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（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。