前饋超線性技術在星用固放中的應用

前饋技術是一種能有效改善固放線性度指標的方法。為滿足星用固放對線性度指標越來越高的要求，文中以某前饋超線性星用固放為例，介紹了前饋超線性技術在星用固放中的應用。從前饋超線性技術工作原理、固放推動放大器指標分配、主功率放大器指標分配、輔助功率放大器指標分配、矢量調制器及自適應電路選用幾個方面對放大器進行了分析。實測結果證明，星用固放通過引入前饋超線性技術，三階交調系數指標-50 dBc，相對于傳統固放線性度指標改善30 dB以上。

現代衛星通信具有以下特點：衛星通信數據量越來越大；頻譜資源緊張，通信信道越來越窄；通信保密性要求越來越高；多載波及包絡時變的數字調制系統應用越來越廣泛。當射頻固放工作在大信號或多信號時，其幅度和相位特性的非線性會引起信號失真，產生互調，從而影響通信質量。圍繞著如何減小這種互調產物，保證信號質量的問題，對衛星通信、數傳發射機的核心部件-星用固放的線性度提出了越來越高的要求。

目前我國現有的衛星通信系統為獲得高線性，固放多采用傳統的功率回退的辦法，雖然電路簡單，但功率放大器的線性度改善是通過犧牲系統工作效率和固放的輸出功率獲得的，線性化指標也較差，對于衛星通信系統工程應用來說缺點多、弊端大，衛星通信系統對于超線性星用固放的需求越來越迫切。本文以某超線性星用固放為例，介紹前饋超線性技術在星用同放中的應用。

1 工作原理

前饋系統工作原理如圖1所示，由環1信號抵消環和環2失真信號抵消環組成，環1實現失真信號提取功能，環2實現失真信號抵消功能。輸入射頻信號通過功分器分兩路進入環1，一路進入主功率放大器進行射頻放大，由于射頻放大器固有的非線性效應，主功率放大器輸出信號包含有失真分量；一路信號調整相位幅度后作為參考支路，與主功率放大器輸出耦合出的信號進行疊加，通過調整參考支路的相位幅度，使得參考支路信號與主功率放大器輸出耦合出的信號相位相反幅度相等，從而實現信號抵消，環1的下支路輸出信號只剩下失真信號。環1下支路得到的失真信號進入環2輔助功率放大器進行失真信號放大，進入耦合器與上支路主功率放大器放大輸出的信號進行疊加，通過調整上支路主功率放大器輸出信號的相位延時，使得兩支路的失真信號相位相反，通過調整輔助功率放大器的增益，使得兩支路失真信號幅度相等，從而實現失真信號抵消，在系統的最終輸出中得到放大的無失真信號。

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2前饋超線性星用固放設計

本方案以一個UHF工作頻段、輸出功率為25 W的星用固放引入前饋超線性技術，通過改善功放線性度的實例介紹前饋超線性技術在星用固放中的應用。前饋超線性星用固放的原理框圖如圖2所示。

2.1推動放大器

推動放大采用兩級放大，輸入和輸出都設計有隔離器以保證駐波，兩級放大級間加帶通濾波器，對小信號進行濾波，以保證最終輸出的信號頻譜純凈，選用的第二級功率管1 dB壓縮點功率較大，處于完全線性的工作狀態，保證足夠的功率回退，實現高線性。