指定用于EMC测试的RF /微波功率放大器的介绍

      你能想象一个没有电子设备的世界吗？AR在其新的博客系列中询问并回答了这个问题：“为EMC测试指定射频/微波功率放大器。”便携式电子产品，物联网设备和自动驾驶汽车等技术的爆炸性增长带来了充满电磁的世界干扰。高效的EMC测试比以往任何时候都更加重要，并且依赖于高质量的测试设备。您知道如何根据您的测试需求选择合适的RF /微波功率放大器吗？

介绍

      今天的电子产品，机器和电器已经成为我们生活中不可或缺的一部分。随着无人机，移动互联网，医疗设备，物联网（IoT）和自动驾驶汽车等技术的最新发展，这一点最为明显。这些技术用于军事，航空，汽车和商业领域。结果是有害电磁干扰的可能性更高。这种干扰范围从小的麻烦到完整的产品或系统故障。

      从历史上看，电磁兼容性（EMC）测试的放大器选择主要基于分散在EMC行业中的部落知识和信息。但是，选择合适的EMC放大器是实现所需RF电平的重要步骤。考虑因素众多。本应用笔记为EMC测试工程师或技术人员提供了做出正确决策所需的信息。

本选择指南中涉及的领域包括：

1.常见的EMC测试标准
2.放大器规范定义
3.放大器的类型
4.功放配件
5.系统
6.提高测试效率和可靠性
7.其他考虑

摘要

应该注意的是，质量和支持与选择放大器时的技术特征同等重要。停机时间通常意味着测试实验室吞吐量减慢，从而影响实验室的盈利能力和客户计划。

共同的EMC测试标准
      EMC可以定义为系统和设备在其预期环境中运行的能力，而不会遭受不可接受的降级或由于电磁频谱干扰而导致意外降级。对系统的威胁可以是自然发生的，也可以是人为的，可以分为4种主要类型的测试：辐射免疫，辐射发射，传导免疫和传导发射。用于这些测试的限制和级别在各种标准中定义并由各种组织采用。产品必须满足这些标准中规定的要求，因为公共安全以及其他方面依赖于产品按预期执行。

      军事，航空，汽车和消费者等部门常用的标准如下所示。本指南将提供识别这些标准的适当放大器所需的放大器特性。在许多情况下，标准驱动放大器的选择。此外，最终用户通常具有独特的要求。最终用户考虑因素与行业标准同等重要。

辐射免疫
IEC 61000-4-3：商业
MIL-STD-461，RS103：军事部件
MIL-STD-464：军事系统
DO-160，第20节：航空

ISO 11451，ISO 11452-2：汽车

辐射排放
FCC第15部分
CISPR 11,22,25,32：商业
MIL-STD-461，RE102：军事部件

DO-160，第21节：航空

射频传导抗扰度
IEC 61000-4-6：商业
MIL-STD-461，CS114：军事部件
DO-160，第20节：航空

ISO 11452-4：汽车

进行排放
CISPR 11,22,25,32：商业
MIL-STD-461，CE101，CE102：军事部件

DO-160，第21节：航空

放大器规格定义

适当放大器选择的基础是了解关键放大器规范。虽然放大器具有广泛的规格参数，但有一些关键参数需要牢记与EMC测试有关。这些参数及其与EMC测试的相关性如表1所示：放大器参数。

参数	定义	关联
频率响应	瞬时工作频段	放大器仅指定在此定义的频带内工作。一些固态放大器将在频带外工作，功率显着降低（图1），而TWTA由于波导而具有更大的截止频率（图2）。
		图1显示了AR Model 500S1G6放大器的性能。该放大器工作在700 MHz至6 GHz频率范围内。

图1 ：固态放大器输出功率频率示例


图2：TWTA输出功率随频率的示例

额定输出功率	AR的定义：放大器产生的功率为1.0 mW（0 dBm）输入	对于没有严格线性要求的应用（MIL / DO /汽车），重要的额定功率。“额定”功率类似于（但不一定）“饱和”功率。
功率输出@ 1 dB压缩	放大器在1 dB压缩点产生的功率	具有严格线性要求（IEC / EN）的应用的重要额定功率。可以认为是线性电源的顶端。P1dB后，放大器饱和度增加。
		图3所示为AR Model 50U1000放大器的P1dB和P3dB电平示例。

图3：AR 50U1000的P1dB和P3dB电平示例

参数	定义	关联
谐波失真	放大器产生的谐波失真幅度	大多数AR放大器的电压为-20 dBc @ P1dB，见图4。许多测试规范要求至少-6 dBc。

图4：放大器谐波示例

参数	定义	关联
获得	放大系数，也称为增益，是模拟放大器提升信号强度的程度。扩增因子通常以功率表示。	许多放大器因素是放大器增益的结果，例如输出功率，大小和操作该放大器所需的功率。
		使用S参数术语将增益称为S21
平整度	平坦度指定放大器的增益在指定的频率范围内可以变化的程度。	放大器增益平坦度的变化会导致通过放大器的信号失真。
效率	输出功率与总功耗之比	尽管A类放大器本质上效率低下，但设计技术可以提高放大器效率，AR的放大器比同等额定的其他放大器更小，输入功率更低。
脉冲能力	脉冲宽度，脉冲率和占空比的限制	脉冲SSPA和TWTA产生的峰值功率高于CW功率，但是可以通过放大器传输多少RF。请参阅应用笔记＃39D。
不匹配容忍	放大器能够处理不匹配的负载，从而改变反射功率的变化量	在EMC应用中，尤其是在较低频率下，换能器（天线/钳位等）与50欧姆的匹配非常差。场反射/驻波也可以产生显着的反射功率。在测试期间，重要的是继续提供正向功率以及保护放大器免受反射功率损坏。请参阅应用笔记＃27A。
脉冲能力	脉冲宽度，脉冲率和占空比的限制	脉冲SSPA和TWTA产生高于CW的功率，但是可以通过放大器传输多少RF。