基于Wilkinson合成器的LINC系统效率优化实现的综述报告

基于Wilkinson合成器的LINC系统效率优化实现的综述报告引言LINC（LinearAmplificationwithNonlinearComponents）系统是一种基于非线性功率放大器的线性功率放大器系统，具有高效率、高输出功率和低失真的特点，被广泛应用于无线通信领域。其中，Wilkinson功分器作为LINC系统中的关键组成部分，用于将输入信号分成相等的两路信号，进而进行相位调整，最终合成输出信号。在LINC系统中，为了保证高效率的实现，需要对Wilkinson合成器进行优化设计，提高其工作效率。一、Wilkinson合成器简介Wilkinson合成器是一种基于功分器的微波电路，具有低插入损耗、高隔离度、宽带特性等优点，因此在无线电子学中得到广泛应用。在LINC系统中，将输入信号通过Wilkinson合成器分成两路相等的信号，进而加以相位调整，最终合成为输出信号。Wilkinson合成器如图1所示。其中，P1和P2表示输入端口，P3表示输出端口。在布局上，W1和W2两条微带线的宽度和结构对称，L1和L2是共线的电感，C1和C2是两个互为串联的电容，可以使模型具备阻抗匹配特性。图1Wilkinson合成器电路模型由于在LINC系统中，输出功率为输入功率的平方级别，因此需要通过非线性功率放大器（NPA）来实现。NPA在实现高功率时存在功率饱和和失真的问题，而导致LINC系统的非理想性能。事实上，采用合适的调制方案和信号处理方法，可以较好地解决这些问题。其中，基于Wilkinson结构的LINC系统优点明显，其底部分支功率分配方式一定程度上减轻了输出功率放大器的失真问题。二、LINC系统效率优化方式在LINC系统中，为了保证系统的高效率和低失真，需要对其进行改进。在Wilkinson功分器方面，一些改进措施被提出，以提高功分器的性能。1.改进方案1：多组结束技术对Wilkinson合成器进行多组结束技术，是最基础和主要的优化技术，其基本思想是在输出端口布置多组相同的等效负载阻抗，如图2所示，得到两个性能优异的功分器且二者耦合。图2多组结束技术实验结果表明，采用多组结束技术有效地提高了功分器的带内隔离度，并且能够扩展电路的带宽，但是该方案要求在高频区域内加入大量并联的负载，容易产生返波和衰减。2.改进方案2：使用改进的反向环在本方案中，采用改进的反向环技术来优化LINC系统，通过在不同的点添加阻抗配对网络可以保证两个反向环的负载阻抗相等，并且可以创造出很好的相位匹配情况。如图3所示，两个反向环上的等效负载阻抗为50欧姆，分别由三个开路质量衰减器负载得到。图3改进的反向环这种技术具有高效、易实现、不影响LINC系统整体性能优势，可以有效提高LINC系统的性能。3.改进方案3：使用反向环技术和多组结束技术本方案是综合以上两个方案的统一技术实现，即在Wilkinson器件的端口和反向环上布置改进的多组结束，通过调整反向环和多组结束的阻抗可达到提高系统性能的效果。唯一的缺点是需要使用大量器件，会浪费大约30%的负载功率三、结论LINC系统在使用Wilkinson合成器的基础上，通过对其进行优化设计，可以提高系统的工作效率和性能表现。当前，多组结束技术、改进的反向环等方法被用来提高LINC系统的效率。由此可