使用矢网测量PA S11、S21和饱和功率的方法

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在无线通信和微波工程领域,功率放大器(PA)的性能测试是确保系统正常工作的关键步骤。其中,S11、S21和饱和功率是评估PA性能的重要指标。本文将详细介绍使用矢量网络分析仪(矢网)来测量这些参数的方法。
 
一、矢网基本原理及准备工作
 
矢量网络分析仪是一种用于测量射频和微波网络中散射参数(S参数)的仪器。它通过测量网络的入射波和反射波,计算出网络的S参数,进而评估网络的性能。在测量PA之前,需要确保矢网已经校准,并且与PA的连接正确无误。此外,还需要设置合适的测量频率范围和功率水平。
 
二、测量S11参数
 
S11参数表示PA的输入反射系数,即输入端口反射的功率与入射功率之比。测量S11时,将矢网的一个端口连接到PA的输入端,另一个端口接匹配负载。通过矢网测量PA输入端口的反射功率,即可得到S11参数。在测量过程中,需要注意保持测量环境的稳定性,避免外界干扰对测量结果的影响。
 
三、测量S21参数
 
S21参数表示PA的正向传输系数,即输出端口得到的功率与输入端口入射功率之比。测量S21时,将矢网的一个端口连接到PA的输入端,另一个端口连接到输出端。通过矢网测量输入端口的入射功率和输出端口的传输功率,即可得到S21参数。S21参数直接反映了PA的增益性能,是评估PA性能的重要指标之一。
 
四、测量饱和功率
 
饱和功率是指当输入功率增加到一定程度时,PA的输出功率不再随输入功率增加而增加的功率点。测量饱和功率时,需要逐渐增加输入功率,同时观察输出功率的变化。当输出功率不再随输入功率增加而显著增加时,此时的输出功率即为饱和功率。在测量过程中,需要注意避免输入功率过高导致PA损坏。
 
五、数据处理与分析
 
完成S11、S21和饱和功率的测量后,需要对数据进行处理和分析。首先,需要绘制S11和S21随频率变化的曲线图,以便观察PA在不同频率下的性能表现。其次,需要分析饱和功率的测量结果,了解PA在高功率输入下的性能特点。最后,根据测试结果对PA进行优化设计或改进工作。
 
总结
 
使用矢网测量PA的S11、S21和饱和功率是评估PA性能的有效方法。通过矢网测量,我们可以得到PA在不同频率下的反射系数、传输系数和饱和功率等关键参数,进而了解PA的性能特点并进行优化设计。在实际应用中,需要注意测量环境的稳定性、避免外界干扰以及合理设置测量参数,以确保测量结果的准确性和可靠性。
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使用矢网测量PA S11、S21和饱和功率的方法

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使用矢网测量PA S12 S22和功率的方法

DUT的大信号测量是至关重要的,尤其是S22(关系到与天线的匹配)和饱和功率(Psat,直接关系到发射功率)。在测试大功率PA时,由于一般PA输出功率小至几W,大到上百W,如果这么大的信号直接灌进矢网(矢网接收机线性区一般在10dbm左右,接收机最大输入功率30dBm),会导致矢网接收机压缩甚至损坏,所以一般测量DUT增益或Psat的时候应在DUT的输出端连接一个较大的衰减器,再与矢网的测量端口相连。

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