当检查设备数据表时，线性参数P1dB和IP3是直接的，并且在设计过程中相对容易应用。一旦在一个设计中串联了几个部件，就必须使用控制级联P1dB和IP3的复杂方程来确定系统或子系统的整体线性性能。用于计算P1dB和IP3的方程提供了在没有昂贵的模拟软件的情况下获得精确结果的方法。尽管在执行计算时不包括级间VSWR相互作用的影响，但结果是系统级联性能的良好一阶近似。本申请说明的目的是总体审查P1dB和IP3，并计算基本三分量RF前端的这些参数。本系列中的其他应用说明将进一步深入研究P1dB和IP3的级联，因为系统包括额外的非线性组件，例如频率转换中使用的那些组件以及伴随的IF组件。
线性思维–P1dB和IP3
无论系统是接收机、发射机还是收发机，P1dB和IP3（以及在较小程度上的IP2）都是系统线性度的金标准参数。接收机设计师往往关注输入P1dB和IP3，发射机设计师主要关注输出P1dB和IP 3，收发机设计师则两者兼而有之。在本应用说明中，我们将首先关注计算输出P1dB（OP1dB）和输出IP3（OIP3），然后展示如何返回到IP1dB和IIP3。通过系统增益，输入和输出线性参数之间的无缝转换将变得显而易见。图1显示，线性增益响应曲线（采用理论虚线外推）和三阶（立方）互调失真（IMD）响应（同样采用理论外推）将在纯理论三阶截距点（TOI，或更常见的IP3）相交。OIP3通过IP3在Y轴上的投影（Pout）以图形方式确定，IIP3通过IP 3在X轴上的投射（Pin）以图形形式确定。实心曲线代表放大器或系统的物理操作特性，当它们接近系统的操作输出功率极限时，往往表现出压缩，一旦达到该极限，则表现出饱和。图1还显示了增益压缩1 dB的点，在Y轴上投影为OP1dB（Pout），在X轴上投影IP1dB（Pin）。
由于输入和输出P1dB和IP3都反映在增益（“线性响应”）曲线上，我们可以预期它们与系统增益直接相关，我们将在后面的章节中看到。
如图2所示，我们使用的系统是一个能够覆盖24000–27500 MHz频带的射频前端。该设计包括所有SMT类型的组件，使射频前端能够在非常小的占地面积上构建。BFHK-2582+带通滤波器的器件封装尺寸为4.5 x 3.2mm，PMA3-34GLN+LNA的封装尺寸为3 x 3mm，QAT-3+衰减器的封装尺寸则为2 x 2mm。这些SMT组件的总面积仅为27.4平方毫米。这种结构的一个可能应用是覆盖24250–26500 MHz频带的点对点微波系统。尽管图2所示的组件不是此类应用程序中使用的组件的典型样式，但在遗留应用程序中插入新的部分总是比从概念上讨论应用程序或使用旧的技术部分更有趣。
三个组件的显著特征如图2的框图所示，部件号列在方框下方，作为与各自设备仪表板的链接。
预选器（BFHK-2582+）：24000–27500 MHz（2.23 dB插入损耗）
LNA（PMA3-34GLN+）：26500 MHz时20.41 dB增益
衰减器（QAT-3+）：26000 MHz时3.15 dB
系统中的OP1dB和OIP3电平
随着我们对预选器和3dB衰减器等无源组件的关注转向OP1dB和OIP3，很明显，这些组件是完全线性的，它们没有增益（或损耗）压缩，也不会引入互调失真。因此，如图3所示，预选器后OP1dB和OIP3的级联电平都保持在无穷大。诚然，所有无源元件都有热限制，但滤波器损耗和衰减器损耗根本不非线性。