清华大学：《通信电路原理》教学资源（PPT课件）射频通信电路 第1章 微波晶体管放大电路 §1.8 微波功率放大器、第2章 微波混频器 §2.1 微波混频器件 §2.2 肖特基势垒二极管 §2.3 非线性电阻混频原理 §2.4 微波混频器电路（2.4.1-2.4.3）

非线性基波电压增益:G1=44+3k1A1A k1+k3 非线性基波功率增益: k,A+3k2A3/4 G(dB)=201g 20g(k1+-k342) A 4 K,A 小信号功率增益:G0(dB)=20g=20gk *k1为小信号电压增益;k3为负,代表压缩特性 6

6 1 1 0 ( ) 20lg 20lg k A k A 小信号功率增益： G dB = = * k1为小信号电压增益；k3为负，代表压缩特性。 非线性基波功率增益： ) 4 3 20lg( 3 / 4 ( ) 20lg 2 1 3 3 1 3 k k A A k A k A G dB = + + = 非线性基波电压增益： 2 1 3 3 1 3 4 3 / 4 3 k k A A k A k A GV = + + =

A 输入: √203+200(使总功率保持不变) 输出基波:1 k,A+=,A'(cos @,t+cos o 三阶交调分量:28 43|os2o1-a2)+cos(2o2-o) 1dB压缩点三阶交调系数 M=20g基波电压幅度0=2373Bk 实际经验值略小,通常取 M3B≈-23dB

7 M l dBc 3 1d B = 20 g 1d B = −23.75 基波电压幅度 三阶交调分量电压幅度 • 1dB压缩点三阶交调系数 实际经验值略小，通常取 M3 1dB  -23dB t A t A V 1 2 cos 2 cos 2 = w + w k A k A ( t t) 1 2 3 1 3 cos cos 8 9 2 1  w + w      + 输入： 输出基波： (使总功率保持不变) 三阶交调分量： k A  ( )t ( )t 1 2 2 1 3 3 cos 2 cos 2 8 3 2 1  w −w + w −w     

6.三阶交调截止点 A很小时的基波:k1A三阶交调分量: k,A k,A/√2 A/√2 基波输出功率:Pam=10g =10gk+10lg 0 dB in dB 三阶交调输出功率 3k343/8)/ 10 1g 10g(3k0)2+10g (A/√2) k3 dB +3P in dB 结论:当Pn减小ldB时,Po减小1dB,P3减小3dB 即:输入功率每减小ldB,三阶交调系数改善2dB

8 6. 三阶交调截止点 A很小时的基波： 三阶交调分量： 基波输出功率：       3 3 8 3 2 1 k1 A k A 2 1 d B i d B out d B G P Z A k Z k A P 0 n 0 2 2 1 0 2 1 / 2 10lg 10lg / 2 10lg = + = = + 三阶交调输出功率： ( ) ( ) i d B d B k P Z A k Z Z k A P n ' 3 d B 3 0 2 2 3 0 0 2 3 3 3 3 / 2 ) 10lg 2 3 10lg( 3 / 8 / 2 10lg = +         = = + 结论：当Pin减小1dB时，Pout减小1dB，P3减小3dB 即：输入功率每减小1dB，三阶交调系数改善2dB

任意输入功率时的三阶交调系数 t Pout(dBm) 三阶交调 3 dB 2375-2( in <ldB in dB 截比1P3 为获得高指标线性度常用功率倒退法: out a 输入功率倒退1dB,M3改善2dB M3 dB 由于PaB= P+GodB-1 P3 a 小信号工作时Pm=Pm+ 0 dB Pina Pin (dBm out dBslidB 3 dB 23.75-2( ldB out dB +1)

9 23.75 2( 1) M3 dB = − − P1dB − Pout dB + 23.75 2( ) M3 dB = − − Pi n 1dB − Pi n dB P1dB = Pin 1dB + G0 dB −1 Pout dB = Pin dB + G0 dB P1dB Pout(dBm) Pin(dBm) 1dB 1 3 1 1 三阶交调 截止点 IP3 M3 dB Pout a Pin a P3 a • 任意输入功率时的三阶交调系数 由于 ⎯⎯Pout d B ⎯P1d B ⎯−1 → 小信号工作时 • 为获得高指标线性度常用功率倒退法： 输入功率倒退1dB，M3改善2dB

倒退值:AP=-(Pn-Pma) M3dB+2375 +1 M,+23.75 +1+P=P+△P out dB 2 需要输入功率:PndB=PndB-Gd 三阶交调截止点 M3dB≈2(P out dB IP3)IP3≈P+12 这个规律虽不严格但非常准确

10 1 2 23.75 ( ) 3 d B 1 d B + +  = − − = M P Pd B Pout 这个规律虽不严格但非常准确。IP3  P1dB +12 倒退值： • 三阶交调截止点 P P P M Pout + + d B = d B +  + = 1 1 3 d B d B 1 2 23.75 需要输入功率： Pin dB = Pout dB − G0 dB 2( ) 3 dB 3 M dB  Pout − IP