浅谈射频设计中的功率、增益和损耗

今天，我们来复习一下射频基础知识，温故而知新。

首先来看一下射频相关的术语，这个射频独有的语言，可以帮助我们更好地理解射频设计。

1、功率Power

射频设计的最最最关键的对象，就是如何处理信号的功率。无论是调制解调、变频、放大、滤波和天线，都是为了让信号能够更好的通过我们设计的射频系统。

在电子学中，我们知道功率就是电压和电流的乘积，单位是瓦，watt。 在射频设计中，我们依然沿用电子学中的定义。但在工作中，我们更习惯用dBm来表示功率的单位。下面这个公式，大家要记牢：

2、增益Gain和损耗Loss

我们把增益和损耗放在了一起，因为这两个参数都是描述射频器件传输特性的，也就是S21，关于S参数。

增益，一般是指将传输信号放大的特征，例如放大器的增益，是指输出信号和输入信号比值的参数，一般用dB表示。有一个比较特殊的就是天线的增益，天线的增益，并不是指天线的输出信号和输入信号的比值，而是指天线输出功率和全向天线或者偶极子天线输出功率的一个比值，我们一般在后面再加一个后缀，比如dBi/dBd。

那么射频电路中的损耗就比较多了，这个损耗我们一般指传输损耗，表征的意义也是输出信号和输入信号的比值的dB形式，比如滤波器的插入损耗。

跟增益不同的是，损耗都是小于0dB ，而增益都大于0dB。也就是说，当输出功率大于输入功率时，我们称为增益；反之，为损耗。

射频中的损耗分为以下几种：

失配损耗，也就是由于阻抗匹配不好导致的损耗，这部分是由于反射引起的，这也是为什么S11叫做回波损耗RL的原因，反射回去的波让输入信号的能量较少了。失配损耗怎么计算呢？在理想无耗情况下，功率是守恒的，也就是：

上面公式移一下位置就可以算出S21 的值了，这个S21 就是失配损耗，注意上面用的是绝对值，没有用dB形式，需要指数形式来转换一下。

除此之外，还有电阻损耗，也就是由于材料的电阻特性导致的损耗，比如介电材料的介质损耗，金属材料的电阻损耗。

来源：射频学堂

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