固态射频微波功率放大器简介-2016
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
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。
05
射频与微波功率放大器仿真与测 试方法
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射频与微波功率放大器仿真与测 试方法
01
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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
固态微波功率源技术标准
固态微波功率源技术标准
固态微波功率源，是一种集成了微波功率放大器、驱动电路、源波器及控制电路等功
能的微波源。
其基本结构包括射频输入端口、直流输入端口、输出端口、控制端口等。
固
态微波功率源的特点是具有体积小、重量轻、高效稳定、易于集成和控制等优点，因此广
泛应用于雷达、通信、导航、军事装备等领域中。
为了确保固态微波功率源的性能和使用效果，制定了一系列的技术标准。
下面简要介
绍几项主要的技术标准：
1. 射频输入频带和电平要求：在固态微波功率源的使用过程中，射频输入频带和电
平必须符合指定的技术标准要求。
射频输入频带一般设定在1至20GHz之间，电平则范围
在-20至+20dBm之间。
输入频率和电平应在使用前校准，并定期进行检查以确保系统的稳
定性。
3. 失真和杂散电平要求：失真和杂散电平也是固态微波功率源性能的重要参考参数。
失真应控制在1%以内，杂散电平应小于-60dBc。
这些性能参数能够有效提高系统的工作精度和可靠性。
4. 使用环境适应要求：固态微波功率源通常应在室内使用，而且其工作环境应当遵
循一定的技术标准。
例如，在温度方面，系统的工作环境应控制在-10℃至+50℃之间。
此外，还应对供电电压、电源波动、震动、电磁场等方面进行适当的控制。
综合以上所述，制定固态微波功率源的技术标准，对于提高系统的可靠性和稳定性具
有重要的意义。
对于不同类型的应用场景，还需进一步明确不同的技术要求，以确保系统
具有最佳的性能和可靠性。
射频功放简介
射频功放简介随着人类社会生产力的发展和社会的进步，人们迫切地需要在远距离迅速而准确地传送信息，这就使得无线通讯（尤其是个人无线通讯）取得了迅猛的发展。
这样占无线通讯设备35%左右成本的重要部件——“射频功放”，就引起了众多厂商、尤其是研发重点向移动通讯领域快速发展的我公司的极大关注。
一．术语1．射频：广义来说就是适用于无线电传播的无线电频率。
其下限约为几十~~几百KHz，上限约为几千~~几万MHz。
2．微波：通常将频率高于300MHz的分米波、厘米波、毫米波波段统称为微波。
3．射频功放：就是将发射机里的振荡器所产生的射频小功率，经过一系列的放大——激励级、中间级、末前级、末级功率放大级，获得足够大的射频功率的装置。
射频功放是发送设备的重要组成部分。
二．射频功放的分类1．放大器按照电流通角的不同，可分为A类（甲类）、AB 类（甲乙类）、B类（乙类）、C类（丙类）。
一般的射频放大器工作在A类、AB类、B类、C类状态；我们公司目前所做的射频放大器基本上都工作在A类、B类、AB类状态，个别的工作在C类，工作在AB类状态的居多。
2．射频放大器按照线性改善方法（或按线路组成的方式），可分为功率倒退功放、前馈功放、预失真功放。
3．按放大载波的数量又分为单载波功放与多载波功放。
三．单级功放的线路组成1．直流馈电线路：包括集电极（或漏极）馈电及基极（或栅极）的偏压馈电，馈电线路的原则：对直流是短路的，对射频是接近于开路的。
直流馈电线路处理的好坏是射频放大器稳定工作的重要条件之一。
2．输入输出阻抗匹配电路：由于功率管的输入输出阻抗一般都很低，我们要通过匹配网络将其匹配到较佳状态。
正确设计与调整匹配网络，对于放大器的增益和效率具有重要意义。
3．印制线拐弯：在射频电路中，如果需要线路拐弯，要考虑高频效应，必须用45°拐弯，大信号的印制线要做如下图所示的处理。
图射频印制线的拐弯处理四．温度补偿及增益控制由于功放管的静态工作点会随着温度的变化而变化，这样会引起增益的变化，我们可以通过温度敏感器件来对功放管的静态工作点(用温度补偿二极管)及整个放大通道的增益(用温度补偿衰减器或压控衰减器)进行补偿控制，以致于使功放在温度变化时其增益、输出功率不发生较大的变化，从而也是线性指标不发生较大的恶化。
射频功率放大器
21/38
功率放大器的A、B、C类对比
微波单片集成电路
22/38
功率放大器的分类-D
D类放大器
效率100% 实际中不存在
工作在开关状态
微波单片集成电路
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功率放大器的分类-E
微波单片集成电路
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功率放大器的分类-F
负载网络不仅在载波频率上发生谐振，在一个或者多个谐波频率上也发生谐振。
微波单片集成电路
10/38
功率放大器的分类-A
微波单片集成电路
Vo,max<=Vcc 共轭匹配情况下， 最大功放效率为 25%。
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功率放大器的分类-A
微波单片集成电路
12/38
功率放大器的分类-B
微波单片集成电路
13/38
功率放大器的分类-B
微波单片集成电路
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功率放大器的分类-B
输出电流基波分量 输出电流二次谐波 输出电流三次谐波
微波单片集成电路
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功率放大器的分类-F
微波单片集成电路
26/38
功率放大器的分类-F
微波单片集成电路
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功率放大器的分类-F
占空比50%的方波只有基波和奇次谐波。 微波单片集成电路
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功率放大器的分类-F
最大漏极电压是电源电压的2倍: 2Vdd
输出阻抗一般恒定。阻抗匹配难 度小。
输出阻抗随着电压和电流改变， 属于非线性阻抗，阻抗匹配难度 大。
微波单片集成电路
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射频功率放大器概述
小信号放大器------》电压增益 功率放大器--------》功率增益 没有电压增益并不能说明没有功率增益
微波高功率固态放大器技术综述
师，２０１６ 年国家杰出青年科学基金获得者，主
要研 究 方 向 为 毫 米 波 集 成 电 路 与 系 统．
ｍａｋａｉｘｕｅ＠ ｕｅｓｔｃ．ｅｄｕ．ｃｎ
１ 新加坡科技与设计大学，新加坡，４８７３７２
２ 电子科技大学 物理电子学院，成都，６１００５４
当前砷化镓工艺包含两大类器件工艺：赝调制掺杂异质结场效
造工艺，而每种工艺对功率放大器有着不同的特点或优势． 对于工作
频率不高于 １００ ＧＨｚ 的芯片而言，砷化镓和氮化镓材料具有功率方面
的优势 ［１⁃２］ ．如果频率作为器件的首要考虑，那么选用磷化铟器件制作
的功率放大器其频率可以高到 ５００ ＧＨｚ 以上 ［３］ ． 当然，对于工业制造
来说，产品的成本也是功率放大器设计以及量产的重要因素，特别是
Copyright©博看网 . All Rig，２０１７，９（１） ：８⁃１４
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎａｎｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｅｄｉｔｉｏｎ） ，２０１７，９（１） ：８⁃１４
于实验的低噪声放大器可供参考
［１５］
１ ２ 氮化镓
．
氮化镓器件具有高的电子迁移率和高的击穿电
压，是高效率大功率放大器设计的首选，其工作频带
范围可以从直流到接近 １００ ＧＨｚ．在 ０ １ 和 ０ １５ μｍ
特征栅长的器件问世后，多个工作频率超过 ７０ ＧＨｚ
击穿电压低，并且晶体管的电流耐受能力不高，其最
ＴＧＡ４７０６⁃ＦＣ 芯片可在 ７６ ～ ８３ ＧＨｚ 的频率范围提供超过 １５ ｄＢ 的增
射频功率放大器
射频功率放大器射频功率放大器(RF PA)是各种无线发射机的重要组成部分。
在发射机的前级电路中，调制振荡电路所产生的射频信号功率很小，需要经过一系列的放大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大级，获得足够的射频功率以后，才能馈送到天线上辐射出去。
为了获得足够大的射频输出功率，必须采用射频功率放大器。
目录一、什么是射频功率放大器二、射频功率放大器技术指标三、射频功率放大器功能介绍四、射频功率放大器的工作原理五、射频放大器的芯片六、射频功率放大器的技术参数七、射频放大器的功率参数八、射频功率放大器组成结构九、射频功率放大器的种类正文一、什么是射频功率放大器射频功率放大器是发送设备的重要组成部分。
射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率。
除此之外，输出中的谐波分量还应该尽可能地小，以避免对其他频道产生干扰。
射频功率放大器是对输出功率、激励电平、功耗、失真、效率、尺寸和重量等问题作综合考虑的电子电路。
在发射系统中，射频功率放大器输出功率的范围可以小至mW，大至数kW，但是这是指末级功率放大器的输出功率。
为了实现大功率输出，末前级就必须要有足够高的激励功率电平。
射频功率放大器的主要技术指标是输出功率与效率，是研究射频功率放大器的关键。
而对功率晶体管的要求，主要是考虑击穿电压、最大集电极电流和最大管耗等参数。
为了实现有效的能量传输，天线和放大器之间需要采用阻抗匹配网络。
二、射频功率放大器技术指标1、工作频率范围一般来讲，是指放大器的线性工作频率范围。
如果频率从DC开始，则认为放大器是直流放大器。
2、增益工作增益是衡量放大器放大能力的主要指标。
增益的定义是放大器输出端口传送到负载的功率与信号源实际传送到放大器输入端口的功率之比。
增益平坦度，是指在一定温度下，整个工作频带范围内放大器增益的变化范围，也是放大器的一个主要指标。
3、输出功率和1dB压缩点(P1dB)当输入功率超过一定量值后，晶体管的增益开始下降，最终结果是输出功率达到饱和。
射频功率放大器简介介绍
在无线通信系统中，射频功率放 大器将基带信号转换为高频信号 ，并将其放大到足够的功率水平 ，以便通过天线进行传输。
射频功率放大器的分类
01
02
03
按工作频率
可分为低频射频功率放大 器、高频射频功率放大器 、微波射频功率放大器等 。
按用途
可分为通用射频功率放大 器和专用射频功率放大器 。
按功率等级
频率范围与相位噪声
RF2301的工作频率范围为1.7 to 2.6 GHz， 相位噪声性能在偏离中心频率10 kHz时为85 dBc/Hz。
该芯片在无线通信系统中的应用与测试结果
应用场景
01
RF2301适用于多种无线通信系统，如蓝牙、Wi-Fi和
Zigbee等。
测试环境与配置
02 在实验室环境中，使用信号源、频谱分析仪和功率计
制造难点
由于射频功率放大器的工作频率较高 ，因此对芯片的设计和制造工艺要求 较高，同时对封装材料和形式也有特 殊要求。
解决方案
采用先进的芯片制造技术和高品质的 封装材料，优化设计以降低寄生效应 ，提高性能和可靠性。
05
射频功率放大器的发展趋势与 展望
射频功率放大器的发展趋势与展望
• 射频功率放大器是一种用于将低功率信号放大到高功率信号的电子设备，广泛应用于通信、雷达、电子战等领 域。下面将对射频功率放大器的基本概念、发展历程、研究热点、发展趋势和未来研究方向进行详细介绍。
电子战系统需要使用射频功率放大器来放大干扰信号，以干扰 敌方通信和雷达系统。
一些医疗设备需要使用射频功率放大器来放大微弱信号，以便 进行精确的诊断和治疗。
02
射频功率放大器的基本原理
射频功率放大器的电路组成
射频功率放大器介绍
情况说明
产品名称：半导体器件测试系统
税号:9030820000
报关单号:010120151015529312
一、进口产品整体情况说明
PAx-ac型的半导体器件测试系统针对不同的半导体器件开发的测试程序，测试半导体器件的各项功能是否合格，如测试数字器件在特定向量下是否工作正常；或者测试射频器件的直流、功率、调变功率、最大功率、信号衰减度是否合格。
如下图所示，该系统主要包括测试主机、测试头及支架、计算机三个部分，其中本次进口的部分为测试主机、测试头及支架，计算机从国内采购。
计算机
二、关于被测样品的说明
射频功率放大器，即将输入的内容加以放大并输出。
输入和输出的内容，我们称之为“信号”，往往表示为电压或功率。
射频功率放大器(PA)用于将收发器输出的射频信号放大。
功率放大器领域
是一个独立的领域，也是手机里无法集成化的元件，同时这也是手机中最重要的
元件，手机性能、占位面积、通话质量、手机强度、电池续航能力都由功率放大
器决定。
射频功率放大器（RF PA）是各种无线发射机的重要组成部分。
在发射机
的前级电路中，调制振荡电路所产生的射频信号功率很小，需要经过一系列的放
大一缓冲级、中间放大级、末级功率放大级，获得足够的射频功率以后，才能馈
送到天线上辐射出去。
为了获得足够大的射频输出功率，必须采用射频功率放大
器。
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865895 MHz
43 44 47 37
+27V (4-25A)
±1dB
860960 MHz
40 42 44.8 40
+27V 52 55 50 53 54 57 —— —— 0-5V 0-5V 0-5V 0-5V —— —— 10dB 10dB
±1dB ≥30dB ≥30dB 20dB 20dB
0.8-1
100
30-70
20-40
1.25
-40-+70
+12 or±12
1-2
300
1-20
30-50
20-40
1.25
-40-+70
+12 or±12
2-3
300
1-20
30-50
20-40
1.25
-40-+70.5-10
27-43
18-25
1.25
-40-+70
PA900 -30
PA950 -40 PA950 -43 PA950 -44 PA950 925960 MHz
43 44 47
+27V (4-25A)
±1dB
10dB 10dB 20dB 20dB
宽带通用中功率放大器
型号 XKCA 1020N3220 XKCA 2040N2120 XKCA 2040N2820 XKCA 2040N3520 XKCA 2040N4220 XKCA 2080N2120 XKCA 2080N2820 XKCA 2080N3520 XKCA 2080N4220 XKCA 2018N2420 XKCA 2018N3220 频率范围 （GHz） 1-2 2-4 2-4 2-4 2-4 2-8 2-8 2-8 2-8 2-18 2-18 增益 （dB） 最小/最大 29 18 25 31 38 18 24 32 38 21 28 35 24 31 39 46 24 32 39 46 28 36 噪声系数 (dB)最大 5 5.5 5 5.5 5.5 5.5 5.0 5.0 5.5 6.5 6.0 P1dB 功率 （dBm) 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 增益平坦度 (dB) IP3 (dBm) 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 30 VSWR (最大) 2:1 2:1 2:1 2:1 2:1 2:1 2:1 2:1 2:1 2.2:1 2.2:1 工作电流 +12V(mA) 300 250 300 300 300 350 350 400 450 280 380 封装 ±1.3 ±1.4 ±1.3 ±1.5 ±1.8 ±1.8 ±1.8 ±2 ±2 ±2.2 ±2.2 4I,4MH 4I,4MH 4I,4MH 6I,6MH 6I,6MH 4I,4MH 4I,4MH 6I,6MH 6I,6MH 4I,4MH 6I,6MH
IP3 增益 (dB) (dBm) 50 53 54 57 37 40 42 45 50 53 54 57 50 53 54 57 47 50
电 源
ALC 输出电平 0-5V 0-5V 0-5V 0-5V —— ——
ALC 控制范围 10dB 10dB 10dB 10dB —— ——
增益 平坦度
RF增益 耦合输出 (dB)(Max) (dBc) 20dB 20dB 20dB 20dB ≥30dB ≥30dB -40 -40 -40 -40 -40 -40 -40 -40 -40 -40 -40 -40
微波固态功率放大器
微波固态功率放大器参数
频率 Frequency Range(GHz) 带宽Band Width(MHz) 输出功率 Output power P1(W) 1-50 增益 Gain(dB) 三阶互调 IM3(dBc) 驻波比 VSWR 工作温度 Temperature Range(°C) 工作电压 Vcc(V)
微波固态功率放大器 简介
变频式发信机方框图
1. 由调制机或收信机送来的中频已调信号经发信机的中频放大器放大后， 送到发信混频器，经发信混频，将中频已调信号变为微波已调信号。由 单向器和滤波器取出混频后的一个边带（上边带或下边带）。由功率放 大器把微波已调信号放大到额定电平，经分路滤波器送往天线。
2. 微波功放及输出功放多采用场效应晶体管功率放大器。为了保证末级的线性工作 范围，避免过大的非线性失真，常用自动电平控制电路使输出维持在一个合适的 电平。
固态功率放大器的输出功率
输出功率
1.
发信机输出端口处功率的大小。输出功率的确定与设备的用 途、站距、衰落影响及抗衰落方式等因素有关。 由于数字微波的输出比模拟微波有较好的抗干扰性能，故在 要求同样的通信质量时，数字微波的输出功率可以小些。当
2.
用场效应晶体管功率放大器作末级输出时，一般为几十毫瓦
到1瓦左右。
+12
5-10
500
0.2-1
30
20
1.25
-40-+70
+12
10-18
500
0.1-1
30
20
1.25
-40-+70
+12
型 号 PA870 -40 PA870 -43 PA870 -44 PA870 -47 PA900 -05 PA900 -10 PA900 -15
频率 范围
P1dB (dBm) 40