国外对于功率放大器线性化技术的研究早已开展,最早时间是十九世纪初。1928年,贝尔实验室的Harold.S.Black发明了负反馈技术和前馈技术,并将这两项技术运用到功率放大器的设计中,测量结果显示,非线性失真得到了较好改善。一般认为这是功率放大器放线性化技术研究的开端,但当时所研究的功率放大器频率还比较低。61676

原理简单的功率回退法在早期电路设计中应用的较广泛,但这种方法不可避免的缺点在于系统工作效率太低,所以在功放系统的外围搭建附加电路成为研究的重点。在实际运用中,人们为了能有效改善线性失真度,在设计电路的时候往往综合运用这几种线性化技术。

1980年以来,微波频段以上的功放线性化技术研究受到越来越多的关注。近年来有大量的关于该课题的文献涌现,但是此类研究大多集中在射频和微波频段,对于毫米波频段的研究则不多见。

2005年,台湾国立大学Jeng-Han Tsai和Hong-Yeh Chang等人利用GaAs HEMT制作了一款内置于MMIC中的低损耗线性化器,工作频率达到了44GHz,QPSK频谱测试结果表明,非线性失真分量改善达7~9dB,该设计首次将线性化技术引入到了毫米波频段[9]。其电路结构如图1-2所示。2007年,基于Doherty功放后失真技术设计的功放工作频率为42GHz,输出功率为19dBm时,IMD3可达-40dBc。

MMIC内置线性化电路结构

图1-2 MMIC内置线性化电路结构

近一两年来,关于线性化技术的文章和研究层出不穷,所研究的频率也不再局限于30GHz,向更高频率发展。2012年,中国西南电子技术研究所将模拟预失真技术用于Ka频段大功率200W固态功放研究中。该预失真器的核心器件是射频二极管,与末级功放级联后,三阶交调分量达到了-35dBc,文献综述最高能改善15dB,对比图如1-3所示。加入预失真器前后功放三阶互调的对比

同年,美国新泽西大学的Allen Katz 等人撰文研究了预失真技术用于毫米波频段放大器的可行性,主要针对行波管放大器,工作频率为81~86GHz。结果显示,预失真技术甚至可以被应用到100GHz以上的极高频段。对于行波管放大器,交调失真分量可以改善10dB以上

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