可用功率增益英文解释翻译、可用功率增益的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【电】 available power gain

分词翻译：

可用功率的英语翻译：

【电】 available power

增益的英语翻译：

gain; plus
【计】 gain
【化】 gain

专业解析

在电子工程领域，可用功率增益（Available Power Gain）是一个关键概念，特指当信号源和负载均处于共轭匹配状态时，二端口网络（如放大器）理论上能提供的最大功率增益。其核心意义在于衡量网络自身将输入功率转化为输出功率的潜力，与外部电路的实际连接方式无关。

一、术语构成与定义解析

汉英对照与字义分解
- 可用（Available）：指在理想匹配条件下可实现的最大理论值（对应英文 available，强调潜在能力）。
- 功率增益（Power Gain）：输出功率与输入功率的比值（对应英文 power gain），单位为分贝（dB）。
  综合定义：当信号源阻抗 (ZS) 与网络输入阻抗 (Z{in}) 共轭匹配（(ZS = Z{in}^)），且负载阻抗 (ZL) 与网络输出阻抗 (Z{out}) 共轭匹配（(ZL = Z{out}^)）时，网络能达到的功率增益极限。
数学表达
可用功率增益 (G_A) 的公式为：

$$ GA = frac{|S{21}|}{(1 - |S{11}|)(1 - |S{22}|)} $$

其中 (S{11}) 为输入反射系数，(S{22}) 为输出反射系数，(S_{21}) 为前向传输系数（散射参数）。

二、与其他增益概念的区别

转换功率增益（Transducer Power Gain）：实际负载与源阻抗下的增益，受匹配程度影响。
实际功率增益（Operating Power Gain）：仅负载匹配时的增益，与源阻抗无关。
关键区别：可用功率增益是理论最优值，而转换增益是实际工作值，通常 (G_A geq G_T)。

三、工程应用场景

放大器设计
用于评估射频放大器在最大功率传输条件下的性能上限，指导阻抗匹配网络设计。

噪声优化
在低噪声放大器（LNA）中，需权衡可用增益与最小噪声系数（(F_{min})）的匹配点。

稳定性分析
通过 (G_A) 与稳定系数 (K) 的关系，判断网络是否可能自激振荡（当 (K>1) 时 (G_A) 有物理意义）。

四、权威参考文献

微波工程经典教材
David M. Pozar, Microwave Engineering（4th ed.），第7章详细推导二端口网络增益定义。

IEEE标准定义
IEEE Std 145-2013《射频与微波标准术语》明确可用功率增益为共轭匹配下的标量量纲。

电路设计指南
Reinhold Ludwig, RF Circuit Design 中分析实际放大器设计时 (G_A) 的优化方法。

公式推导说明：
由信号流图理论，当 ( GammaS = S{11}^ ) 且 ( GammaL = S{22}^ )（(Gamma) 为反射系数）时，

输入功率 (P_{in} = frac{|V_S|}{4Z_0}(1 - |Gamma_S|))，

输出功率 (P_L = frac{|V_S|}{4Z0}|S{21}|)，

代入 (G_A = PL / P{in}) 即得上述表达式。

网络扩展解释

“可用功率增益”（Available Power Gain）是射频放大器设计中的一个重要概念，主要用于描述放大器在特定阻抗匹配条件下的功率放大能力。以下从定义、计算方式及应用场景三方面详细解释：

1.定义

可用功率增益指当放大器的输入端口与信号源阻抗共轭匹配时，输出端口的可用功率与信号源的最大可用功率之比。其核心是假设信号源与放大器输入端达到最佳匹配（即无反射），此时放大器能输出的最大功率与信号源本身可提供的最大功率之比。

2.计算公式

可用功率增益的数学表达式为： $$ GA = frac{P{L,avail}}{P_{S,avail}} $$ 其中：

(P_{L,avail}) 是放大器输出端口的可用功率；
(P_{S,avail}) 是信号源的最大可用功率（即信号源与负载共轭匹配时的传输功率）。

在双端口网络模型中，可用功率增益还可通过散射参数（S参数）和阻抗参数推导，具体公式涉及反射系数和阻抗匹配条件。

3.应用场景

射频电路设计：在无线通信、雷达等系统中，需通过阻抗匹配最大化功率传输效率，此时可用功率增益是评估放大器性能的关键指标。
低噪声放大器（LNA）优化：设计LNA时，常优先考虑最小噪声系数，同时通过调整输入匹配网络实现可用功率增益与噪声性能的平衡。
多级放大器级联：在级联设计中，需综合考虑各级的可用功率增益以确保整体系统的稳定性与效率。

补充说明

与“转换功率增益”“实际功率增益”等概念不同，可用功率增益强调信号源与放大器输入端的理想匹配条件，而非实际负载状态。这一参数在分析放大器理论性能时尤为重要，但实际应用中可能因阻抗失配导致增益降低。