微波线性功率放大器的研究

• 作 者: 李依林
• 出 处: 西安电子科技大学
• 发表日期: 2011年期
• 关键词: 功率放大器 二极管预失真器 小信号建模 大信号建模 谐波平衡

近年来,随着通信和微电子技术的发展,现代通信正朝着大容量、多载波、多电平、宽频带和高效率等方向发展。这些发展无疑对通信设备的设计提出了更高的要求。微波功率放大器作为发射机的核心部件,它的性能是制约整个系统性能和技术水平的关键因素。因此,功率放大器的分析、设计及线性化成为整个射频/微波系统构建的关键。本文研究了Ku波段内的功率放大器设计及其线性化技术。通过设计两种不同类型的二极管预失真器来改善功率放大器的线性度,即微波二极管传输型预失真器和微波二极管反射型预失真器,并用ADS仿真软件对其进行了仿真,仿真结果表明这两种二极管预失真器能有效的抑制三阶交调,同时对五阶交调有一定的改善。在大信号下,微波半导体器件基本上都工作在非线性区域上,那么,传统的线性电路分析和设计方法难以满足非线性电路的分析和设计要求。为了使功率放大器能有最大输出功率、增益和效率,本文从微波半导体功率器件的建模和非线性分析方法(即谐波平衡法)入手,进行功率放大器的分析和设计。具体论述了大小信号等效模型的建立,并对所建立的模型进行验证,验证结果表明所建立的模型能很好的拟合器件的特性。运用谐波平衡法来优化设计GaAs MESFET功率放大器。最后,根据线性化功率放大器设计技术指标,提出了放大器的总体设计方案,并对其进行了仿真。总之,微波半导体器件非线性电路建模和预失真线性化技术对改善微波功率放大器的性能起到了非常重要的作用。