在现代卫星通信系统中,随着通信技术的快速发展,对通信链路的数据传输速率要求也越来越高。为了实现更高速的数据下载,需要使用更高频率的载波和更宽的信号带宽。本文研究的X波段预失真线性化GaN高功率放大器(HPA)正是为宽带卫星通信发射器所设计,目的就是应对这一需求。
本文提出的预失真线性化方法,通过集成有并联肖特基二极管的共面波导(CPW)线,能够获得预失真传输特性(AM-AM和PM-AM),这些特性是GaN HPA非线性传输特性的反相,即在幅度和相位上都能实现预失真的效果。随后,开发并测量了X波段线性化的GaN HPA,结果显示在输出功率为40dBm时,在7.9到8.4GHz频段内可以实现超过10.7dB的IM3(三阶互调失真)改善。
文章中提到的关键词包括预失真线性化、GaN HPA、IM3、肖特基二极管和CPW线。这些关键词是现代射频放大器设计中重要的技术术语。
在引言部分,文章详细介绍了卫星通信系统中对发射器性能的需求。X波段上行链路频段(8.025至8.400 GHz)是国际上为地球探测卫星(空间到地球)所分配的频段。远程感测卫星,例如GeoEye和Worldview,通常使用这些频段进行下行链路数据传输,其速率可达每秒800 Mbps。然而,与现代成像传感器的实际数据率相比,这样的下载速率相对较低,意味着传感器无法实时下载数据,因为在数据链路中存在瓶颈。
由于低地球轨道(LEO)卫星与地面站之间的最大接触时间大约为10分钟,有效的图像数据下载时间仅为30-40秒。为缓解这一瓶颈并提高发射器的下行链路数据速率,高性能发射器的开发是必要且具有重要意义的,这极大地要求功率放大器(PA)具有高功率、高功率附加效率(PAE)和高线性度。
功率放大器(PA)被认为是整个射频发射器中最重要部分之一。本文所提出的预失真线性化技术能够有效改善GaN HPA的线性度,从而在宽带卫星通信中提供更高的数据传输速率和更好的通信质量。在文章的后续部分,作者详细地介绍了X波段预失真线性化GaN HPA的设计、实现与测试,包括了电路设计原理、实验测试结果及相应的分析讨论。
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