相比射频工程师,微波工程师虽然名声没那么大,但依然是无线通信、通信基站等多种领域不可或缺的重要岗位之一,今天我们来学习微波工程师进阶内容,也就是微波功率放大器(简称:功放)的线性化技术。
一般来说,微波功放广泛应用于对微波功率有一定要求的各种微波设备中,如微波测试设备、雷达测试设备、雷达发射单元、移动通信基站、移动站、电子对抗、卫星通信、微波遥感、微波医疗仪器等。随着微波固态器件的发展,微波功放也逐渐由体积大、重量较重的电真空放大器过度到体积小、重量较轻的固态放大器,如双极晶体管放大器,场效应管放大器及单片集成放大器。目前除了一些输出功率大于几百瓦的设备仍在使用电真空放大器外,在一百瓦以下设备大都采用固态放大器。
对功放线性度的衡量可从两个指标来考察:
(1)谐波抑制度,当放大器输入频率为f单频信号时,由于非线性失真,回产生频率为2f。等的谐波,如下图(a)。输出主频与谐波的功率电平之差即为谐波抑制度,用dBc表示。
(2)三阶交调系数,当放大器输入一定频率间隔、幅度相同的频率f和fz两信号时,由于非线性失真,在放大器输出端除了放大的f和fz外,还有2f-f r和2f,-f1,此为三阶交调频率(图b)。主频与三阶交调频率的功率电平之差即为三阶交调系数,用dBc表示,也可用1dB压缩点来表示功放的线性度。
对微波功放,除了有一定的功率输出和增益指标以外,线性度也是一个十分重要的指标。例如在微波测试设备中,由于功放的非线性失真所产生的谐波往往影响了测试精度;在移动通信的基站和移动站中,功放的非线性失真往往产生邻道干扰,从而引起信号失真。因此,在这些设备中对功放的线性度提出了很高的要求,例如,3G对基站功放的线性度提出了谐拨抑制要大于60dB的要求,否则将引起邻道干扰,影响信号的传输质量。