毫米波线性化器研究
发布时间：2021-11-10 11:26
随着与互联网和物联网紧密相关的人工智能,云计算,自动驾驶等新兴技术的不断完善,促进着移动通信技术向着高传输速率,低连接时延,广接入量的方向发展。为了满足这种通信需求,第五代移动通信系统（5G）已将频谱扩展至毫米波频段。在毫米波通信系统中,为了降低能源消耗并且保证良好的通信质量,则要求通信系统中功率放大器同时具有高效率和高线性度。为了提升功率放大器的线性度,现代移动通信系统常常采用预失真技术对其进行线性度进行改善。然而,由于毫米波频段具有很高的频率和超大的带宽,窄带宽的数字预失真技术在毫米波频段的运用受到了很大的限制,而模拟预失真技术凭借低功耗,高频率和大带宽的优势成为了毫米波通信系统线性化的关键技术。因此,本文基于模拟预失真技术,结合行波管放大器（TWTA）和固态功率放大器（SSPA）的非线性特性,对毫米波频段线性化器做了重点研究。首先,本文以肖特基二极管为非线性发生器件,在传统并联传输式模拟预失真结构上引入了高低阻抗线,设计了一款带宽为3 GHz适用于Q波段TWTA的改进型并联传输式线性化器。由于传统结构设计参量简单,能够产生不同变化的预失真曲线有限。在引入高低阻抗线后,增加了设计参...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
某功率放大器的AM-AM和AM-PM特性曲线
第三章改进型并联传输式线性化器研究25路模块起到良好的电磁屏蔽效果。并且驱动电路和供电模块由于转换效率的原因存在着较大的热能损耗，需要利用金属腔体对其进行散热，以避免过热带来的性能下降甚至烧毁。3.2.1射频链路预算和器件选型项目要求在14f~f频段的3GHz带宽内，线性化器最大输入功率为-3dBm，最大输出功率23dBm，与TWTA联测时小信号增益55dB，级联后TWTA的P1dB能够46dBm，相位偏移小于30°。目标TWTA测试工作已在中电某所完成，测试的增益和相位曲线如图3-3和数据整理结果表3-1所示。（a）（b）图3-3目标TWTA测试结果图。（a）增益曲线图；（b）相位曲线图表3-1目标TWTA测试结果表小信号增益(dB)P1dB(dBm)相位偏移(deg)1f36.7044.918.652f36.9544.548.583f37.5544.9311.704f35.9445.3317.61由此可知，目标TWTA的最小增益约为30dB，而预失真模块插损一般在5~15dB之间，那么需要后级驱动放大器增益能够达到40dB以上。但是一般Q波段固态功率放大器增益约在20dB，所以至少需要两级驱动放大器。并且为了不恶化传输信号质量，第二级驱动放大器的P1dB至少要23dBm。当预失真模块插损较小时，需要降低驱动放大器增益，以免第二级驱放输入功率过大，进入饱和状态从而恶化线性化器信号质量。同时，由于线性化器的输出即为TWTA的输入，此时
第三章改进型并联传输式线性化器研究27工作电压4.5V和漏极电流300mA时，其主要的性能参数如图3-5所示。（a）（b）图3-5AMMC-5040主要性能参数@4.5300DDDDV=V，I=mA（a）小信号增益曲线图；（b）输出功率特性曲线图由图3-5可以看出，在Q波段内，增益都大于20dB，P1dB都大于18dBm，满足链路预算的要求。CGY2131UH是一款采用PHEMTGaAs工艺的功率放大器，其饱和输出功率可达0.5W，工作带宽为39~44GHz。在典型漏极电压4.5V和栅极偏压-0.3V工作状态下，其主要的性能参数如图3-6所示。图3-6CGY2131UH主要性能参数@4.50.3DDGV=V，V=V由图3-6可知，第二级驱放的小信号增益在线性化器工作带宽内增益大于22dB，P1dB均大于25dBm，满足设计要求。HMC-VVD106是一款基于GaAsPIN二极管的单片电压可调衰减器，具有低
【参考文献】：
期刊论文
[1]5G通信中数据传输可靠性的相关分析[J]. 柏亮. 中国信息化. 2020(03)
[2]毫米波蜂窝网络技术研究[J]. 刘科润,刘青龙. 电子技术应用. 2020(03)
[3]5G通信关键性技术[J]. 陈世勇. 数字通信世界. 2020(02)
[4]一种用于毫米波行波管的微带预失真电路[J]. 虞崇志,胡波雄,唐康凇,王刚,苏小保. 电子与信息学报. 2017(02)
[5]非线性放大器对OFDM信号的影响[J]. 王亚莉,傅延增,张海林,王育民. 西安电子科技大学学报. 2002(04)
硕士论文
[1]毫米波线性化技术研究[D]. 杨金榜.电子科技大学 2017
[2]Ku波段行波管线性化器设计及实现[D]. 王博.电子科技大学 2011
本文编号：3487154
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
某功率放大器的AM-AM和AM-PM特性曲线
第三章改进型并联传输式线性化器研究25路模块起到良好的电磁屏蔽效果。并且驱动电路和供电模块由于转换效率的原因存在着较大的热能损耗，需要利用金属腔体对其进行散热，以避免过热带来的性能下降甚至烧毁。3.2.1射频链路预算和器件选型项目要求在14f~f频段的3GHz带宽内，线性化器最大输入功率为-3dBm，最大输出功率23dBm，与TWTA联测时小信号增益55dB，级联后TWTA的P1dB能够46dBm，相位偏移小于30°。目标TWTA测试工作已在中电某所完成，测试的增益和相位曲线如图3-3和数据整理结果表3-1所示。（a）（b）图3-3目标TWTA测试结果图。（a）增益曲线图；（b）相位曲线图表3-1目标TWTA测试结果表小信号增益(dB)P1dB(dBm)相位偏移(deg)1f36.7044.918.652f36.9544.548.583f37.5544.9311.704f35.9445.3317.61由此可知，目标TWTA的最小增益约为30dB，而预失真模块插损一般在5~15dB之间，那么需要后级驱动放大器增益能够达到40dB以上。但是一般Q波段固态功率放大器增益约在20dB，所以至少需要两级驱动放大器。并且为了不恶化传输信号质量，第二级驱动放大器的P1dB至少要23dBm。当预失真模块插损较小时，需要降低驱动放大器增益，以免第二级驱放输入功率过大，进入饱和状态从而恶化线性化器信号质量。同时，由于线性化器的输出即为TWTA的输入，此时
第三章改进型并联传输式线性化器研究27工作电压4.5V和漏极电流300mA时，其主要的性能参数如图3-5所示。（a）（b）图3-5AMMC-5040主要性能参数@4.5300DDDDV=V，I=mA（a）小信号增益曲线图；（b）输出功率特性曲线图由图3-5可以看出，在Q波段内，增益都大于20dB，P1dB都大于18dBm，满足链路预算的要求。CGY2131UH是一款采用PHEMTGaAs工艺的功率放大器，其饱和输出功率可达0.5W，工作带宽为39~44GHz。在典型漏极电压4.5V和栅极偏压-0.3V工作状态下，其主要的性能参数如图3-6所示。图3-6CGY2131UH主要性能参数@4.50.3DDGV=V，V=V由图3-6可知，第二级驱放的小信号增益在线性化器工作带宽内增益大于22dB，P1dB均大于25dBm，满足设计要求。HMC-VVD106是一款基于GaAsPIN二极管的单片电压可调衰减器，具有低
【参考文献】：
期刊论文
[1]5G通信中数据传输可靠性的相关分析[J]. 柏亮. 中国信息化. 2020(03)
[2]毫米波蜂窝网络技术研究[J]. 刘科润,刘青龙. 电子技术应用. 2020(03)
[3]5G通信关键性技术[J]. 陈世勇. 数字通信世界. 2020(02)
[4]一种用于毫米波行波管的微带预失真电路[J]. 虞崇志,胡波雄,唐康凇,王刚,苏小保. 电子与信息学报. 2017(02)
[5]非线性放大器对OFDM信号的影响[J]. 王亚莉,傅延增,张海林,王育民. 西安电子科技大学学报. 2002(04)
硕士论文
[1]毫米波线性化技术研究[D]. 杨金榜.电子科技大学 2017
[2]Ku波段行波管线性化器设计及实现[D]. 王博.电子科技大学 2011
本文编号：3487154
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