前饋超線性技術(shù)在星用固放中的應(yīng)用

前饋技術(shù)是一種能有效改善固放線性度指標(biāo)的方法。為滿足星用固放對(duì)線性度指標(biāo)越來(lái)越高的要求，文中以某前饋超線性星用固放為例，介紹了前饋超線性技術(shù)在星用固放中的應(yīng)用。從前饋超線性技術(shù)工作原理、固放推動(dòng)放大器指標(biāo)分配、主功率放大器指標(biāo)分配、輔助功率放大器指標(biāo)分配、矢量調(diào)制器及自適應(yīng)電路選用幾個(gè)方面對(duì)放大器進(jìn)行了分析。實(shí)測(cè)結(jié)果證明，星用固放通過(guò)引入前饋超線性技術(shù)，三階交調(diào)系數(shù)指標(biāo)-50 dBc，相對(duì)于傳統(tǒng)固放線性度指標(biāo)改善30 dB以上。

現(xiàn)代衛(wèi)星通信具有以下特點(diǎn)：衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)量越來(lái)越大；頻譜資源緊張，通信信道越來(lái)越窄；通信保密性要求越來(lái)越高；多載波及包絡(luò)時(shí)變的數(shù)字調(diào)制系統(tǒng)應(yīng)用越來(lái)越廣泛。當(dāng)射頻固放工作在大信號(hào)或多信號(hào)時(shí)，其幅度和相位特性的非線性會(huì)引起信號(hào)失真，產(chǎn)生互調(diào)，從而影響通信質(zhì)量。圍繞著如何減小這種互調(diào)產(chǎn)物，保證信號(hào)質(zhì)量的問(wèn)題，對(duì)衛(wèi)星通信、數(shù)傳發(fā)射機(jī)的核心部件-星用固放的線性度提出了越來(lái)越高的要求。

目前我國(guó)現(xiàn)有的衛(wèi)星通信系統(tǒng)為獲得高線性，固放多采用傳統(tǒng)的功率回退的辦法，雖然電路簡(jiǎn)單，但功率放大器的線性度改善是通過(guò)犧牲系統(tǒng)工作效率和固放的輸出功率獲得的，線性化指標(biāo)也較差，對(duì)于衛(wèi)星通信系統(tǒng)工程應(yīng)用來(lái)說(shuō)缺點(diǎn)多、弊端大，衛(wèi)星通信系統(tǒng)對(duì)于超線性星用固放的需求越來(lái)越迫切。本文以某超線性星用固放為例，介紹前饋超線性技術(shù)在星用同放中的應(yīng)用。

1 工作原理

前饋系統(tǒng)工作原理如圖1所示，由環(huán)1信號(hào)抵消環(huán)和環(huán)2失真信號(hào)抵消環(huán)組成，環(huán)1實(shí)現(xiàn)失真信號(hào)提取功能，環(huán)2實(shí)現(xiàn)失真信號(hào)抵消功能。輸入射頻信號(hào)通過(guò)功分器分兩路進(jìn)入環(huán)1，一路進(jìn)入主功率放大器進(jìn)行射頻放大，由于射頻放大器固有的非線性效應(yīng)，主功率放大器輸出信號(hào)包含有失真分量；一路信號(hào)調(diào)整相位幅度后作為參考支路，與主功率放大器輸出耦合出的信號(hào)進(jìn)行疊加，通過(guò)調(diào)整參考支路的相位幅度，使得參考支路信號(hào)與主功率放大器輸出耦合出的信號(hào)相位相反幅度相等，從而實(shí)現(xiàn)信號(hào)抵消，環(huán)1的下支路輸出信號(hào)只剩下失真信號(hào)。環(huán)1下支路得到的失真信號(hào)進(jìn)入環(huán)2輔助功率放大器進(jìn)行失真信號(hào)放大，進(jìn)入耦合器與上支路主功率放大器放大輸出的信號(hào)進(jìn)行疊加，通過(guò)調(diào)整上支路主功率放大器輸出信號(hào)的相位延時(shí)，使得兩支路的失真信號(hào)相位相反，通過(guò)調(diào)整輔助功率放大器的增益，使得兩支路失真信號(hào)幅度相等，從而實(shí)現(xiàn)失真信號(hào)抵消，在系統(tǒng)的最終輸出中得到放大的無(wú)失真信號(hào)。

|

2前饋超線性星用固放設(shè)計(jì)

本方案以一個(gè)UHF工作頻段、輸出功率為25 W的星用固放引入前饋超線性技術(shù)，通過(guò)改善功放線性度的實(shí)例介紹前饋超線性技術(shù)在星用固放中的應(yīng)用。前饋超線性星用固放的原理框圖如圖2所示。

2.1推動(dòng)放大器

推動(dòng)放大采用兩級(jí)放大，輸入和輸出都設(shè)計(jì)有隔離器以保證駐波，兩級(jí)放大級(jí)間加帶通濾波器，對(duì)小信號(hào)進(jìn)行濾波，以保證最終輸出的信號(hào)頻譜純凈，選用的第二級(jí)功率管1 dB壓縮點(diǎn)功率較大，處于完全線性的工作狀態(tài)，保證足夠的功率回退，實(shí)現(xiàn)高線性。