一种宽带双极化磁电偶极子相控阵设计

采用磁电偶极子天线作为阵列单元,设计了一种兼具双极化、高增益、大功率和宽带特性的相控扫描阵列。磁电偶极子天线为全金属结构,可以承受大功率;两对菱形电偶极子和弯折磁偶极子呈十字交叉排列,实现正交双线极化;电偶极子末端与金属腔壁上倒L形弯折片之间由于容性耦合形成等效LC电路,能够改善天线低频的阻抗匹配。加工制作了一只8×8相控阵天线样品,仿真和测试表明,阵列有源驻波小于2的阻抗带宽达到44.4%(2.1～3.3 GHz);在整个工作频段内阵列有良好的高增益定向辐射性能,以及大角度波束扫描性能,在重点工作频点2.3 GHz的法向增益最大值为23.4 dBi,45°扫描角下的阵列增益仅下降了1.9 dBi。     

双极化全金属Vivaldi三角栅格阵列设计北大核心CSCD

本文设计了一个超宽带宽角扫描双极化三角栅格阵列天线，天线采用全金属Vivaldi结构。相较于相同最佳采样的矩形栅格阵列天线而言，采用三角栅格布阵，可以大大减少天线单元数量，降低天线成本。但由于三角形栅格布阵的不对称性，两个极化不完全正交，导致在E面和H面有相比于矩形栅格阵列更高的交叉极化。对基于此结构的无限大阵列进行仿真，该相控阵天线工作带宽9:1(2～18GHz)，端口隔离度大于20db，在有源VSWR小于3的情况下，D面、H面扫描角达到±45°，E面扫描达到±30°。     

5G毫米波有源阵列封装天线技术研究

提出了一种5G毫米波有源阵列封装天线.该阵列由8×16个微带天线单元组成,通过耦合式差分馈电,天线实现了宽带匹配和方向图高度对称特性.通过对天线与芯片进行合理布局,减小了芯片射频端口到天线子阵的馈电线损,提高了有源阵列天线的整体效率.测试结果表明,该阵列天线在工作频段为24.25～27.5 GHz的等效全向辐射功率(E...     

一种宽带低剖面动中通天线的设计

设计了一种宽带低剖面动中通天线。该天线采用长宽比为4:1的阵列结构,阵列单元由加载金属栅格的二联装角锥喇叭天线、正交模耦合器和H-T波导功分器组合构成。在此基础上,通过合理利用空间分布,设计两套由E面及H面波导功分器混合组成的低剖面馈电网络,并与阵列单元作级联。仿真结果表明:天线的工作带宽可达到30%,且具有较好的双极化收发共用特性,同时天线结构紧凑,剖面较低。     

一种P波段宽带双极化微带天线阵列

介绍了一种P波段宽带双极化微带天线单元及2元阵列的设计。天线单元设计中采用口径耦合理论和多层贴片结构,增大了天线的带宽,两个极化端口采用共面馈电;馈电网络设计中采用反相馈电技术有效抑制了交叉极化,采用短路耦合线实现反相馈电,降低了对天线带宽的影响。仿真结果表明,该天线阵实际增益达到11.8dB,水平极化端口在0.68～0.86GHz频率范围内驻波比小于2,相对带宽为24%;垂直极化端口在0.63～0.86GHz频率范围内驻波比小于2,相对带宽为30.6%,两端口隔离度高于40dB。     

W 波段圆极化微带阵列天线设计

本文分析和对比了W 波段圆极化微带阵列天线不同的馈电形式,完成了圆极化阵列天线的设计。由理论分析 和仿真结果可知,单元间等幅同相馈电有利于W 波段圆极化微带阵列天线的实现,其2x2 阵列天线仿真结果驻波小于2 的相对带宽为3.5%, 轴比小于3dB 带宽为2%,中心频点94GHz 时天线增益为12.2dB。该天线在军事领域具有广泛的应 用前景。     

一种三指形馈电的多层微带阵列天线

采用三指形微带馈电方式,设计了一种新型用于实际生产的高增益宽带小型化多层微带阵列天线,而阵列天线总厚度仅为2.5mm。该多层介质结构天线抑制了馈电网络电磁辐射,易于加工生产,增加了结构强度。测试结果表明,该阵列天线增益达到17.3d B,VSWR≤2的相对阻抗达到14%,具有良好的辐射和阻抗匹配特性,对设计宽带相控阵天线很有帮助。     

一种新型微带馈电的圆锥喇叭天线设计

设计了一种微带馈电双极化喇叭天线。该喇叭天线的辐射层中心为一圆锥喇叭孔的金属波导材料,通过双层正交的三角形带状线馈电结构来实现双极化,最下层加入金属反射腔来抑制背向辐射,提高天线增益。利用HFSS电磁仿真软件对天线进行优化仿真,仿真结果表明,该喇叭天线在Ku波段上行(14.0～14.5 GHz)和下行(12.25～12.75 GHz)的反射系数VSWR均＜2,两个端口的增益均＞8 dB。该喇叭天线体积小,增益高,采用微带馈电的形式,适合作为Ku波段卫星地面通信系统的天线单元。     

宽带有源天线阵列设计

宽带有源天线阵列在实现工作频带内无栅瓣扫描时,其辐射单元口径和单元间距在工作频段的低端就会显得过于狭小和紧密,在频率低端阵列增益偏低,有源电路布置空间局促。应用波长比例缩放阵列（WSA）来实现宽带有源天线阵列,阵列是由两种或两种以上不同带宽的天线单元组成的异构阵列,兼顾了高低频段阵列性能,为有源电路布置提供了充裕空间。通过电磁计算,验证了该方法的可行性和高效性。针对WSA阵列的工程应用,提出了一种典型的天线阵列结构、片式收发组件和射频互联电路设计。该设计为超宽带多功能有源相控阵天线的应用提供了一种新的方案。     

新型CTS阵列天线的设计及仿真

提出一种新型的CTS(Coaxial Transverse Stub)阵列天线—CCTCS(Coaxial Continuous Transverse Conical Stub)阵列天线。天线由串联馈电单元组成,各单元采用圆锥状同轴开槽结构,具有成本低、易加工和易调节的特点。设计一个十单元的阵列天线模型,并通过有限积分数值方法对该阵列计算仿真,结果表明,相对于传统的CTS阵列,CCTCS阵列在满足全向性、低驻波、垂直极化和阻抗匹配的同时,工作带宽和旁瓣电平都有较好的改善。     

一种基于延迟线补偿记忆效应的模拟预失真器

模拟预失真器具有带宽宽、结构简单、功耗低和延时少等优点,满足第五代移动通信系统(5G)及超 5G 的功放线性化对大带宽、低功耗和低延时的要求。然而随着移动通信系统的发展,信号的带宽和调制度越来越 高,功率放大器的记忆效应影响也越来越强,而传统的模拟预失真器无法补偿功放的记忆效应。为了解决模拟预失 真电路的记忆效应补偿问题,文中提出了一种基于延迟线补偿记忆效应的肖特基二极管模拟预失真器(SDD-APD)。 该模拟预失真器采用不等长微带线作为延迟线,用来补偿功放的记忆效应。采用100 MHz 带宽5G 新无线电(NR) 信号对工作在3. 5 GHz 的AB 类功放进行测试,结果表明该模拟预失真器可以补偿功放的记忆效应,并能将功放的 非线性改善10 dB 以上。     

基于数/模混合预失真技术的功放线性化北大核心CSCD

随着移动通信信号带宽的增加,传统功率放大器数字预失真线性化技术越来越受到采样率的限制。为了使线性化效果更好,文中提出了一种数字预失真和模拟预失真相结合的混合预失真器,利用模拟预失真宽带宽的特点和数字预失真线性化能力强的优势,把模拟预失真和数字预失真融合在一起,共同补偿功放的非线性。由于受实验设备采样率的限制,文中采用了带宽为60 MHz的5 G NR信号对一个中心频率为3.5 GHz的射频功放进行实验验证。实验结果表明:提出的混合预失真器不仅优于单独的数字预失真器和模拟预失真器的非线性矫正性能,而且还能改善数字预失真因采样率限制无法改善的带外互调失真。     

A 60-W Multicarrier WCDMA Power Amplifier Using an RF Predistorter

In this brief, we present a 60-W power amplifier that is linearized using an RF predistorter for multicarrier wideband code-division multiple-access (WCDMA) applications. The proposed RF predistorter is fully composed of RF or analog circuits, and it has a moderate memory effect compensation capability using a delayed third-order intermodulation (IM3) component path. It also includes the IM5 generation circuits and a compact IM3 generator that is capable of autocanceling for the fundamental component. The proposed RF predistorter was implemented and applied to a 60-W high-power WCDMA amplifier. For a four-carrier downlink WCDMA signal, the RF predistorter improved the adjacent channel leakage power ratio at a 5-MHz offset by 6.19 dB at an average output power of 48 dBm. The total efficiency of the system is as high as 13.6% at the same output power level. At an output power level of 60 W, the linearized power amplifier complies with the linearity specification of the WCDMA system.     

A 5.8 GHz 1 V Linear Power Amplifier Using a Novel On-Chip Transformer Power Combiner in Standard 90 nm CMOS

A fully integrated 5.8 GHz Class AB linear power amplifier (PA) in a standard 90 nm CMOS process using thin oxide transistors utilizes a novel on-chip transformer power combining network. The transformer combines the power of four push-pull stages with low insertion loss over the bandwidth of interest and is compatible with standard CMOS process without any additional analog or RF enhancements. With a 1 V power supply, the PA achieves 24.3 dBm maximum output power at a peak drain efficiency of 27% and 20.5 dBm output power at the 1 dB compression point.     

Using Analog Predistortion for Linearizing Class A–C Power Amplifiers

An analog 5th order, complex-valued polynomial predistortion IC has been built to linearize the behavior of RF power amplifiers. The predistorter can be used either at baseband or low IF frequencies and it was tested using a simple IF amplifier that could be biased to operate in classes A, AB, B and C. Intermodulation products can be reduced by 20 to 30 dB in classes A and AB over a bandwidth of several MHz. In classes B and C the shape of nonlinearity is such that a low-order polynomial predistortion function is not sufficient for linearizing them.     

基于增益扩展现象的线性化技术在Doherty功放中的应用

在分析Doherty放大器特性基础上,研究了利用Doherty具有增益扩展特性的放大器线性化技术.深入分析了Doherty功放中辅助功放的栅压变化对增益扩展特性的影响,并讨论了据此将具有增益扩展特性的前级Doherty功放作为模拟射频预失真器与末级Doherty功放进行级联而构成的线性化功放.最后根据这一原理,采用一对MRF21010功放管所设计并优化的Doherty模拟预失真功率放大器与前级为平衡放大器、末级为相同Doherty功放的级联电路相对照,表明三阶互调可以改善15dB,效率提高2%.研究结果对高效率、高线性功放的设计具有实际意义.     

广义改进型Hammerstein预失真器的实现方法及验证

射频功率放大器与生俱来的非线性是无线通信前端设计需要解决的核心问题之一。根据广义改进型Hammerstein功率放大器非线性模型,提出一种应用于射频功放线性化的新型数字预失真器——广义改进型Hammerstein(Generalized Augmented Hammerstein, GAH)预失真器,并给出了该预失真器的实现方法。另外,为了精确分析GAH 预失真器的性能,采用实际功放的输入输出数据进行仿真和实验。被测功放为中心频率1960 MHz,带宽40 MHz, 输出功率45 dBm的Doherty功放。仿真和实验证明：提出的数字预失真器不仅计算复杂度远低于记忆多项式（Memory Polynomial,MP）和分数阶记忆多项式（Fractional Memory Polynomial, FMP）预失真器,而且其线性化能力也强于AH、MP及FMP等预失真器。     

用于5G RF PA 线性化的多频段通用数字预失真器

文中提出了一种基于独热编码与长短时期记忆 (LSTM) 神经网络的多频段通用数字预失真非线性 模型,它可以有效地对工作在多个频段的宽带射频功放进行线性化。在训练集中引入表示不同频率信号的不同独 热编码,训练后的神经网络非线性模型可以在不改变网络结构和模型参数的情况下对不同频段的功率放大器进行 预失真线性化。为了验证该方法的有效性,建立了两个分别工作于2. 6 GHz 和4. 9 GHz 的射频功放实验平台,在这 两个频段预失真非线性建模的归一化均方误差(NMSE)均可达到-40 dB,然后使用100 MHz 带宽5G NR 信号,分别 对这两个射频功放进行预失真线性化实验验证。实验结果表明,该多频段通用数字预失真器可以将这两个功放的 邻信道泄漏比(ACLR)在中心频率下偏100 MHz 处分别改善19. 42 dB 和17. 91 dB,在中心频率上偏100 MHz 处分 别改善15. 73 dB 和15. 17 dB,验证了所提非线性模型的有效性。     

一种基于锥形微带线的宽带F 类功率放大器

提出了一种基于5G 频段的宽带高效率F 类功率放大器。分析表明锥形微带线可以有效解决矩形微带线对于带宽的限制问题, 同时将锥形微带线加入谐波控制网络, 可以实现在一定频率范围内将二次谐波阻抗匹配至短路点附近, 三次谐波阻抗匹配至开路点附近, 从而有效解决了F 类功率放大器带宽和效率的问题。使用锥形微带线制作的功放, 实测结果表明: 在2.7 ~3.8GHz 的频带范围内, 漏极效率达到63% ~78%, 平均输出功率达到10W以上, 大信号增益达到10dB 以上。在5G 无线通信中, 该功放可以有效地发挥其宽带高效率的特点。     

Adaptive digital/RF predistortion using a nonuniform LUT indexing function with built-in dependence on the amplifier nonlinearity

This paper reports on an integrated adaptive digital/RF predistorter using a nonuniform spaced lookup table (LUT) and in-phase/quadrature (I/Q) RF vector multiplier (VM). The LUT contents are directly deduced from the baseband input and output signals of the power amplifier (PA). In addition, a new nonlinear indexing function of the predistortion LUT with built-in dependence on the PA nonlinearity is proposed. This function is made to be robust to the input signal statistics. A comparison of this new indexation method with conventional approaches, namely, power and logarithmic power indexation functions, is carried out. The superiority of the proposed scheme is demonstrated in particular for class-AB amplifiers where the gain of the PA varies over the whole input range of the drive signal. The measured output spectrum of a linearized 90-W peak lateral double-diffused metal-oxide-semiconductor PA reveals a significant reduction of the power emission at the adjacent channels of approximately 15 dB under IS95, single-carrier, and multicarrier wide-band code-division multiple-access signals. The experimental evaluation is carried out using an RF/digital predistorter prototype that mainly includes an envelope detector, a linear I/Q RF VM, field-programmable gate array and digital signal processor, and fast analog/digital and digital/analog converters.