射频前端模组从射频开关到天线阵列构成完整的信号传输链路，信号在各级组件中传输时产生插入损耗，损耗的累积效应直接影响发射链路的等效全向辐射功率和接收链路的噪声系数。级联损耗分配的任务是在给定的系统指标约束下，将总损耗预算合理分配至开关、滤波器、匹配网络、馈电网络和天线单元等各级组件，使各级组件的设计难度和实现成本达到平衡。开关的插入损耗与隔离度相互制约，滤波器的插入损耗与带外抑制相互制约，馈电网络的损耗与阵列规模相互制约，各级组件之间的损耗分配需要协同考虑这些制约关系。从开关到天线阵列的级联损耗分配与协同设计，是射频前端模组实现系统性能指标的核心工程环节。
射频开关在级联链路中承担信号路径的选择和收发通路的切换功能。开关的插入损耗来源于导通电阻和寄生电容，导通电阻与信号路径串联产生功率损耗，寄生电容与信号路径并联形成泄漏通路。在多模多频终端中，开关需要支持多个频段和多种通信制式，开关的掷数增加使信号路径上的开关级数增加，插入损耗相应累积。开关的隔离度决定了不同路径之间的信号泄漏程度，隔离度不足时发射信号可能泄漏至接收通路，使接收链路的噪声系数恶化。开关的插入损耗与隔离度之间存在内在制约，降低插入损耗需要减小导通电阻，而导通电阻的减小通常伴随关断电容的增加，使隔离度下降。在级联损耗分配中，开关的损耗预算需根据其在链路中的位置确定，位于接收链路前端的开关对噪声系数的影响最大，其插入损耗需优先压缩。
滤波器在级联链路中承担频段选择和干扰抑制功能。滤波器的插入损耗与带外抑制之间存在制约关系，高阶滤波器提供更陡峭的过渡带和更深的阻带抑制，但插入损耗相应增加。在发射链路中，滤波器的插入损耗直接降低发射功率，在接收链路中，滤波器的插入损耗叠加在噪声系数上。滤波器的损耗预算分配需根据系统对带外抑制的要求确定，在干扰环境较弱的场景中可选用低阶滤波器以降低损耗，在干扰环境较强的场景中则需接受较高的插入损耗以换取足够的抑制能力。滤波器的实现工艺影响其损耗特性，声表面波滤波器和体声波滤波器在损耗和抑制特性上各有特点，体声波滤波器的品质因数较高，过渡带陡峭，但成本较高。滤波器与开关之间的匹配网络也引入损耗，匹配网络的元件数量和拓扑结构影响其插入损耗。
馈电网络在天线阵列中承担将射频信号分配至各天线单元的功能。馈电网络的损耗来源于传输线的导体损耗和介质损耗，在毫米波频段，传输线损耗随频率升高而增加。馈电网络的拓扑结构影响损耗的分布，并联馈电网络的传输线总长度随阵列规模增加而增长，损耗相应累积。串联馈电网络的传输线长度较短但各单元的激励幅度一致性较差。馈电网络的损耗预算需与天线阵列的增益进行权衡，阵列增益随阵元数量增加而提升，但馈电损耗也随阵元数量增加而上升。在阵列规模较大时，馈电损耗可能抵消部分阵列增益的提升效果。降低馈电损耗的方法包括采用低损耗基板材料、缩短传输线长度和采用空间馈电方式替代传输线馈电网络。
级联损耗的协同设计需要在各级组件之间建立损耗分配的优化框架。优化目标是在满足系统总损耗预算的前提下，使各级组件的设计难度和实现成本最小化。优化变量包括开关的掷数和拓扑、滤波器的阶数和工艺、匹配网络的元件值、馈电网络的拓扑和天线单元的排布。约束条件包括各组件自身的性能极限、组件之间的阻抗匹配要求和系统的频率响应平坦度要求。优化框架采用分层分解方法，将总损耗预算先分配至发射链路和接收链路，再在各链路内部按组件功能分配。分配结果通过系统级仿真验证，仿真中考虑各组件损耗的频率依赖性和组件间匹配状态的相互影响。分配方案在仿真不满足指标时进行迭代调整，直至系统性能满足要求。
工程验证中的级联损耗分配方案需要在完整的射频前端模组上测量各组件端口的散射参数和系统级性能指标。散射参数测量用于获取各组件的实际插入损耗和回波损耗，为损耗分配的验证提供数据。系统级性能指标包括发射链路的等效全向辐射功率、接收链路的噪声系数和系统的频率响应。测试数据表明按优化框架分配的损耗预算在各级组件上得到了合理落实，各组件的实测损耗与分配值的偏差在允许范围内。开关和滤波器的损耗在接收链路中对噪声系数的影响与仿真预测一致，馈电网络的损耗在天线阵列增益的补偿下使系统等效全向辐射功率满足指标要求。级联损耗分配方案在多个频段和多种工作模式下进行了验证，分配结果的适用性覆盖了终端的主要使用场景。射频前端模组从开关到天线阵列的级联损耗分配与协同设计方法通过分层预算分配和系统级仿真验证，在组件选型、匹配网络设计和馈电网络布局之间建立了协同关系。
