王 帅，谢冰一，李春辉，杨建永，申冀湘

(中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050081)

航天测控高效率线性功率放大器研究

王 帅，谢冰一，李春辉，杨建永，申冀湘

(中国电子科技集团公司第五十四研究所，河北 石家庄 050081)

针对航天测控发射机的GaN末级功率放大器效率得到提升，但线性度往往达不到指标要求的问题。提出了射频预失真技术和Doherty技术相结合的方法来提高功率放大器的回退效率和线性化指标，给出了射频预失真的方案设计，对差分匹配和100 W功率放大器进行了仿真设计。通过仿真分析和试验可以发现，该方法可以改善三阶交调到-47 dBc以下，效率在输出功率回退6 dB后可以达到45%。

射频预失真；功率放大器；Doherty功率放大器；差分匹配

Abstract In order to achieve high efficiency and linearity in the GaN power amplifier for aerospace TT&C,a method in combination of RF predistortion and Doherty technology was presented in this paper.The design of RF predistortion was proposed.The simulation of differential impedance match and 100 W power amplifier was introduced.Simulation results and analysis have shown that the proposed amplifier achieves efficiency of 45% at 6 dB back-off from the saturated output power,and IMD3 is improved to -47 dBc.

Key words RF predistortion;power amplifier;Doherty power amplifier;differential impedance match

0 引言

航天测控技术为各种轨道的人造地球卫星、无人试验飞船、载人飞船、深空探测器的发射、在轨运行和返回着陆提供测控支持，是整个航天工程中不可或缺的重要组成部分。随着航天测控技术的发展，特别是第三代半导体GaN功率器件的使用，相比较Si基LDMOS器件，效率有了很大提升，但由于GaN的自身特性，线性度指标往往不是很理想，差于同功率的LDMOS功率放大器。在航天测控实际应用中，末级功率放大器输出功率有较大的动态范围。在低于额定输出功率下，传统的功率放大器的效率将大大降低，每下降6 dB，效率降低一半[1]。

本文针对航天测控功率放大器的实际需求，提出射频预失真技术和Doherty技术相结合的方法来提高功率放大器的回退效率和线性度指标。……