微波放大器设计及测试
射频与微波电路设计介绍-7-功率放大器设计介绍
热设计与散热问题解决方案
热设计基本原理
阐述热设计的基本原理，包括热传导、热对流、热辐射等 概念。
散热问题解决方案
探讨散热问题的解决方案，如采用高效散热器、使用热管 技术等，并分析其优缺点。
热设计与散热问题实例分析
给出热设计与散热问题的实例分析，包括热仿真、热测试 等方面。
热设计与散热问题解决方案
热设计基本原理
阐述热设计的基本原理，包括热传导、热对流、热辐射等 概念。
散热问题解决方案
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热设计与散热问题实例分析
给出热设计与散热问题的实例分析，包括热仿真、热测试 等方面。
05
射频与微波功率放大器仿真与测 试方法
05
射频与微波功率放大器仿真与测 试方法
01
02
03
04
高集成度
随着半导体工艺的发展，射频 与微波电路将实现更高的集成
度，减小体积和重量。
高性能
采用新材料和新技术，提高电 路的性能指标，如更高的工作 频率、更低的噪声系数等。
多功能融合
将不同功能的电路模块集成在 一起，实现多功能融合，满足
复杂应用场景的需求。
智能化
引入人工智能和机器学习技术 ，实现电路的自适应调整和智 能化管理，提高系统性能。
连接测试仪器，设置合 适的测试参数（如频率 、功率等）。
对功率放大器的各项性 能指标进行测试，如输 出功率、增益、效率等 。
通过输入不同幅度和频 率的信号，观察功率放 大器的输出信号是否失 真，评估其线性度性能 。
在长时间工作和不同环 境温度下，测试功率放 大器的稳定性和可靠性 。
测试平台搭建及测试步骤说明
微波功率放大器
Pout(dBm)
1dB 1
ý ×» ÷ È ½ ½ µ Ø ¹ ã ½ Ö µ
IP3
1 M3 dB
P dB Pin 1dB G0 dB 1 1 Pout dB Pin dB G0 dB
P3 a
3 1
小信号工作时
M 3 dB 23.75 2( P1dB Pout dB 1)
* k1为小信号电压增益；k3为负，代表压缩特性。
6
输入：
A A V cosw1t cosw 2 t 2 2
(使总功率保持不变)
输出基波：
1 9 k1 A k 3 A3 cosw1t cosw 2 t 8 2 1 3 k3 A3 cos2w1 w 2 t cos2w 2 w1 t 2 8
14
S21 只降模值 S12 只升模值
3. 动态阻抗法
没有模型也没有S参数的晶体管，可先测得最佳Zin 、Zout ， 再设计微带匹配电路。
FET ÷ä ÷ µ Å Æ 1 VSWR1 Zin(f) ÷ä ÷ µ Å Æ 2 Zout(f) VSWR2
• 在一定频率及输入电平下，调整工作点及调配器，使输出功 率最大、同时效率较高(偏置电流小)时，得最佳负载状态。 • 用共轭替代法，用网络分析仪测出此状态下两端输入、输出 阻抗，用于功放匹配网络设计。 这种方法的功放非线性是不可预估的，故对线性功放的设 计一般不用。
三阶交调分量：
• 1dB压缩点三阶交调系数
M3
1dB
三阶交调分量电压幅度 20lg 1dB 23 .75dBc 基波电压幅度
实际经验值略小，通常取 M3 1dB -23dB
微波功率放大器AMPM转移系数测试方法研究
： ； ； ； Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ Ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ＡＭＰＭ Ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｔｅｓｔ
０ 引言
发器，导航卫星、中继卫星、遥感卫星高速数据传输
微波功率放大器在航天器中被广泛应用，但其 系统及微波遥感器等系统中，是星载有效载荷系统
功能复杂，是航天器微波有源产品中很有代表性的 中的一类关键设备［１，２］。
一类产品。它不仅能够完成微波信号的功率放大， 国外在星载微波功率放大器设计、制造、测试方
同时还可以具备控制增益、相位等功能。目前的星 面已经比较全面和成熟，但是，针对多载波工作时的
， ， ， ， ， ＬＩ Ｘｉｎｌｅｉ ＺＨＡＮＧ Ｊｉｎｃａｎｇ ＱＩＮ Ｚｈｅｎ ＧＡＯ Ｙａｎ ＬＩＮ Ｚｈｕｏ ＺＨＡＮＧ Ｌｉｎ
（ （ ’ ）， ’ ， ） Ｃｈｉｎａ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｓｐａｃｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｘｉ ａｎ ＸＩ ａｎ ７１００００ Ｃｈｉｎａ
： Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｓｐａｃｅｂｏｒｎｅ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｐｏｗｅｒ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ＡＭＰＭ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｉｎ ， ｄｅｘ ｌａｃｋｓ ｔｈｅ ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｓ ｂａｓｅ ｏｎ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｍｕｌｔｉｃａｒｒｉｅｒ ｎｏｎｌｉｎｅａｒ ｏｐａｒａｔｉｏｎ． Ｂｙ Ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ａｍ ， ， ｐｌｉｔｕｄｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｕｐｕｔ Ｄｕａｌｃａｒｒｉｅｒ ｓｉｇｎａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅ ｏｆ ｔｈｅ ｏｕｔｐｕｔ ｓｉｇｎａｌ ｐｈａｓｅ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ ｍｅｔｈｏｄｓ ｉｔ ｄｅｓｉｇｎｅｄ ， ｔｈｅ ｓｃｈｅｍｅ ｆｏｒ ｔｅｓｔｉｎｇ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｖｅｃｔｏｒ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｎａｌｙｚｅｒ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｓｙｓｔｅｍ ｂｕｉｌｔ ｂｙ ｔｈｅ ｓｃｈｅｍｅ ｔｈｅ ｔｅｓｔ ｖｅｒｉｆｉｃａ （ ） ｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｉｓ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ ． Ｔｅｓｔ ａｃｃｕｒａｃｙ ｕｐ ｔｏ ０． １ ｄｅｇ ／ ｄＢ ． Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｓｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｔｈａｔ ｔｈｅ ＡＭＰＭ ｔｒａｎｓｆｅｒ ， ， ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ ｇｉｖｅｎ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｉｓ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｆｅａｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ ａｎｄ ｉｔ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｃｏｍ
微波电路-实验内容
微波通信概述微波无线通信是以空间电磁波为载体传送信息的一种通信方式，构建微波无线通信时不需要用线缆连接发信端和收信端。
因而在航空航天通信、海运和个人移动通信以及军事通信等方面，微波无线通信是其它通信方式所不可替代的。
微波通信是一种先进的通信方式，它利用微波（载频）来携带信息，通过电波空间同时传送若干相互无关的信息，并且还能再生中继。
由于微波具有频率高、频带宽、信息量大的特点，因此被广泛地应用于各种通信业务中。
如微波多路通信，微波接力通信，散射通信，移动通信和卫星通信等。
同时，用微波各波段的不同特点可实现特殊用途的通信，具体如下：A. S-Ku波段的微波适于进行以地面为基地的通信；B. 毫米波适用于空间与空间之间的通信；C. 毫米波段的60GHz频段的电波大气衰减大，适用于近距离的保密通信；D.90GHz频段的电波在大气中衰减很小，是一个无线电窗口频段，适用于地—空和远距离通信。
E.对于很长距离的通信L波段更适合。
微波通信的主要特点根据所传输基带信号的不同，微波通信又分为两种制式。
用于传输频分多路——调频（FDM-FM）基带信号的系统称作模拟微波通信系统。
用于传输数字基带信号的系统称作数字微波通信系统。
后者又进一步的分为PDH微波和SDH微波通信两种通信体制。
SDH微波通信系统是未来微波通信系统发展的主要方向，利用调制和复用技术，一条微波线路可以传送大量的信息。
这是微波通信的一个主要优点，例如，一个标准的4GHz微波载波，带宽约为10%~20%，可以传送几万条电话信道或几十万条电视信道。
微波通信系统的组成微波通信传输线路的组成形式可以是一条主干线,中间有若干分支,也可以是一个枢纽站向若干方向分支.但不论哪种组合形式,主要是有由微波终端站、中继站和分路站等组成的。
如图所示：终端站中继站再生中继站终端站微波微带电路系统实验设计平台一、适用范围本设计平台主要面向各大中专院校微波通信工程、电子工程、通信工程等专业开设的《微波技术》、《微波电路》、《天线原理》、等课程的实验教学及课程设计、毕业设计而研制的最新产品。
射频和微波放大器设计
为B类工作旳放大器称为AB类放大器。
➢ C 类（丙类）放大器 • 放大器在整个信号周期内，晶体管在工作区工作旳时间
明显少于半个信号周期旳放大器为C类放大器。
小信号放大器设计
小信号放大器设计旳基 本环节
选择合适旳器件或芯片 o 工作频率 o 增益 o 噪声 o 功率电平
小信号放大器设计
窄带放大器设计 o 工作带宽不大于10%旳放大器可以为是窄带放大器
窄带放大器分类 最大增益放大器 高增益放大器 最低噪声放大器
高增益放大器设计举例
例 15.1 设计一工作频率为3GHz，增益为15dB旳放大器，选择如
下S参数旳双极晶体管（VCE=4V ，IC=5mA）：
宽带放大器（BBA）设计 ——负反馈技术（分析）
➢ 取得最小输入和输出驻波比旳条件
➢ 设计举例
宽带放大器（BBA）设计 ——负反馈技术（高频情况）
伴随工作频率旳增长，S21旳相位将趋向于900， 也就是说可能出现正反馈旳成份，由此引起放 大器旳不稳定，为了确保放大器旳稳定性，能 够在并联反馈元件上附加一种串联电感，以变 化反馈分量旳相位。
功率放大器旳最小信号电平和动态范围
最小信号电平 放大率Po,mds，必须不小于放大器旳输出噪声功率。 • Po,mds定义为高于输出噪声功率电平 x 分贝。
或
功率放大器旳最小信号电平和动态范围
功率放大器旳动态范围 功率放大器旳动态范围定义为放大器旳线性最
交调对接受系统旳影响分析
对于窄带功率放大器，除了三阶交调项（即 2f1-f2和2f2-f1）外，全部附加旳频率分量都能 够经过滤波器被滤除掉。
微波低噪声放大器的原理与设计实验报告
微波低噪声放大器的原理与设计实验报告一、实验的那些小前奏。
家人们！今天咱来唠唠这个微波低噪声放大器的原理与设计实验。
一开始听到这个名字的时候，我就感觉它好高大上啊，就像那种在科学云端漫步的东西。
不过呢，当真正开始接触这个实验，就发现它其实也像个调皮的小怪兽，有点难搞，但又特别有趣。
二、啥是微波低噪声放大器呀。
那咱得先搞明白这个微波低噪声放大器是个啥玩意儿。
简单来说呢，它就像是一个超级贴心的小助手，在微波信号处理这个大舞台上发挥着重要的作用。
在我们周围，到处都有微波信号，就像空气中的小精灵一样。
但是呢，这些信号往往会夹杂着噪声，就像小精灵里面混进了一些捣蛋鬼。
这个微波低噪声放大器呢，它的本事就是在放大这些微波信号的同时，尽可能地把那些捣蛋的噪声给压制住，让我们能得到比较纯净又被放大了的信号。
想象一下，如果把微波信号比作是一场音乐会的演奏声，噪声就是那些在台下叽叽喳喳的杂音。
这个放大器就像是一个超棒的音乐厅管理员，它把演奏声放大，让每个角落都能听到美妙的音乐，同时把那些杂音都给屏蔽掉，让大家可以享受纯粹的音乐盛宴。
三、实验原理的探索之旅。
那这个放大器为啥能做到这样神奇的事情呢？这就涉及到它的原理啦。
它的内部就像是一个精心设计的小迷宫，里面有着各种各样的电子元件，像晶体管之类的。
这些元件就像是小迷宫里的小关卡，微波信号和噪声在里面穿梭的时候，就会受到不同的对待。
对于微波信号来说，这个小迷宫就像是为它量身定制的绿色通道。
通过巧妙地设置晶体管的工作状态，还有电路的一些参数，就可以让微波信号顺利地通过这些关卡，并且在通过的过程中被放大。
就好像小信号是一个小探险家，在这个友好的迷宫里越走越强壮，不断地成长变大。
而对于噪声呢，这个迷宫可就没那么友好啦。
因为噪声的一些特性和微波信号是不一样的，所以在经过那些关卡的时候，就会受到各种阻碍和削减。
比如说，通过合理地选择晶体管的类型和电路的结构，可以让噪声在某些地方就被消耗掉，就像小捣蛋鬼在迷宫里不断地碰壁，最后被削弱得没什么力气了。
1-8GHz宽频带微波放大器的设计
（ ｐ ｒｍｅ ｔｏ ｏ Ｄｅ ａｔ ｎ ｆＣ ｍｍ ｕ ｉａｉｎ Ｅｎ ｉｅ ｒｎｇ ｎｃ ｔｏ ｇｎ ｅｉ ，Ｃｈ ｎ ｄ ｉｅ ｓｔ ｎｆｒ ａｉｎ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ， ｈ ｎ ｄｕ６ ０ ２ ） ｅ ｇ ｕ Ｕｎｖ ｒｉｙｏｆＩ ｏ ｍ ｔｏ ｃ ｎ ｌｇ ｃ ｅ ｇ １ ２ ５
维普资讯
嘲 嗡 黼
ＥＣ（Ｃ ＥＵＭＴＥＮ（ ＬＴＮ ＭＳＥＮ ＴＨ） Ｙ ＥＲＩ ＡＲＥ Ｃ（Ｇ ）电子测量技术 Ｌ ）
第８２ ２年月 ０ ２ ３ 第期 ０ １ 卷
１ ～８ＧＨｚ宽 频 带 微 波 放 大 器 的 设 计
陈 昌 明
噪声 系数 小于 ６ｄ Ｐ一＞ １ Ｂ Ｂ， １ ２ｄ ｍ．
随着 电子对抗 技术 的不 断 发展 ， 带微 波 放 大 器在 跳 宽
频通 信 、 带干 扰 机 等 电子 设 备 中得 到 广 泛应 用 ， 性 能 宽 其 优劣 直接影 响整个 系统 的 信号 特 性 、 敏度 及 作用 距 离 等 灵 重要参 数 。国外现 有 的宽 带微 波 放 大 器 ｉ ｂ ｓ ｄ ｏ ｒ ｖ ｌ ｇ ｗａ ｅ ａ ｄ ｎ ｇ ｔｖ －ｅ ｄ ａ ｋ ｈ ｂ ｉ ｏ ｏ ｏ ｙ ｃ ｎ ｇ ｒ ｔｏ ． ｍｐ ｉ ｅ ｓ ａ ｅ ｎ ｔ ａ ｅ ｉ － ｖ ｎ ｅ ａ ｉｅ ｆ ｅ ｂ ｃ ｙ ｒｄ ｔ ｐ ｌｇ ｏ ｆ ｕ ａ ｉｎ Ｕｓ ｎ ｃ ｏ ｖ ｉ ｌｔ ｎ ｆ ｎ ｉ ｉｇ ｍｉｒ ｗａ ｅ ｓｍｕ ａ ｉ ｏ ｔ ｏ ｓ ｔ ｅ ｉ ｐ ｔａ ｄ ｏ ｔ ｕ ｏ ｓ ｔ ｈ ｃｒ ｕ ｔ ｒ ｐ ｉ ｚ ｄ， ｎ ｈ ｍ ａｌｓｇ ａ ｅ ｕ ｖ ｌｎ ａ ａ ｔ ｒ ｉｃ ｉｓ ａ ｅ ｏ ｌ ， ｈ ｎ ｕ ｎ ｕ ｐ ｔｌ ｓ ｙ ｍａ ｃ ｉｃ ｉｓ ａ ｅ ｏ ｔｍｉｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｓ ｌ ｉ ｎ ｌ ｑ ｉ ａｅ ｔ ｐ ｒ ｍｅ ｅ ｓ ｃｒ ｕｔ ｒ
微波低噪声放大器的主要技术指标、作用及方案设计
微波低噪声放大器的主要技术指标、作用及方案设计随着通讯工业的飞速发展，人们对各种无线通讯工具的要求也越来越高。
功率辐射小、作用距离远、覆盖范围大已成为各运营商乃至无线通讯设备制造商的普遍追求，而这也同时对系统的接收灵敏度提出了更高的要求。
1微波低噪声放大器的作用一般情况下，一个接收系统的接收灵敏度可由以下计算公式来表示：由上式可见，在各种特定（带宽BW、解调S／N已定）的无线通讯系统中，能有效提高灵敏度的关键因素就是降低接收机的噪声系数NF，而决定接收机噪声系数的关键部件则是处于接收机 前端的低噪声放大器。
图1所示是接收机射频前端的原理框图。
由图1可见，低噪声放大器的主要作用是放大天线从空中接收到的微弱信号，降低噪声干扰，以供系统解调出所需的信息数据，所以，低噪声放大器的设计对整个接收机来说是至关重要的。
2微波低噪声放大器的主要技术指标2.1噪声系数噪声系数的定义为放大器输入信噪比与输出信噪比的比值，即：对单级放大器而言，其噪声系数的计算为：其中Fmin为晶体管 噪声系数，是由放大器的管子本身决定的，Γopt、Rn和Γs分别为获得Fmin时的 源反射系数、晶体管等效噪声电阻以及晶体管输入端的源反射系数。
对多级放大器。
其噪声系数的计算应为：其中NFn为第n级放大器的噪声系数，Gn为第n级放大器的增益。
对噪声系数要求较高的系统，由于噪声系数很小，用噪声系数表示很不方便，故常用噪声温度来表示，噪声温度与噪声系数的换算关系为：其中Te为放大器的噪声温度，T0=2900K，NF为放大器的噪声系数。
2.2放大器增益放大器的增益定义为放大器输出功率与输入功率之比：G=Pout／Pin（7）通常提高低噪声放大器的增益对降低整机的噪声系数非常有利，但低噪声放大器的增益过高会影响整个接收机的动态范围。
所以，一般来说，低噪声放大器的增益确定应与系统的整机噪声系数、接收机动态范围等结合起来考虑。
2.3反射系数由式（3）可知，当Γs=Γopt时，放大器的噪声系数 ，NF=NFmin，但此时从功率传输的角度来看，输入端会失配，所以，放大器的功率增益会降低，但有些时候，为了获得 噪声，适当的牺牲一些增益也是低噪声放大器设计中经常采用的一种办法。
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小信号放大器的测试
小信号放大器试验数据
2GHz S11(dB) s21(dB) 2.05GHz 2.1GHz 2.15MHz …… …… …小信号工作条件下，网络分析仪可以精确确 定小信号增益。幅度一般以dB表示，相位以度 表示。 传送到负载（一般为50 Ω终端）的功率可以用 微波功率计测量。单位通常以“dBm”表示。
PA的主要性能指标
饱和输出功率和1dB压缩点
依赖于偏置和负载，功率随输入功 率呈线性增加，直到放大器开始受 到压缩。 在压缩点，增益开始作为输入功率 的函数下降，最终PA的输出功率没 有任何增加，即“饱和输出功率”。 功率放大器增益压缩1dB所对应的 输出功率称为1dB压缩点输出功率， 记作P1dB。 1dB压缩点常被用来衡量放大器的 功率容量。 显然，1dB压缩点的相应增益 G1dB=G0-1dB，其中G0是放大器的 小信号增益。
微波放大器的设计及测试
主要内容
放大器概述 放大器的分类 小信号放大器的特性指标 功率放大器
功率放大器的特性指标 放大器的测试方法
RF/MW放大器概述
放大器是无线收发机中的重要组成部件。 类似于低频放大器，RF/MW放大器电路是为 了获取稳定的增益，其基本原理相同。
k = 波尔兹曼常量(1.38 * 10-23焦耳/ K), T = 温度，单位为开尔文 B = 噪声带宽(Hz) 在室温(290 K)时，噪声功率谱密度PNAD = -173.8 dBm/Hz。
PA的主要性能指标
三阶交调失真
交调也是输入大信号时的一个 特性。大信号时，输出端存在 各种阶次的交调分量，尤以三 阶干扰突出。 三阶交调分量（2i – i+1和 i+1–2i）和与基波信号角频 率（i和i+1）非常接近，不 可能把它从信道中滤除。 定义三阶交调失真：
线性度（动态范围）、交调失真、谐波、反向隔离等
小信号放大器不同的设计方法
一般放大器电路，根据信号输入功率不同可以分为：
小信号放大器 低噪声放大器 功率放大器
小信号放大器根据增益规格和设计考量，可分为：
最大增益 固定增益
放大器就S参数设计考量则可有：
单向设计 双向共轭匹配设计
信 号 源 衰 减 器 被 测 放 大 器 频 谱 仪
小信号放大器的测试
微波功率放大器的测试
微波功率计的使用 用微波功率计测试放大器增益 用微波功率计测试放大器增益输出功率
信 号 源
被 测 放 大 器
衰 减 器
功 率 计
小信号放大器的测试
测试步骤
仪器开机预热15分钟后进行系统校准
PA与小信号放大器的区别
大信号工作
需要有足够的电流驱动能力和击穿电 压 如30dB@50Ω=1W=10V×200mA 非线性
功率增益和电压增益的区别
低频射极跟随器，没有电压增益 功率增益GT=8.7dB
PA与小信号放大器的区别
共轭匹配不一定是最佳选择
为了从一个给定的信号源获取最大的功 率，心也要负载与信号源内阻共轭匹配， 实现的功率传输效率为50％，即一半功 率消耗在内阻。 对于放大器，电压源的负载电阻越大， 电流源的负载电阻越小，内阻上的消耗 就越小。
PA的主要性能指标
效率和功率附加效率（Power Added Efficiency）
功放将电源的直流功率转化成交流信号功率输出，只有 一部分直流功率被转化成为有用的信号功率并为负载所 获得，另一部分被放大器本身以及电路中的寄生元件所 消耗。 射频输出功率 PL P
直流输入功率 PD
考虑了放大器的放大能力后，定义PAE：
add
射频输出功率 射频输入功率 PL Pin 1 (1 ) 直流输入功率 PD G
效率和线性度矛盾的另一方面：输出功率越大，效率越 高，由非线性所引起的失真或干扰也越强。
PA的主要性能指标
功率(或增益) 控制
有效的节省能量、减少对其他用户干扰的手段，在 CDMA系统中更是一个基本要求。 可以通过模拟信号(连续变化) 或数字信号(按一定的步长 或dB 值变化) 控制。
器件随机噪声：PNA = kTB
k = 波尔兹曼常量(1.38 * 10-23焦耳/ K), T = 温度，单位为开尔文 B = 噪声带宽(Hz) 在室温(290 K)时，噪声功率谱密度PNAD = -173.8 dBm/Hz。
PA的主要性能指标
动态范围
由于 F
P 1 P n1 P2 Pn 2
PA的主要性能指标
动态范围
动态范围是放大器的一个主要指标，用Pout,1dB和 Pout,mds之差表示了放大器的线性放大区，即：
dR= Pout,1dB - Pout,mds Pout,mds为对应于最小输入信号的输出功率，在多数 情况下，Pout,mds量值取输出噪声功率 Pn,out的2倍 （即增加3 dB）。
如果忽略3阶以上交调，则此截 点是个固定点，与放大器的特定 增益无关。可用来作为量化交调 失真的参数
小信号放大器的测试
微波放大器的测试
微波网络分析仪的使用 频谱分析仪的使用 微波放大器增益的测试 P-1的测试
微带功分器的测试
测试框图
网络分析仪
被测功分器
小信号放大器的测试
测试框图
效率和线性度：最基本的要求和矛盾
小信号放大器通常不存在效率问题，但 由于功放消耗的巨大功率，效率成为关 键指标之一，尤其对于电池供电系统。
PA的主要性能指标
工作频带
工作频带是指放大器满足全部性能指标的连续 频率范围。 硅双极型晶体管功率放大器和硅金属氧化物场 效应管功率放大器的工作频率是从300MHz到 4GHz； 砷化镓场效应管功率放大器的工作频率是从 1GHz到几十GHz。
输入输出反射系数或驻波比
PA的输出反射损耗（S22）通常较差，因为良好反射损耗 的匹配不同于最大功率的匹配。 为了获得最大的输入功率，需要较小的输入反射系数； 为了获得高效率，通常会在输出端形成较大的驻波比。 典型值为：输入，-10dB ~ -20dB；输出， -5dB ~ -10dB。
所以放大器的输出噪声功率为：
Pn,out = kTBG0F
故
Pout,mds = 2kTBG0F
若用dBm表示，上式可变为
P out ,mds (dBm) 10lg(kT ) 10lg B G0 (dB) F (dB) 3dB
在 T=300K时，10log(kT) = -173.8 dBm，B为放大器带宽。
……
Pin-1dB：
POUT-1dB：
小信号放大器的测试
功率放大器试验数据
400MHz 450MHz S11(dB)
s21(dB) s22(dB)
500MHz
550MHz
…… ……
…… …… ……
1GHz
电压：电流： 功耗： 功率附加效率： 并计算增益平坦度：？dB 增益:>dB 电压驻波比(输入，输出端口)：VSWR
功率放大器
功率放大器（PA）一般是发射机系统的末级，其作用 是把信号功率最终放大到足够的电平，以便能通过适当 的天线进行微波发射。 功率放大器是将直流输入功率转化为射频/微波输出功 率的电路，其基本要求有：
输出功率尽可能大 非线性失真要小 效率要高 要充分考虑功放管的散热
功率放大器输出功率可达几百毫瓦至几瓦，前述的小信号理论会 失效，必须获得大信号参数。
1 VSWR 1
小信号放大器的测试
功率放大器试验数据（2GHz时测试）
输入功率 0dBm 输出功率 二次谐波 功率 三次谐波 功率 1dBm 2dBm 3dBm …… …… …… ……
……
Pin-1dB：
POUT-1dB：
P-1：时候的谐波失真值
Thanks for your attention!
小信号放大器的设计目标
在设计放大器时，一般有以下几种目标：
以达到最大功率增益为目标； 以达到最稳定增益为目标； 要达到某一确定的增益值（小于最大增益）； 以达到最小噪声系数为目标； 综合考虑以上目标。
这些设计目标均可以按照网络的S参数导出相应的 公式。 对于不同的设计原则，相应的匹配网络的结构也就 不一样。
在RF/MW放大器电路中通常使用二端口网络 进行描述，用S参量表述晶体管的特性，因此 其分析和设计也是基于S参量和二端口网络。 对射频电路而言，要特别关注输入端与输出端 的阻抗匹配问题。
RF/MW放大器概述 放大器的基本组成
放大器设计
RF/MW放大器的分类
按用途： 低噪声放大器 中频放大器 可变增益放大器 功率放大器
中功率放大器、大功率放大器。
按信号的强弱： 小信号放大器 大信号放大器 按工作范围： 宽带放大器 窄带放大器 按电路组态工作点的位置： A(甲)类、B(乙)类、C（丙）类……等
小信号放大器的性能指标
增益和增益平坦度（以dB表示） 工作频率及带宽（单位Hz） 稳定性 噪声系数（以dB表示） 输出功率（单位dBm） 输入输出端口匹配( 反射系数或驻波比) 直流工作电压和电流（单位V和A） 其他参数：
IMD(dB) Pout ( f 2 )(dBm) Pout (2 f 2 f1 )(dBm)
PA的主要性能指标
三阶交截点
Pout(f2)是基波分量频率为f2的 线性输出功率 Pout(2f2－f1)为三阶交调分量的 输出功率 Pout(f2)与P(2f2－f1)两条直线有 一交点，称为三阶截点（IP3）