[發明專利]一種場效應管串聯反射式肖特基二極管的模擬預失真器

有效

• 申請號: 202110338837.7
• 申請日: 2021-03-30
• 公開（公告）號: CN113242023B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 許高明;歐陽貴喜;韓棟;劉太君;黃力
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: H03F1/32
• 分類號: H03F1/32;H04L25/49
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理有限公司 33226
• 代理人: 方小惠

本發明公開了一種場效應管串聯反射式肖特基二極管的模擬預失真器，包括第一偏置電路、第二偏置電路、第三偏置電路、肖特基二極管和場效應管，第一偏置電路利用肖特基二極管本身產生的非線性，采用控制偏置電壓的方式進行預失真，第二偏置電路和第三偏置電路分別利用場效應管本身產生的非線性進行預失真，第一偏置電路對射頻原始信號RFin進行預失真處理，產生第一失真信號V₁(t)，第二偏置電路采用控制場效應管柵極電壓的方式對第一失真信號V₁(t)進行預失真處理，產生第二失真信號V₂(t)，第三偏置電路采用控制場效應管漏極電壓的方式對第二失真信號V₂(t)進行預失真處理；優點是結構簡單，體積小，成本低廉，易于操作和實現，作用于寬帶調制信號時預失真精度較高。

技術領域

本發明涉及一種模擬預失真器，尤其是涉及一種場效應管串聯反射式肖特基二極管的模擬預失真器。

背景技術

第五代移動通信技術(5G)Sub-6GHz頻段已經開始投入商用，5G通信技術有高數據速率、低延遲、大系統容量和大規模設備連接等特點，既能滿足廣大消費者對于通信質量、娛樂方式等方面越來越高的要求，又能滿足物聯網、自動駕駛、遠程醫療等高技術行業的通信要求。

多入多出(MIMO)的天線分集技術、正交頻分復用(OFDM)的數字調制方式等等新技術的應用大幅提高了頻譜利用率，同時新一代通信帶寬和頻率也比上一代有了提高。提高頻譜利用率、拓寬頻帶范圍使通信速度與質量的飛躍，但與此同時，復雜的數字調制、較高的通信頻率和較寬的通信帶寬也對功率放大器提出了更高的要求。復雜的數字調制使信號具有很高的峰均比(PAPR)，很容易出現峰值失真的情況；通信頻率越高，射頻功率器件的功率附加效率(PAE)越低，會使整個系統的效率降低，能耗增加；信號帶寬的拓寬進一步又增加了線性化技術的實施難度。這些都對信號功率放大器提出了更高的要求。因此，研究不同的線性化技術以保證功率放大器在高功率和高效率工作時保持高線性度是一直以來的研究熱點。

現階段線性化技術主要采用數字預失真(DPD)技術和模擬預失真(APD)技術。 DPD技術的研究已經比較成熟，其精度高，能夠實時動態校準功率放大器的非線性特性，在當前通信系統中已被大規模商用。模擬預失真是出現較早的一種線性化技術，其結構簡單，功耗低，帶寬大，體積小，成本低，在軍事和衛星通信中運用廣泛。數字預失真能夠處理的信號帶寬有限，一般幾十MHz至上百MHz。而在新一代通信系統中，信號帶寬可達幾百MHz甚至上GHz，這對模數轉換(ADC)和數模轉換(DAC)器件的速率提出了極高的要求。同時大量的數據會使數字預失真的計算量大大增加，耗費更多的計算資源，功耗顯著增高，系統整體效率急劇下降。同時，由于傳輸距離較近，通信組網需要更多的基站，并且Massive-MIMO技術也使得通信通道成倍增加，因此所需的數字預失真器也成急劇增加。這樣，過多的數字預失真器不僅會極大降低系統整體效率，而且會導致高昂的系統設備制造成本。模擬預失真器憑借其低功耗，低成本，大帶寬等優點，成為了解決當前通信系統線性化問題的熱點技術。

傳統的模擬預失真器主要分為兩類：單路模擬預失真器和多路模擬預失真器。傳統的模擬預失真器結構簡單，體積小，功耗低，工作頻帶寬，且成本低。但是單路模擬預失真器對功率放大器非線性的改善量比較有限，不具有實際應用價值。基于肖特基二極管的多路模擬預失真器，應用于傳統的窄帶調制信號時，可以有效針對信號的幅度和相位，對信號的幅度和相位單獨進行調諧，在改善信號的三階交調失真等方面表現優異。但是，其內肖特基二極管會對自身產生的非線性信號中的偶次諧波有較大的抑制，由此導致雖然其在改善傳統的窄帶調制信號的三階交調失真方面表現優異，但是當其用于目前使用最廣泛的寬帶調制信號時，預失真精度很差，以致其應用領域受到了很大的限制。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種結構簡單，體積小，成本低廉，易于操作和實現，作用于寬帶調制信號時預失真精度較高的場效應管串聯反射式肖特基二極管的模擬預失真器。