射频功率放大器的主要技术指标
几种常见的射频电路类型及主要指标
几种常见的射频电路类型及主要指标1 低噪声放大器（LNA）LNA是一种特殊的放大器，主要用于射频接收机前端，将天线接收的信号以小的噪声和大的增益进行放大，对提高接收信号质量，降低噪声干扰，提高接收灵敏度有着极其重要的意义，它的性能好坏关系到整个通信系统的质量。
低噪声放大器的主要指标有：噪声系数（NF）、增益（Gain）、输入输出阻抗匹配程度（S11、S22、输入输出回波损耗或输入输出VSWR）、线性性能（三阶交调点和1dB压缩点）、反向隔离（S12）等。
由于LNA位于邻近天线的最前端，它的性能好坏会直接影响接收机接收信号的质量。
为了保证经天线接收的信号能在接收机的最后一级得到恢复，LNA需要在放大信号的同时产生尽可能低的噪声和失真。
因此，在生产测试中，我们主要关注LNA的增益和噪声系数这两个参数。
2 射频功率放大器（PA）射频功率放大器用于发射机的末级，它将已调制的频带信号放大到所需要的功率值，送到天线中发射，保证在一定区域内的接收机可以收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。
不同的应用场合对发射功率的大小要求不一，如移动通信基站的发射功率可达上百瓦，卫星通信的发射功率可达上千瓦，而便携式无线通信设备却只需几十毫瓦到几百毫瓦。
射频功率放大器的主要指标有工作频段、输出功率、功率增益和增益平坦度、噪声系数、输入输出驻波比、输入输出三阶交调点、邻道功率比、效率等。
与低噪声放大器相比，射频功率放大器除了要满足一定的增益、驻波比、带宽，还要有高的输出功率和转换效率及小的非线性失真。
3 射频滤波器射频滤波器主要用于滤去不需要的信号保留有用信号，是具有选频特性的二端口器件，它对通带内频率信号呈现匹配传输，对阻带频率信号失配而进行发射衰减，从而实现信号频谱过滤功能。
根据不同的选频特性，滤波器可以分为低通、高通、带通和带阻滤波器，这是最基本的四种滤波器。
图1归纳了四种滤波器的衰减系数与归一化角频率的关系。
根据不同的实现方法，滤波器可分为使用无源器件（如电感、电容和传输线）实现的无源滤波器和使用有源器件（如晶体管和运算放大器）实现的有源滤波器。
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
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热设计与散热问题实例分析
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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
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
功率放大器主要指标测试方法
一、功率/1dB压缩点测试
功率计测试框图4：
小功率负载
波导大功率负载
信号源
功率放大器
波导耦合器 功率计探头
注意事项： 1、信号源输出功率包含-10dBm~+15dBm，具有脉冲信号调制； 2、功率放大器输出通过大功率射频电缆连接大功率耦合器和大功率负载； 3、耦合器及负载的承载功率和频段需要与功放的最大频率一致。 4、功率计需要使用连续波功率计或者雷达脉冲功率计，频率上限覆盖功放 的频率。耦合器为40dB或者50dB满足耦合端不损坏功率计为原则。
有用信号
杂散 f1
杂散
f0
f2
频率
三、输出失真(谐波, 交调, 杂波)
失真测试框图：
小功率负载
波导负载
信号源
功率放大器
波导耦合器
频谱分析仪
注意事项： 1、信号源输出功率包含-10dBm~+15dBm，具有连续波/脉冲信号调制； 2、功率放大器输出通过大功率射频电缆连接大功率耦合器和大功率负载； 3、耦合器及负载的承载功率和频段需要与功放的最大频率一致。 4、频谱仪至少需要覆盖功放最大频率。功率标记点分别测试主信号和其 他谐波或交调等杂散信号。
二、增益及带内平坦度测试
增益测试框图：
小功率负载
波导负载
信号源
功率放大器
波导耦合器
频谱分析仪
注意事项：
1、信号源输出功率包含-10dBm~+15dBm，具有连续波/脉冲信号调制；
2、功率放大器输出通过大功率射频电缆连接大功率耦合器和大功率负载；
3、耦合器及负载的承载功率和频段需要与功放的最大频率一致。
反射特性测量是通过测试被测件的反射损耗，或测出被测件的反射系数、 电压驻波比，反映端口的匹配情况。 回波损耗 LR、反射系数ρ、电压驻波比S 三者的关系如下：
地球站射频系统的基本原理及技术指标
卫星地球站目前常用的高“功放”主要有两种：一是早期的大功率高“功放”(HPA)，如美国VARIAN公司生产的VZJ－2700M速调管高功率放大器；二是全固态高功率放大器(SSPA),如美国生产的HPAC-125-RM固态高“功放”。
（1）VZJ-2700M是一个C波段高功率速调管放大器，其发射频率范围5.85~6.45 GHz，输出功率为3 kW，主要组成部分包括：由集成固态放大器速调管放大和输出波导装置组成的射频放大器链路、可调节的功率电源装置和控制/监测/保护系统，如图3所示。
输出电平：+9 dBm （在1 dB压缩点）
互调：-38 dBc，0 dBm输出（双载波）
杂散：-65 dBc，0 dB输出
AM/PM：0.1°/dB，-5 dBm输出
（3）输入/输出特性
增益：（35±1）dB
相位噪声：10 Hz，-59 dB ；100 Hz，-69 dB；1 kHz，-79 dB；10 kHz，-89 dB；100 kHz，-99 dB；1 MHz，-109 dB
1?2 高“功放”
高“功放”的作用是将上变频器输出的射频放大信号送入卫星上行发射天线，然后发射至卫星转发器。其发射信号电平由卫星公司统一标定，高“功放”的选择对卫星地球站的技术指标、可靠性、造价及维护费用等有重要影响。
速调管型号为VA-936R12，可在5.85~6.45 GHz频率范围内预置12个标准频道，额定功率输出3.35 kW，1 dB带宽45 MHz,功率增益40 dB（最小）。VA-93R12属五腔内腔式速调管，腔体及调谐机构是管子的一部分，其调谐机械结构相当精密，共有12组调谐螺钉，因速调管有5个谐振腔，故每组调谐螺钉共有5颗，每一颗螺钉对应一个谐振腔，每一组5颗调谐螺钉的不同位置对应一个预置频道。
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。
Icepak学习笔记
ICEPAK学习笔记张永立；2010-09-13目录算例一：翅片散热流量单位CFMICEPAK的分析流程Peclet数网格Peclet数注意opening和风扇的边界条件设置算例二：RF放大器射频功率放大器简介Wall/Enclosure/Block/Plate的区别Wall的内侧（inner）和外侧(Outside)是如何定义的？Enclosure内部是否有网格，内部是如何定义和处理的？PCB板的定义（Rack/Board/HeatDissipation/TraceLayers）HeatSink的定义尺寸含义算例三：风扇位置优化格栅（Grille）可以定义倾斜角度类型为“hollow”的Block内部没有网格优化参数的定义定义并显示多工况报告（report）如何修正风扇模型中P-Q随着海拔高度的变化注意network block的用法算例四：冷板的模拟（Cold-Plate）在Block1内部又建立Block2意味着什么？注意优先级的应用算例五：热管模拟Unpack的应用各向异性导热的设置嵌套assembly的使用方法算例六：协调网格/非协调网格对比ICEPAK的默认参数设置为什么ICEPAK写出的*.res文件不能读入到CFD-Post后处理?算例七：高级网格划分建立Assembly实现非连续网格划分时需要注意掩膜板划分网格需要注意接触热阻和薄导热板的差别是什么?注意：ICEPAK中不允许两个“thin objects”交叠在一起！算例八：计算Grille损失系数（批处理/优化）ICEPAK中多孔板的创建方法注意多种批处理的设置和后处理功能算例九：两种散热器翅片散热效果（参数开关）多种散热器对比可以在一个case中通过切换开关来实现一个case计算多种散热器模型不需要预先生成网格本算例的opening边界没有设置压力边界条件算例十：最小化热阻（参数优化）计算域外延新材料的定义如何才能激活ICEPAK的优化参数（optimization）？优化计算的基本步骤算例十一：ICEPAK的辐射模型自然对流最好给定非零速度的初始条件：辐射模型一：S2S模型辐射模型二：DO模型三种计算结果对比算例十二：瞬态模拟定义一个瞬态问题随时间变化函数实体的定义方法非定常动画算例十三：Zoom In功能注意本算例hollow Block的用法Grille的方向问题Grille和Resistance的差别当所设置的ZoomIn区域和系统中的实体（object）相交时关于ZoomIn的详细分析直接详细计算和通过ZoomIn详细计算的结果差别比较算例十四：IDF导入功能IDF文件说明注意“Group”的应用算例十五：CAD导入功能CAD几何面导入成ICEPAK实体（object）的方法Mentor输出文件格式Mesher HD网格如何查询网格数量和质量？如何并行计算？如何重启动计算？算例十六：PCB板的Trace导入可以导入Trace的文件格式如何能够查询材料库函数的具体物性参数？ICEPAK是如何根据导入的trace计算热导率的? PCB实体不能兼容非连续网格PCB实体和Block实体有什么区别？IDF导入的模型划分网格出错：算例十七：Trace焦耳热给定局部关心的Trace焦耳热计算过程中中途强制停止计算的后果算例十八：微电子封装注意封装库的选择和使用注意network类型的Block的设置和结果温度查询方法注意探针（probe）的使用为什么文本输出和图形显示的最高温度差别很大？算例十九：多级网格定义assembly时需要注意注意多级网格的用途和用法算例二十：BGA封装的Trace导入注意导入BGA中trace的方法计算封装内部的热问题没有流动注意本算例自然对流系数的处理方式（不是常数）注意Rjc的计算方法算例二十一：30所ICEM题目如何在ICEPAK中实现模拟？经验技巧总结1.如何把元器件功率导入ICEPAK中？2.应用“two resistor”双热阻模型计算温度不合理的问题3.关于IDF文件的说明4.IDF中间格式如何导入Pro/E5.关于常用EDA软件的介绍6.PADS和Protel文件格式互转7.Protel的数据输入给ICEPAK的方法算例一：翅片散热流量单位CFM：CFM是一种流量单位cubic feet per minute 立方英尺每分钟1CFM=28.3185 L/MINICEPAK的分析流程：建模——模型检查——划分网格——网格观察——检查Reynolds和Peclet数——求解Peclet数：peclet number，用P或Pe表示，是一个无量纲数值，用来表示对流与扩散的相对比例。
射频功率放大器的研究
射频功率放大器的研究作者：张磊来源：《电子技术与软件工程》2016年第16期摘要随着现代通信技术的不断发展，射频功率放大器在通信系统中的应用越来越广泛，它主要是用来将小信号在指定频段高效率的将其放大，再利用馈线系统将放大的信号传送给发射天线。
由此可见，通信系统中的大部分能量都被射频功率放大器所消耗，因此，对于射频电路设计来说，怎样进一步提高射频功率放大器的工作效率和输出功率是研究的重点也是难点。
本文首先分析了我国射频功率放大器的研究现状，并对射频功率放大器进行了简要的概述，然后以E类功率放大器为基础进行深入的研究。
另外，本文还深入的分析了功率合成器，旨在提高输出功率。
【关键词】射频功率放大器功率合成 E类功率放大器射频功率放大器是各种无线发射机中十分关键的组成部分，对现代通信系统有非常重要的意义，它主要被用来将射频小信号在指定工作频段高效率的放大，然后再将其传送给发射天线。
要想使整个通信系统的水平得到进一步提高，提高射频功率放大器的输出功率、工作效率等指标至关重要。
目前，4G无线通信网络被广泛应用于各个领域，为了尽可能的满足人们的生产和生活需求，提高通信速率和频带利用率是重要手段，但在此过程中，也使得通信系统中的调试方式越来越复杂，再加上数字传输技术的出现，在提高工作效率及线性度方面都给射频功率放大器提出了更高的要求。
1 射频功率放大器国内的研究现状我国涉足射频领域较晚，很多方面与国外相比还处于初级阶段，再加上军工产品的禁运限制，很多先进的射频功率放大器无法运往国内。
功率放大器的应用极为广泛，涉及到的领域包括航天科技、卫星通信、军用通信等，因此，充分了解和掌握射频电路设计核心技术，进一步提高半导体方面的工艺设计，是提高射频技术的唯一途径。
值得庆幸的是，我国对于高精度设备的设计和产生给予了高度重视，越来越多的专家学者致力于射频技术的研究，这就使得国内的射频技术也得到了很大程度的提高，取得的成果也较为瞩目。
射频放大器的9个主要性能指标
射频放大器的9个主要性能指标RF PA(radio frequency power amplifier)是各种无线发射机的重要组成部分。
在发送机的前级电路中，调制振荡电路产生的射频信号的功率非常小，需要经过一系列放大一缓冲级、中间放大级、最终级的功率放大级，得到足够的射频功率后，提供给天线进行辐射。
为了得到足够大的射频输出功率，射频功率放大器常常扮演着不可或缺的作用。
那么，射频放大器的主要指标有哪些呢？射频放大器结构射频放大器的9个主要性能指标1、输出功率和1dB压缩点(P1dB)输入功率超过一定值时，晶体管的增益开始下降，最终输出功率饱和。
如果放大器的增益偏离常数或低于其他小信号增益1dB，这个点就是1dB压缩点(P1dB)。
放大器的功率容量通常用1dB的压缩点表示。
2、增益工作增益是测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输到负载的功率与信号源实际传输到放大器输入端口的功率之比。
增益平坦度是在一定温度下放大器增益在整个工作频带内变化的范围，也是放大器的主要指标。
3、工作频率范围一般是指放大器的线性工作频率范围。
当频率从DC开始时，放大器被认为是直流放大器。
4、效率放大器是功率元件，所以需要消耗供电电流。
因此，放大器的效率对整个系统的效率非常重要。
功率效率是放大器的高频输出功率与提供给晶体管的直流功率之比。
NP=RF输出功率/直流输入功率。
5、交条失真(IMD)交条失真是具有不同频率的两个或更多个输入信号通过功率放大器而产生的混合分量。
这是因为放大器的非线性特点。
其中，三阶交条产物特别接近基波信号，影响最大，因此交条失真中最重要的是三阶交，当然，三阶交条产物越低越好。
6、三阶交条截止点(IP3)图2中基波信号的输出功率延长线与三阶交条延长线的交点称为三阶交条截止点，用符号IP3表示。
IP3也是放大器非线性的重要指标。
输出功率一定时，三阶交条截止点的输出功率越大，放大器的线性度越好。
功率放大器的分类及其参数
功率放大器的分类及其参数功率放大器（简称：功放）（Power Amplifier）功率放大器，顾名思义，是将功率放大的放大器。
进入微弱的信号，如话筒、VCD、微波等等送到前置放大电路，放大成足以推动功率放大器信号幅度，最后后级功率放大电路推动喇叭或其它设备，它最大的功用，是当成输出级（Output Stage）使用。
从另一个角度来看，它是在做大信号的电流放大，以达到功率放大的目的。
从广义上来说功率放大器不局限于音频放大，很多场合都会用到它，如射频、微波、激光等等。
功率放大器的分类：1、纯甲类功率放大器纯甲类功率放大器又称为A类功率放大器（Class A），它是一种完全的线性放大形式的放大器。
在纯甲类功率放大器工作时，晶体管的正负通道不论有或没有信号都处于常开状态，这就意味着更多的功率消耗为热量。
纯甲类功率放大器在汽车音响的应用中比较少见，像意大利的Sinfoni高品质系列才有这类功率放大器。
这是因为纯甲类功率放大器的效率非常低，通常只有20-30%，音响发烧友们对它的声音表现津津乐道。
2、乙类功率放大器乙类功率放大器，也称为B类功率放大器（Class B），它也被称为线性放大器，但是它的工作原理与纯甲类功率放大器完全不同。
B类功放在工作时，晶体管的正负通道通常是处于关闭的状态除非有信号输入，也就是说，在正相的信号过来时只有正相通道工作，而负相通道关闭，两个通道绝不会同时工作，因此在没有信号的部分，完全没有功率损失。
但是在正负通道开启关闭的时候，常常会产生跨越失真，特别是在低电平的情况下，所以B 类功率放大器不是真正意义上的高保真功率放大器。
在实际的应用中，其实早期许多的汽车音响功放都是B类功放，因为它的效率比较高。
3、甲乙类功率放大器。
常用通信射频指标的意义
常用通信射频指标的意义随着全球通信技术的迅猛发展，射频技术在通信领域的应用日益广泛。
在设计和评估通信系统时，常用的射频指标能够帮助工程师理解和优化射频性能。
以下是一些常见的通信射频指标及其意义。
1.信噪比（SNR）：信噪比是指信号与噪声的功率比值，用来衡量信号的质量。
在通信系统中，信噪比越高，接收到的信号质量就越好，信息传输的可靠性也越高。
2. 带宽（Bandwidth）：带宽是指频谱中信号所占的频率范围，通常以赫兹（Hz）为单位。
较宽的带宽通常能够支持更高的数据传输速率，但同时也需要更大的传输能量。
带宽的选择需要在传输速率和能量效率之间进行权衡。
3. 衰减（Attenuation）：衰减是指信号在传输过程中丢失能量的情况。
衰减通常由传输介质的损耗引起，例如电缆、空气等。
较小的衰减意味着信号能够更远距离地传输，同时也会减少信号的失真和噪声。
4. 增益（Gain）：增益是指信号在传输或接收过程中获得的能量。
增益常用来描述天线的性能，也可以用来衡量放大器或接收机的效率。
较大的增益意味着信号可以更远距离地传输，但同时也会增加噪声和失真的风险。
5. 频率（Frequency）：频率是指信号振动的速度，通常以赫兹（Hz）为单位。
不同的通信系统使用不同的频率范围，频率的选择可以影响信号传输的距离和穿透能力。
6. 相位（Phase）：相位是指信号振动的位置，通常用角度来表示。
相位的变化可以影响信号的相干性和接收质量。
在通信系统中，确保发送和接收设备具有相同的相位是至关重要的。
7. 偏移（Offset）：偏移是指信号在时间上的错位，通常用来衡量时钟同步的精确度。
较小的偏移意味着发送和接收设备之间的时间同步性更好，可以减少数据传输中的错误。
8. 功率（Power）：功率是指信号携带的能量，通常以瓦特（W）为单位。
较高的功率可以增加信号的传输距离和抗噪性，但同时也会增加能源消耗和系统成本。
9. 敏感度（Sensitivity）：敏感度是指接收设备能够接收和解码的最小输入信号。
射频功率放大器简介(1)
匹配设计
成功地设计微波功率放大器的关键是设计阻抗匹配网络。在任 何一个微波功率放大器设计中，错误的阻抗匹配将使电路不稳定，同 时会使电路效率降低和非线性失真加大。在设计功率放大器匹配电路 时，匹配电路应同时满足匹配、谐波衰减、带宽、小驻波、线性及实 际尺寸等多项要求。当有源器件一旦确定后，可以被选用的匹配电路 是相当多的，企图把可能采用的匹配电路列成完整的设计表格几乎是 不现实的。
ηadd= （射频输出功率-射频输入功率）/ 直流输入功率 ηadd称为功率放大器的功率附加效率，它既反映了直流功率转换成射频功率的 能力，又反映了放大射频功率的能力。很明显，用功率附加效率ηadd衡量功率 放大器的功率效率是比较合理的。
主要性能指标
6. 饱和输出功率 和 1dB压缩点 随着输入功率的继续增大，放大器进入非线性区，其输出功率不再随输入 功率的增加而线性增加，也就是说，其输出功率低于小信号增益所预计的 值。通常把增益下降到比线性增益低1dB时的输出功率值定义为输出功率 的1dB压缩点，用P1dB放大器参数表示。典型情况下，当功率超过P1dB时， 增益将迅速下降并达到一个最大的或完全饱和的输出功率，其值比P1dB大 3-4dB。
匹配设计
③低损耗。在大功率放大器中，由于输出功率较大，输出电路有一点损耗 就会有较大功率损失，并且，在输出电路板上转成热耗，从而使电路的可 靠性变差。例如，连续波输出功率为200W，输出匹配电路损耗为1dB，则 耗散在输出匹配电路上的功率高达40W以上。输出功率越大，输出匹配电 路上所耗散的功率越大。因此，在设计大功率放大器时，应该尽可能减小 输出匹配电路的损耗。 ④线性。由非线性分析知道，功率放大器的三阶交调系数是与负载有关的， 因此在设计输出匹配电路时，必须考虑线性指标的要求。 ⑤效率。功率放大器的效率除了取决于晶体管的工作状态、电路结构、负 载等因素外，还与输出匹配电路密切相关。要求输出匹配电路保证基波功 率增益最大，谐波功率增益最小，损耗尽可能小和良好的散热装置。
射频功放设计指南
射频功放设计规范和指南目录第一章射频功放设计步骤 (4)1.1 定设计方案 (4)1.1.1 GSM及PHS基站系统 (4)1.1.2 CDMA及WCDMA基站系统 (6)1.2 选择肯定具体线路形式及关键器件 (8)1.2.1 射频放大链路形式与关键器件选择及肯定 (8)1.2.2 控制电路的肯定 (10)1.3 进行专题实验或一板实验 (11)1.4 结构设计及PCB详细设计 (11)1.5 进行可生产性、可测试性的设计与分析 (12)第二章功放设计中的检测及保护电路 (13)2.1 引发功放失效的原因 (13)2.2 功放保护电路设计类型 (14)2.3 功率放大器的保护模型 (15)2.4 功放的状态监测 (16)2.5 状态的比较判断 (17)2.6 保护执行装置 (17)2.7 保护电路举例分析 (18)第三章功放中增益补偿电路的实现 (20)3.1 模拟环路增益控制 (20)3.2 数字环路增益控制 (20)3.3 温度系数衰减器 (21)第四章功放供电电路设计 (22)4.1 功放电路的供电形式 (22)4.1.1 LDMOS器件供电电路 (22)4.1.2 GaAs器件供电路。
(24)4.2 电源偏置 (24)4.3 布局 (25)4.4 电容的选用 (25)第五章输入输出匹配及功率合成技术 (27)5.1 用集总参数元件进行阻抗匹配电路的原理及设计实例 (27)5.1.1 输入阻抗中含感性特性的匹配设计 (28)5.1.2 输出阻抗中含容性特性的匹配设计 (30)5.2 用散布参数来进行阻抗匹配 (31)5.3 功率合成技术 (36)5.3.1 功率分派和合成单元。
(36)第六章功放设计中的前馈技术 (39)6.1 前馈技术 (39)6.2 实现方案 (42)6.2.1 方案介绍 (42)6.2.2 主功放模块（MAM） (44)6.2.3 误差放大器模块 (45)6.2.4 延时滤波器模块 (45)6.2.5 检测模块 (45)6.2.6 信号处置模块 (46)第七章功放中预失真技术 (48)7.1 预失真原理 (48)7.2 预失真方式 (49)7.2.1 模拟预失真方式 (49)7.2.2 数字预失真方式 (51)第八章功放设计中的材料 (54)8.1 功放管的选型 (54)8.1.1 工作带宽 (54)8.1.2 线性度 (54)8.1.3 工作频率 (55)8.1.4 工作电压 (55)8.2 匹配电容的选型 (55)8.2.1 高频损耗 (56)8.2.2 耐压 (57)8.3 PCB板材 (57)第九章功放电路的结构与屏蔽 (58)9.1 按功能（频率）分隔布局进行屏蔽 (58)9.2 射频PCB印制线的特殊处置 (60)9.2.1 阻抗控制 (60)9.2.2 印制线拐弯 (61)9.2.3 多层板 (61)9.3 电源及输入输出信号的处置 (62)9.4 屏蔽腔的设计 (62)第一章射频功放设计步骤射频功放设计一般分为五个步骤进行，别离为：制定设计方案、选择与肯定具体线路形式及关键器件、进行专题实验或一板的实验、结构设计及PCB详细设计、进行可生产性与可测试性设计和分析。
RF PA介绍
RF PA介绍LOREM IPSUM DOLOR LOREMCONTENTS 半导体功率器件放大器类型介绍RF PA调试QA RF PA应用RF PA特性参数PA：独立于主芯片的射频器件射频功率放大器（Power Amplifier, 简称 PA）是化合物半导体应用的主要器件，也是无线通信设备射频前端核心的组成部分。
射频前端（RF Front End）是用以实现射频信号发射与接收功能的芯片组，与基带芯片协同工作，共同实现无线通讯功能。
射频前端包括功率放大器（Power Amplifier）、开关（Switch）、滤波器（Filter）、双工器（Duplexer）、低噪声放大器（Low Noise Amplifier）等功能构件，其中核心器件是决定发射信号能力的射频功率放大器芯片。
PA 芯片的性能直接决定了手机等无线终端的通讯距离、信号质量和待机时间，是整个通讯系统芯片组中除基带主芯片之外最重要的组成部分。
根据晶体管的静态工作点的位置不同可分以下几类。
(1) A 类放大电路u CEi CQ Ai C1I CQ ωt2θ=2π 02ππ集电极电流波形静态工作点位置特点a.静态功耗大b.能量转换效率低c.高线性度功率放大器分类CQCEQ C I U P =u CEi CQ Aωti C2π 2 π2θ = π3 π静态工作点位置集电极电流波形特点a. 静态功耗CQ CEQ C ≈=I U P b. 能量转换效率高c. 输出失真大(2) B 类放大电路B类放大电路图示分析-U CC+U CCR 1R 2R Lu oVD 1VD 2u iV 1V 2u i wt+U CCu i+-V 1R Lu oV 2R Lu ou i-U CCu owt 0u owt0u owt 0改善B类放大器交越失真u CEi CQ Ai C3π2π3πI CQπ <2 < 2π静态工作点位置集电极电流波形特点a. 静态功耗较小b. 能量转换效率较高c. 输出失真比甲类大(3) AB 类放大电路功率放大器特性总结Linearity class MaximumefficiencyA50%GoodB78.5%ModerateAB50-78.5%betterC100%poor半导体功率器件晶体管工艺Class ProcessHigh power PA HBTLow/Mid power PA SiGeLNA+Switch HEMT/pHEMT/SOI/SiGeHigh power FEM HBT+HEMT/pHEMT,BiHEMT FEM(Low/Mid power)HBT/SiGeRF PA应用802.11 wifi802.15 Bluetooth/Zigbee GSM/CDMA/LTE-A通信类电子射频前端ISM Band Application射频前端架构图PA内部架构图PA与LNA区别●LNA：工作在小信号状态，提供放大的信号电流和电压，功率通常很小，NF低；●PA：工作在大信号状态，提供较大的功率输出，其晶体管有足够的电流驱动能力和较高的击穿电压；●PA：输出有很大的动态范围，其输出阻抗随电压和电流而改变，是非线性阻抗，因此阻抗匹配是难点；●LNA：电压增益；●PA：电压增益+功率增益。
射频基础知识单选题100道及答案
射频基础知识单选题100道及答案一、射频基本概念1. 射频通常指的是频率范围在（）的电磁波。
A. 3Hz - 30kHzB. 30kHz - 300kHzC. 300kHz - 3MHzD. 3MHz - 300GHz答案：D2. 以下哪个单位通常用于表示射频功率？A. 伏特（V）B. 安培（A）C. 瓦特（W）D. 欧姆（Ω）答案：C3. 射频信号在自由空间中的传播速度大约是（）。
A. 3×10⁵千米/秒B. 3×10⁶米/秒C. 3×10⁷米/秒D. 3×10⁸米/秒答案：D4. 射频信号的波长与频率的关系是（）。
A. 波长=频率/光速B. 波长=光速×频率C. 波长=光速/频率D. 波长=频率×光速答案：C5. 射频信号的极化方式不包括（）。
A. 水平极化B. 垂直极化C. 圆极化D. 三角极化答案：D二、射频电路元件6. 以下哪种元件主要用于储存电场能量？A. 电感B. 电容C. 电阻D. 二极管答案：B7. 一个理想电容在射频电路中的阻抗随着频率的增加而（）。
A. 增加B. 减少C. 不变D. 先增加后减少答案：B8. 电感在射频电路中的主要作用是（）。
A. 阻碍交流，通过直流B. 阻碍直流，通过交流C. 储存磁场能量D. 储存电场能量答案：C9. 电阻在射频电路中的作用主要是（）。
A. 分压和分流B. 储能C. 滤波D. 放大答案：A10. 二极管在射频电路中的主要作用不包括（）。
A. 整流B. 检波C. 放大D. 开关答案：C三、射频传输线11. 常见的射频传输线有（）。
A. 同轴电缆、双绞线、光纤B. 同轴电缆、微带线、波导C. 双绞线、光纤、波导D. 微带线、双绞线、光纤答案：B12. 同轴电缆的主要特点是（）。
A. 损耗小、带宽大B. 成本低、易安装C. 抗干扰能力强D. 以上都是答案：D13. 微带线主要用于（）。
射频功率放大器(RF PA)概述
基本概念射频功率放大器(RF PA)就是发射系统中得主要部分,其重要性不言而喻。
在发射机得前级电路中,调制振荡电路所产生得射频信号功率很小,需要经过一系列得放大(缓冲级、中间放大级、末级功率放大级)获得足够得射频功率以后,才能馈送到天线上辐射出去。
为了获得足够大得射频输出功率,必须采用射频功率放大器。
在调制器产生射频信号后,射频已调信号就由RF PA将它放大到足够功率,经匹配网络,再由天线发射出去。
放大器得功能,即将输入得内容加以放大并输出。
输入与输出得内容,我们称之为“信号”,往往表示为电压或功率。
对于放大器这样一个“系统”来说,它得“贡献”就就是将其所“吸收”得东西提升一定得水平,并向外界“输出”。
如果放大器能够有好得性能,那么它就可以贡献更多,这才体现出它自身得“价值”。
如果放大器存在着一定得问题,那么在开始工作或者工作了一段时间之后,不但不能再提供任何“贡献”,反而有可能出现一些不期然得“震荡”,这种“震荡”对于外界还就是放大器自身,都就是灾难性得。
射频功率放大器得主要技术指标就是输出功率与效率,如何提高输出功率与效率,就是射频功率放大器设计目标得核心。
通常在射频功率放大器中,可以用LC谐振回路选出基频或某次谐波,实现不失真放大。
除此之外,输出中得谐波分量还应该尽可能地小,以避免对其她频道产生干扰。
分类根据工作状态得不同,功率放大器分类如下:传统线性功率放大器得工作频率很高,但相对频带较窄,射频功率放大器一般都采用选频网络作为负载回路。
射频功率放大器可以按照电流导通角得不同,分为甲(A)、乙(B)、丙(C)三类工作状态。
甲类放大器电流得导通角为360°,适用于小信号低功率放大,乙类放大器电流得导通角等于180°,丙类放大器电流得导通角则小于180°。
乙类与丙类都适用于大功率工作状态,丙类工作状态得输出功率与效率就是三种工作状态中最高得。
射频功率放大器大多工作于丙类,但丙类放大器得电流波形失真太大,只能用于采用调谐回路作为负载谐振功率放大。
射频功率放大器
丙类功放是指其集电极电流导通时间小于半
个周期的放大状态，导通角小于90度，属 于非线性功率放大器。
优缺点：它输出功率和效率特高，一种失真 非常高的功放，一般用于射频放大，只适 合在通讯用途上使用
主要设计参数：输出功率、电源供给的功率、 功率管的管耗。效率。
丙类射频功率放大器效率高，主要作为发射 机末级功率放大。
电子技术
甲类放大器的优点是无交越失真和开关失真， 而且谐波分量中主要是偶次谐波，在听感上 低音厚实、中音柔顺温暖、高音清晰利落、 层次感好，十分讨人喜欢。
但一直因为耗电多，效率低，容易发热和对散
热要求高而未能在大功率的放大器中得到广
泛应用。由于器件长期工作于大电流高温下， 容易引起可靠性和寿命方面的问题，而且整 机成本高，所以制造甲类功率放大器出名的 厂家，现在已大多停止生产晶体管甲类功率 放大器。
甲类射频功率放大器电
路属于线性放大器， 即在正弦信号一周内， 放大器电路的功率管 是处于全导通工作状 态。
对于一些射频小功率情 况，可以选甲类放大 器作为功率放大器电 路。
乙类射频功率放大器电路
功率管在输入波形的半个周期内导通，而在另 外半个周期则是截止的。
乙类射频功率放大器电路采用双管乙类推 挽工作，即用两只B类工作的功率管放大 半个正弦波，然后在负载上合成一个完 整的正弦波。
电子技术
射频功率放大器
射频功率放大器是各种无线电发射机的主要组成部分。
在发射机的前级电路中，调制振荡器所产生的射频信号功率很小，需要经过 一系列的放大获得足够的射频功率后，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。射频功率放大器 的主要技术指标是输出功率与效率，这是研究射频功率放大器的关键。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。 为了实现有效的能量传输，天线和放大器之间要采用阻抗匹配网络。
E类功率放大器研究
E类功率放大器研究引言功率放大器是电子设备中的重要组成部分，用于将输入信号放大并转换为足够的功率，以推动所需的负载。
在各种应用场景中，如通信、无线电、电子等，功率放大器的性能直接影响到整个系统的效率和稳定性。
近年来，E类功率放大器逐渐受到广泛，其独特的性能和优点使其在许多领域具有广阔的应用前景。
本文将深入探讨E类功率放大器的工作原理、应用场景及其优缺点。
背景功率放大器的主要作用是将输入信号进行放大，以便推动外部负载。
在通信、无线电、电子等众多领域，功率放大器的性能至关重要。
传统的功率放大器通常采用A、B、C类，但由于其效率、失真和噪音等方面的限制，难以满足某些特定应用的需求。
因此，研究者们不断寻求新型的功率放大器，以进一步提高性能。
E类功率放大器的基本原理E类功率放大器是一种新型的功率放大器，其基本原理是通过谐振网络将输入信号进行匹配和条件，使放大器在整个周期内保持线性放大。
与传统功率放大器相比，E类功率放大器的最大特点在于其高效率、高线性度和高带宽。
E类功率放大器的应用场景1、通信领域：在通信系统中，发射机和接收机都需要功率放大器来放大信号。
E类功率放大器的高效率、高线性度和宽频带特性，使其成为5G、6G等现代通信系统的理想选择。
2、无线电领域：在无线电设备中，功率放大器用于将微弱信号转换为较强的信号，以便进行传输和处理。
E类功率放大器在提高传输效率和信号质量方面具有明显优势。
3、电子领域：在各种电子设备中，功率放大器都发挥着重要作用。
例如，音频功率放大器用于推动扬声器，射频功率放大器用于驱动天线等。
E类功率放大器在提高设备性能和效率方面具有显著优势。
E类功率放大器的优缺点优点：1、高效率：E类功率放大器具有极高的效率，可达到90%以上，相比传统功率放大器，能够大大降低能源消耗。
2、高线性度：E类功率放大器在整个周期内保持线性放大，从而降低了失真，提高了信号质量。
3、高带宽：E类功率放大器具有较宽的频带，能够应对高速数据传输和宽频信号处理。
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射频功率放大器是各种无线发射机的主要组成部分。
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如缓冲级、中间放大级、末级功率放大级，获得足够的射频功率后，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。
射频功率放大器电路设计需要对输出功率、激励电平、功耗、失真、效率、尺寸和重量等问题进行综合考虑。
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。
3.1.1输出功率
在发射系统中，射频末级功率放大器输出功率的范围可小到毫瓦级（便携式移动通信设备）、大至数千瓦级（发射广播电台）。
为了要实现大功率输出，末级功率放大器的前级放大器单路必须要有足够高的激励功率电平。
显然大功率发射系统中，往往由二到三级甚至由四级以上功率放大器组成射频功率放大器，而各级的工作状态也往往不同。
根据对工作频率、输出功率、用途等的不同要求，可以用晶体管、FET 、射频功率集成电路或电子管作为射频功率放大器。
在射频功率方面，目前无论是在输出功率或在最高工作频率方面，电子管仍然占优势。
现在已有单管输出功率达2000kW 的巨型电子管，千瓦级以上的发射机大多数还是采用电子管。
当然，晶体管、FET 也在射频大功率方面不断取得新的突破。
例如，目前单管的功率输出已超过100W ，若采用功率合成技术，输出功率可以达到3000W 。
3.1.2效率
效率是射频功率放大器极为重要的指标，特别是对于移动通信设备。
定义功率放大器的效率，通常采用集电极效率ƞc 和功率增加效率PAE 两种方法。
1. 集电极效率ƞc
集电极效率ƞc 定义为输出功率P out 与电源供给功率P dc 之比，即
dc
out p P =c η （3.1.1） 2.功率增加效率（PAE ，power added efficiency ）
功率增加效率定义为输出功率P out 与输入功率P in 的差于电源供给功率P dc 之比，即
c p
dc in out PAE A P P P PAE ηη)11(-=-== （3.1.2） 功率增加效率PAE 的定义中包含了功率增益的因素，当有比较大的功率增益。
如何提高输出功率和保证高的效率，是射频功率放大器设计目标的核心。
3.1.3线性
⏹ 衡量射频功率放大器线性度的指标有三阶互调截点（IP3）、1dB 压缩点、谐波、邻道功
率比等。
邻道功率比衡量由放大器的非线性引起的频谱再生对邻道的干扰程度。
⏹ 由于非线性放大器的效率高于现行放大器的效率，射频功率放大器通常采用非线性放大
器。
但是分线性放大器在放大输入信号的放大的同时会产生一系列的有害影响。
⏹ 从频谱的角度看，由于非线性的作用，输出信号中会产生新的频率分量，如三阶互调分
量、五阶互调分量等，它干扰了有用信号并使被放大的信号频谱发生变化，即频带展宽了。
⏹从时域的角度，对于波形为非恒定包络的已调信号，由于非线性放大器的增益与信号幅
度有关，因此使输出信号的包络发生了变化，引起了波形失真，同时频谱也发生了变化并引起了频谱再生现象。
对于包含非线性电抗元件（如晶体管的极间电容）的非线性放大器，还存在使幅度变化转变为相位变化的影响，干扰了已调波的相位。
⏹非线性放大器的所有这些影响对移动通信设备来说都是至关重要的。
因为，为了有效地
利用频率资源和避免对邻道的干扰，一般都将基带信号通过相应滤波器形成特定波形，以限制它的频带宽度，从而限制调制后的频带信号的频谱宽度。
但这样产生的已调信号的包络往往是非恒定的，因此非线性放大器的频谱再生作用使发射机的这些性能指标变差。
⏹非线性放大器对发射信号的影响，与调制方式密切相关。
不同的调制方式，所得到的时
域波形是不同的，如用于欧洲移动通信的GSM制式，该制式采用了高斯滤波的最小偏移键控（GMSK），是一种相位平滑变化的恒定包络的调制方式，因此可以用非线性放大器来放大，不存在包络失真问题，也不会因为频谱再生而干扰邻近信道。
⏹但对于北美的数字蜂窝（NADC）标准，采用的是偏移差分正交移相键控调制方式，已
调波为非恒定包络，它就必须用线性放大器放大，以防止频谱再生。
3.1.4杂散输出与噪声
对于通过天线双工器公用一副天线的接收机和发射机，如果接收机和发射机采用不同的工作频带，发射机功率放大器产生频带外的杂散输出或噪声若位于接收机频带内，就会由于天线双工器的隔离性能不好而被耦合到接收机前端的低噪声放大器输入端，形成干扰，或者也会对其他相邻信道形成干扰。
因此必须限制功率放大器的带外寄生输出，而且要求发射机的热噪声的功率谱密度在相应的接收频带出要小于-130dBm/Hz，这样对接收机的影响基本上可以忽略。