ka波段模拟预失真器的研究设计

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1、目录3.4非线性发生器的设计..............................................383.5电调衰减器的设计................................................433.6模拟预失真器的总体设计..........................................48第四章实验及测试结果分析...........................................534.1测试平台简介................

2、....................................534.2测试结果及分析..................................................54第五章项目总结及前景展望...........................................60致谢...............................................................61参考文献...................................

3、.........................62在学期间的研究成果..................................................66V万方数据第一章绪论第一章绪论1.1课题研究的目的及意义鉴于当今的通讯系统对于微波射频功率放大器的效率和频谱的利用率提出了[1]更高的要求，而制约微波功率放大器的频谱利用率的主要因素是它的线性度，故现阶段对于微波射频功率放大器的的线性化技术研究已经成为该领域中的热点。[2]行波管射频功率放大器具有可靠性高、寿命长、效率高、高功率、频带宽、体积小、重

4、量轻、成本低等特点。但同时它的非线性特性也十分显著，会产生严[3][4]重的三阶交调失真，为此，在功放线性化里常常要使用线性化器和行波管一起用，来产生信号的线性化放大。预失真技术的主要优点是它的频带较宽，它是开环系统无稳定性问题，能够处理多载波信号，其电路相对简单。根据预失真器在功率放大器前后的位置，可[5]分为射频预失真，中频预失真和基带预失真。根据预失真技术的形式，可以分为[6]模拟预失真技术和数字预失真技术。模拟预失真技术起源于上世纪中叶对晶体管非线性特性研究的开展，因其具有结构相对简单、低成本、合适的线性度，尤其

5、是其成型产品的体积和质量都相对较小的优点。本课题设计的模拟预失真器用于空间行波管功率放大器之中，我们对于其体积和质量都有严格的要求，在众多中线性化技术中只有模拟预失真技术能满足现实要求，故此，它成为了本课题研究的选择方案。1.2行波管功率放大器的发展历史课题所研制的模拟预失真器是用于行波管功率放大器中，故在此对行波管功率放大器的发展历史进行简单的介绍。[7]行波管功率放大器是一种主要的线性微波、毫米波电真空注入器件，虽然已经提出了很多类型的行波管功率放大器的结构，但根据使用的场合不同可以大致[8]分为以下两类：在要求工作

6、带宽比较宽时所使用的螺旋线行波管；以及在要求工[9]作在大功率条件下所使用的耦合腔行波管。行波管射频功率放大器具有可靠性高、寿命长、效率高、高功率、频带宽、1万方数据电子科技大学硕士学位论文[10]低噪声、体积小、重量轻、成本低等特点。故其在军事领域，尤其在电子对抗、雷达、卫星通信领域中起着非常重要的作用，被誉为现代武器的“心脏”，足以体现其不可替代的重要作用。1933年，哈耶夫（Haeff）发现了电子柱可以和其周围的高频电路产生行波相[11]互作用，这为以后行波管的发明提供了理论上的指导。1935年，波斯姆斯(Post

7、humus)首先提出并研制成了腔型磁控管振荡器，他认为高频行波旋转的横向分量与电子的相互作用决定了电子的平均速度，这种相互[12]作用的结果将电子的能量转化为高频波的放大。1940年，林德布兰德(Lindenblad)开启了行波管功率放大器的研究大门，首先推出了一个类似与螺旋线行波管的螺旋线行波管功率放大器。他首次提出了电[13]子注与在螺旋线上的高频波同步互作用可以在螺旋线上产生信号放大作用。1943年，考夫纳(Kompfner)在英国研制出了世界第一只行波管功率放大器（工作频率为3.5GHz，工作电压为1830V，电

8、流0.18mA），具有里程碑式的意义，揭[14]开了现代行波管理论及技术研究的序幕。1947年，皮尔斯(J．R．Pierce)系统地发表了行波管理论，并作出了慢波结构切断仅使增益下降3dB，却可以完全解决自激振荡问题的重要结论，使得研制实[15]用的行波管成为可能。1950年，皮尔斯(J．R．Pierce)发表了著作