前饋超線性技術(shù)在星用固放中的應(yīng)用

摘要前饋技術(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。
關(guān)鍵詞前饋超線性；三階交調(diào)系數(shù)；星用固放

現(xiàn)代衛(wèi)星通信具有以下特點(diǎn)：衛(wèi)星通信數(shù)據(jù)量越來越大；頻譜資源緊張，通信信道越來越窄；通信保密性要求越來越高；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)用來說缺點(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失真信號(hào)。