什么是高功率放大器
给出的7GHz微波发射机功放电路其输入为恒定电平，该电路不带ALC功能。
功能框图及主要电路组成如图2所示。
图2 给出7GHz 发射机功放框图和主要电路。
该电路由五级放大组成，前四级为单管串联放大，末级为平衡功率放大。按各级功能和所处位置也可称作低噪声放大级、驱动级、末前级、末级。整个放大器采用二种封装工艺砷化镓场效应器件，前三级放大用分立元件场效应晶体管，后二级用单片微波集成电路MMIC，并采用带保护电路的双极性偏置电压（具体电路省略）。该电路总增益40dB,线性输出2瓦（33dBm）。
各部分作用：
低噪声放大级- 众所周知，变频式发射机输出噪声主要成分是调相噪声，其主要来源是发射振荡器产生的相位噪声。所以在发射机指标中都要规定振荡器相噪，而对这类发射机中的HPA热噪声要求不高，通常HPA噪声系数在6~ 8dB时都可满足要求。在直放式发射机中，尽管输出噪声主要成分是热噪声，因直放机收信输入端都有精心设计的高增益低噪声放大器（LNA），它有足够高的增益和极小噪声系数，从而减轻了对HPA低噪声要求。
相对于接收机低噪声放大级而言，在HPA中提出低噪声放大概念似乎不恰当，但它毕竟是多级级联放大器输入级，是HPA本身热噪声的主要来源，相对HPA其他级而言，对HPA前级要提出低噪声高增益要求。
驱动级- 采用平衡式末级输出方案时，末前级输出功率与末级单管输出功率几乎相近，它为末前级提供足够地输入激励功率。驱动级通常采用中功率输出器件。
末前级- 末前级功放主要作用是补偿末级输入正交耦合器分路损耗（3dB），并为二只并联末级功放管提供输入功率。
末级- 如图2所示，它采用二只相同特性的MMIC功率放大块和二只相同特性的正交耦合器组成平衡功率放大器。为取得良好性能，上、下二支路应当在工作频段保持幅度、相位特性相同。这样结构的输出功放有三个特点，
* 较单管线性最大输出功率提高3dB。
* 如下图所示，利用输入端正交耦合器相位正交特性，使上、下二支路放大管入端反射波在正交耦合器入口抵消，有效地改善了末级与末前级之间匹配。
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那么，它从输出端口2和4反射到端口1的合成反射波为 Vref= (Vrsm/2) S11 e (-iωt+iΘ+180) + (Vrsm/2) S11 e (-iωt+iΘ)=0 ，
即表明，当正交耦合器输出端口2和4接相同负载时，返回到端口1的合成反射波抵消。实际电路不会理想对称，合成反射波不会完全抵消，然而却能显著地改善末级与末前级之间匹配。 * 当某一MMIC放大块损坏时，另一放大块仍可正常工作（仅功率较原先降低6dB）。 隔离器- 该器件输入、输出阻抗在很宽频带内等于特性阻抗，并且正向传输损耗很小（通常0.5dB以下）而反向传输损耗很大（通常25dB以上），即有单向传输特性。它常用在多级高增益放大器的输入、输出、级间电路吸收反射波改善匹配，使带内正向传输特性（如幅频特性、时延特性）更平坦，同时它又在很宽频带内产生反向损耗，减小后级对前级耦合，从而有效防止带内、带外自激。其中末级输出隔离器还肩负输出负载开路保护作用。 末级耦合输出-用于输出功率监测。 3、高功放电气特性 这里讨论的高功放，它是具体发射机的一部分，对电气指标要求以及指标项目规定完全取决于正机指标的规定和分配，它与商用说明书供用户选用参考的通用放大器所规定的指标和项目有所不同。 1） 工作频段-是指放大器满足或优于所规定的电气性能时，实际所要求的工作频率范围。（注：放大器是宽带部件，其3dB带宽较"工作频段"宽得多。） 2） 额定输出功率-在规定的输入电平和满足传输线性条件下，在规定的负载上所要求的输出功率值。为满足工作温度变化，通常以常温值为标准规定上、下限，如 P+0dB-2dB 。输出功率是绝对值，单位用W,mw,dBm,dBw表示 。（注：在测试发射机额定输出功率指标时，必须在调制状态下用功率计测试，而高功放应在工作载波状态下用频谱仪测试。） 3） 增益-放大信号输出与输入功率之比，它是相对量，通常用dB表示。通常在中心频率额定输出电平下测量。 4） 幅频特性（或带内波动）-它定义为放大信号输出幅度随频率的变化量。它用工作频率范围内最大输出幅度与最小幅度（用dB单位）差值表示。该差值即是用dB表示的放大器输出幅度随频率变化的峰-峰值。例如，要求带内波动小于等于0.3dB时，可表示为ΔAp-p≤0.3dB。应指出，该指标不计入幅度随温度的变化量。当放大 |