射频测量教程——射频LNA测量

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概述

   

今天简单介绍一下如何进行射频LNA的测试，涵盖了射频LNA的增益、噪声系数和S参数等。

希望能帮助射频工程师进一步了解如何使用频谱分析仪，矢量网络分析仪（VNA），信号发生器和噪声源来测试和测量射频LNA。

大家都知道，在任何无线通信系统中的接收机内都使用了射频LNA，它的主要功能是增强远距离发射站传输过来的微弱信号。

它放大我们所需信号，同时保持较好的信噪比，进而使噪声不会被放大太多。

下表涉及了C频段中使用的射频LNA的一般测量。

射频LNA一般位于天线之后，以避免接收系统的任其他部分进一步引入噪声，降低接收系统的性能。

根据下面的射频LNA测试程序进行测试：

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LNA S参数测量

   

我们使用VNA（矢量网络分析仪）进行LNA的S参数测量

LNA有两个端口，即输入端口1和输出端口2

所以LNA有四个S参数，即S11，S22，S12和S21。

其中，S21是射频LNA的增益。

注意：在测量LNA的S参数之前，必须对VNA进行校准。

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LNA增益测量

   

对于LNA增益的测量，可以使用VNA测量，也可以使用信号源和功率计/频谱分析仪进行测量。

我们在输入端输入某固定值的功率，之后测量射频LNA的输输出功率，那么输入和输出功率之差即为LNA增益。

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LNA P1dB测量

   

在LNA工作频段内选择一个固定频率，之后馈入不同的功率电平，并记下不同功率（如-10，-9，……+ 5dBm）下的功率输出值，根据记录数据确定P1dB点。

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RF LNA的IP3测量

   

将两个幅度相同的信号应用于非线性电路时，会产生互调产物，其中最接近载波信号的是三阶产物，例如2f1-f2和2f2-f1。

在我们的测试中，需要选择两个间隔1MHz的载波。

在IP3测试中，我们需要对不同的功率值重复上述实验

例如-30,-25,-20,-15,-10,-8,-7,-6,-5,-4,-3,-2,0,2和4 dBm

记录载波频率（例如f1或f2）的功率，以及2f2-f1或2f1-f2的互调产物的功率，这两个功率值之间的差异称为IP3。

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LNA噪声系数测量

   

噪声系数的测试一般使用专用的噪声系数测试仪进行测量，如HP8970或者N8973A，也可以使用带噪声系数测试的频谱仪进行。

如图所示，首先使用噪声源对噪声系数进行校准，完成上述步骤后，将DUT（即LNA）插入路径中，这时测得的就是DUT的噪声系数。