【摘 要】
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为满足大数据容量、高速率传输的需求和获得更多的频谱资源,现代无线通信系统朝着毫米波通信技术发展。固态功率放大器作为毫米波通信系统中发射机的关键器件,其功率输出比较高甚至在到达饱和输出状态,即一般在非线性区工作以获得更高效率和实现更远距离传输,但这会造成信号的非线性失真而降低信号传输质量。为提高通信系统的线性度、保证信号传输质量,有必要采取线性化技术。预失真线性化技术已经比较成熟且用于低频段功率放大
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为满足大数据容量、高速率传输的需求和获得更多的频谱资源,现代无线通信系统朝着毫米波通信技术发展。固态功率放大器作为毫米波通信系统中发射机的关键器件,其功率输出比较高甚至在到达饱和输出状态,即一般在非线性区工作以获得更高效率和实现更远距离传输,但这会造成信号的非线性失真而降低信号传输质量。为提高通信系统的线性度、保证信号传输质量,有必要采取线性化技术。预失真线性化技术已经比较成熟且用于低频段功率放大器的线性化,但仍存在受到工作频率、输入功率范围等限制的问题,导致系统难以获得宽带、大动态范围的高效线性化性能;此外,固态功率放大器中的GaN功率器件适用于频率高、输出功率高的场合,如今应用越来越广泛,而由于GaN功率器件可工作温度高、非线性特性强和1d B压缩点难以定义等特点,对其的线性化显得比较困难,特别是毫米波频段以上,对GaN功率器件的线性化仍缺少相关设计经验,因此有必要对毫米波GaN功率放大器预失真技术进行进一步的研究。主要研究内容有:（1）针对传统预失真技术的缺陷,开展了新方案、新架构的研究与探讨。首先对新方案进行基本理论推导分析和软件仿真验证,仿真结果表明新架构对功率放大器非线性失真的改善效果优异。（2）开展了系统需采用到的关键部件的研究。Wilkinson功分器在26～34GHz范围,两个支路的幅度差最大为0.05d B,相位差最大为0.51°,传输损耗小于0.51d B,达到较好的水平;40d B耦合器在29～31GHz范围,耦合度在37.3～39.6d B之间,传输损耗小于0.2d B,与仿真结果基本吻合;反射式移相器在29～31GHz范围,传输系数在-5.5d B上下波动,波动范围小于±0.8d B,相移量达160°,总体满足设计要求;（3）完成了线性化系统的制作与测试分析。对主功放模块和线性化模块分别进行单音信号和双音信号测试再对比分析。在29～31GHZ工作频率范围,对于单音信号测试,加入线性化模块的功放,幅度压缩改善1.91～3.55d B,相位压缩改善6.24～7.73°,输出1d B压缩点P-1d B改善2.04～3.95d B,达到了较好的改善水平;对于双音信号测试,加入线性化模块的功放,三阶交调系数改善0.59～2.07d B。本文工作对毫米波GaN功放线性化领域的探索和实现有较好的指导意义。
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