关于功率放大器，你了解多少？

​射频放大器，顾名思义，就是将低功率射频信号转化为高功率射频信号辐射出去。因此它是通信系统中的核心器件。今天主要来认识一下功率放大器。

（一）基础知识

功率放大器是发射器射频前端的主放大器，将来自通信和雷达设备的小功率信号转换为发送到天线的高功率传输信号。功率放大器的目标是在不降低信号质量的情况下，将信号增益提高到高功率水平。由于这通常是一项需要权衡取舍的艰巨设计挑战，因此可针对最适合脉冲雷达、CW雷达、数字通信或其他需要使用这些设备的应用的参数对某些功率放大器进行优化。

功率放大器还必须应对处理各种类型的负载，其中一些可能会导致破坏性反射。因此，功率放大器的设计通常包括保护电路。如果功率水平足够高或工作频率足够高，功率放大器可利用同轴连接器，甚至可利用波导连接器。

影响功率放大器的性能因素有：

​1）工作带宽/频率范围

​2）小信号增益

3）​效率/功率附加效率（PAE）

4）​增益平坦度

5）​输入功率

6）​噪声系数

7）​输入电压驻波比（VSWR）

8）​稳定性

9）​输入和输出阻抗

​10）输出1dB压缩点（P1dB）

11）输出三阶截点（IP3）

​12）饱和功率（Psat）

​13）峰值功率处理（脉冲操作）

​14）反向隔离

15）​谐波

​16）杂散抑制

​17）工作温度范围和热管理系统/要求

18）电源电压和偏置条件

因此，功率放大器通常在小信号范围内、线性范围内以及在宽操作参数范围内变化的负载阻抗下进行测试。许多小信号参数，如增益、带宽、增益平坦度、VSWR、阻抗等，可以使用传统的VNA和S参数测量进行测试。然而，功率放大器的许多非线性方面需要额外的测量和技术，可能包括X参数作为S参数的扩展来考虑非线性。还对功率放大器进行负载拉动测试，以更好地确定功率放大器在各种负载条件下的输出行为。还经常使用信号发生器和功率计/频谱分析仪（通常由耦合器和衰减器保护）进行谐波和杂散测试。为了更好地确定功率放大器的脉冲功率性能，可以使用具有足够带宽的峰值功率计来捕获放大器输出的信号包络。

(二）应用

中等功率放大器，500 MHz ~ 4 GHz，增益 30 dB，P1dB 1 W，NF 6 dB，带散热器，SMA

高功率放大器，增益 40 dB，P1dB 5 W， 8 GHz - 12 GHz，SMA，IP3 44 dBm