CN109743029A - 基于氮化镓功率放大器功率增益非线性的预失真电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于氮化镓功率放大器功率增益非线性的预失真电路，包括：砷化镓驱动功率放大器、微带定向耦合器、射频模拟衰减器、氮化镓高功率放大器、隔离滤波器、功率检波温补电路、射频功率检波电路、差分运算放大器和射随器；砷化镓驱动功率放大器、微带定向耦合器、射频模拟衰减器、氮化镓高功率放大器和隔离滤波器依次相连，构成射频微波发射链路；微带定向耦合器还与射频功率检波电路、差分运算放大器以及射随器，且射随器与射频模拟衰减器相连，从而构成氮化镓功率放大器功率增益校正链路。该预失真电路克服现有技术中的氮化镓功率放大器具有功率增益非线性特性，很难满足客户要求的功率增益线性度要求的问题。
Description
技术领域
本发明涉及微波功率放大器集成电路领域，具体地，涉及一种基于氮化镓功率放大器功率增益非线性的预失真电路。
背景技术
在微波设备中、大功率放大器是系统中关键的部件之一，常用的功放类型有砷化镓和氮化镓为主要类型。随着通信、数字电视、卫星定位、航空航天、雷达和电子对抗等技术的发展，微波系统对功放的要求越来越高，更低的功耗、更高的稳定性、更小的体积要求、更高的线性度要求是功放追求的目标，也是系统对功放提出的发展的方向。砷化镓形式的功放已无法满足系统高线性度与低功耗的需求，因此带有氮化镓形式的高功率放大器得以快速发展。与相同量级的砷化镓芯片相比，具有导热性能好，成本低、效率高的特点，特别适合于需要同时满足大功率和小型化及低功耗的应用领域。
然而氮化镓功率放大器具有功率增益非线性特性，其很难满足客户要求的功率增益线性度要求。
因此，提供一种在使用过程中可实现氮化镓功率放大器功率增益非线性校正，使其在功率增益特性与砷化镓性能相似，满足客户要求的功率增益线性度要求的基于氮化镓功率放大器功率增益非线性的预失真电路是本发明亟需解决的问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的是克服现有技术中的氮化镓功率放大器具有功率增益非线性特性，其很难满足客户要求的功率增益线性度要求的问题，从而提供一种在使用过程中可实现氮化镓功率放大器功率增益非线性校正，使其在功率增益特性与砷化镓性能相似，满足客户要求的功率增益线性度要求的基于氮化镓功率放大器功率增益非线性的预失真电路。
为了实现上述目的，本发明提供了基于氮化镓功率放大器功率增益非线性的预失真电路，所述预失真电路包括：砷化镓驱动功率放大器、微带定向耦合器、射频模拟衰减器、氮化镓高功率放大器、隔离滤波器、功率检波温补电路、射频功率检波电路、差分运算放大器和射随器；其中，所述砷化镓驱动功率放大器、所述微带定向耦合器、所述射频模拟衰减器、所述氮化镓高功率放大器和所述隔离滤波器依次相连，构成射频微波发射链路；所述微带定向耦合器还与所述射频功率检波电路、所述差分运算放大器以及所述射随器，且所述射随器与所述射频模拟衰减器相连，从而构成氮化镓功率放大器功率增益校正链路；所述功率检波温补电路、所述射频功率检波电路以及所述差分运算放大器依次相连构成高低增益误差补偿电路。
优选地，射频信号从所述砷化镓驱动功率放大器输入，流经所述射频微波发射链路直至射频信号输出端口；所述砷化镓驱动功率放大器对射频输入信号进行中功率放大，且让其工作在增益线性区。
优选地，所述微带定向耦合器为定向四端口微波器件，实现射频微波信号输入到输出通道，同时实现该通道中射频微波功率的耦合取样功能。
优选地，所述射频模拟衰减器为模拟电压控制衰减器，用于实现射频链路功率增益非线性校正。
优选地，所述氮化镓高功率放大器的功率增益具有非线性特征，用于对输入射频信号的功率放大。
优选地，所述隔离滤波器实现对功率放大器谐波抑制和功率反向隔离，保护所述氮化镓高功率放大器不被反射功率烧坏。
优选地，所述差分运算放大器还连接有调整电阻，所述调整电阻用于调整链路功率增益校正斜率。
根据上述技术方案，本发明提供的基于氮化镓功率放大器功率增益非线性的预失真电路其可实现氮化镓功率放大器功率增益非线性校正，使其在功率增益特性与砷化镓性能相似，克服现有技术中的氮化镓功率放大器具有功率增益非线性特性，其很难满足客户要求的功率增益线性度要求的问题。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的一种优选的实施方式中提供的基于氮化镓功率放大器功率增益非线性的预失真电路的结构框图；
图2是砷化镓功率放大器增益曲线示意图；
图3是氮化镓功率放大器功率增益曲线示意图；
图4是氮化镓功率放大器功率增益校正前后对比曲线示意图。
附图标记说明
U1砷化镓驱动功率放大器 U2微带定向耦合器
U3射频模拟衰减器 U4氮化镓高功率放大器
U5隔离滤波器 U6功率检波温补电路
U7射频功率检波电路 U8差分运算放大器
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上、下、内、外”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。
如图1-4所示，本发明提供了一种基于氮化镓功率放大器功率增益非线性的预失真电路，所述预失真电路包括：砷化镓驱动功率放大器U1、微带定向耦合器U2、射频模拟衰减器U3、氮化镓高功率放大器U4、隔离滤波器U5、功率检波温补电路U6、射频功率检波电路U7、差分运算放大器U8和射随器U9；其中，
所述砷化镓驱动功率放大器U1、所述微带定向耦合器U2、所述射频模拟衰减器U3、所述氮化镓高功率放大器U4和所述隔离滤波器U5依次相连，构成射频微波发射链路；所述微带定向耦合器U2还与所述射频功率检波电路U7、所述差分运算放大器U8以及所述射随器U9，且所述射随器U9与所述射频模拟衰减器U3相连，从而构成氮化镓功率放大器功率增益校正链路；所述功率检波温补电路U6、所述射频功率检波电路U7以及所述差分运算放大器U8依次相连构成高低增益误差补偿电路。
根据上述技术方案，本发明提供的基于氮化镓功率放大器功率增益非线性的预失真电路其可实现氮化镓功率放大器功率增益非线性校正，使其在功率增益特性与砷化镓性能相似，克服现有技术中的氮化镓功率放大器具有功率增益非线性特性，其很难满足客户要求的功率增益线性度要求，对其进行只适应预失真修正是必不可少的问题。
在本发明的一种优选的实施方式中，射频信号从所述砷化镓驱动功率放大器U1输入，流经所述射频微波发射链路直至射频信号输出端口；所述砷化镓驱动功率放大器U1对射频输入信号进行中功率放大，且让其工作在增益线性区。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述微带定向耦合器U2为定向四端口微波器件，实现射频微波信号输入到输出通道，同时实现该通道中射频微波功率的耦合取样功能。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述射频模拟衰减器U3为模拟电压控制衰减器，用于实现射频链路功率增益非线性校正。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述氮化镓高功率放大器U4的功率增益具有非线性特征，用于对输入射频信号的功率放大。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述隔离滤波器U5实现对功率放大器谐波抑制和功率反向隔离，保护所述氮化镓高功率放大器U4不被反射功率烧坏。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述差分运算放大器U8还连接有调整电阻R1，所述调整电阻R1用于调整链路功率增益校正斜率。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (7)
1.一种基于氮化镓功率放大器功率增益非线性的预失真电路，其特征在于，所述预失真电路包括：砷化镓驱动功率放大器(U1)、微带定向耦合器(U2)、射频模拟衰减器(U3)、氮化镓高功率放大器(U4)、隔离滤波器(U5)、功率检波温补电路(U6)、射频功率检波电路(U7)、差分运算放大器(U8)和射随器(U9)；其中，
所述砷化镓驱动功率放大器(U1)、所述微带定向耦合器(U2)、所述射频模拟衰减器(U3)、所述氮化镓高功率放大器(U4)和所述隔离滤波器(U5)依次相连，构成射频微波发射链路；所述微带定向耦合器(U2)还与所述射频功率检波电路(U7)、所述差分运算放大器(U8)以及所述射随器(U9)，且所述射随器(U9)与所述射频模拟衰减器(U3)相连，从而构成氮化镓功率放大器功率增益校正链路；所述功率检波温补电路(U6)、所述射频功率检波电路(U7)以及所述差分运算放大器(U8)依次相连构成高低增益误差补偿电路。
2.根据权利要求1所述的基于氮化镓功率放大器功率增益非线性的预失真电路，其特征在于，射频信号从所述砷化镓驱动功率放大器(U1)输入，流经所述射频微波发射链路直至射频信号输出端口；所述砷化镓驱动功率放大器(U1)对射频输入信号进行中功率放大，且让其工作在增益线性区。
3.根据权利要求2所述的基于氮化镓功率放大器功率增益非线性的预失真电路，其特征在于，所述微带定向耦合器(U2)为定向四端口微波器件，实现射频微波信号输入到输出通道，同时实现该通道中射频微波功率的耦合取样功能。
4.根据权利要求3所述的基于氮化镓功率放大器功率增益非线性的预失真电路，其特征在于，所述射频模拟衰减器(U3)为模拟电压控制衰减器，用于实现射频链路功率增益非线性校正。
5.根据权利要求4所述的基于氮化镓功率放大器功率增益非线性的预失真电路，其特征在于，所述氮化镓高功率放大器(U4)的功率增益具有非线性特征，用于对输入射频信号的功率放大。
6.根据权利要求5所述的基于氮化镓功率放大器功率增益非线性的预失真电路，其特征在于，所述隔离滤波器(U5)实现对功率放大器谐波抑制和功率反向隔离，保护所述氮化镓高功率放大器(U4)不被反射功率烧坏。
7.根据权利要求1所述的基于氮化镓功率放大器功率增益非线性的预失真电路，其特征在于，所述差分运算放大器(U8)还连接有调整电阻(R1)，所述调整电阻(R1)用于调整链路功率增益校正斜率。
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