结构复杂、高功耗、线性化带宽受限等问题。预失真技术分为数字预失真和模拟预失真，最常见的是应用在sub-6频段的数字预失真，但数字预失真在高频段，尤其是K频段及以上难以实现，且应用带宽也较低。

模拟预失真技术是利用模拟器件来实现功放线性化的效果，采用模拟预失真技术的电路结构简单、集成度高、成本较低、具有较好的高频特性，且易于在非线性系统中实现，因此模拟预失真技术是当前研究的热点。公开号为CN107124142A的中国专利公开了一种基于非线性器件的可调预失真器，该可调预失真器先利用冷模pHEMT管的非线性，产生预失真信号；再通过预失真信号控制电路来调节信号失真程度；然后通过冷模pHEMT管和并联结构的开关以此来降低插入损耗。这种结构虽然可以改善放大器的线性性能，实现功能的可调性，但线性性能改善度不高，导致其集成芯片后出现频带过窄、插入损耗大、且不易调节的问题。

发明内容

针对上述存在的不足，为解决现有技术中模拟预失真器可调性差，应用带宽窄的问题，本发明提供一种基于可变电容的片上集成宽带线性化器，改善了现有片上集成宽带线性化器的线性化性能，提升了带宽，减少了插入损耗、且调节方便。

本发明采用的技术方案如下所述：

一种基于可变电容的片上集成宽带线性化器,包括:线性化电路控制模块、耦合器、低损耗匹配模块、反射式预失真信号产生器、冷模pHEMT晶体管补偿校正电路和功率放大器；

所述线性化电路控制模块输出端分别连接反射式预失真信号产生器和冷模pHEMT晶体管补偿校正电路，用于向反射式预失真信号产生器、冷模pHEMT晶体管补偿校正电路提供直流驱动电压，并通过驱动电压调节线性化信号产生的大小；

所述耦合器具有输入端、耦合端、直通端和隔离端，隔离端起隔离信号的作用，不做连接；包括耦合器一、耦合器二、耦合器三和耦合器四；耦合器一的输入端连接输入信号，耦合端连接低损耗匹配模块一的第一输入端，直通端连接耦合器二的输入端；耦合器二的耦合端连接低损耗匹配模块一的第二输出端，直通端连接耦合器三的输入端；耦合器三的耦合端连接低损耗匹配模块二的第一输入端，直通端连接耦合器四的输入端；耦合器四的耦合端连接低损耗匹配模块二的第二输出端，直通端连接功率放大器；其中耦合器一和耦合器三用于将接收到的信号分成两路，耦合器二和耦合器四用于将接收到的两路信号的合成并输出。