CN208190610U - 一种内嵌于ka波段大功率功放的改进型冷模预失真器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种内嵌于ka波段大功率功放的改进型冷模预失真器，包括功率放大器pHEMT1和与功率放大器pHEMT1的栅极相连的预失真信号产生及控制电路，预失真信号产生及控制电路包括赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2、二极管D、电阻R1、电阻R2和电容C，赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2的栅极分别与电阻R1的一端和电容C的一端相连，电阻R1的另一端连接电压Vc1，电容C的另一端连接到地。故带肖特基二极管D的cold‑FET预失真信号产生及控制电路可增强预失真电路的非线性特性，应用于大功率输出的功率放大器的线性化。

Description

一种内嵌于ka波段大功率功放的改进型冷模预失真器

技术领域

本实用新型涉及功率放大技术领域，具体涉及一种内嵌于ka波段大功率功放的改进型冷模预失真器。

背景技术

模拟预失真技术是改善高频段功率放大器线性化，减少整个通信系统的误码率和寄生干扰的主要可行性技术；而把预失真线性化电路内置于集成功放中更能降低整个通信系统的成本。

目前内嵌于功放的模拟预失真技术主要问题和缺陷：

1、功放输入功率过高时，预失真效果不明显；

2、预失真线性化效果很大程度上受非线性器件的限制，线性化效果有限。

现有的内置预失真电路的功率放大器利用HEMT管的非线性特性，在功放的栅极并联HEMT管作为预失真器件；具有结构简单，集成度高，插入损耗低的优点；但功放的输入功率过低时，预失真器不能正常工作且其线性化受非线性器件管芯尺寸的限制。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种内嵌于ka波段大功率功放的改进型冷模预失真器，解决功放输入功率过高时，预失真效果不明显及其线性化受非线性器件管芯尺寸限制的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种内嵌于ka波段大功率功放的改进型冷模预失真器，包括功率放大器pHEMT1和与功率放大器pHEMT1的栅极相连的预失真信号产生及控制电路，所述预失真信号产生及控制电路包括赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2、二极管D、电阻R1、电阻R2和电容C，所述赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2的栅极分别与电阻R1的一端和电容C的一端相连，所述电阻R1的另一端连接电压Vc1，所述电容C的另一端连接到地，所述赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2的源级与功率放大器pHEMT1的栅极相连，所述赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2的漏极分别与电阻R2的一端和二极管D的正极相连，所述电阻R2的另一端连接电压Vg2，所述二极管D的负极连接到地，所述功率放大器pHEMT1的漏极连接到地，所述功率放大器pHEMT1的栅极和赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2的源极相连作为信号输入端，所述功率放大器pHEMT1的源极作为信号输出端。

在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。

进一步，所述功率放大器pHEMT1为固态功率放大器。

进一步，所述二极管D为肖特基二极管。

本实用新型的有益效果是：在本实用新型中，肖特基二极管D可增加预失真信号产生及控制电路的可变电阻且不会增加额外的插入损耗，肖特基二极管D会使非线性器件赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2上的漏极－源极电压变小，导致赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2需要更大的电压才能进入饱和区间，故带肖特基二极管D的cold-FET预失真信号产生及控制电路可增强预失真电路的非线性特性，应用于大功率输出的功率放大器的线性化。

附图说明

图1为本实用新型中的电路结构图；

图2为本实用新型中预失真信号产生及控制电路的等效电路图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1所示，一种内嵌于ka波段大功率功放的改进型冷模预失真器，包括功率放大器pHEMT1和与功率放大器pHEMT1的栅极相连的预失真信号产生及控制电路，预失真信号产生及控制电路包括赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2、二极管D、电阻R1、电阻R2和电容C，赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2的栅极分别与电阻R1的一端和电容C的一端相连，电阻R1的另一端连接电压Vc1，电容C的另一端连接到地，赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2的源级与功率放大器pHEMT1的栅极相连，赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2的漏极分别与电阻R2的一端和二极管D的正极相连，电阻R2的另一端连接电压Vg2，二极管D的负极连接到地，功率放大器pHEMT1的漏极连接到地，功率放大器pHEMT1的栅极和赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2的源极相连作为信号输入端，功率放大器pHEMT1的源极作为信号输出端。

在本实用新型实施例中，功率放大器pHEMT1与赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2相连处的电压为Vg1，电压Vg1与电压Vg2相同，以实现赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2的漏源电压为零，故预失真信号产生及控制电路的插入损耗小于2dB，内嵌于ka波段大功率功放的改进型冷模预失真器冷模预失真器的等效电路，如图2所示，赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2可以简单的等效为电阻R_off和电容C_off串联后再与可变电阻R_ds并联的结构，二极管D可等效为可变电阻R_d，则电路的二端口网络的传输系数S₂₁为：

由公式(1)可知，电阻R_off和电容C_off随输入功率增大而变化的程度小，因此把电阻R_off和电容C_off视为常数，可变电阻R_ds和可变电阻R_d的值是晶体管I－V曲线斜率的倒数(V_ds＝0)，可以通过EDA软件算出可变电阻R_ds和可变电阻R_d的值随输入功率增加而增大，即通过两器件的射频信号发生增益幅度压缩，增益相位扩张的现象；因此改进型预失真电路具有线性化性能。

改进型预失真电路的引入会改变功放的原有的匹配，因此需要把预失真电路考虑在匹配电路中。带二极管cold-FET预失真线性化器的线性化效果相较于传统的cold-FET预失真线性化器的预失真效果有很大增强。但因为二极管的引入会使非线性器件pHEMT2上的漏极-源极电压变小，导致pHEMT2需要更大的电压才能进去饱和区间。所以带二极管的cold-FET预失真线性化器可以应用于大功率输出的功率放大器的线性化且能通过调节pHEMT2管和二极管的尺寸来调节改进型预失真电路的线性化效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种内嵌于ka波段大功率功放的改进型冷模预失真器，其特征在于，包括功率放大器pHEMT1和与功率放大器pHEMT1的栅极相连的预失真信号产生及控制电路，所述预失真信号产生及控制电路包括赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2、二极管D、电阻R1、电阻R2和电容C，所述赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2的栅极分别与电阻R1的一端和电容C的一端相连，所述电阻R1的另一端连接电压Vc1，所述电容C的另一端连接到地，所述赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2的源级与功率放大器pHEMT1的栅极相连，所述赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2的漏极分别与电阻R2的一端和二极管D的正极相连，所述电阻R2的另一端连接电压Vg2，所述二极管D的负极连接到地，所述功率放大器pHEMT1的漏极连接到地，所述功率放大器pHEMT1的栅极和赝同晶高电子迁移率晶体管pHEMT2的源极相连作为信号输入端，所述功率放大器pHEMT1的源极作为信号输出端。

2.根据权利要求1所述的内嵌于ka波段大功率功放的改进型冷模预失真器，其特征在于，所述功率放大器pHEMT1为固态功率放大器。

3.根据权利要求1所述的内嵌于ka波段大功率功放的改进型冷模预失真器，其特征在于，所述二极管D为肖特基二极管。