功率放大器（PA）输出如何匹配？

前言：关于功率放大器（PA）输出如何匹配的理解.

（1）首先要明确PA输出的是功率，空载时PA的功率实际上已经储存在漏端了，现在是如何才能尽可能大的将功率输出给负载，假设采用共轭匹配，很显然输出的阻抗一般是比较大的，一般会高于50欧姆，这样根据V*V/2R，输出的功率会很小很小，那么此时其余的功率就都消耗在了管子及其无源器件上了。

所以共轭匹配一般是不可能实现大功率的，我们为了能够输出大功率就要将输出的负载阻抗变的尽可能小（前提是电压及其电流不失真），这样在漏端输出的功率不就可以得到自己想要的了。然后通过各种匹配的网络不就可以将功率传到50欧姆的负载了。说白了：如果是共轭匹配虽然说是没有功率反射但是本身输出的功率小，例如输出10dbm就传输10dBm；如果是阻抗匹配虽然说有功率反射，但是输出功率很大，反射的有限最终还是可以输出比较大的功率。

例如输出30dbm，反射3dbm还有27dbm呢，此时就是叠加以后的功率，这样就可以传到负载。至于你说的S22确实在共轭匹配时比较好，但是那时已经不是PA了。所以一般S22不是很关心，进行阻抗匹配以后S22确实比较差，看看一下驻波比甚至达到8-10了，但是你的管子能不能扛得住这么大的驻波比是看测试的，而不是仿真。还有如果S22调的好可以得到一个比较大的S21，但是由于线性问题，同样你的P1dB不会很大的，这样就要折中考虑，有时需要加一个自适应的Bias，可以改善个1dB了，所以要综合考虑。以上都是自己个人观点，仅供参考，有错误不当之处还请见谅!!!!

（2）PA 的输出端是要把 负载（比如50ohm）匹配到drain端的最佳负载 以让负载达到最大的功率， 共轭匹配是最低反射匹配 在电流和电压摆幅都不受限制的时候 是最好的匹配方式， 负载可以得到最大功率 输出驻波也很好。

PA的设计中一般输出端都是电压限制或者电流限制了， 这时候共轭匹配已经不能给负载最大功率了 举个简单的例子 比如电流可以达到最大摆幅的时候， 由于电源电压的限制， 在电压波形的上面被削平了， 这时候总功率并不是最大 （有谐波产生了 所有部分功率被谐波消耗了）这时候表示drain端的负载需要降低来减弱电压波形的摆幅 已降低谐波功率，当然是有个最优点的 就是最优负载阻抗。

如果想考虑输出驻波的话， 就需要折中输出功率。 如果做IC的话， 倒是多了个自由度 可以调节管子的大小， 让最优阻抗接近负载值。IMS 2016有个109GHz PA的paper就是这么搞的 输出驻波挺好 输出功率也还可以。

我是电子飓风eStorm，一个热爱电路/RF/微波设计的男孩；欢迎交流，微信号：eStorm22

来源：硬件之家