1导言
跟着通讯技能的飞速发展，人们对各种无线通讯东西的要求也越来越高，这就要求对体系的接纳灵敏度提出更高的要求，能有用进步灵敏度的要害因素便是下降接纳机的噪声系数，而决议接纳机的噪声系数的要害部件便是低噪声扩大器（LNA）。低噪声扩大器在任何微波接纳体系中都处于前端方位，这是因为微波体系的噪声系数基本上取决于前级扩大器的噪声系数，所以LNA是接纳机体系中适当重要的一个部件。LNA的首要作用是扩大天线从空中接纳的弱小信号，下降噪声搅扰，为使接纳信号能被后级电路有用的接纳和处理，LNA应具有必定的增益，可是过高的增益会导致信号非线性失真和噪声的进步，因而增益不能太高。一般来说，LNA的增益确认应与体系的整机噪声系数、接纳机的动态规模等结合起来考虑。本文研讨规划的LNA的首要技能目标为：回波损耗小于-15dB，扩大器的增益约为13dB，输入输出VSWR不大于1.5，而且噪声系数小于1.6，扩大器作业在安稳状况。
2输入输出匹配电路的规划
2.1输入匹配电路的规划
在规划LNA的匹配电路的时分，输入匹配网络一般为取得最小噪声而规划，为挨近最佳噪声匹配网络而不是最佳功率匹配网络，而输出匹配网络一般是为取得最大功率和低VSWR而规划。所以在规划LNA的时分，能够经过等噪声圆和等增益圆来归纳规划，而本文首要是使用AgilentADS软件规划LNA，这样大大的简化了规划的复杂性。
这儿选用ADS中的DA_SSMatch匹配来规划输入匹配电路，因为这种匹配办法要用到扩大器的输入阻抗，因而有必要先经过仿真得出三极管的输入阻抗，然后再规划输入匹配电路。
由仿真得输入阻抗为18.892+j×6.813，然后以此来规划输入匹配电路并仿真，图1的仿真成果能够看到，匹配杰出且VSWR为-32dB，契合输入匹配的规划目标要求。
2.2输出匹配电路的规划
输出匹配电路选用串并联电感电容的办法来规划，这儿选用ADS软件的调谐功能来规划输出匹配电路。图2为经过屡次调谐所得到的较好的输出匹配电路。
由图2的仿真成果能够看出，输出电路现已完成了很好的匹配且契合目标的要求。可是因为输出匹配电路的引进，必定会对输入匹配电路发生影响并使其失配，因为直流偏置的引进也必定会对输入输出匹配电路形成影响，所以这儿先不考虑输出匹配电路对输入匹配电路发生的影响，而是先规划好直流偏置网络，然后归纳各部分来优化电路。
图1输入匹配电路和仿真
3直流偏置网络的规划
一切射频/微波电路不行短少的电路单元便是无源或有源偏置网络。偏置的作用是在特定的作业条件下为有源器材供给静态作业点，并按捺晶体管参数的离散特性以及温度改变的影响，然后坚持安稳的作业特性。扩大器的偏置条件依据实践的作业布景而定。
作业状况的区分是依据导通角来定的。甲类作业状况下整个信号周期内都有集电极电流存在，导通角
，假如晶体管线性区内的传递特性近似于线性函数，则输出信号时没有失真的、扩大了输入信号，但功率最低，最大理论值为50%。乙类作业状况下只需半个周期内有集电极电流，导通角为
；甲乙类的导通角为
。这两种作业状况一般用于功放而不是低噪放中。丙类导通角
，输出信号失真最大，但功率却是最高的。经过直流偏置仿真得到，直流偏置点
=2.7V和
=5mA能够得
=38kohm，
=469ohm。
图2输出匹配电路和仿真
4LNA的完成和仿真
将前面规划的输入输出匹配电路和直流偏置网络归纳考虑，并参加阻隔直流和沟通的DCBlock和DCFeed器材避免相互影响，这样就完成了LNA全体电路的大体规划。可是因为输出匹配电路对输入匹配电路会发生影响，而且直流偏置网络也会对输入输出匹配电路发生影响，导致电路的输入输出会失配并使电路S参数恶化。因而，在归纳各部分的情况下，有必要对电路进行优化规划，使电路的全体完成较好的作用，图3是经过屡次匹配优化规划出来的契合目标要求的LNA电路和仿真成果。
由图3能够看出，在2GHz时输入端和输出端的反射系数均小于-20dB，且扩大器的增益约为14dB，反射系数也很小，这些都契合而且优于目标要求，而且该LNA的输入输出VSWR均小于1.5（这儿没有给出输出VSWR的图），噪声系数也在1.4到1.6之间，最终再来看LNA的安稳性，由图3的仿真成果能够看到2GHz时扩大器的安稳系数大于1，即扩大器能安稳的作业，由此咱们能够说该LNA电路的规划契合各项目标的要求。
图3LNA电路完成与仿真
5定论
本文评论了一个2GHz的LNA的规划，并使用ADS软件验证了规划流程的正确性。LNA在接纳机中是一个非常重要的器材，咱们在规划中要归纳考虑各方面的因从来归纳规划。咱们信任，只需把握扩大器规划的理论知识和调试经历，并使用现代微波电路的规划软件能够大大缩短研发周期。
