RF amplifiers: gain budget, linearity and thermal design

Escolha a família do amplificador RF pela função do estágio na cadeia, não pelo maior ganho ou potência. Defina os planos de referência e toda a banda; descarte famílias que não atendam ruído, linearidade, saída, controle, alimentação, mecânica ou térmica.

Ordem de decisão:

1. LNA: entrada do receptor quando sensibilidade e figura de ruído em cascata dominam; confirme bloqueadores, sobrevivência de entrada e estabilidade.
2. Bloco de ganho: ganho fixo e integração larga de 50 Ω com requisitos moderados.
3. Driver: nível definido para excitar o próximo estágio; compare P1dB/OIP3, planicidade, estabilidade e entrada máxima.
4. Amplificador de potência: saída RF final; defina média/pico, forma de onda, back-off, eficiência, refrigeração, descasamento e proteção.
5. VGA: controle de nível; verifique faixa, lei de controle, acomodação e linearidade em cada estado.

Não compare valores típicos medidos em condições diferentes. Frequência, polarização, temperatura, carga, forma de onda e plano de medição devem acompanhar os parâmetros. Sem dados de banda completa, comportamento na entrada máxima, interface térmica e critérios de aceitação, a escolha não está validada.

Para a RFQ: bandas, entrada mín./máx., ganho e planicidade, potência média/pico, PAPR e EVM/ACPR/IMD, modo e ciclo, VSWR, alimentação/controle, temperatura de base, refrigeração, formato, quantidade e qualificação.

Amplificadores CW e pulsados não podem ser selecionados pela mesma cifra de potência. CW depende de saída sustentada, entrada DC, caminho térmico e estabilidade. Pulso adiciona tensão/corrente de pico, largura, PRF, ciclo, bordas, droop, recuperação e proteção.

• CW: verifique a potência nominal na frequência, temperatura de base/ambiente e refrigeração definidas até o equilíbrio térmico.
• Pulsado: meça todo o envelope e registre largura, PRF, ciclo, temporização, droop e recuperação.
• Modulado: acrescente largura de banda, PAPR e EVM/ACPR ou máscara espectral.
• Descasamento: especifique VSWR, fase, duração e reação de proteção permitida.

Exemplo: 100 W CW com eficiência DC-RF assumida de 40% exigem cerca de 250 W DC e removem aproximadamente 150 W de calor. Um pulso de 1 kW a 10% também gera 100 W RF médios, mas fonte, transistor e rede de casamento ainda suportam o pico de 1 kW e ciclos térmicos.

Rejeite uma potência sem forma de onda, frequência, temperatura, refrigeração, condições de pulso e plano de medição. A RFQ deve informar média/pico, largura, PRF, ciclo, modulação/PAPR, linearidade, rajada, VSWR, transientes de alimentação, interface térmica e teste de aceitação.