超寬帶模擬預(yù)失真電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種能夠?qū)廨d無線系統(tǒng)進(jìn)行線性化的預(yù)失真電路，屬于電子技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種能夠壓縮三階非線性失真的預(yù)失真電路。
【背景技術(shù)】
[0002]移動設(shè)備市場的蓬勃發(fā)展導(dǎo)致了寬帶無線接入的需求增大。高頻載波提供了無線寬帶接入和有效地再利用頻譜。微波同軸電纜的成本太高，并且高頻信號在電纜中傳輸損耗較高。
[0003]光載無線系統(tǒng)(RoF)解決了寬帶無線的分布問題。光載無線系統(tǒng)將模擬光鏈路中的寬帶無線信號從中心站傳輸?shù)降统杀镜幕?。光纖提供極寬的帶寬，并且成本低，損耗低，重量輕，更安全，具有抗電磁干擾等特性。
[0004]在光載無線系統(tǒng)中，通過簡化基站來降低成本。不同協(xié)議的處理部件都位于中心站(CS)。上變頻和下變頻的實現(xiàn)都集中在中心站。透明的基礎(chǔ)設(shè)施和集中管理使得系統(tǒng)更換和維護(hù)更加容易。但是由于光副載波調(diào)制，光載無線系統(tǒng)很容易產(chǎn)生非線性失真。
[0005]光調(diào)制器的非線性特性是主要影響。非線性分量與期望接收到的射頻信號疊加，降低了系統(tǒng)的性能。當(dāng)輸入射頻信號功率較高時，非線性失真成為性能的主要限制因素。因此，解決光載無線系統(tǒng)的非線性失真成為急待解決的問題?？梢酝ㄟ^自適應(yīng)數(shù)字預(yù)失真電路對光載無線系統(tǒng)進(jìn)行線性化，但數(shù)字預(yù)失真電路的帶寬受到數(shù)字轉(zhuǎn)換器的限制；也可以通過光學(xué)技術(shù)進(jìn)行線性化，如混合偏振和雙波長線性化，但這些技術(shù)增加了該系統(tǒng)的復(fù)雜性。
[0006]現(xiàn)有的寬帶模擬預(yù)失真電路加入了 1/4波長阻抗變化器和功率分配器，還要使用多個直流電源作為偏置電路，尺寸較大，且?guī)捿^窄。本發(fā)明有如下優(yōu)點:1、去除了四分之一波長變換器和功率分配器，成本更低，尺寸更小，帶寬更高；2、本發(fā)明只需要一個電壓源，而已有的預(yù)失真電路需要兩個直流電源。
[0007]本發(fā)明涉一種超寬帶模擬預(yù)失真電路。通過使用兩個并聯(lián)的肖特基二極管芯片，設(shè)計出了尺寸更小和帶寬更寬的預(yù)失真電路，實驗測試證明，線性化性能良好。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種對非線性器件和非線性系統(tǒng)進(jìn)行線性化的預(yù)失真電路。
[0009]為了線性化非線性器件和非線性系統(tǒng)，預(yù)失真電路安裝在非線性器件和非線性系統(tǒng)的輸入端，對輸入信號產(chǎn)生預(yù)失真；去除了 1/4波長阻抗變換器和功率分配器，減小了電路尺寸，增大了帶寬。
[0010]預(yù)失真電路的輸入端口 12和輸出端口 13與特性阻抗為50歐姆的微帶傳輸線連接，芯片24的輸入端連接到一段特性阻抗為50歐姆的微帶線的中間位置27。
[0011]本發(fā)明的預(yù)失真電路是一種用于對非線性器件或非線性系統(tǒng)的輸入信號進(jìn)行預(yù)失真的預(yù)失真電路包括:由兩個肖特基二極管22和23并聯(lián)后封裝的芯片24，以及兩個平行的分支電路:左分支電路14和右分支電路15 ;兩個分支電路上分別有電感16和17，電容18和19，寬帶電阻20和21，偏置電壓源25和26。
[0012]—個封裝了兩個并聯(lián)肖特基二極管22和23的芯片24的輸入端連接到一段特性阻抗為50歐姆的微帶線的中間位置27，微帶線的一端12為輸入端口，另一端13為輸出端
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[0013]—個封裝了兩個并聯(lián)肖特基二極管22和23的芯片24的兩個輸出端分別連接到左分支電路14和右分支電路15，構(gòu)成推挽結(jié)構(gòu)，使輸入端12的輸入信號與預(yù)失真電路產(chǎn)生的所有偶次和奇次分量疊加后偶次階分量被消除。
[0014]兩個反向電壓源25和26分別為二極管22和23提供正向偏置電流，通過調(diào)整寬帶電阻20和21的阻值來獨立地調(diào)整偏置點，或通過調(diào)整電壓源25和26的大小來調(diào)整偏置點。
[0015]兩個二極管22和23設(shè)置為推挽結(jié)構(gòu)。由于這種反向平行設(shè)置，當(dāng)射頻信號從輸入端口 12輸入時，在左分支電路14上產(chǎn)生的各階分量信號和右分支電路15上產(chǎn)生的各階分量信號中，偶次分量相互抵消，只留下奇次分量，也即一階、三階和五階信號等；在輸出端13，只有留下的奇次分量信號與來自于輸入端12的輸入信號疊加輸出。
[0016]通過調(diào)整寬帶電阻20和21以及偏置電壓來產(chǎn)生不同程度的非線性失真，并且不需要功率分配器以及四分之一阻抗變換器，減小了電路尺寸。
[0017]輸入信號是射頻信號、微波信號、毫米波信號或太赫茲信號等任意帶寬的信號。
[0018]本發(fā)明的預(yù)失真電路的特點在于:能夠壓縮三階非線性失真，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)失真可調(diào)性；根據(jù)非線性傳輸系統(tǒng)產(chǎn)生的非線性大小，通過調(diào)整兩路二極管的并聯(lián)電阻，能夠改變預(yù)失真電路輸出的三階非線性分量，適用于不同程度的預(yù)失真要求。
【附圖說明】
[0019]圖1.本發(fā)明超寬帶模擬預(yù)失真電路10的電路圖。
[0020]圖2.本發(fā)明超寬帶模擬預(yù)失真電路測試系統(tǒng)圖。
[0021]圖3.本發(fā)明超寬帶模擬預(yù)失真電路的S參數(shù)。
[0022]圖4.本發(fā)明超寬帶模擬預(yù)失真電路的射頻信號在5GHz (a)經(jīng)過預(yù)失真電路處理和(b)未經(jīng)過預(yù)失真電路處理的頻譜；(C)歸一化增益壓縮和(d)經(jīng)過預(yù)失真電路處理和未經(jīng)過預(yù)失真電路處理無雜散動態(tài)范圍的比較。
[0023]圖5.相應(yīng)頻率上經(jīng)過預(yù)失真電路處理和沒有經(jīng)過預(yù)失真電路處理的無雜散動態(tài)范圍(SFDR)提高。
[0024]圖6.在2.4GHz處測量的(a)沒有經(jīng)過預(yù)失真電路處理和(b)經(jīng)過預(yù)失真電路處理的星座圖和誤差向量幅度(EVM)以及在5GHz處的測量的:(c)沒有經(jīng)過預(yù)失真電路處理和(d)經(jīng)過預(yù)失真電路處理的星座圖和誤差向量幅度(EVM)。
【具體實施方式】
[0025]本發(fā)明涉及的預(yù)失真電路如圖1所示。本發(fā)明的預(yù)失真電路是一種用于對非線性器件或非線性系統(tǒng)的輸入信號進(jìn)行預(yù)失真的預(yù)失真電路包括:由兩個肖特基二極管22和23并聯(lián)后封裝的芯片24，以及兩個平行的分支電路:左分支電路14和右分支電路15 ;兩個分支電路上分別有電感16和17，電容18和19，寬帶電阻20和21，偏置電壓源25和26。
[0026]—個封裝了兩個并聯(lián)肖特基二極管22和23的芯片24的輸入端連接到一段特性阻抗為50歐姆的微帶線的中間位置27，微帶線的一端12為輸入端口，另一端13為輸出端
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[0027]—個封裝了兩個并聯(lián)肖特基二極管22和23的芯片24的兩個輸出端分別連接到左分支電路14和右分支電路15，構(gòu)成推挽結(jié)構(gòu)，使輸入端12的輸入信號與預(yù)失真電路產(chǎn)生的所有偶次和奇次分量疊加后偶次階分量被消除。
[0028]兩個反向電壓源25和26分別為二極管22和23提供正向偏置電流，通過調(diào)整寬帶電阻20和21的阻值來獨立地調(diào)整偏置點，或通過調(diào)整電壓源25和26的大小來調(diào)整偏置點。
[0029]兩個二極管22和23設(shè)置為推挽結(jié)構(gòu)。由于這種反向平行設(shè)置，當(dāng)射頻信號從輸入端口 12輸入時，在左分支電路14上產(chǎn)生的各階分量信號和右分支電路15上產(chǎn)生的各階分量信號中，偶次分量相互抵消，只留下奇次分量，也即一階、三階和五階信號等；在輸出端13，只有留下的奇次分量信號與來自于輸入端12的輸入信號疊加輸出。
[0030]通過調(diào)整寬帶電阻20和21以及偏置電壓來產(chǎn)生不同程度的非線性失真，并且不需要功率分配器以及四分之一阻抗變換器，減小了電路尺寸。
[0031]輸入信號是射頻信號、微波信號、毫米波信號或太赫茲信號等任意帶寬的信號。
[0032]在三端口芯片24內(nèi)，兩個二極管22和23反向并聯(lián)。兩個相同帶寬的電阻20和21與二極管22和23并聯(lián)。寬帶電容18和19和電感16和17提供直流偏置。一個電壓源分別接在左分支電路與右分支電路端，用于偏置兩個二極管22和23，使得直流產(chǎn)生的環(huán)路電流都通過兩個二極管22和23。
[0033]在此方案中，反向并聯(lián)的二極管22和23集成在芯片24上，因此不需要功率分配器，電路10的尺寸減小。
[0034]肖特基二極管22和23的帶寬可以達(dá)到幾THz，所以預(yù)失真電路10的帶寬主要受限于其它部件和寄生效應(yīng)。結(jié)電容，寄生電容，寄生電感和二極管的渡越時間會引起相位失真，降低系統(tǒng)10的線性化程度。對于所發(fā)明的預(yù)失真電路10，二極管22和23的并聯(lián)