超寬帶模擬預失真電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種能夠對光載無線系統進行線性化的預失真電路，屬于電子技術領域。具體涉及一種能夠壓縮三階非線性失真的預失真電路。
【背景技術】
[0002]移動設備市場的蓬勃發展導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(RoF)解決了寬帶無線的分布問題。光載無線系統將模擬光鏈路中的寬帶無線信號從中心站傳輸到低成本的基站。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]在光載無線系統中，通過簡化基站來降低成本。不同協議的處理部件都位于中心站(CS)。上變頻和下變頻的實現都集中在中心站。透明的基礎設施和集中管理使得系統更換和維護更加容易。但是由于光副載波調制，光載無線系統很容易產生非線性失真。
[0005]光調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，降低了系統的性能。當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，解決光載無線系統的非線性失真成為急待解決的問題。可以通過自適應數字預失真電路對光載無線系統進行線性化，但數字預失真電路的帶寬受到數字轉換器的限制；也可以通過光學技術進行線性化，如混合偏振和雙波長線性化，但這些技術增加了該系統的復雜性。
[0006]現有的寬帶模擬預失真電路加入了 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，且帶寬較窄。本發明有如下優點: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、本發明只需要一個電壓源，而已有的預失真電路需要兩個直流電源。
[0007]本發明涉一種超寬帶模擬預失真電路。通過使用兩個并聯的肖特基二極管芯片，設計出了尺寸更小和帶寬更寬的預失真電路，實驗測試證明，線性化性能良好。
【發明內容】
[0008]本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種對非線性器件和非線性系統進行線性化的預失真電路。
[0009]為了線性化非線性器件和非線性系統，預失真電路安裝在非線性器件和非線性系統的輸入端，對輸入信號產生預失真；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]本發明的預失真電路是一種用于對非線性器件或非線性系統的輸入信號進行預失真的預失真電路包括:由兩個肖特基二極管22和23并聯后封裝的芯片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，構成推挽結構，使輸入端12的輸入信號與預失真電路產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，通過調整寬帶電阻20和21的阻值來獨立地調整偏置點，或通過調整電壓源25和26的大小來調整偏置點。
[0015]兩個二極管22和23設置為推挽結構。由于這種反向平行設置，當射頻信號從輸入端口 12輸入時，在左分支電路14上產生的各階分量信號和右分支電路15上產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]通過調整寬帶電阻20和21以及偏置電壓來產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]本發明的預失真電路的特點在于:能夠壓縮三階非線性失真，能夠實現預失真可調性；根據非線性傳輸系統產生的非線性大小，通過調整兩路二極管的并聯電阻，能夠改變預失真電路輸出的三階非線性分量，適用于不同程度的預失真要求。
【附圖說明】
[0019]圖1.本發明超寬帶模擬預失真電路10的電路圖。
[0020]圖2.本發明超寬帶模擬預失真電路測試系統圖。
[0021]圖3.本發明超寬帶模擬預失真電路的S參數。
[0022]圖4.本發明超寬帶模擬預失真電路的射頻信號在5GHz (a)經過預失真電路處理和(b)未經過預失真電路處理的頻譜；(C)歸一化增益壓縮和(d)經過預失真電路處理和未經過預失真電路處理無雜散動態范圍的比較。
[0023]圖5.相應頻率上經過預失真電路處理和沒有經過預失真電路處理的無雜散動態范圍(SFDR)提高。
[0024]圖6.在2.4GHz處測量的(a)沒有經過預失真電路處理和(b)經過預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)沒有經過預失真電路處理和(d)經過預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]本發明涉及的預失真電路如圖1所示。本發明的預失真電路是一種用于對非線性器件或非線性系統的輸入信號進行預失真的預失真電路包括:由兩個肖特基二極管22和23并聯后封裝的芯片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，構成推挽結構，使輸入端12的輸入信號與預失真電路產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，通過調整寬帶電阻20和21的阻值來獨立地調整偏置點，或通過調整電壓源25和26的大小來調整偏置點。
[0029]兩個二極管22和23設置為推挽結構。由于這種反向平行設置，當射頻信號從輸入端口 12輸入時，在左分支電路14上產生的各階分量信號和右分支電路15上產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]通過調整寬帶電阻20和21以及偏置電壓來產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，兩個二極管22和23反向并聯。兩個相同帶寬的電阻20和21與二極管22和23并聯。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，使得直流產生的環路電流都通過兩個二極管22和23。
[0033]在此方案中，反向并聯的二極管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的帶寬可以達到幾THz，所以預失真電路10的帶寬主要受限于其它部件和寄生效應。結電容，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10的線性化程度。對于所發明的預失真電路10，二極管22和23的并聯