一些常用的微波部件及其主要技術(shù)指標(biāo)

1、一些常用的微波部件及其主要技術(shù)指標(biāo)作者：未知轉(zhuǎn)貼自：未知點(diǎn)擊數(shù)： 250更新時(shí)間：2005-11-22在各種各樣的微波電路中，放大器是相對(duì)最具有代表性的。因此，我們作為重點(diǎn)對(duì)其進(jìn)行介紹，而對(duì)于其它的電路，則只介紹其特殊的性能指標(biāo)，同樣的內(nèi)容不再重復(fù)。 7.1 放大器 圖41 放大器框圖 頻率范圍： f1f2 增益(G)： G=Pout/Pin （3） 噪聲系數(shù)(NF)： （4） 式中Nx是出現(xiàn)在放大器的輸出端，由放大器內(nèi)部產(chǎn)生的噪聲。 NF=10logF （5） 即 NF=10log（ ） 所以，噪聲系數(shù)NF就代表了放大器自身噪聲貢獻(xiàn)的大小。 輸入、輸出反射損耗及電壓駐波比（VSWR） 反射損

2、耗（LR）是在輸入信號(hào)保持不變的情況下，從短路器反射的電壓與從被測(cè)負(fù)載反射的電壓值比，并用dB表示。 LR=20log （6） 式中，為被測(cè)負(fù)載的反射系數(shù)。 （7） （8） 1dB壓縮點(diǎn)輸出功率(P-1)： 隨著輸入功率的增加，當(dāng)放大器的增益被壓縮了1dB時(shí)的輸出功率，即為1dB壓縮點(diǎn)輸出功率。 P-1是表示一個(gè)放大器的非線性特性和輸出能力的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 圖42 放大器輸入/輸出功率關(guān)系曲線 互調(diào)分量和交*點(diǎn) 如圖43所示，當(dāng)頻率為f1和f2的兩個(gè)等幅信號(hào)同時(shí)加在放大器的輸入端時(shí)，由于放大器非線性的影響，在輸出端將出現(xiàn)互調(diào)失真的成份。其中f2f1為二階互調(diào)分量，而2f1f2為三階互調(diào)分量。

3、另外，除非是對(duì)于寬帶的電路，一般我們不考慮二階互調(diào)失真的影響。下面以三階互調(diào)失真為例進(jìn)行分析。 圖43 放大器互調(diào)失真示意圖 圖44是基波分量和三階互調(diào)分量與輸入功率之間的關(guān)系曲線。將它們線性延長(zhǎng)的交點(diǎn)，即為三階交*點(diǎn)（IP3）。若IP3已知，那么我們就可以準(zhǔn)確地預(yù)知三階互調(diào)失真的大小。 圖44 基波分量、三階互調(diào)分量和三階交*點(diǎn) （9） 或 （10） 7.2 混頻器 雜波抑制： 輸出的有用信號(hào)的功率與雜波之間的差值。 圖45雜波抑制 圖46 混頻器 混頻器可以進(jìn)行下變頻或上變頻，其輸出的有用信號(hào)分別為 （11） 或 （12） 而實(shí)際上混頻器所輸出的頻率成份為 （13） 其中除了有用的信號(hào)外，

4、其它均為雜波，需要通過改進(jìn)電路設(shè)計(jì)、適當(dāng)增加本振功率等方法來(lái)提高混頻器的動(dòng)態(tài)范圍，或者通過濾波器來(lái)抑制雜波。由此就已經(jīng)引出了頻率的選擇、計(jì)算和分配的問題了。 7.3 頻率合成器（包括振蕩器） 輸出功率 雜波、諧波抑制 相位噪聲 這里我們只介紹相位噪聲的概念，不進(jìn)行公式推導(dǎo)。 我們知道，所有實(shí)際應(yīng)用的信號(hào)源都存在著不穩(wěn)定性，即存在著無(wú)用的信號(hào)幅度、頻率或相位起伏。通?？蓪⑦@些無(wú)用的頻率或相位的起伏描述為相位噪聲。 如圖47所示，由于相位噪聲的存在，引起載波頻譜的擴(kuò)展，其范圍可以從偏離載波小于1Hz一直延伸到幾MHz（加性噪聲的影響）。 圖47 正弦信號(hào)的噪聲邊帶頻譜 圖48 一個(gè)實(shí)際信號(hào)的頻譜

5、圖48為在頻譜分析儀上實(shí)際觀察到的RF信號(hào)的頻譜。對(duì)于一個(gè)實(shí)際的信號(hào)，一般存在下面三種情況： a. 由于器件老化等導(dǎo)致的長(zhǎng)期不穩(wěn)定性，需要經(jīng)過長(zhǎng)期觀察才能看到。 b. 由于電源起伏、振動(dòng)等導(dǎo)致的短期不穩(wěn)定性（即在1s時(shí)間內(nèi)的頻率變化），為系統(tǒng)的、離散的信號(hào)，他們?cè)谛盘?hào)的頻譜邊帶上表現(xiàn)為截然不同的分量雜散。通常我們所說(shuō)的雜散還包括一些寄生的雜波分量。 c. 隨機(jī)效應(yīng)。隨機(jī)的和冪律噪聲只產(chǎn)生隨機(jī)的短期不穩(wěn)定性，這就是我們通常所說(shuō)的相位噪聲。 隨機(jī)噪聲包括熱噪聲、散粒噪聲和閃爍噪聲。 圖49 相位噪聲的定義 如圖49所示，（單邊帶）相位噪聲通常用在相對(duì)于載波某一頻偏處，相對(duì)于載波電平的歸一化1Hz帶

6、寬的功率譜密度表示（dBc/Hz）。 圖50 某10MHz溫補(bǔ)晶振（TCXO）的相位噪聲測(cè)試曲線 7.4 濾波器 僅以帶通濾波器為例： 插入損耗 帶寬：BW-1dB； BW-3dB 帶外抑制 VSWR 群延時(shí) 其它 圖51 帶通濾波器（BPF）的測(cè)試曲線 8.微波信道分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、計(jì)算和指標(biāo)分配 本節(jié)僅就系統(tǒng)的噪聲、增益、功率以及頻率的指標(biāo)分配問題作簡(jiǎn)單的討論和分析。 8.1 噪聲系數(shù)的分配 圖52 接收系統(tǒng)方框圖 對(duì)于圖52所示的接收系統(tǒng)，系統(tǒng)的總噪聲系數(shù)為 （14） NF=10logF 所以，當(dāng)?shù)谝患?jí)的增益（G1）足夠大時(shí)，接收系統(tǒng)總的噪聲系數(shù)NF就主要取決于第一級(jí)的噪聲系數(shù)（NF1）。也

7、就是說(shuō)，對(duì)于一個(gè)接收系統(tǒng)，要求第一級(jí)（通常是一個(gè)低噪聲放大器）的噪聲系數(shù)應(yīng)盡可能小些，而增益應(yīng)足夠大。 8.2 增益和功率的分配 增益和功率（實(shí)際上也包括NF）的分配需要結(jié)合在一起來(lái)（折衷）考慮。另外，在其分配的過程中所要遵循的主要有以下幾點(diǎn)： 一級(jí)的輸出功率通常應(yīng)滿足：PoutP-1 - 6dB; 考慮該級(jí)G和P-1等的實(shí)際可能情況，亦即實(shí)際部件（或器件）的可實(shí)現(xiàn)性； 功耗（如V,特別是I）； 進(jìn)行級(jí)聯(lián)后的G、NF、P-1、IP3和I等的（復(fù)核）計(jì)算。 8.3 頻率的分配和計(jì)算 關(guān)于頻率的分配和計(jì)算，需要注意以下幾點(diǎn)： 對(duì)于混頻器，應(yīng)計(jì)算 的組合頻率分量。m和n一般可以取6階左右； 對(duì)于系統(tǒng)中的放大器、振蕩器等，應(yīng)考慮其諧波分量