L波段低噪聲放大器的研究.pdf

1、低噪聲放大器(Low Noise Amplifier,LNA)是無線接收機的重要組成部分，它是接收機的第一個有源元件，其相關(guān)理論已經(jīng)被人們研究數(shù)十年，到目前為止仍是熱門話題。低噪放廣泛地應(yīng)用于宇宙通訊、雷達、電子對抗、遙測遙控、射電天文、大地測繪、微波通信等無線電通信系統(tǒng)中。LNA的主要作用是放大天線從天空中接收到的微弱信號，降低噪聲干擾，以供系統(tǒng)解調(diào)出所需的信息數(shù)據(jù)。對低噪聲放大器的基本要求是：噪聲系數(shù)低、足夠的功率增益、工作穩(wěn)定性可

2、靠、足夠的帶寬和大的動態(tài)范圍等。此外，在不同的應(yīng)用情況下，可能對其體積、重量、耗電量等等提出限制性要求。目前，低噪放還在向更高工作頻率、更低的噪聲、更寬的頻帶、集成化和標準化方向發(fā)展。
　　本文在線性二端口網(wǎng)絡(luò)的理論基礎(chǔ)上，總結(jié)了級聯(lián)放大器研制中遇到的問題，包括放大器噪聲系數(shù)的計算、匹配電路的設(shè)計以及提高晶體管穩(wěn)定性的方法等等問題。應(yīng)用微波電路仿真軟件ADS設(shè)計了頻率范圍為1.9GHz-2.1GHz低噪聲放大器，其性能指標為：噪聲

3、系數(shù)<1dB，帶寬為200MHz，增益>30dB，增益波動在1.2dB以內(nèi)，輸入輸出駐波比<1.5。該放大器采用Agilent公司的P－HEMT低噪聲放大管ATF54143和集成放大器模塊MGA86576進行了兩級放大，在設(shè)計的過程中使用ADS商業(yè)軟件對放大器的輸入、輸出匹配電路、偏置電路進行了設(shè)計、優(yōu)化。文中分析了對放大器的幾種常用拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點，確立了微波分立元件與微帶線相結(jié)合的混合電路應(yīng)用模式和單電源供電的偏置電路結(jié)構(gòu)；在穩(wěn)定性的

4、設(shè)計中引入了源級串聯(lián)負反饋，提高了放大器的穩(wěn)定性；采用雙共軛匹配的方法對放大器進行了輸入、輸出匹配電路的設(shè)計，使其輸入、輸出阻抗都接近50歐的匹配；綜合考慮了放大器的噪聲系數(shù)、增益、穩(wěn)定性和駐波比幾個性能指標，對整體電路做了進一步的優(yōu)化，仿真結(jié)果表明，放大器的噪聲系數(shù)小于0.7dB，帶內(nèi)增益在36dB左右，增益平坦度小于1dB，輸入回波損耗小于-18.5dB，輸出回波損耗小于-20dB，LNA的性能良好。最后使用protel軟件完成了低