【电子行业标准(SJ)】 微波电路放大器测试方法

中华人民共和国电子行业军用标准FL5962
SJ 20645-97
微波电路放大器测试方法
Microwave circuits
Measuring methods for amplifiers1997-06-17发布
1997-10-01实施
中华人民共和国电子工业部批准1范围
1.1主题内容
1.2适用范围
2引用文件
3定义
3.1、符号
4一般要求
5详细要求
5.1功率增益 Gr
5.2功率增益平坦度AGp
5.3线性功率增益Guin
5.4线性功率增益平坦度AGm
5.5增益斜率 K
5.6带外增益抑制度
5.7反向隔离度 ISO
5.8增益控制范围AGre
5.9限橘输出功率Partra)和限幅度APrltd)5.10输出功率P。
5.111分贝压缩输出功率PadB）
5.12噪声系数NF
S.13电压驻波比VSWR
谐波抑制度和杂波抑制度
5.15寄生调制抑制度
5.16输出噪声功率谱密度
5.17三阶互调失真IM
三阶互调截止点功率P3(Ir)）
5.19 相移
5.20AM/PM变换系数α(AM-PM)
5.21群时延 td(gp)
脉冲响应时间
附加单边带相位声
.. (1)
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中华人民共和国电子行业军用标准微波电路放大器测试方法
Microwaveircuits
Measuring methods for amplifiers1范围
1.1主题内容
本标准规定了微波放大器电参数的测试方法的基本原理。1.2适用范底
SJ 20645-97
本标准适用于低噪声放大器、功率放大器、限幅放大器、可控增益放大器和脉冲放大器的电参数测试.
2引用文件
SJ20612-96微波电路参数文字符号3定义
3.1符号
本标准所采用的参数符号符合SJ20612一96的规定。4一般要求
4.1测试条件和环境要求应符合产品详细规范的规定。4.2测试用仪器应具有规定的准确度，并经计量检处合格。4.3测试用仪器的赖率范国应满足洲试要求。4.4功率计的量程应满足测试要求。4.5衰减器的衰减量应满足测试要求。4.6若信号源自带衰减器且满足要求，则测试框图中的可变衰减器可以省略。4.7测试时按测试框图连接测试仪器，并按操作要求进行预热。4.8测试期间，环境条件应无影响测试结果准确性的机械振动及电磁干扰。5详细要求
5.1功率增益 Gr
5. 1. 1 方法 1
中华人民共和国电子工业部1997-06-17发布1997-10-01实施
5.1.1.1明的
SJ 20645-97
在规定的条件下，测景微波放大器的输山功率与输人功率之比。5.1.1.2测试握图
测试框图如图1所示。
隔离器
信号源
5.1.1.3测试原理
可变衰减器
定向耦合器1
功率讨！
功率汁2
图1功率增益测试图
被测放大器
偏置电源
定向耦合器 2
预谱仪
图1中，被放大器的输人功率P;(dB.)和输出功率P。(dB，)由下式计算：P, =P, +C-LI
P= Pa t L2
式中：P——功率计1测得的功率，dB.；P
功率计2测得的功率，dB
L定向耦合器1的主路插损，dB：C—定向合器 1 的合度,dB;
L.2——定向耦合器2的主路插损，dB。由下式计算功率增益 Gp(dB):
Gr= P.-P:
5.1.1.4测试设备要求
a：隔离器的隔离度应不小于20dB：b，定向耦合器的主路插损和耦合度应事先确定，方向性应足够高：c，频谱仪用来观测被测放大器输出的频谱纯度及自激情况。·(1)
d，若被测放大器为脉冲功率放大器，则框图中的信号源应换成脉冲调制的信号源，功率计应换成脉冲功率计，应接入检波器和示波器，以监视包络波形。5.1.1.5注意事项
当用频谱仪监测到频谱纯度影响测试准确度时，应对测试结果进行修正。5.1.1.6 测试步骤
a.将温度调到规定值；
b，将信号源的输出频率调到规定测试频率；对于脉冲功率放人器，将信号源的输出脉冲宽度、空比调到规定值；
c．给被测放大器加上规定的偏置；2
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用功率计1读取P1,由公式(1)计算P，使给被测放大器施加的输入功率P：为规定用功率计2读取P2，由公式（2)计算Pe
由公式(3)计算功率增益，测试过程中用频谱仪监视放大器的输出频谱。规定条件
环境温度或基准点温度；
偏暨题率；
测试频率；
输入功率；
输入信号的脉冲宽度、占空比(仅适用于脉功率放大器)。5.1.2方法2
5.1.2.1目的
在规定的条件下，测量微波放大器的输出功率与输入功率之比5.1.2.2测试框图
测试框图如图2 所示。
标量网络分析仪
功分器
5.1.2.3溯试原理
被测放大器
偏置电源
检波器2
检波器1
图 2 功率增益测试框图
图2中，被测放大器的输入功率P(dB.）和输出功率P（dBm）巾下式计算：P,= Pi * L
P。= P2
式:P,—检波器1测得的数值dBm；P2—--检波器 2测得的数值,dBm；L—一功分器的跟踪误差值,dB，由公式(3)计算功率增益G(dB)。5.1.2.4测试设备要求
a。功分器的跟踪误差应事先测定；b。信号源的谐波和架波分量应足够小，以避免对测试准确度产生影响。5.1.2.5注意事项
衰减器根据需要连入电路，以防止被测放大器的输出功率过大，烧毁检波器，并Ⅱ本身也3
应能承受此功率。
5.1.2.6测试步骤
将混度调到规定值；
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b，将标量网络分析仪的扫频信号源的输出频率调到测试频率范捆中心频率点：给被测放大器加上规定的偏置；c.
用捡波器［读取P1,由公式(4)计算 P,使给被测放大器施加的输人功率P,为规定d.
将标量网络分析仪的扫频信号源的输出频率范围置于规定测试频率范围；e
f.在标量网络分析仪,上,选取“A/B\工作方式；g：在标量网络分析仪工直接读取相应测试频率的功率增益Gp。5.1.2.7规定条件
a，环境温度或基准点温度；
b、编罩杀件；
c，测试频率范围：
d，輪人功率。
5.2功率增益平坦度△Gr
5.2.1方法1
5.2.1. 1国的
在规定的条件下，测量徽波放大器功率增益的最大值与最小值之差。5.2.1.2测试据图
测试框图如图1所示。
5.2.1.3测试源理
测试原理同5.1,1.3。
出卜式计算功率增益平坦度4G(clB)：AGp - (μuax - Gponin
式中：Gpmax—一在规定的频率范围内和规定的输人功率条件下所测得的最大功率增益，lB；Gumin—在规定的频率范国内和规定的输人功率条件下所溅得的最小功率增益，dB.5.2.1.4测试设备要求
测试设备要求同5.1.1.4
5.2.1.5 注意事项
注意事项同5.1.1.5。
5.2.1.6测试步骤免费标准下载网bzxz
将温度调到规定值；
b，将信号源的输出频率调到测试频率范中心频率点；c.
给被测放大器加上规定的偏置；用功率计1读取P，由公式(1)计算P，使给被测放大器施加的输入功率P，为规定d.
用功率计2读P2,由公式(2)计算P.;e.
r。的公式(3)计算功率增益：
g：在规定的频率范内，连续改变信号源频率，测得最大功率增益（mx和最小功率增4
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益Gpmin,山公式(6)计算功率增益平坦度4Gpe5.2.1.7规定条件
a，环境温度或基准点温度；
b、偏置条件：
c．测试频率范围；
d。翰人功率。
5.2.2方法2
5.2.2.1目的
在规定的条件下，测量微波放大馨功率增益的最大值与最小值之差。5.2.2.2测试框图
测试图如图2所示。
5.2.2.3测试原理
测试原理间5.1.2.3。
由公式(6)计算功率增益平坦度AGp(dB)。5.2.2.4测试设备要求
测试设备要求同5.1.2.4。
5.2.2.5注意事项
注意事项同 5.1.2.5。
5.2.2.6测试步骤
a.将温度调到规定值；
将标量网络分折仪的扫频信号源的输出频率调到测试频率范国中心频率点：h.
c．给被测放大器加上规定的偏置；用检波器1读取P,由公式(4)计算卫，使给被测放大器施加的输入功率P:为规定d.
将标量网络分析仪的扫描信号的输出频率范用置于规定滤试频率范围；e.
f在标量网络分析仪上，选取\A/B\的工作式：在标量网络分析仪上，在规定的频率范国内，测得般大功率增G和最小功率增益Grmin，并直接读取功率增益平坦度4Gpo5.2.2.7规定条件
环境温度或基准点温度：
b、偏置条件；
c．测试频率范围；
输入功率。
5.3线性功率增益Gm
5.3.1方法1
5.3.1.1的的
在规定的条件下，测量微波放大器在线性工作区的功率增益，5.3.1.2测试框图
测试框图如图1 所示,
5.3.1.3测试原理
测试原理同5.1.1.3。
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线性工作区：是在输出功率变化量（以B为单位）与输人功率变化量（以clB为单位）相同的区域。
线性功率增益是在该区域内的功率增益。5.3.1.4测试设备要求
测试设备要求同5.1.1.4。
5.3.1.5注事事项
注意事项同5.1.1.5。
5.3.1.6测试步骤
a。将温度调到规定值；
办，将信号源的输出频率调到规定测试频率；c，给被测放大器加上规定的偏置条件；d，给被测放大器施加适当的输入功率；e，调节信号源的输出以改变被测放大器的輪人功率，确定放大器的功率增益的线性区：若无其它规定，被测放大器的标称1分贝增益压缩点输出功率Pa1ar;对应的输入功率回退15=3dB区域视为放大器的线性工作区；F．在线性区内任选一输入功率，由功率计1和功率计2分别读取P和P，由公式(1)～(3)计算线性功率增益Glin
5.3.1.7规定条件
a、环境温度或基准点温度；
b。偏置条件；
c测试频率。
5.3.2方法2
5.3.2. 1目的
在规定的条件下，测量微波放大器在线性工作区的功率增益，5.3.2.2测试框图
测试框图如图 2 所示，
5.3.2.3测试原理
测试原理同5.1.2.3
线性工作区：是在输出功率变化量(以B为单位)与输人功率变化量(以d3为单位)同的区域。
线性功率增益是在该区域内的功率增益。5.3.2.4测试设备要求
测试设备要求同5.2.1.4。
5.3.2.5注意事项
注意事项同5.1.2.5。
5.3.2.6 测试步骤
a：将温度调到规定值：
。将标量网络分析的扫频信号源的输H频率调到测试频率范谢中心频率点；c、给被测放大器邮上规定的偏置条件；—6
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d、给被测放大器施加适当的输入功率；，调节扫频信号源的输出以改变被测放大器的输入功率，确定放大器的功率增益的线性区;若无其它规定，被测放大器的标称1分以增益压缩点输出功率P。1aa)对应的输入功率间退15±3dB区域视为放大器的线性工作区；「．在线性区内任选一输入功率；g。将标量网络分析仪的扫獭信号源输出频率范于规定测试频率范围；在标量网络分析仪上，选取\A/B\工作方式：h.
i.在标量网络分析仪上，直接读取对各频率点的线性功率增益Gin。5.3.2.7规定条件
a.环境混度或基准点温度：
b．置条件；
测试频率范围。
5.4线性功率增益平坦度AGil
5.4.1方法 [
5.4.1.1 目的
在规定的条件下，测量微波放大器线性功率增益的最大值和最小值之差。5.4. 1.2测;试拒图
测试脑图如图1所示。
5.4.1.3测试原理
测试原理间5.3.1.3。
山下式计算线性功率增益平坦度△Gn(dB)：AGlin = Gliamax-Glnnin
式中：Glnma—在规定的频率范围内测得的最大线性功率增益，dB;Glinmin———在规定的嫩率范围内测得的最小线性功率增益,dB。5.4.1.4测试设备要求
测试设备要求同5.1.1.4。
5.4.1.5活意事项
注意事项同5.1.1.5。
5.4.1.6 测试步骤
将温度调到规定值;
b。将信号源的输出频率调到溯试频率范围中心频率点；t。给被测放大器加上规定的俏置；，给被测放大器施加适当的输人功率；e.的功率计1和功率计2分别读取P,和 P2,印公式(1)～(3)计算功率增益；+++(7
f．调节俯号源的输出以改变被测放大器的输入功率，确定放大器的功率增益的线性区；若无其它规定，被测放大器的标称1分贝增益压缩点输出功率Pu1业对应的输入功率回退15三3lI3区域视为放大器的线性下作区；g：在线性区内任选一输人功率；h，在规定的频率范围，连续改变信号源频率，测出被测放大器的最人线生功率增益Glrunx和最小线性功率增益Ginnin；二7
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1．由公式(7)计算线性功率增益平坦度△Gin5.4.1.7规定条件
a.环境温度或基准点温度；
b．偏置条件：
c，测试频率范国。
5.4.2法2
5.4.2.1目的
在规定的条件下，测量微波大器线性功率增益的最大值和最小值之差。5.4.2.2测试框图
测试癌图如图 2 所示。
5.4.2.3测试原理
测试原理间5.3.2.3。
由公式(7)计算线性功率增益平坦度A（cB)。5.4.2.4测试设备要求
测试设备要求同5.1.2.4
5.4.2.5注意事项
注意事项同 5.1.2.5。
5.4.2.6测试步骤
a。将温度调到规定值；
b．将标量网络分析仪的扫频信号源的输出赖率调到测试频率范围中心频率点；c.给被测放大器加上规定的偏置；d、给被测放大器施加适当的输人功率；调节信号源的输出以改变被测放大器的输入功率，确定放大器的功率增益的线性区，e.
者无其它规定，被测放大器的标称1分其增益压缩点输出功率P。ld)对应的输人功率回退15土3dB区域视为放大器的线性工作区；f．在线性区内任选输入功率：
将标量网络分析仪的拉描信号源的输出频范围调到规定测试频率范瞩：g
h，在标量网络分析仪上，选取\A/B\工作方式：]，在标量网络分析仪上，在规定的频率范围内，测出被测放大器的最大线性功率增益Grinmnxt:最小线性功率增益Glimin：并直接读取线性功率增益平坦度AGming5.4.2.7规定条件
a：环境滞度或基准点温度；
h.偏置条作：
.测试频率范。
5.5 增莅斜率 K
在规定的条件下，测最微波放大器功率增益的变化与频率变化的比值。5.5.2 测试框图
测试框图如图1所示。
5.5.3测试原理
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测试原理同 5.1,1.3。
SJ20645-97
在规定癫率f。及率f。+4f和f。-4f,分别测量微波放大器的功率增益，由下式计算增益斜率K(dB/MHz)：
K =(G.-G.)/(f-fo)
式中：f。—规定测试频率点,MHz:Jf.+AF 或f。-Af, MHz;
4f—率增量,MHz；
G,-—与了对应的功率增益,dB;
G与了。对应的功率增益,dB。
5.5.4测试设备要求
测试设备要求同5.1.1.,4.
5.5.5注意事项
a，注意事项同5.1.1.5；
h。 频率增量 4f 应足够小。
5.5.6测试步骤
a~e问测试步骤5.1.1.6中a~e项：f。对应规定的测试频率f。和f,测得相应的功率增益G品和GG、为两个值)；g，由公式(8)计算，取两个值中较大的记为f。处的增益斜率K。5.5.7规定条件
&．环镜温度或基准点温度；
h、编置条件：
c．输入功率；
d、濒试频率。
5.6带外增益抑制度
5.6.1且的
在规定条件下，测量微波放大器在工作频率范围以外的规定频段的增与带内增益的差值。
5.6.2测试拖图
测试框图如图3所示。
隔离器
府号源
5.6.3测试原理
可变衰减器
定向耦合器
图3带外增益抑制度测试撰图
被测敏大器
诞登电源
功率衰减器
在规定的输入功率条件下，由频谱仪直接读出放太器的工作频率范用的规定频率信号输出幅度P,（dBm)和规定带外频段上的最大信号幅度P（dB）。9
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P.和P。的差值即为放大器的带外增益抑制度，以dR为单位。5.6.4测试设备要求
a.频谱仪的动态范围满足测试要求；b。隔离器的隔离度不小于20dB。定向合器的主路插损和耦合度应事先确起。5.6.5注意事项
当放大器的输出功率较大时，应增大功率衰减器衰减量，以防止损坏频谱仪。5.6.6 测试步骤
将温度调到规定值；
b将信号源的输出频率调到带内的规定测试频率；心。给被测放大器加上规定的偏置；d.用功率计读限P由公式(1)计算P，使给被测放大器施加的输入功率P,为规定值：6。连续改变信号源的频率，在频谱仪上读出带外规定频段内的般大信号幅度与带内规定频率信号幅度的差值，即为放大器的带外划益抑制度，5.6.7规定条件
a、环境温度或基难点温度；
b．偏置条件；
。工作频率范围内的规定频率：5、输入功率；
c。带外频段。
5.7 反向隔离度 IS)
5.7.1日的
在规定的条件下，测量微波放大器的：向隔离度。5.7.2测试越图
测试框图如图1所示，但放大器输出端应楼至定向耦合器1而输人端应接至定向耦合器2.
5.7.3测试原理
测试原理同5,1.1.3。
由下式计算反向隔离度ISO(dB)：ISO = P: - P.
式中:P.输人功率,dB:
P.-输出功率，dB。
5.7.4润试设备斐求
测试设备要求同5.1.1.4。
5.7.5注意事项
注意事项同 5.1.1.5。
5.7.6测试步骤
a。将温度调至规定值；
b，将信号源的输出频率调至规定测试频率：：给被测放大器加上规定的偏置；(9)
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