有源RF和FEM的第二个关键属性是谐波行为。谐波行为由非线性器件引起，会导致在比发射频率高数倍的频率下产生输出功率。由于许多无线标准对带外辐射进行了严格的规定，所以工程师会通过测量谐波来评估RF或FEM是否违反了这些辐射要求。
测量谐波功率的具体方法通常取决于RF的预期用途。对于通用RF等器件备来说，谐波测量需要使用连续波信号来激励DUT，并测量所生成的不同频率的谐波的功率。相反，在测试无线手机或基站RF时，谐波测量一般需要调制激励信号。另外，测量谐波功率通常需要特别注意信号的带宽特性。
使用连续波激励测量谐波
使用连续波激励测量谐波需要使用信号发生器和信号分析仪。对于激励信号，需要使用信号发生器生成具有所需输出功率和频率的连续波。信号发生器生成激励信号后，信号分析仪在数倍于输入频率的频率下测量输出功率。常见的谐波测量有三次谐波和五次谐波，分别在3倍和5倍的激励频率下进行测量。
RF信号分析仪提供了多种测量方法来测量谐波的输出功率。一个直截了当的方法是将分析仪调至谐波的预期频率，并进行峰值搜索以找到谐波。例如，如果要测量生成1GHz信号时的PA三次谐波，则三次谐波的频率就是3GHz。
测量谐波功率的另一种方法是使用信号分析仪的零展频（zero span）模式在时域中进行测量。配置为零展频模式的信号分析仪可以有效地进行一系列功率带内测量，并将结果以时间的函数形式表现出来。在此模式下，可以在时域上测量选通窗口中不同频率的功率，并使用信号分析仪内置的取平均功能进行计算。
使用调制激励的谐波
实际上，许多PA被用来放大调制信号，而且这些PA的谐波性能需要调制激励。与使用连续波类似，通常在接近设备饱和点的功率电平下，将已知功率激励信号发送到PA的输入端。
测量谐波输出功率时，工程师通常会根据测量时间和所需的准确度等不同限制条件而采用图通方法。
实际上，3GPP LTE和IEEE 802.11ac等无线标准并没有对谐波的要求进行具体的规定，而是规定了在一定频率范围内最大杂散辐射要求。例如，3GPP LTE规定LTE发射器在超过1GHz的频率下，在1MHz的带宽内不能发射超过-30dBm的功率。在这种情况下，验证PA是否会导致发射器超出此限制需要工程师在1 MHz带宽下测量不同谐波频率下的辐射。
实际上，工程师们采用了一系列方法来确保PA不会违反杂散辐射要求。在研发或特性分析实验室中，工程师通常会使用频谱信号分析仪或是矢量信号分析仪直接测量杂散辐射。然而，在制造环境中，由于测试时间至关重要，工程师通常直接测量谐波功率并使用统计相关性来预测PA是否违反杂散辐射要求。
测量调制信号的谐波需要仔细注意测量带宽，因为谐波所需的测量带宽因不同阶次的谐波而异。举例来说，当测试需要N MHz测量带宽的PA的输出谐波时，三次谐波的测量带宽必须为3 * N MHz，而五次谐波的测量带宽必须为5 * N MHz。例如，图16展示了谐波的带宽随着谐波阶次的增加而增加。
谐波的带宽
