10dBm左右的PA设计几个问题请教

swordlife

目前在设计两个20dBm左右的2.4G的PA，还有两个LNA。小弟入门不到一个月，目前有几个疑问如下：请高手们指点一下，
Q1: 用网络分析仪看S21参数，有20dBm的增益，但是用频谱分析仪来看，确只有15dBm的增益，加上传输线的损耗2dBm左右，实际增益就是17dBm左右。那么还有3dBm的增益哪里去呢？
Q2:在PA调试过程中，发现有时想把输出阻抗S22匹配到50欧姆，但是发现一个很奇怪的规律，S22越接近50欧姆，输出增益S21下降的越厉害。S21越大，S22离50欧姆越远。所有网络分析仪和频谱仪器的输入端口和输出端口都是标准的50欧姆呀。由于PA后面是一个50欧姆的滤波器，所以原理上要匹配成50欧才最好呀。为什么S22越接近50欧姆，S21下降的越厉害？
Q3: LNA设计中，大家都采用什么样的管子比较多呢？有谁用过NEC34018呢？我在使用的过程中，发现在－40dBm的时候，史密斯图形非常不稳定，非常多的毛刺，并且毛刺伸出的幅度很大。而在0dBm的时候，史密斯图形很好，没有毛刺，是一条很漂亮的曲线。
是否NEC34018的栅极要加一个固定的偏压，（通过一个电阻连接到电源）我现在没有加，是通过信号来自偏压。问了一个前辈说，不需要加，但是有时也需要加，他也没有说清楚。不知道是否需要加？

谢谢！

tarrien

答：
1.增益是20dB是正确的，你用频谱分析仪测试时应该还要加上信号源内阻的3dB损耗。
2.PA一般都具有负载牵引（loadpull)特性，因此，不一定负载在50欧姆时输出功率最大。你需要从供应商那儿拿到PA的负载牵引（loadpull)特性图，根据你需要的输出功率和效率，增加PA输出匹配网络，将50欧姆负载匹配到负载牵引（loadpull)特性图上相应的点。
3.没有使用过NEC34018,不知道是双栅结构还是单栅结构，我以前使用过的双栅结构的NECl的LNA是要加直流偏置。你设计的LNA可能没有处在绝对稳定条件下，你还需要计算（最好用仿真软件）设计的电路的K值。[br]<p align=right><font color=red>+3 RD币</font></p>

swordlife

谢谢 tarrien 的解答。关于您的回答，我还有一些疑问，请解释。
1.增益是20dB是正确的，你用频谱分析仪测试时应该还要加上信号源内阻的3dB损耗。

我用网络分析仪器当信号源，输出一个标准的0dBm。用频谱仪器测试，也是-1.01dBm。这个1dBm应该是传输线的衰减。所以，由此判断，频谱仪内部不会带来衰减。您所说的信号源内阻，是不是PA内部的内阻呢？
假如是，网络仪也应该同样受影响，那3dBm同样也没有输出到网络分析仪里面去呀。

2.谢谢您的回答，我想也应该是这样。并不是所有PA都在50欧姆输出功率最大。假如不是，那么就要负载来匹配PA了。

3.NEC34018是自偏压得。出现-40dBm时候有毛刺，是因为我工作点没有取对。处于没有绝对稳定的条件下 。谢谢您的解答。

另外还有一个问题：
很多参考资料上有：S21,  |S21|的2次方。 不知道这些参数代表着什么意义，对调试的指导意义有什么不同？

ybleo

用频谱仪测试功率是不准确的 测试的数据会比实际的增益低