CN208572042U - 一种星载小型化模拟预失真器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种星载小型化模拟预失真器，采用传输型结构，将两级肖特基二极管并联放置，通过设置合理的偏压工作点，搭建***匹配电路。预失真器随着输入功率的增大，呈现出增益扩张和相位滞后的特性，电路实现结构简单，体积小，能够与现有的电路加工技术集成，实现电路的小型化。连接两个二极管的微带线的长度应满足半波长的整数倍，以实现增益扩展和相位滞后程度的叠加。每个二极管旁边各并联一个电容，通过改变电容的容值，可以调节预失真器的相位滞后特性。二极管供电线的偏置电阻实现对二极管导通电压的调节，通过改变该电阻值，控制预失真器随输入功率变化的工作点，同时可以调节增益扩张和相位滞后的幅度。

Description

一种星载小型化模拟预失真器

技术领域

本实用新型涉及一种预失真器，具体涉及一种星载小型化模拟预失真器。

背景技术

商业微小卫星对其测控链路的体积和功耗提出很高的要求，要求测控应答机具有低功耗、小型化、易集成的特点。因此，为提高电源效率，降低卫星整机功耗，测控链路发射通道末端的功率放大器通常工作在接近饱和状态，以提高工作效率，降低整机功耗。同时卫星测控通信***普遍采用了BPSK、QPSK等数字调制方式，这些数字调制方式通常要求功率放大器具有较高的线性度，来降低数据传输的误码率，又不干扰微小卫星相邻信道的通信工作。

实用新型内容

本实用新型设计了一种能够适应于微小卫星测控***的模拟预失真器，要求其电路具有结构简单、功耗低、体积小的特点，该预失真器和发射通道末端的功率放大器级联后，能够有效的改善功放在饱和功率处的交调失真，提高功放的线性度。

本实用新型的技术方案如下：

1、模拟预失真器采用传输型结构，将两级肖特基二极管并联放置，通过设置合理的偏压工作点，搭建***匹配电路。预失真器随着输入功率的增大，呈现出增益扩张和相位滞后的特性，电路实现结构简单，体积小，能够与现有的电路加工技术集成，实现电路的小型化。

2、该模拟预失真器采用两级二极管并联的方式，连接两个二极管的微带线的长度应满足中心工作频率的半波长的整数倍，以实现增益扩展和相位滞后程度的叠加；

3、为能够对预失真器的相位滞后程度实现单独的调节，每个二极管旁边各并联一个电容，通过改变电容的容值，在不影响预失真器增益的情况下，可以调节预失真器的相位滞后特性；

4、二极管供电线的偏置电阻实现对二极管导通电压的调节，通过改变该电阻值，控制预失真器随输入功率变化的工作点，同时可以调节增益扩张和相位滞后的幅度。

本实用新型的电路具有结构简单、体积小、功耗低的优点，特别适用于微小型卫星测控应答机的发射通道，改善功放在饱和功率处的非线性特性。

附图说明

图1为本发明星载小型化模拟预失真器的电路图。

具体实施方式

本实用新型的模拟预失真器是利用二极管作为预失真器，构建适当的电路结构，在合适的偏压点附近，控制其增益和相位随输入功率的变化特性，其结构简单易实现、体积小和功耗低，非常适合目前微小卫星通信***对电路小型化和低功耗的发展要求。该模拟预失真器和卫星测控***发射机末端的功放级联后，可以在不影响功放效率的情况下，有效降低功放在饱和功率处的非线性失真，提高功放的线性。现结合实施例、附图对本实用新型作进一步描述：

图1为本发明星载小型化模拟预失真器的电路图。C₀表示隔直电容,容值优选为100～1000pF，防止直流电压影响信号的输入和输出端口。C₁表示并联的调节电容，改变电容的容值可以单独调节模拟预失真器相位滞后的程度,其容值优选为0.5～20pF。

+V_cc表示电源电压,电压值优选设置为3～8V，为二极管提供适当的电源电压，R表示偏置电阻，其阻值优选设为1K～10K欧姆，从而改变二极管的偏置电压，影响其传输特性。

Z₀表示微带线的特性阻抗，用来实现前后级的阻抗匹配，l表示微带线的物理长度，当其物理长度为中心工作频率半波长的整数倍时，可以实现前后级二极管增益扩张幅度和相位滞后的叠加。

图1中Diode1和Diode2为采用肖特基二极管，利用肖特基二极管在特定偏压下的非线性特性，随着输入功率的增大，肖特基二极管预失真器能够呈现出增益扩张和相位滞后的特性。

大信号输入功率P_in(V_in)时，二极管的电流会出现削峰，信号失真会产生直流工作电流I_r,改变二极管的静态工作点。此时二极管工作点的电流I_dL和V_dL可以表示为：

I_dL＝I_r+f(V_dL) (4)

V_dL＝V_CC-R·I_r-R·f(V_dL) (5)

则此时二极管的等效电阻R_d表示为：

利用微波网络方法可以求出其两端口的散射参数S₂₁：

则其幅度为：

相位为：

传输型二极管预失真器的传播特性，幅值|S₂₁|和相位∠S₂₁随着输入功率P_in(V_in)的变化可以表述为：

由此可见，预失真器随着输入功率的增大呈现出增益扩张和相位滞后的特性，可以用来补充功放在饱和功率处的失真，提高功放的线性度。

本实用新型星载小型化模拟预失真器电路采用了单电源的偏置网络，这种单电源馈电方式结构简单、体积小，便于小型化集成设计实现。

需要说明的是，上文只是对本发明进行示意性说明和阐述，本领域的技术人员应当明白，对本发明的任意修改和替换都属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种星载小型化模拟预失真器，其特征在于，两级二极管并联连接，两个二极管之间连接有微带线，每个二极管旁边各并联一个调节电容，通过改变调节电容的容值，调节预失真器的相位滞后特性，电源电压通过偏置电阻调节二极管的导通电压，微带线两端各连接一个隔直电容，防止直流电压影响预失真器的输入和输出端口。

2.如权利要求1所述的一种星载小型化模拟预失真器，其特征在于，所述微带线的长度为半波长的整数倍，以实现两级二极管增益扩展和相位滞后的叠加。

3.如权利要求1所述的一种星载小型化模拟预失真器，其特征在于，通过设置二极管的偏压工作点，利用二极管的非线性特性实现两级二极管增益扩展和相位滞后的特性。

4.如权利要求1所述的一种星载小型化模拟预失真器，其特征在于，通过调节偏置电阻的电阻值，控制预失真器随输入功率变化的工作点，同时调节增益扩张和相位滞后的幅度。