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其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。——《论语》

实验五GSM可调增益放大器实验

-实验目的

1.了解射频放大器的基本原理和主要技术参数

2.掌握用网络分析仪测试放大器的方法

3.学会使用微波仿真软件对射频放大器的设计和仿真，并分析结果

二实验原理

1.射频放大器的基本概念

射频放大器是将信号放大到一定电平的器件，是射频通信电路中最常用的器件。射频

放大器与常规低频电路的设计方法完全不同，它需要考虑一些特殊的因素。尤其是入射电

压波和入射电流都必须与有源器件良好匹配，以便降低电压驻波比、避免寄生振荡。这样

才能使电路中的有源器件发挥出它的最佳性能。

射频放大器以射频晶体放大管为核心，一般包括输入和输出匹配网络、直流偏置网络。

常规放大器系统如下。

图57常规放大器系统结构

类似于低频模拟放大器中用的晶体管，射频晶体放大管一般也是以三极管和场效应管

为主，不过为了能够在射频频段工作，必须在结构和材料上改进实现在高频段也能使用，

最常用的是双极三极管和碑化钱场效应管。

要实现最大的功率传输和最小的反射，必须使负载阻抗和源阻抗相匹配。实现上述

匹配的通常做法是在源和负载之间再插入一个无源网络，这种无源网络通常就被视为匹

配网络。然而它们的功能并不仅限于为实现理想功率传输而在源和负载之间进行阻抗匹

配。事实上，许多实际的匹配网络并不是仅仅为减小反射而设计的，他们还具有其他功

能，如减少噪声干扰、提高功率容量和提高频率响应的线性度等。通常认为，匹配网络

的作用就是实现阻抗变换，就是将给定的阻抗值变换成其他更合适的阻抗值。

其身正，不令而行；其身不正，虽令不从。——《论语》

所有射频放大器不可缺少的电路单元就是有源或无源偏置网络。偏置的作用是在特定

的工作条件下为有源器件提供适当的静态工作点，也就是直流偏置，并抑制晶体管参数的

离散性以及温度变化的影响从而保持恒定的工作特性。并要求偏置网络对主电路的微波特

性影响应尽可能小，即不应造成大的附加损耗、反射及高频能量沿偏压电路泄漏，结构紧

凑。

一般射频放大器只要求其增益，如果对放大器噪声系数有特别高的要求就称为低噪声

放大器；对放大器的工作带宽如果有较高的要求就称为宽带放大器；对放大器的输出功率

有较高的要求称为功率放大器。一般这些要求是相互矛盾的，要达到某一方面，只能牺牲

其他方面的指标。本电路模块通过数字衰减器来控制放大器的增益衰减，可用在通信领域

的很多场合。

2.射频放大器的技术参数

射频放大器主要的技术指标有：

工作频率和带宽：

工作频率就是放大器的能够正常工作的频率范围，最大的工作频

率与最小的工作频率之差就是放大器的带宽。

增益：增益是表示放大电路对有用信号的放大能力。通常用在中心频率上功率增益

APO=IPi

两种方法表示：功率增益，式中稣、分别为放大电路中心频率上的输出、输

入功率。通常增益用分贝（dB）表示。

输入输出反射系数：

表征放大器的输入输出端口对信号反射的大小，即失配程度，

一般用放大器两端口的S参数Su和来S22表示。

噪声系数：噪声系数NF是用来描述放大器本身产生噪声电平大小，定义如下。

入,输出端的信噪比