射頻功率放大器是發射系統(tong)中(zhong)的主要部分，其(qi)重要性不(bu)言而喻。在發射機(ji)的前(qian)級(ji)電(dian)路中(zhong)，調(diao)制振蕩(dang)電(dian)路所產生(sheng)的射頻信號功(gong)率(lv)很(hen)小，需要經過一系列(lie)的放大(da)（緩沖級(ji)、中(zhong)間放大(da)級(ji)、末級(ji)功(gong)率(lv)放大(da)級(ji)）獲得足夠(gou)的射頻功(gong)率(lv)以后，才能饋送到(dao)天線(xian)上輻(fu)射出去。為了獲得足夠(gou)大(da)的射頻輸出功(gong)率(lv)，必(bi)須采(cai)用射頻功(gong)率(lv)放大(da)器。

　　如何(he)選擇合適的射頻(pin)放(fang)大器(qi)，不(bu)同射頻(pin)放(fang)大器(qi)之間有(you)何(he)區(qu)別(bie)？

　　為具體應用(yong)選擇(ze)合(he)適(shi)的射頻放(fang)大器時，應考慮增益、噪(zao)聲、帶寬和效率等特(te)性。本(ben)文(wen)將評述最(zui)常用(yong)的射頻放(fang)大器，并說明增益、噪(zao)聲、帶寬、效率和各種(zhong)功能(neng)特(te)性如何影響不(bu)同應用(yong)的放(fang)大器選擇(ze)。

　　射(she)頻(pin)放大(da)器有多(duo)(duo)種類型和形式，旨在(zai)滿足不(bu)同的(de)應用場(chang)景。然而，為目標應用選擇合適的(de)射(she)頻(pin)放大(da)器時，種類如(ru)此(ci)繁多(duo)(duo)的(de)射(she)頻(pin)放大(da)器使得這項工作變得并(bing)不(bu)輕松。雖然幾乎(hu)所有射(she)頻(pin)放大(da)器的(de)關鍵特(te)性都是其增(zeng)益，但這并(bing)不(bu)是選擇合適的(de)器件(jian)所要考慮的(de)唯(wei)一參數，很(hen)多(duo)(duo)時候甚至(zhi)也不(bu)是最重要的(de)參數。

　　增益(yi)表明(ming)放(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)(qi)(qi)可以為(wei)信號提供多(duo)大(da)(da)的提升，由輸(shu)(shu)(shu)出(chu)功(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)與輸(shu)(shu)(shu)入(ru)功(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)之比（以dB為(wei)單(dan)位）表示。它一般針(zhen)對放(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)(qi)(qi)的線性(xing)模式(即輸(shu)(shu)(shu)出(chu)功(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)的變化與輸(shu)(shu)(shu)入(ru)功(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)的相應變化呈線性(xing)關(guan)系(xi))進行規定（參見圖1）。如果(guo)繼(ji)續(xu)提高射頻放(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)(qi)(qi)的輸(shu)(shu)(shu)入(ru)信號的功(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)水(shui)平，器(qi)(qi)(qi)件將開(kai)始進入(ru)非線性(xing)模式，并產生(sheng)雜散(san)頻率(lv)(lv)(lv)(lv)分(fen)量。這(zhe)些干擾分(fen)量包(bao)括(kuo)諧波和交(jiao)調(diao)產物（參見圖2中(zhong)的HD2、HD3、IMD2和IMD3），代表了射頻放(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)(qi)(qi)輸(shu)(shu)(shu)出(chu)端出(chu)現的交(jiao)調(diao)失(shi)真(zhen)(zhen)(IMD)。射頻放(fang)(fang)大(da)(da)器(qi)(qi)(qi)處理不同輸(shu)(shu)(shu)入(ru)功(gong)率(lv)(lv)(lv)(lv)水(shui)平而不引入(ru)顯(xian)著失(shi)真(zhen)(zhen)的能力反映了其線性(xing)度性(xing)能，這(zhe)可以用不同參數來表示（參見圖1），包(bao)括(kuo)：

　　輸出1dB壓縮點(OP1dB)，其定義了系統增(zeng)益降(jiang)低1dB時的輸出功率(lv)。

　　飽和輸出功率(PSAT)，即當輸入功率變化不再(zai)改(gai)變輸出功率時的輸出功率。

　　2階(jie)交(jiao)調點(dian)(dian)(IP2)和3階(jie)交(jiao)調點(dian)(dian)(IP3)，它(ta)們是輸(shu)入（IIP2、IIP3）和輸(shu)出（OIP2、OIP3）信號功率(lv)水平的假設點(dian)(dian)，在這(zhe)些點(dian)(dian)上，相(xiang)應雜散分量的功率(lv)將(jiang)達(da)到(dao)與基波分量相(xiang)同的水平。

　　圖1.射頻放(fang)大器的輸出功率特(te)性及(ji)其非線性參數

　　圖(tu)2.諧波和交(jiao)調產物。

　　盡(jin)管增(zeng)益描述了射(she)(she)頻(pin)(pin)放大(da)器(qi)的(de)關鍵功能，但線(xian)性(xing)度和(he)其他特(te)性(xing)在決定射(she)(she)頻(pin)(pin)放大(da)器(qi)選(xuan)擇方面(mian)起著(zhu)重要作(zuo)用。事(shi)實上，射(she)(she)頻(pin)(pin)放大(da)器(qi)類(lei)型的(de)選(xuan)擇總是涉(she)及不(bu)同設計參數之(zhi)間的(de)權(quan)衡。下面(mian)是為目標(biao)用例選(xuan)擇正確類(lei)型的(de)射(she)(she)頻(pin)(pin)放大(da)器(qi)的(de)簡短指南。

　　低噪聲放大器

　　低噪(zao)聲放(fang)大器(LNA)常常用(yong)于接(jie)收器應(ying)用(yong)中，用(yong)于放(fang)大與天線接(jie)口的(de)(de)信號鏈前端(duan)的(de)(de)微弱(ruo)信號。該類(lei)型射頻放(fang)大器經(jing)過優化(hua)，在執行此功(gong)能時向信號引(yin)入的(de)(de)噪(zao)聲極小。在信號鏈的(de)(de)前面幾級，噪(zao)聲最小化(hua)尤為重(zhong)要，因為這(zhe)些級對(dui)整個(ge)系統的(de)(de)總噪(zao)聲系數的(de)(de)影響最大。

　　低(di)相位噪聲放(fang)大器(qi)

　　低相(xiang)位噪(zao)聲(sheng)放大器的(de)額外相(xiang)位噪(zao)聲(sheng)極小，因而它們非常適合需要高信(xin)號(hao)完(wan)整(zheng)性的(de)射頻信(xin)號(hao)鏈。相(xiang)位噪(zao)聲(sheng)是(shi)近載(zai)波(bo)(bo)噪(zao)聲(sheng)，表現為抖動，其特征是(shi)信(xin)號(hao)的(de)相(xiang)位在時域中有微(wei)小波(bo)(bo)動。因此，低相(xiang)位噪(zao)聲(sheng)放大器非常適合與高速時鐘和LO網(wang)絡中的(de)高性能PLL頻率合成器結合使用。

　　功率放大器

　　功(gong)(gong)率(lv)(lv)放大器(qi)(PA)針對功(gong)(gong)率(lv)(lv)處理(li)性(xing)(xing)能進行了優化，適用于旨在提供(gong)高功(gong)(gong)率(lv)(lv)的應用，如發射(she)器(qi)系統等。這些放大器(qi)通常具有高OP1dB或PSAT特(te)性(xing)(xing)，并提供(gong)高效率(lv)(lv)，從(cong)而(er)可以保持低散熱(re)。

　　高線性度放大器

　　高線性度(du)放大器用于在很寬的輸入功率范圍內以極(ji)低的雜散水平(ping)提供(gong)高3階交調(diao)(diao)點。這種(zhong)類型的器件是使用復數調(diao)(diao)制信號的通信應用的常見選擇，此類應用要求射頻放大器能(neng)夠以極(ji)小的信號失真處理(li)高波峰因數，從而保(bao)持低誤碼(ma)率。

　　可變增益放大器

　　可變(bian)增(zeng)益(yi)放大器(VGA)用(yong)于需(xu)要通(tong)過靈活的增(zeng)益(yi)調(diao)(diao)節來(lai)適應信(xin)號電(dian)平變(bian)化的應用(yong)。VGA通(tong)過提供可調(diao)(diao)增(zeng)益(yi)來(lai)實現(xian)此(ci)功能，增(zeng)益(yi)既可利用(yong)數(shu)字(zi)控制的VGA以(yi)數(shu)字(zi)方式逐步改變(bian)，也可利用(yong)模擬控制的VGA連續改變(bian)。此(ci)類放大器常(chang)(chang)常(chang)(chang)用(yong)于自(zi)動增(zeng)益(yi)控制(AGC)，以(yi)及用(yong)于補(bu)償其(qi)他元器件的溫度(du)或特性變(bian)化所(suo)導致的增(zeng)益(yi)漂移。

　　寬帶放大器

　　寬帶放大(da)器能在很寬的(de)頻率范圍（通常涵蓋數個倍頻程）內(nei)提(ti)供(gong)中等增(zeng)益，多重寬帶應用得益于此。這些放大(da)器提(ti)供(gong)大(da)增(zeng)益帶寬積，其代(dai)價通常是效率和噪聲性能平庸。

　　增益模塊

　　其他(ta)通(tong)用(yong)射頻(pin)應(ying)用(yong)也(ye)可以依靠增(zeng)益模塊(kuai)，后者代表了廣泛的(de)(de)射頻(pin)放大(da)器類別，可以涵蓋(gai)各種頻(pin)率(lv)、帶寬、增(zeng)益和輸出功(gong)率(lv)水(shui)平。這(zhe)些放大(da)器通(tong)常(chang)提供平坦的(de)(de)增(zeng)益響應(ying)和良好的(de)(de)回波損耗。其設計常(chang)常(chang)包含匹配和偏置電路(lu)，因而只需(xu)極少的(de)(de)外部元件便可集成到信號鏈中，工作(zuo)得(de)以簡化。

　　本文給出了射頻放大器(qi)及其應用(yong)的(de)(de)幾個例子。然而，這些(xie)器(qi)件種類眾多，所針(zhen)對的(de)(de)應用(yong)數不勝數，這篇(pian)小文難免(mian)有(you)所遺漏。射頻放大器(qi)可(ke)以(yi)采用(yong)不同(tong)的(de)(de)組(zu)裝和(he)工藝(yi)技術進行設計，以(yi)提供不同(tong)的(de)(de)集(ji)成特性，支(zhi)持特定的(de)(de)工作模式，并(bing)實(shi)現優化的(de)(de)性能來(lai)滿足各種應用(yong)的(de)(de)需(xu)要——從通(tong)信和(he)工業系統(tong)到(dao)測(ce)試測(ce)量設備及航空航天系統(tong)。