常用射频放大模块参数

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。

毕业论文（设计）论文（设计）题目：2.4GHz射频功率放大器的设计目录中文摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (3)第二章理论基础 (5)2.1 二端口网络 (5)2.2 技术指标 (6)2.2.1 输出功率 (7)2.2.2 功率增益 (8)2.3 匹配网络 (9)2.3.1共轭匹配 (11)2.3.2负载牵引 (11)2.4 传输线理论简介 (12)2.5 ADS软件简介 (12)第三章电路设计 (14)3.1器件选型和功率分配 (14)3.1.1器件选型 (14)3.1.2 功率和增益分配 (14)3.2 单级放大器设计 (15)3.2.1功率级（Power stage）设计 (15)3.2.2驱动级（Driver stage）设计 (23)3.2.3 两级功率放大器系统设计 (26)第四章总结与展望 (29)谢辞 (30)参考文献 (31)附录翻译 (33)中文摘要近年来，RFID技术的应用在全球掀起一场热潮。

2.4G技术标准由于它的广泛应用，更是成为技术和市场领域的宠儿。

RFID最重要的部分是发射机，而射频功率放大器作为发射机的核心部件，它的性能是制约整个RFID系统性能和技术水平的关键因素。

本文介绍了基于ADS用于RFID系统的2.4GHz射频功率放大器的硬件电路设计方法。

整个系统以MOSFET器件为核心功放晶体管，在2.4GHz、工作电压为3.3V 条件下，采用两级功放级联方式，前端驱动级工作于小信号状态，为后端提供高功率增益，后端功率级工作于大信号，提供高功率输出。

级联之后的效果是实现了27dB功率增益和高达近27dBm功率输出。

该系统主要应用于超高频射频识别读写器系统。

本文深入探讨了整体硬件电路的设计方案，详细阐述了电路设计的原理和方法，最后给出了具体的实现过程。

关键词：GaAs FET；RFID；ADS；2.4G无线系统；射频功率放大器AbstractIn recent years, RFID technology has led to a boom in the world. 2.4G technology standard has become a cosset of the technology and market field, just because of its wide range of applications. Transmitter is the most important part of the RFID system. As the core component of a transmitter, the performance of RFPA becomes to the key factor restricting capability and technical level of the whole RFID systemThis paper introduces a method of 2.4GHz RFPA hardware circuit designing used in RFID system based on ADS. The entire system using MOSFET component as the core power transistor contains two-stage cascade amplifiers working in 3.3V supply voltage, 2.4GHz. The driver-level works in small-signal state, providing high power gain for the back-end; power-level works in large-signal state, providing high output-power for the load. The effect after cascade is to achieve a 27dB power gain and a 27dBm output-power.We discuss the blue print of the overall hardware circuit design in this paper, expatiate the principles and methods of circuit design in detail, and finally give a concrete realization of the process.Key words: GaAs FET; RFID; ADS; 2.4G wireless system; RF Power Amplifier第一章绪论随着人类社会进入信息时代，无线通信技术有了飞速的发展，尤其是射频微波通信技术的产生和发展无疑对无线通信技术的发展起到了决定的作用。

射频与微波晶体管放大器基础一、引言射频与微波晶体管放大器是无线通信和雷达等领域中不可或缺的核心元件，它们在信号传输和处理中起到关键作用。

本文将深入探讨射频与微波晶体管放大器的基础知识，包括其原理、分类、特点以及在实际应用中的一些注意事项。

二、射频与微波晶体管放大器的原理射频与微波晶体管放大器是通过控制输入信号与输出信号之间的电流和电压关系，实现信号放大的器件。

其基本原理是利用晶体管的电流和电压放大特性，将输入的微弱信号放大到足够的水平，以满足系统对信号增益的要求。

三、射频与微波晶体管放大器的分类根据不同的工作频率和应用场景，射频与微波晶体管放大器可以分为多种不同的类型。

常见的分类包括： 1. 低频放大器：工作频率在几十千赫兹到几百兆赫兹范围内，适用于音频放大等应用。

2. 中频放大器：工作频率在几百千赫兹到几千兆赫兹范围内，适用于收音机和电视等中频信号处理。

3. 射频放大器：工作频率在几千兆赫兹到几十千兆赫兹范围内，适用于无线通信和雷达等射频信号处理。

4. 微波放大器：工作频率在几十千兆赫兹到几百千兆赫兹范围内，适用于雷达和卫星通信等微波信号处理。

四、射频与微波晶体管放大器的特点射频与微波晶体管放大器具有以下一些特点： 1. 宽带特性：能够在一定频率范围内实现较为平坦的增益响应。

2. 高增益：能够将微弱的输入信号放大到较高的输出功率水平。

3. 低噪声：在信号放大的过程中，尽可能减小噪声的引入。

4. 高线性度：能够保持输入输出信号之间的线性关系，避免非线性失真。

5. 可靠性高：具有较长的使用寿命和稳定的性能。

五、射频与微波晶体管放大器的设计要点在设计射频与微波晶体管放大器时，需要注意以下几个方面： 1. 选择合适的晶体管类型和参数，以满足系统对增益、噪声和线性度等性能指标的要求。

2. 合理的输入输出匹配网络设计，以确保能够最大限度地传输能量。

3. 对于高功率放大器，需要合理设计散热结构，以保证晶体管工作在安全的温度范围内。

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。

——————————————概述ZM433/470SX-M 模块是广州致远电子有限公司自主研发的一款工业级射频无线产品。

模块采用源自军用战术通信系统的LoRa 调制技术设计，完美解决了小数据量在复杂环境中的超远距通信问题。

相较传统调制技术， ZM433/470SX-M 模块在抑制同频干扰具有明显优势，解决了传统设计方案无法同时兼顾距离、抗扰和功耗的弊端。

另外，芯片集成了+20dBm 的可调功率放大器，可获得超过-148dBm 的接收灵敏度，链路预算达到了行业领先水平，针对应用于远距离传输且对可靠性要求极高的场合，该方案是不二之选。

——————————————产品特性◆频率范围：410~525MHz ◆工作电压1.8~3.6 V◆接收电流11.67mA ，发射电流108.5mA@+18dBm◆发射功率可调：+5dBm~+18dBm ◆接收灵敏度********************************◆传输速率0.123~300 kbps@FSK◆支持FSK/GFSK/MSK/GMSK/LoRa/OOK 等调制方式◆发送和接收缓冲区共256字节◆支持多种低功耗操作模式◆ 3.3V 接口电平◆采用SPI 总线通信接口◆长×宽×高：15×15×2.2（mm ）————————————产品应用◆自动抄表◆家庭和楼宇自动化◆无线告警和安防系统◆工业监视与控制◆远程灌溉系统ZM433/470SX-M 数据手册433/470MHz 无线扩频模块修订历史目录1.功能简介 (1)2.尺寸图 (2)2.1产品尺寸 (2)3.引脚说明 (3)3.1引脚排列 (3)3.2引脚定义 (3)4.电气参数 (5)4.1极限参数 (5)4.2静态参数 (5)5.射频参数 (6)6.生产指导 (7)6.1推荐回流温度曲线 (7)7.硬件设计注意事项 (8)7.1最小系统 (8)7.2电源设计 (8)7.3RF设计 (8)7.3.1PCB板载天线设计指导 (8)7.3.2外接天线设计指导 (9)7.3.3邮票孔天线接口设计指导 (9)7.3.4天线匹配 (11)8.包装信息 (13)9.免责声明 (15)1.功能简介ZM433/470SX-M模块是广州立功科技股份有限公司基于Semtech公司SX1278自主研发的一款工业级射频无线产品。

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。

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dcout 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 pdc 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。

prru3902技术参数PRRU3902是一款广泛应用于无线通信领域的技术产品，主要用于无线通信基站中的射频模块。

本文将详细介绍PRRU3902的技术参数，包括工作原理、性能指标、应用领域、生产工艺等方面的内容。

一、工作原理PRRU3902是一款射频模块，其主要工作原理是利用射频信号的电磁波进行传输和放大。

该模块内部包含有射频晶体振荡器、滤波器、放大器等组件，通过这些组件的协同工作，可以实现无线通信基站的射频信号传输和放大。

二、性能指标PRRU3902的性能指标包括工作频率、输出功率、噪声系数、增益、驻波比等。

其中，工作频率范围为XX-XXGHz，输出功率范围为XX-XXdBm，噪声系数应小于XX分贝，增益应在XX-XXdB范围内变化，驻波比应小于XX:1。

这些指标是衡量PRRU3902性能的重要参数，也是选择和使用该模块的重要依据。

三、应用领域PRRU3902广泛应用于无线通信领域，如移动通信、卫星通信、广播电视等。

在移动通信领域，PRRU3902是基站射频系统的重要组成部分，可以实现射频信号的传输和放大，保证通信质量。

在卫星通信领域，PRRU3902可用于卫星天线的射频接收和发射，实现卫星信号的传输和放大。

在广播电视领域，PRRU3902可用于数字电视和卫星电视的射频传输，实现信号的放大和传输。

四、生产工艺PRRU3902的生产工艺包括选材、加工、组装、调试等环节。

在选材方面，需要根据产品性能要求选择合适的射频组件和材质，如射频晶体振荡器、滤波器、放大器等。

在加工方面，需要使用精密的加工设备和工艺，保证组件的尺寸精度和性能一致性。

在组装方面，需要将各个组件按照一定的顺序和要求进行组装，保证模块的电气性能和机械稳定性。

在调试方面，需要对模块进行性能测试和调整，保证其性能指标符合要求。

五、其他参数PRRU3902还涉及到一些其他参数，如工作温度、电源电压、电磁兼容性等。

工作温度范围应在-XX℃～+XX℃之间，电源电压应在XX～XXV之间，同时应满足EMC标准的要求，以避免对周围设备和人员造成电磁干扰。

射频知识1、功率/电平（dBm）：放大器的输出能力，一般单位为W、mW、dBm注：dBm是取1mw作基准值，以分贝表示的绝对功率电平。

换算公式：电平（dBm）=10lg(mw)5W → 10lg5000=37dBm10W → 10lg10000=40dBm20W → 10lg20000=43dBm从上不难看出，功率每增加一倍，电平值增加3dBm2、增益（dB）：即放大倍数，单位可表示为分贝（dB）。

即：dB=10lgA（A为功率放大倍数）3、插损：当某一器件或部件接入传输电路后所增加的衰减，单位用dB表示。

4、选择性：衡量工作频带内的增益及带外辐射的抑制能力。

-3dB带宽即增益下降3dB时的带宽，-40dB、-60dB同理。

5、驻波比（回波损耗）：行驻波状态时，波腹电压与波节电压之比（VSWR）附：驻波比——回波损耗对照表：SWR 1.2， 1.25， 1.30， 1.35， 1.40， 1.50回波损耗（dB）21，19，17.6 ，16.6 ，15.6，14.0RL=20lg [(VSWR+1)/(VSWR-1)]=20lg (Γ)6、三阶交调：若存在两个正弦信号ω1和ω2 由于非线性作用将产生许多互调分量，其中的2ω1-ω2和2ω2-ω1两个频率分量称为三阶交调分量，其功率P3和信号ω1或ω2的功率之比称三阶交调系数M3。

即M3 =10lg P3/P1 （dBc）7、噪声系数：一般定义为输出信噪比与输入信噪比的比值，实际使用中化为分贝来计算。

单位用dB。

8、耦合度：耦合端口与输入端口的功率比, 单位用dB。

9、隔离度：本振或信号泄露到其他端口的功率与原有功率之比，单位dB。

10、天线增益（dB）：指天线将发射功率往某一指定方向集中辐射的能力。

一般把天线的最大辐射方向上的场强E与理想各向同性天线均匀辐射场场强E0相比，以功率密度增加的倍数定义为增益。

Ga=E2/ E0211、天线方向图：是天线辐射出的电磁波在自由空间存在的范围。

【技术分享】无线射频模块的指标判断一款无线产品的性能好坏的依据就是该产品的射频指标是否合格且余量充足，本文简要介绍基于IEEE 802.11b/g/n的规范的一些射频指标。

1、发射功率（TX Power）发射功率（TX Power）：是指无线产品发射天线的工作功率，单位为dBm。

无线发射的功率决定无线信号的强度和距离，功率越大，信号越强。

每个国家对于最大发射功率都有一个限制：中国及欧洲国家最大不超过20dBm；北美最大功率不超过30dBm；日本最大功率不超过22dBm。

在一个无线产品设计中，都会有一个目标功率（target power）来作为我们设计的基础，在满足频谱板及EVM前提下，发射功率越大，性能越好。

而影响发射功率指标的因素有RF链路的Balun电路的设计；滤波器的选型，50欧的阻抗匹配；天线的性能；测试环境等。

2、误差向量幅度（EVM）误差向量幅度（EVM）:是考量调制信号质量的一种指标，单位为dB。

EVM越小，信号质量越好。

下表是IEEE802.11给出的标准。

在一款无线产品中，TX power和EVM是相关联的，TX Power越大，EVM越大，即信号质量越差，所以实际应用中，要在TX Power 和EVM之间取一个折中。

影响EVM的因素有RF链路的50欧阻抗匹配，RF的供电等。

3、频率误差（Frequency Error）频率误差（Frequency Error）：表征射频信号偏离该信号所处信道中心频率的大小，单位PPM。

频偏误差要求范围如下表。

频偏越小越好。

PPM的计算公式如下：在实际设计中，影响频偏的因素有晶体及晶体负载电容的选型；PCB板晶体部分的走线及地孔的处理等。

4、发射信号的频偏模板发射信号的频偏模板（Transmit Spectrum Mask）可测量发射信号的质量和对相邻信道的干扰抑制能力。

被测信号的频谱模板在标准频谱模板内为合格，下图分别为11B、11g/a、20M 11N以及40M 11N的模板图；红色框线即为频谱模板的标准。