有源RF和FEM的第二個關鍵屬性是諧波行為。諧波行為由非線性器件引起，會導致在比發射頻率高數倍的頻率下產生輸出功率。由于許多無線標準對帶外輻射進行了嚴格的規定，所以工程師會通過測量諧波來評估RF或FEM是否違反了這些輻射要求。

測量諧波功率的具體方法通常取決于RF的預期用途。對于通用RF等器件備來說，諧波測量需要使用連續波信號來激勵DUT，并測量所生成的不同頻率的諧波的功率。相反，在測試無線手機或基站RF時，諧波測量一般需要調制激勵信號。另外，測量諧波功率通常需要特別注意信號的帶寬特性。

使用連續波激勵測量諧波

使用連續波激勵測量諧波需要使用信號發生器和信號分析儀。對于激勵信號，需要使用信號發生器生成具有所需輸出功率和頻率的連續波。信號發生器生成激勵信號后，信號分析儀在數倍于輸入頻率的頻率下測量輸出功率。常見的諧波測量有三次諧波和五次諧波，分別在3倍和5倍的激勵頻率下進行測量。

RF信號分析儀提供了多種測量方法來測量諧波的輸出功率。一個直截了當的方法是將分析儀調至諧波的預期頻率，并進行峰值搜索以找到諧波。例如，如果要測量生成1GHz信號時的PA三次諧波，則三次諧波的頻率就是3GHz。

測量諧波功率的另一種方法是使用信號分析儀的零展頻（zero span）模式在時域中進行測量。配置為零展頻模式的信號分析儀可以有效地進行一系列功率帶內測量，并將結果以時間的函數形式表現出來。在此模式下，可以在時域上測量選通窗口中不同頻率的功率，并使用信號分析儀內置的取平均功能進行計算。

使用調制激勵的諧波

實際上，許多PA被用來放大調制信號，而且這些PA的諧波性能需要調制激勵。與使用連續波類似，通常在接近設備飽和點的功率電平下，將已知功率激勵信號發送到PA的輸入端。

測量諧波輸出功率時，工程師通常會根據測量時間和所需的準確度等不同限制條件而采用圖通方法。

實際上，3GPP LTE和IEEE 802.11ac等無線標準并沒有對諧波的要求進行具體的規定，而是規定了在一定頻率范圍內最大雜散輻射要求。例如，3GPP LTE規定LTE發射器在超過1GHz的頻率下，在1MHz的帶寬內不能發射超過-30dBm的功率。在這種情況下，驗證PA是否會導致發射器超出此限制需要工程師在1 MHz帶寬下測量不同諧波頻率下的輻射。

實際上，工程師們采用了一系列方法來確保PA不會違反雜散輻射要求。在研發或特性分析實驗室中，工程師通常會使用頻譜信號分析儀或是矢量信號分析儀直接測量雜散輻射。然而，在制造環境中，由于測試時間至關重要，工程師通常直接測量諧波功率并使用統計相關性來預測PA是否違反雜散輻射要求。

測量調制信號的諧波需要仔細注意測量帶寬，因為諧波所需的測量帶寬因不同階次的諧波而異。舉例來說，當測試需要N MHz測量帶寬的PA的輸出諧波時，三次諧波的測量帶寬必須為3 * N MHz，而五次諧波的測量帶寬必須為5 * N MHz。例如，圖16展示了諧波的帶寬隨著諧波階次的增加而增加。

諧波的帶寬