微波功率放大器课件

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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
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

第3章功率放大器PPT课件

缺双电源，点电源利用率不高
最大输出功率
主
Pom
1 2
V
2 CC
RL
要公
直流电源消耗功率
PE
2 VC
CIcm
式效率理想 78.5%
最大管耗 PC1m 0.2Pom
OTL
结构简单，效率高，频率响应好，易集成，单电源
输出需大电容，电源利用率不高
Pom
1 8
V
2 CC
RL
PE
1 VC
CIcm
甲乙类工作状态失真大，静态电流小，管耗小，效率较高。
单管甲类电路
做功放适合吗？
乙类推挽电路 iB
0
u BE
UomVCC2UCES
信号的正半周T1导通、T2截止；负半周T2导通、T1截止。两只管子交替工作，称为“ 推挽 ”。设 β为常量，则负载
上可获得正弦波。输入信号越大，电源提供的功率也越大。
两只管子交替导通，两路电源交替供电，双向跟随。
OTL 电路
输入电压的正半周：
＋VCC→T1→C→RL→地
＋
C 充电。
输入电压的负半周：
C 的 “＋”→T2→地→RL→ C
“ －” C 放电。
静态 uI 时 U B， U EV 2 CC
Uom(VCC
2)UCES 2
C 足够大，才能认为其对交流信号相当于短路。
开启电压
① 静态时T1、T2处于临界导通状态，有信号时至少有一只导通；
② 偏置电路对动态性能影响要小。
消除交越失真的互补输出级
静态UB ： 1B2UD1UD2 动态ub： 1ub2ui
若I
＞
2

微波电路与系统放大器稳定性ppt课件

Smith圆图内所有点始终都处于稳定状态。这个概念对输入、输出端口都适用。若lS11 l<1 和lS22 l<1，则绝对稳定条件为：
句话说，即稳定性判定圆必须完全落在单位圆
和
．之外
稳定性系数K
稳定因子(Rollett因子)K
稳定参数
ADS中的稳定性控件
K
B1
μ
μ‘
ADS中的输入稳定性圆和输出稳定性圆
放大器的稳定措施
稳定有源器件的一个方法就是在其不稳定的端口增加一个串联或并联的电阻。图9．10给出了输入端口的电路。
放大器的稳定措施（续1）
这个电阻必须与
一起抵消掉
的
负值成分。因此，我们要求：
其中，。
可以由求得；是源端内阻
同理，可以给出输出端口的稳定电路和相应相应的稳定条件：
双向设计首先了解器件的输入/输出稳定性园
改善稳定性的措施
通过在输入回路添加串联电阻或在输出回路添加并联电阻可以很容易地改善晶体管的稳定性使其变为无条件稳定。例如本例中的晶体管在 500MHz时，输入端添加一个R=0.18(50) = 9Ω 或R= 1/(0.117*0.02) = 430 Ω 的并联电阻就会使输入和输出稳定性园出现在原图之外。当然对具有一定带宽的放大器，在设计完输入输出匹配电路以后必须检查在整个频带的稳定性。如果改善稳定性的电阻包含在匹配网络中，通常它不会影响增益。
仿真模型
仿真结果
仿真结果表明该器件不是单向的。在500MHz 如果采用单向近似，将会引入超过 1dB的误差。
双向设计
如果器件设计频率是无条件稳定（K > 1），于是输入输出可以共轭匹配并能够获得最大可用增益。ΓMS 和 ΓML 能够被唯一地确定。在这种状态输入输出电压驻波比VSWR= 1 。共轭匹配反射系数能够用ADS中S-parameter palette中测量方程图标Smgam1和Smgam2 计算。

微波功率放大器PPT课件

dB )

M 3 dB
23.75 2
1
Pout
dB

M 3 dB
2
23.75
1
P1dB

P1dB
P
需要输入功率： Pin dB Pout dB G0 dB
• 三阶交调截止点
M 3dB 2(Pout dB IP3 )
IP3 P1dB 12
这个规律虽不严格但非常准确。
既反映功率转换能力又反映功率放大能力。
4. 1dB压缩点(1dB Gain Compressed Point)输出功率 P1dB
Pout(dBm)
P1dB
1dB
G(dB)
G0
G1dB
1dB
0
Pin <1dB> Pin(dBm)
0
Pin <1d率
P1dB-- G1dB对应的输出功
µ÷Åä Æ÷2
VSWR1
Zin(f)
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
三阶交调分量：
1 2

3 8
k3
A3
cos2w1
w2
t

cos2w2
w1 t
• 1dB压缩点三阶交调系
数
三阶交调分量电压幅度
M 3 1dB 20lg
基波电压幅度
1dB 23.75dBc

《射频功率放大器》课件第2章

图2.3.3 MMG3003NT1工作在3.4～3.6 GHz的应用电路 (a) 工作在3.4～3.6 GHz频率范围的电原理图; (b) 元器件布局图
2.4 MMG3005NT1 400～2400 MHz功率放大器
MMG3005NT1 是一个A类、宽带、小信号、高线性的晶体管放大器芯片。其输入、输出内部匹配为50 Ω；工作频率范围为400～2400 MHz；输出功率(P1 dB)为30 dBm；小信号增益为15 dB; 输出三阶截点为48 dBm (@2140 MHz); 噪声系数为6 dB; 电源电压为5 V; 电流消耗为500 mA。
MMG3003NT1 是一个A类、宽带、小信号、高线性的晶体管放大器芯片。其输入、输出内部匹配为50 Ω；工作频率范围为40～3600 MHz；输出功率(P1 dB)为24 dBm；小信号增益为19.3～20 dB；输出三阶截点为40.5 dBm(@900 MHz)；噪声系数为 4 dB；电源电压为6.2 V；电流消耗为 160～205 mA。
6.0 GHz功率放大器
MMG3007/08/09/10/11/12/13NT1 是一种A类、宽带、小信号、高线性的晶体管放大器芯片。其输入、输出内部匹配为50 Ω，工作频率范围为0～6 GHz。
MMG3007 NT1输出功率(P1 dB)为16 dBm；小信号增益为18～19 dB；输出三阶截点为30 dBm(@900 MHz)；噪声系数为3.8 dB；电源电压为5 V; 电流消耗为39～55 mA。
MMG3007/08/09/10/11/12/13NT1采用SOT-89(CASE 1514-01，STYLE 1)封装(见图2.2.1)，引脚端1为射频输入端，引脚端2为接地端，引脚端3为功率放大器输出和直流电源端。

射频及微波固态功率放大器PPT

射频及微波固态功率放大器
目录
• 引言 • 工作原理 • 设计与实现 • 性能优化 • 发展趋势与挑战 • 实际应用案例
பைடு நூலகம் 01
CATALOGUE
引言
定义与特性
定义
射频及微波固态功率放大器是一种电子设备，用于将低功率信号放大至所需的高功率水平，以便在无线通信、雷达、射电天文学等领域应用。
特性
通过在放大器输入端添加一个特性相反的失真信号，补偿放大器自身的非线性失真，从而提高输
出信号的线性度。
负反馈技术
将放大器的输出信号反馈回输入端，通过负反馈降低放大器的增益，从而减小非线性失真。
前馈技术
将一小部分输出信号直接反馈到输入端，与原始输入信号一起进入放大器，从而减小非线性失真。
效率优化
合理设计散热结构，使放大器在工作过程中温度保持在安全范围内，从而提高可靠性。
元器件筛选与降额使用
对关键元器件进行筛选和降额使用，降低因元器件失效导致的可靠性问题。
冗余设计
在关键电路中采用冗余设计，当主电路出现故障时自动切换到备份电路，提高系统的可靠性。
05
CATALOGUE
发展趋势与挑战
技术发展前沿
具有高效率、高可靠性、高线性度、宽频带等特性，能够满足各种复杂的应用需求。
应用领域
01
02
03
无线通信
用于基站、移动通信设备、卫星通信系统等，提供稳定的信号放大功能。
雷达
用于军事和民用雷达系统，提高目标检测和识别能力。
射电天文学
用于射电望远镜和天文观测系统，增强信号接收和数据处理能力。
贝（dB）。
带宽
表示放大器能够放大的信号频率范围。

微波功率放大器设计及其应用研究

微波功率放大器设计及其应用研究一、微波功率放大器的设计原理1.1微波功率放大器的基本原理线性功率放大器的设计原理主要是通过使用有效的线性电路元件实现输入-输出线性关系，以尽可能保持信号的准确性和完整性。

常见的线性功率放大器包括B类功率放大器、AB类功率放大器和A类功率放大器。

非线性功率放大器的设计原理则注重于输出功率的最大化和效率的提高。

通过使用非线性元件来实现高效能的功率放大器，如C类功率放大器和D类功率放大器。

此类功率放大器常用于需要高功率输出但对信号质量要求较低的应用，如调频广播、通信传输等。

1.2微波功率放大器的设计要求1）增益和带宽：功率放大器应具有较大的增益和宽带特性，以保证微波信号能够被放大并保持信号的准确性。

2）线性度：对于线性功放，线性度是一个重要的设计参数，它直接影响着微波信号的失真程度。

因此，设计时要注意保持线性工作区域，以避免信号失真。

3）功率输出：功率放大器应能够提供所需的输出功率，并在整个工作频率范围内保持稳定。

4）效率：功率放大器的效率是指其输入功率和输出功率之间的比值。

高效的功率放大器不仅可以减少功耗，还可以减少散热问题。

5）稳定性：功率放大器应具有良好的热稳定性和电稳定性，以确保电路在各种环境条件下的可靠性。

二、微波功率放大器在通信系统中的应用研究2.1无线通信系统中的功率放大器无线通信系统中的功率放大器是将低功率微波信号放大成高功率信号，以扩大通信距离和提高通信质量。

在无线通信系统中，功率放大器通常用于射频发射系统、基站天线放大系统和卫星通信系统中。

2.2雷达系统中的功率放大器雷达系统中的功率放大器主要用于增强雷达发射信号的功率，以提高雷达系统的射程和目标检测能力。

功率放大器在雷达系统中通常用于雷达天线放大系统和雷达发射系统中。

2.3频谱监测中的功率放大器频谱监测是对无线电频谱进行监测和分析的过程，其主要目的是检测和定位无线电频谱中的干扰源和恶意干扰。

频谱监测中通常需要使用高功率放大器来增加接收信号的信噪比和动态范围，以提高干扰源的检测能力。

微波功率放大器全解共42页

1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之易安ຫໍສະໝຸດ 。46、我们若已接受最坏的，就再没有什么损失。——卡耐基 47、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游 48、书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者。——史美尔斯 49、熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟。——孙洙 50、谁和我一样用功，谁就会和我一样成功。——莫扎特
文家。汉族，东晋浔阳柴桑人（今江西九江）。曾做过几年小官，后辞官回家，从此隐居，田园生活是陶渊明诗的主要题材，相关作品有《饮酒》、《归园田居》、《桃花源记》、《五柳先生传》、《归去来兮辞》等。
微波功率放大器全解
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新来燕，双双入我庐，先巢故尚在，相将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、陶渊明（约 365年 —427年），字元亮，（又一说名潜，字渊明）号五柳先生，私谥“靖节”，东晋末期南朝宋初期诗人、文学家、辞赋家、散

微波电路综合实验 ppt课件

46
直流偏置电路的设计
ppt课件
47
低噪声放大器的调试
对照设计版图检查加工好的微波电路板，并按照所用的电路元件表准备元器件。
按照电路原理图进行焊接，首先焊接放大器的供电部分，通电检查电压正确后再焊接其他无源器件，最后将晶体管按正确方式焊接。在检查焊接无误后，将电路板安装到测试架上，接通直流电源测量放大器的直流工作点，并进行调整，使其满足设计要求。
ppt课件
14
微波滤波器的分类

根据功率衰减的频率特性来分类，微波滤波器可分为低通、高通、带通和带阻滤波器。随着频率的的提高，滤波器不能再用集总参数的电感和电容元件来组成，需要采用各类传输线为主体的分布参数结构。根据所用的传输线类型来分类，微波滤波器可分为波导、同轴线、微带线滤波器等等。
ppt课件 2
微波电路的实例

下图是一个无线通信系统中接收机和发射机的系统框图
中频振荡器
射频振荡器馈线
发射天线1
基带调制信号
中频 BPSK 调制器
中频中频滤波器滤波器
上变频器
射频滤波器1
功率放大器
功分器发射天线2 馈线
ppt课件
3
课程目的

了解典型微波电路的原理及设计方法。学习使用ADS软件进行微波电路的设计，优化，仿真。掌握微波电路的制作及调试方法。
ppt课件 26
观察仿真曲线
ppt课件
27
微带滤波器的设计

版图的仿真

版图的仿真是采用矩量法直接对电磁场进行计算，其结果比在原理图中仿真要准确，但是它的计算比较复杂，一般作为对原理图设计的验证。

射频微波电路导论(第二版) 第8章放大器设计

三个增益与电路参数的关系为
G
PL Pin
S21 2 (1 L 2 ) (1 L 2 )1 S22L
2
GA
Pavn Pavs
S21 2 (1 s 2 ) 1 S11s 2 1 out
2
GT
PL Pin
S21
2 (1
s
2 )(1
L
)
1 sin 2 1 S22L 2
(8 - 1)
U
2
＋
U2
ZL
－
Z0
~ Us
s in
(a)
out L
输入匹配 Gs
晶体管 [S] G0
输出匹配
GL
Z0
s
in
out
L
(b)
图 8-2 二端口网络和放大器的增益定义
1.
根据信号源阻抗Zs和负载阻抗ZL与网络的关系,可以有以下三个功率增益:
(1) 实际功率增益:负载吸收功率与二端口网络输入端吸收功率之比,与源阻抗无关,与负载阻抗有关,即
CL RL
CL RL
| in|＜ 1 (稳定 )
| in|＜ 1 (稳定 )
(a)
(b)
图 8-3 (a) |S11|<1； (b) |S11|>1
输入平面上, 输出稳定圆的圆心和半径为
CL
(S22 S22 2
S11 ) 2
RL
S12 S 21 S22 2 2
输出平面上,输入稳定圆的圆心和半径为
＝
E
2
V
1 .0 0 .5
dB
12 10
0 .8 5
5
dB
IC/mA
30

六微波放大器PPT课件

K 1
1
满足单向化条件时， S12 0 基本是稳定的
第18页/共44页
放大器的稳定性措施
如果在工作频段内放大管处于非稳定状态，则应当采取适当措施使晶体管进入稳定状态。采用串联或并联电阻的方式。
用增加电阻的方法实现晶体管稳定的代价包括：阻抗匹配状态可能被破坏，这将会产生功率传输损失；由于电阻产生的附加热噪声，晶体管的噪声系数通常会恶化。
＝ S11S22 2 + 2 -2 Re S22S11* S22 2 2 2 2 ＝ S11S22 -
S22 2 2
其中
L 2 r2
2
S22* S22
S11* 2 2
r2
S11S22 S22 2 2
第13页/共44页
输出稳定性判定圆
考察输出稳定性判定圆：
L 1 为单位圆，稳定区在单位圆内。 in 1 为临界圆，圆内为一个区，圆外为另一个区，
3、功率增益Gp
Gp
负载吸收的功率放大器输入的功率
PL Pin
第6页/共44页
转换功率增益GT
GT
负载吸收的功率信号源的资用功率
PL PA
b2 2 bS 2
1 L 2
1 S 2
1 L 2 S21 2 1 S 2
GT 1 Sin 2 1 S22L 2
1 L 2 S21 2 1 S 2
C1 S11 S22 *
第8页/共44页
功率增益Gp
Gp
负载吸收的功率放大器输入的功率
PL Pin
PL PA
PA Pin
GT
PA Pin
1 L 2 S21 2 1 in 2 1 S22L 2
L 0
Gp

射频及微波固态功率放大器张玉1-文档资料118页

D
I2

C I1 V 2 I2 0
D I1 I 2 V20
2.1.2散射参数
a1
Two-Port
b2
b1
Network
a2
入射波ai，入射波bi
b1 S11a1 S12a2 b2 S21a1 S22a2
b1 b2
SS1211
S12 a1 S22a2
第3章功率放大器的线性化技术
1 非线性电路基本概念与定义 2 放大器中的非线性现象 3 功率放大器的线性化技术
3.1非线性电路基本概念与定义
一、分布参数分布电容存在于二个导体之间、导体与元器件之间、导体与地之间或者元件之间。
引线电感，顾名思义是一种元件间连接导线的电感，有时，也称之为内部构成电感。
Multiple access Modulation
TDMA/F DMA
TDMA/FDMA
GMSK
p /4-DQPSK
CDMA/FDMA OQPSK
TDMA/FD MA
p /4DQPS K
TDMA/FD MA
p /4DQPS K
Duplex mode
FDD
FDD
FDD
FDD
TDD
Maximum transmit power (dBm)
30
27.8
27.8
33
19
Long-term mean power (dBm)
21
23
17
28
10
Peak-to-average power ratio (dB)
0
3.2
5.1
2.6
2.6
Transmit duty ratio (% )

射频功率放大器技术 ppt课件

发射机的功耗主要在功率放大器，不同类型发射机功放约占全机60-90% 功放效率的提高对延长电池寿命、增加发射功率、散热、减小体积重量起决定作用。
其中PDC为电源供给直流功率，Pout为交流输出功率，Pc为消耗在集电极上的功率
33
各种工作状态的效率和线性性
功放工作状态
效率
线性度
A类 B类 AB类 D类 E、F类
峨眉校区计算机与通信工程系
主讲：李华
射频功率放大器技术
1
主要内容
1
功率放大器的应用
2 功率放大器在无线通信系统中的地位
3
功率放大器的结构
4
功率放大器的工作状态
5 功率放大器存在的问题及解决方法
2
什么是功率放大器
简单说，功率放大器作用就是把弱信号放大利用三极管的电流控制作用或场效应管的电压控
理想50% ，实际5～很好 20%
理想78.5%，实际有失真，有一定线性
40%左右
度
理想50-70%，实际较好 60%
理想80～90%，实际很好（仅适合低频） 80 %
理想100%，实际90% 完全非线性
34
功率放大器效率对移动通信运营商降低成本非常重要
例如：移动通信基站采用传统技术的典型功耗为1500 W，而采用新一代技术的功耗为760 W。对于一个5000个基站的WCDMA网络，按一年时间计算，采用新一代基站比传统基站节省电费如下：
节省的电费 =功耗差值×基站数目×电费单价×全年的小时数
=（1500－760）× 5 000 × 0.7 ÷1000× 24× 365 = 22 688 400 元
35
非线性特性
(1) 信号失真 (2) 增益1dB压缩点、三阶交调、三阶交截点 (3) (4) 频谱扩展

《功率放大》课件

非线性失真的测量
非线性失真的抑制
通过优化电路设计、选择合适的元件和采取有效的反馈措施等可以抑制非线性失真。
非线性失真可以通过测量谐波失真系数、互调失真系数等指标来评估。
频率响应
频率响应的定义
01
频率响应是指功率放大器在不同频率下的输出功率的变化情况
。
频率响应的测量
02
在标准测试条件下，使用合适的测试设备对功率放大器的频率
功率放大器的分类
总结词
功率放大器可以根据不同的分类标准进行分类，如按工作频段可分为射频功率放大器和音频功率放大器等。
详细描述
根据不同的分类标准，功率放大器可以分为多种类型。按工作频段可分为射频功率放大器和音频功率放大器等；按用途可分为通用型和专用型；按电路结构可分为分立式和集成式。不同类型的功率放大器具有不同的特点和应用范围。
无线通信系统
移动通信基站
在无线通信系统中，功率放大器用于放大信号，确保信号覆盖范围和通信质量。
卫星ห้องสมุดไป่ตู้信
卫星通信系统中的功率放大器用于将信号放大并发送到卫星上，实现远距离通信。
雷达与声呐系统
雷达
雷达系统中的功率放大器用于放大发射信号，提高探测距离和精度。
声呐
在声呐系统中，功率放大器用于放大声音信号，提高水下探测的灵敏度和距离。
03
功率放大器的主要参数
输出功率
输出功率
指功率放大器输出的最大功率，通常以瓦特（W）为单位表示。
输出功率的测量
在标准测试条件下，使用合适的测试设备对功率放大器的输出功率进行测量。
输出功率的调整
根据实际需要，可以通过调节音量控制或输入信号的大小来调整功率放大器的输出功率。

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23.75 2
1
Pout
dB

M 3 dB
2
23.75
1
P1dB

P1dB
P
需要输入功率： Pin dB Pout dB G0 dB
• 三阶交调截止点
M 3dB 2(Pout dB IP3 )
IP3 P1dB 12
这个规律虽不严格但非常准确。
10
7. 调幅、调相转换系数
M3 1dB -
23dB
7
6. 三阶交调截止点
1
A很小时的基波： 2 k1A
三阶交调分量：
1 2

3 8
k3
A3

2
2
基波输出功率：
Pout
dB
10 lg
k1 A / Z0
2
A/ 2 10 lg k12 10 lg Z0
G0 dB Pin dB
三阶交调输出功率：
2. 电源效率

晶体管放大器射频输出功率直流电源供给的直流功率

Pout PDC
反映了把直流功率转换成射频功率的能力，但不能反映功率放大能力。
1
3.
功率附加效率(Power
added
efficiency)add

Pout Pin PDC
既反映功率转换能力又反映功率放大能力。
4. 1dB压缩点(1dB Gain Compressed Point)输出功率 P1dB
3k3 A3 / 8 /
P3 dB 10 lg
Z0
k3' dB 3Pin dB
2
2

10
lg(
3 2
k3
Z
0
)
2
10lg

A/ 2 Z0
2
3

结论：当Pin减小1dB时，Pout减小1dB，P3减小3dB 即：输入功率每减小1dB，三阶交调系数改善2dB。 8
k1
A

9 8
k3 A3
cos

w1t

cos w 2 t
三阶交调分量：
1 2

3 8
k3
A3
cos2w1
w2
t

cos2w2
w1 t
• 1dB压缩点三阶交调系数
三阶交调分量电压幅度
M 3 1dB 20lg
基波电压幅度
1dB 23.75dBc
实际经验值略小，通常取
基波电压增益：
GV

k1

3 4
k3 A2
GV
3 4
k
3
A2
GV
3 4
k3
A2
k1
低频无相移网络
q
k1
微波有相移网络
• 输入幅度变、相位变，输出则也会幅度变、相位变。
• 输入幅度变，输出幅度和相位都会变，叫调幅、调
相
(AM/PM)转换现象。
11
调幅信号(A变化) ：
输入 V A(t) coswt 输出 V0 g( A) cos[wt q ( A)]
最靠近有用信号的杂波分量，将造成话路串扰、误码率增加。
4
三阶交调电压幅度 • 三阶交调系数 M 3 20lg 输出基波电压幅度 dB
衡量放大器非线性失真的程度
V0
输入输出电压拟合： V0 k0 k1V k2V 2 k3V 3
(k0，k1，，为实常数，V<1)
0
V
放大器输入、输出曲线
• 输入功率继续增大，功放输出功率出现非线性，输出功率与输入功率的比值即增益减小；
• 当功放增益比小信号线性增益G0下降1dB时，称为“1dB压缩点增益”G1dB，对应的输出、输入功率称为“1dB压缩点输出功率”P1dB及“1dB压缩点输入功率”Pin <1dB> 。
在P1dB点有：
10lgP1dB=10lg(G0·Pin<1dB>)-1 dB 即
G(dB)

20
lg
k1 A

3k3 A3 A
/
4

20
lg(k1

3 4
k3 A2 )
小信号功率增益：
G0 (dB)

20 lg
k1 A A

20
lg
k1* k1为小信号电压增益来自k3为负，代表压缩特性。6
输入：
V
A 2
cosw1t

A 2
cosw2t
(使总功率保持不变)
输出基波：
1 2

• 任意输入功率时的三阶交调系数 M 3 dB 23.75 2(Pin 1dB Pin dB )
• 为获得高指标线性度常用功率倒退法：
Pout(dBm)
Èý ½×½» µ÷
P1dB Pout a
1dB
½Ø Ö¹ µã IP3
1 1
输入功率倒退1dB，M3改善2dB。
由于 P1dB Pin 1dB G0 dB 1
Pout(dBm)
P1dB
1dB
G(dB)
G0
G1dB
1dB
0
Pin <1dB> Pin(dBm)
0
G1dB-- 增益下降1dB点输出功率
Pin <1dB>-- P1dB对应的输入功率
Pin <1dB> Pin(dBm)
P1dB-- G1dB对应的
2
有关定义：
• 输入功率较小时，增益为常数，称为小信号线性增益G0；
§1.8 微波功率放大器
§1.8.1 基本指标
1. 功率单位
微波功率放大器一般指P>1W。目前，商品可到百瓦(厘米波段) 单位：dBm，以1毫瓦(mW)为基准计量的倍数。
P(dBm) 10lg P0 (mW ) 1mW
10lg 1W 30dBm 1mW
例如：1mW=0dBm 1W=1000mW=30dBm 10W=40dBm
g(A)：AM－AM特性，输入输出幅度不成正比 q(A)： AM－PM特性，输入输出相位有变化输入信号幅度变化引起：交调失真、群时延失真、频谱展宽
P3 a
小信号工作时 Pout dB Pin dB G0 dB
Pout dBP1dB 1
M3 dB
3 1
Pin a Pin(dBm)
M 3 dB 23.75 2(P1dB Pout dB 1)
9
倒退值：
P

( P1dB

Pout
dB )

M 3 dB
P1dB=Pin<1dB>+G0dB-1
dBm
或
dB
G1dB=G0dB-1
3
5. 三阶交调(Intermodulation)系
数
• 放大特性出现非线性时，多个微波信号之间将出现交叉调
制
mw1 nw2
谐波。
P
P
w1 w2 w
w1 w2
w
2w1-w2
2w2-w1 3w2-2w1
• 三阶交调分量(|m|+|n|=3时)：2w1 w2 2w2 w1
输入信号：输出信号：
V Acoswt
V0

k0

1 2
k2 A2

k1
A

3 4
k3
A3

cos
wt

1 2
k2
A2
cos
2wt

1 4
k3 A3
cos 3wt

5
非线性基波电压增益：
GV

k1 A 3k3 A3 / 4 A
k1

3 4
k
3
A2
非线性基波功率增益：