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。当放大器的增益偏离常数或比其他小信号增益低1dB时，这个点就是大名鼎鼎的1dB压缩点(P1dB)。一般说放大器的功率容量，就是拿1dB压缩点来表示的了。

4、效率

由于功放是功率元件，需要消耗供电电流。因此功放的效率对于整个系统的效率来讲极为重要。

功率效率是功放的射频输出功率与供给晶体管的直流功率之比。

ηp=射频输出功率/直流输入功率

5、交调失真(IMD)

交调失真是指具有不同频率的两个或者更多的输入信号通过功率放大器而产生的混合分量。这是由于功放的非线性特质造成的。

其中，由于三阶交调产物离基波信号特别近，影响最大，因此交调产物中着重考虑的就是三阶交调。三阶交调产物越低越好。

6、三阶交调截止点(IP3)

基波信号输出功率延长线与三阶交调延长线的交点称为三阶交

调截止点，用符号IP3表示。

IP3也是功放非线性的重要指标。当输出功率一定时，三阶交调截止点输出功率越大，功放的线性度就越好。

7、动态范围

功放的动态范围一般是指最小可检测信号到线性工作区最大输

入功率之间的差值。自然，这个值肯定是越大越好。

8、谐波失真

当输入信号增加到一定程度后，功放会由于工作到了非线性区产生一系列谐波。对于大功率放大器系统中，一般需要用滤波器将谐波降到60dBc以下。

9、输入/输出驻波比

这也是非常重要的指标，表明功放和整个系统的匹配程度。输入、输出比变坏会导致系统的增益起伏和群时延变坏。但是高驻波比的功

放是比较难以设计的，一般的系统中，都会需要要求功放的输入驻波比低于2：1。

三、射频功率放大器功能介绍

射频功率放大采用的是50～850MHz的功放芯片SBB-2089，其实功率增益可达20dB，目前收发距离可达150m左右，比较适于交通状况提示所用。在无委会允许情况下，也可进一步扩大接收距离。

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。

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。

四、射频功率放大器的工作原理

目前功率放大可以通过功率放大芯片实现，但其核心还是三极管和场效应管。

基于射频功率放大器通常其核心部分主要由三极管和场效应管或者MOS管构成，相信大家并不陌生。

射频功率放大器不同于其它工作于甲类、乙类、丙类的电子管射频功率放大器，不需要高电压;也不同于其它低频功率放大器，没有多少带宽。丁类放大器中场效应管工作于开关状态，漏极耗散功率非常低，虽然开、关过度期工作在线性区功率很大，但工作频率高，过度期非常短，工作效率比以往功率放大器大大提高，实际上就可以做到百分之九十以上。

场效应管丁类放大器都是由两个或以上成对的管子组成，它们分成两组轮流导通，合作完成功率放大任务。控制场效应管工作于开关状态的激励电压可以是正弦波也可以是方波。实际电路有两种，即电流开关型和电压开关型。因为电流开关型电路中，输出电流是方波，工作频率高时场效应管开关转换时间不能忽视，所以中波广播发射机中采用电压开关型电路。分为全桥和半桥两种工作方式。

桥式功放就是现在生产和运行的中波广播发射机中的射频功率放大器，桥式功放是由4个场效应管按电桥形式连接，以丁类开关放大方式工作的连接方式被叫做桥式功放，此全桥连接方式是一个H 型，故又称为H型丁类放大器。全桥电路是由两个半桥组合而成，左