用于Ka波段行波管的反射式预失真线性化器

采用幂级数法分析得到了线性化器与行波管放大器相反的非线性特性,并建立了预失真放大器的幂级数模型。根据反并联二极管对电路能够产生奇次谐波的特点,利用反并联肖特基二极管对、正交混合电桥、二极管电路的匹配网络等结构,通过对各结构的分析优化,设计了用于Ka波段行波管的预失真线性化器。实验结果表明:该线性化器在29~31 GHz频段范围内能为行波管放大器的载波交调比带来最大19 dB的改善。     

Ka波段宽频带行波管放大器线性化研究

线性化器是毫米波通信系统中的关键器件,在改善放大器的线性指标及提高通信质量等方面起着至关重要的作用。现阶段国内行波管放大器（TWTA）线性化技术尚不完善,无法满足通信技术发展的应用需求,因此线性化技术的研究刻不容缓。本文提出了一种新的宽频带模拟预失真线性化器结构,用来改善Ka波段TWTA的非线性特性。仿真结果表明,在26～30 GHz频率范围内,输入功率为?20～10 dBm,线性化器的增益扩张≥5.08 dB,相位扩张≥64.81 °。将线性化器与TWTA进行级联测试,中心频率的增益压缩≤3.12 dB,相位压缩≤2.31 °,三阶互调（IMD3）显著提高。     

用于固态功放反射式宽带预失真器设计方法

提出了一种特定增益和相位补偿的反射式宽带线性化器设计方法,并通过此方法设计了一种补偿固态功率放大器失真特性的预失真电路。利用肖特基二极管产生非线性补偿,根据电路拓扑结构,利用matlab优化工具找到单频点处特定增益补偿和相位补偿特性的并联负载值,改变频点,并重复上述步骤,可进一步得到特定增益和相位补偿所需的并联负载随频率的变化关系（即Z_L～f曲线）。利用ADS仿真软件优化设计使二极管后端阻抗随频率的变化逼近Z_L-f曲线。仿真的电路增益补偿和相位补偿分别为6 dB和?40°。最终实测频率范围为9.4～11.4 GHz,增益扩张在3.9～4.4 dB,相位补偿在?32.3°～?41.5°,频带特性良好,并且相对带宽达到了19.2%。通过改变二极管直流偏置电压,还实现了补偿曲线的斜率可调。     

基于二极管Ka波段的新型可调预失真器

为了补偿不同类型功放的非线性特性,设计应用于Ka波段的可调预失真器,该电路基于三支线定向耦合器、肖特基二极管、微带线和负载电阻,产生预失真信号。通过调节肖特基二极管的偏置电压、微带线电长度及负载电阻可以提供不同的幅度和相位组合以满足不同类型的功率放大器线性化要求。仿真及实测结果表明,该预失真器在29~31GHz频段范围内,用于行波管(TWTAs)线性化时可提供约6.5dB的增益扩展和46°的相位扩张;用于固态功率放大器(SSPAs)线性化时可提供约11dB的增益扩展和35°的相位压缩。     

微波光子信道化链路非线性失真的数字补偿方法

微波光子信道化链路的线性度主要受信道内的交调失真和信道间的互调失真的限制。本文提出了一种基于数字域迭代的非线性失真补偿方法，对各个信道输出的中频信号在数字域进行联合处理，通过迭代不断逼近线性化的理想结果，能够同时有效抑制信道化链路中的交调失真和互调失真。仿真结果表明，在参数无偏差的情况下，该方法可以完全抑制信道内的交调失真和信道间的互调失真；在参数偏差为5%的情况下，仍可以将三阶交调失真和互调失真分别抑制15 dB和16 dB。     

两路输入前置光放大星间微波光子链路优化

考虑到星间微波光子链路传输损耗大且多路微波信号之间交调干扰严重,利用前置光放大来提高链路的信号噪声失真比RSNDR。建立了两路输入前置光放大星间微波光子链路模型,推导出了RSNDR的解析表达式。通过优化马赫-曾德尔调制器的直流偏置相移,使得在给定输入射频信号功率条件下RSNDR最大,并进一步分析了前置光放大器参数对最优直流偏置相移和RSNDR的影响。仿真结果表明,前置光放大改变了影响RSNDR的主要因素,使信号放大的倍数大于噪声和三阶交调(IM3)放大的倍数,从而提高了链路的RSNDR。当前置光放大器增益为20dB、噪声系数为3dB时,最优的RSNDR比不加前置光放大器时提高24dB。前置光放大器增益和噪声系数对最优的RSNDR影响很大,而对最优的直流偏置相移几乎无影响。     

一种双路矢量合成式毫米波预失真线性化器

针对目前行波管放大器模拟预失真技术中存在的幅度和相位特性关联性强的问题,提出一种双路矢量合成式预失真器。该预失真器由90°电桥、模拟电调衰减器和反射式二极管预失真电路构成。根据理论分析和ADS软件仿真结果加工了实际电路并进行测试。实测结果表明:在工作频率29~31GHz和额定输入功率区间内,该电路可实现与行波管特性相反的预失真性能;合理调整两支路偏置电压,可实现相位扩张改变30°,而增益扩张变化量小于1dB的性能,有效减小了模拟预失真器幅度和相位特性的关联性。     

Q波段宽频带线性化器设计

当前我国Q/V频段的低轨卫星互联网项目正在大力开展,宽带通信正在逐步发展。而国内相关线性化技术一般局限于较窄频带,相关研究尚不成熟。因此尽快研究设计宽频带线性化器十分有必要。采用适用于空间环境的模拟预失真技术,设计出针对卫星通信所用的行波管功率放大器（TWTA）的Q波段线性化器。其利用新型微带传输结构,结合肖特基二极管,可在毫米波频段实现超宽瞬时频带的线性化。在38～43 GHz（5 GHz）的瞬时频带内对TWTA的幅度失真以及相位失真有着很好的改善。线性化器在输入功率为?17～13 dBm的范围内,频带内幅度增益约为4.8～7.2 dB,相位扩张约为70°～88°。相对其他同类型线性化器,此线性化器对应频率较高,且可在很宽的瞬时频带内对TWTA实现比较稳定的线性化。     

外调制CATV光发射机中并行结构预失真补偿技术

针对外调制式CATV光发射机中固有的非线性复合三阶差拍(CTB)失真,提出了一种并行结构的预失真补偿电路技术,并进行了详细的理论分析.在此基础上设计制作了基于互补型二极管阵列的预失真非线性补偿电路,实现了50～550MHz宽频带内CTB补偿15dB～18dB,同时对二次失真没有影响.     

Ka频段GaN功放的预失真线性化器设计

基于满足目前高效复杂的调制技术对功率放大器线性化度越来越高的需求的目的,采用模拟预失真技术设计了一种线性化器,用来改善Ka频段氮化镓(GaN)固态功放的非线性化失真。通过改进传统的并联式二极管预失真电路,采用开环技术,将两个肖特基二极管并联。改变二极管的偏置状态,得到不同的改善程度的预失真信号。结合使用专用电磁仿真软件ADS2013做电路仿真,通过参数扫描得到二极管偏置状态的初始值,为实物调试提供理论基础。通过对已加工的实物测试,结果表明：增益幅度补偿达到6.4dB,相位补偿达到28°。     

饱和非线性正折射异向介质中的调制不稳定性

直接从异向介质中包含饱和非线性、自陡峭和二阶非线性色散效应的非线性扩展传输方程出发,采用线性稳定性分析法,导出了调制不稳定性的色散关系、不稳定条件、无量纲的临界扰动频率和增益谱。计算和讨论了异向介质正折射区无量纲的增益谱随归一化角频率和入射功率密度的变化关系。结果表明,在异向介质正折射区,随归一化角频率和入射功率密度的不同,增益谱将会出现扰动频率大于零、扰动频率大于某个非零临界值、扰动频率大于零而小于某个非零临界值3种形式。在归一化角频率较小时,调制不稳定性可能出现阈值入射功率密度;且在较小的入射功率密度时,调制不稳定性只能出现在大于某个临界频率时。     

Four-wave mixing crosstalk in optical fibre parametric amplifiers with orthogonal pumps

We experimentally investigated the generation of new unwanted frequencies generated by four-wave-mixing in fibre optical parametric amplifiers with two orthogonally polarised pumps and 17 dB of small signal gain. At these gain levels, we simultaneously observe two distinct types of mixing interactions and demonstrate that they vary with changing output power and gain at different rates. We also demonstrate that a combination of high pump power and low nonlinearity fibre results in less power in the unwanted peaks than a combination of low pump power and highly nonlinear fibre. Because these new unwanted four-wave mixing peaks result in crosstalk between wavelength division multiplexed channels, building parametric amplifiers with a combination of high pump power and fibre of low nonlinearity is desirable.     

Surface solitons at interfaces of arrays with spatially modulated nonlinearity

We address the properties of two-dimensional surface solitons supported by the interface of a waveguide array whose nonlinearity is periodically modulated. When the nonlinearity strength reaches its minima at the points where the linear refractive index attains its maxima, we found that nonlinear surface waves exist and can be made stable only within a limited band of input energy flows and for lattice depths exceeding a lower threshold.     

The equation of state of a microinhomogeneous medium and the frequency dependence of its elastic nonlinearity

In the framework of a rheological model, a nonlinear dynamic equation of state of a microinhomogeneous medium containing nonlinear viscoelastic inclusions is derived. The frequency dependences of the effective nonlinear parameters are determined for the difference frequency and second harmonic generation processes in the case of a quadratic elastic nonlinearity. It is shown that the frequency dependence of the nonlinear elasticity of the medium is governed by the linear relaxation response of the inclusions at the primary excitation frequency, as well as by the relaxation of the inclusions at the nonlinear generation frequencies.     

Evolution of spatial modulation of broadband laser pulses with different pulse durations in medium with non-instantaneous Kerr nonlinearity

We experimentally investigate the evolution of spatial modulation of broadband laser pulses with different pulse durations through a medium with non-instantaneous Kerr nonlinearity. By modifying the input laser pulse width, we observe the nonlinear growth of the spatial stripes that arise from interference with different modulation frequencies, and then obtain the gain spectra of the spatial modulation which clearly reveal the influence of relaxation effect on spatiotemporal modulation instability. We find that all gain spectra have the similar fastest growing frequency, but they have tails at higher frequency region in which the growth rate of gain is bigger for shorter pulse duration. The experimental results are confirmed by the perturbational analysis.     

Linearity and nonlinearity of quantum-dot semiconductor optical amplifiers

Linearity and nonlinearity of quantum-dot semiconductor optical amplifiers (QD-SOAs) are analyzed in this paper using numerical and analytical solutions. The basic formulas are derived from rate equations of multiple-states QD-SOAs. The solutions reveal that linearity and nonlinearity of QD-SOAs, which is quantificationally characterized by the maximal linear output power and the nonlinear factor, are strongly dependent on injected current, modal gain and spontaneous radiative lifetime. Additionally, the solutions also provide some useful suggestions in designing and using of QD-SOAs, either be used in linear or nonlinear operational region.     

有源光纤自相位调制的频谱展宽估计

有源光纤的两种非性效应－非线性极化和增益饱和效应都引起光信号频谱展宽。增益饱和导致包络失真，同时也影响到由非线性极化所造成的自相位调制。这种影响可用一个函数ｆ（ｚ）表示。     

延时法测量条纹相机μs档扫描非线性

为实现μs档条纹相机扫描非线性标定,建立了基于延时可调信号源和外触发激光器的条纹相机μs档扫描非线性标定系统,弥补了标准具法的不足。系统通过延时值的递增,得到条纹相机扫描速度在全扫程的变化。系统中时间关系抖动来源主要是测试设备延时抖动和条纹相机触发延时抖动。时间抖动测试与分析显示,条纹相机延时抖动±0.6ns,测试设备延时抖动±0.3ns,系统总时间抖动±0.7ns。系统时间抖动会造成最终时间轴信息的起伏。大量数值模拟分析表明,时间轴起伏对系统时间抖动的影响±2ns,在可以接受的范围内。因此,该系统能够胜任条纹相机μs扫程时间信息的测量标定。