一些常用的微波部件及其主要技术指标

1、一些常用的微波部件及其主要技术指标作者：未知转贴自：未知点击数： 250更新时间：2005-11-22在各种各样的微波电路中，放大器是相对最具有代表性的。因此，我们作为重点对其进行介绍，而对于其它的电路，则只介绍其特殊的性能指标，同样的内容不再重复。 7.1 放大器 图41 放大器框图 频率范围： f1f2 增益(G)： G=Pout/Pin （3） 噪声系数(NF)： （4） 式中Nx是出现在放大器的输出端，由放大器内部产生的噪声。 NF=10logF （5） 即 NF=10log（ ） 所以，噪声系数NF就代表了放大器自身噪声贡献的大小。 输入、输出反射损耗及电压驻波比（VSWR） 反射损

2、耗（LR）是在输入信号保持不变的情况下，从短路器反射的电压与从被测负载反射的电压值比，并用dB表示。 LR=20log （6） 式中，为被测负载的反射系数。 （7） （8） 1dB压缩点输出功率(P-1)： 随着输入功率的增加，当放大器的增益被压缩了1dB时的输出功率，即为1dB压缩点输出功率。 P-1是表示一个放大器的非线性特性和输出能力的一项重要指标。 图42 放大器输入/输出功率关系曲线 互调分量和交*点 如图43所示，当频率为f1和f2的两个等幅信号同时加在放大器的输入端时，由于放大器非线性的影响，在输出端将出现互调失真的成份。其中f2f1为二阶互调分量，而2f1f2为三阶互调分量。

3、另外，除非是对于宽带的电路，一般我们不考虑二阶互调失真的影响。下面以三阶互调失真为例进行分析。 图43 放大器互调失真示意图 图44是基波分量和三阶互调分量与输入功率之间的关系曲线。将它们线性延长的交点，即为三阶交*点（IP3）。若IP3已知，那么我们就可以准确地预知三阶互调失真的大小。 图44 基波分量、三阶互调分量和三阶交*点 （9） 或 （10） 7.2 混频器 杂波抑制： 输出的有用信号的功率与杂波之间的差值。 图45杂波抑制 图46 混频器 混频器可以进行下变频或上变频，其输出的有用信号分别为 （11） 或 （12） 而实际上混频器所输出的频率成份为 （13） 其中除了有用的信号外，

4、其它均为杂波，需要通过改进电路设计、适当增加本振功率等方法来提高混频器的动态范围，或者通过滤波器来抑制杂波。由此就已经引出了频率的选择、计算和分配的问题了。 7.3 频率合成器（包括振荡器） 输出功率 杂波、谐波抑制 相位噪声 这里我们只介绍相位噪声的概念，不进行公式推导。 我们知道，所有实际应用的信号源都存在着不稳定性，即存在着无用的信号幅度、频率或相位起伏。通常可将这些无用的频率或相位的起伏描述为相位噪声。 如图47所示，由于相位噪声的存在，引起载波频谱的扩展，其范围可以从偏离载波小于1Hz一直延伸到几MHz（加性噪声的影响）。 图47 正弦信号的噪声边带频谱 图48 一个实际信号的频谱

5、图48为在频谱分析仪上实际观察到的RF信号的频谱。对于一个实际的信号，一般存在下面三种情况： a. 由于器件老化等导致的长期不稳定性，需要经过长期观察才能看到。 b. 由于电源起伏、振动等导致的短期不稳定性（即在1s时间内的频率变化），为系统的、离散的信号，他们在信号的频谱边带上表现为截然不同的分量杂散。通常我们所说的杂散还包括一些寄生的杂波分量。 c. 随机效应。随机的和幂律噪声只产生随机的短期不稳定性，这就是我们通常所说的相位噪声。 随机噪声包括热噪声、散粒噪声和闪烁噪声。 图49 相位噪声的定义 如图49所示，（单边带）相位噪声通常用在相对于载波某一频偏处，相对于载波电平的归一化1Hz带

6、宽的功率谱密度表示（dBc/Hz）。 图50 某10MHz温补晶振（TCXO）的相位噪声测试曲线 7.4 滤波器 仅以带通滤波器为例： 插入损耗 带宽：BW-1dB； BW-3dB 带外抑制 VSWR 群延时 其它 图51 带通滤波器（BPF）的测试曲线 8.微波信道分系统的设计、计算和指标分配 本节仅就系统的噪声、增益、功率以及频率的指标分配问题作简单的讨论和分析。 8.1 噪声系数的分配 图52 接收系统方框图 对于图52所示的接收系统，系统的总噪声系数为 （14） NF=10logF 所以，当第一级的增益（G1）足够大时，接收系统总的噪声系数NF就主要取决于第一级的噪声系数（NF1）。也

7、就是说，对于一个接收系统，要求第一级（通常是一个低噪声放大器）的噪声系数应尽可能小些，而增益应足够大。 8.2 增益和功率的分配 增益和功率（实际上也包括NF）的分配需要结合在一起来（折衷）考虑。另外，在其分配的过程中所要遵循的主要有以下几点： 一级的输出功率通常应满足：PoutP-1 - 6dB; 考虑该级G和P-1等的实际可能情况，亦即实际部件（或器件）的可实现性； 功耗（如V,特别是I）； 进行级联后的G、NF、P-1、IP3和I等的（复核）计算。 8.3 频率的分配和计算 关于频率的分配和计算，需要注意以下几点： 对于混频器，应计算 的组合频率分量。m和n一般可以取6阶左右； 对于系统中的放大器、振荡器等，应考虑其谐波分量