RF amplifiers: gain budget, linearity and thermal design

La famille d'amplificateurs RF se choisit d'après la fonction de l'étage dans la chaîne, et non d'après le gain ou la puissance les plus élevés. Définissez les plans de référence et toute la bande, puis éliminez les familles incompatibles avec le bruit, la linéarité, la puissance, la commande, l'alimentation, la mécanique ou la thermique.

Ordre de décision :

1. LNA : entrée du récepteur lorsque facteur de bruit en cascade et sensibilité dominent; vérifier aussi bloqueurs, tenue d'entrée et stabilité.
2. Bloc de gain : gain fixe prévisible et intégration large bande 50 Ω lorsque bruit et puissance restent modérés.
3. Driver : niveau d'excitation défini pour l'étage suivant; comparer P1dB/OIP3, platitude, stabilité et entrée maximale.
4. Amplificateur de puissance : puissance RF finale; préciser moyenne/crête, forme d'onde, recul, rendement, refroidissement, désadaptation et protection.
5. VGA : réglage de niveau; vérifier plage, loi de commande, temps d'établissement et linéarité à chaque gain.

Ne combinez pas des valeurs typiques mesurées dans des conditions différentes. Fréquence, polarisation, température, charge, forme d'onde et plan de référence doivent accompagner les paramètres. Sans données pleine bande, comportement à entrée maximale, interface thermique et critères de réception, le choix reste non validé.

À fournir pour une RFQ : bandes, entrée min/max, gain et platitude, puissance moyenne/crête, PAPR et EVM/ACPR/IMD, mode et rapport cyclique, VSWR, alimentation/commande, température de semelle, refroidissement, format, quantité et qualification.

Un amplificateur CW et un amplificateur pulsé ne se sélectionnent pas avec une même valeur de puissance. Le CW dépend de la puissance soutenue, de l'entrée DC, du chemin thermique et de la stabilité à long terme. Le pulsé ajoute tension/courant de crête, largeur, PRF, rapport cyclique, fronts, affaissement, récupération et protection.

• CW : vérifier la puissance nominale à fréquence, température de semelle/ambiante et refroidissement définis jusqu'à l'équilibre thermique.
• Pulsé : mesurer toute l'enveloppe et consigner largeur, PRF, rapport cyclique, commande, droop et récupération.
• Modulé : ajouter bande, PAPR et limites EVM/ACPR ou masque spectral.
• Désadaptation : préciser VSWR, phase, durée et réaction de protection autorisée.

Exemple : 100 W CW avec 40 % de rendement DC-RF supposé demandent environ 250 W DC et près de 150 W à dissiper. Une impulsion de 1 kW à 10 % fournit aussi 100 W RF moyens, mais alimentation, transistor et réseau d'adaptation subissent toujours la crête de 1 kW et les cycles thermiques.

Refusez une valeur sans forme d'onde, fréquence, température, refroidissement, conditions d'impulsion et plan de mesure. La RFQ doit préciser puissances, largeur, PRF, rapport cyclique, modulation/PAPR, linéarité, rafale, VSWR, transitoires d'alimentation, interface thermique et essai de réception.