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1、研究与开发电讯技术2006年第1期RESEARCH&DEVELOPMENT文章编号:1001-893X(2006)01-0119-04①利用ADS软件设计X频段低噪声放大器1121唐海啸,张玉兴,杨陈庆,杨玉梅(1.电子科技大学电子工程学院,成都610054;2.西南电子设备研究所,成都610036)摘要:首先简要介绍微波低噪声放大器的设计理论和方法,然后介绍使用Agilent公司的微波电路CAD软件ADS进行仿真和优化设计一个X频段的低噪声放大器的方法和过程。对制成品的实际测试和调试表明,此放大器达到了预定的技术指标,
2、性能良好。其工作频段为8.6～9.5GHz,噪声系数≤1.8dB,增益为23dB,带内平坦度≤±0.5dB。关键词:低噪声放大器;噪声系数;增益;Smith圆图;ADS仿真软件;优化中图分类号:TN722.3文献标识码:AAnXBandLowNoiseAmplifierDesignwithADSSoftware1121TANGHai-xiao,ZHANGYu-xing,YANGChen-qing,YANGYu-mei(1.SchoolofElectronicEngineering,UniversityofElectron
3、icScienceandTechnologyofChina,Chengdu610054,China;2.SouthwestChinaInstituteofElectronicEquipment,Chengdu610036,China)Abstract:Thedesigntheoryandmethodofamicrowavelownoiseamplifier(LNA)isintroduced.Then,thetechniqueandprocessofsimulatingandoptimizinganXbandLNAwith
4、ADSsoftwarebyAgilentisex2plained.Finally,thepracticaltestanddebuggingoftheproductdemonstratethatthisLNAmeetsthetech2nicalrequirementsandworkswell.Itsoperationbandis8.6～9.5GHz,noisefigure(NF)≤1.8dB,gain=23dB,in-bandflatness≤±0.5dB.Keywords:lownoiseamplifier(LNA);n
5、oisefigure;gain;smithcircle;ADSsoftware;optimize1引言2低噪声放大器的设计理论低噪声放大器(LNA)在接收机系统中处于前LNA的性能指标主要是噪声系数、增益、工作端,主要作用是放大接收到的微弱信号,降低噪声干频带、电压驻波比和带内平坦度等,尤其是噪声系数扰。LNA的设计对整个接收机性能至关重要,其噪和增益对整机性能影响较大。声系数(NF)直接反映接收机的灵敏度。随着通讯、要实现理想功率传输,必须使负载阻抗与源阻雷达技术的发展,对微波低噪声放大器也提出了更抗相匹配,这就需要插
6、入匹配网络。放大管存在最为严格的要求。佳源阻抗Zsopt,LNA的输入端应按Zsopt进行匹利用微波电路CAD设计软件,结合可靠的LNA配,此时放大器的噪声系数为最小。而为了获得较设计理论来进行电路设计,可以避开复杂的理论计算,高的功率增益和较好的输出驻波比,输出端则采用极大地提高设计准确性和效率,有效缩短研制周期,降输出共轭匹配。如果增益不够,则需要采用多级放低成本。Agilent公司的ADS软件由于其强大的功能大电路。原则上前级放大器相对注重噪声系数性而广泛应用于射频微波电路的仿真和优化设计。能,后级放大器则相对注重
7、增益性能。也就是说,输①收稿日期:2005-05-16;修回日期:2005-09-25·119·研究与开发电讯技术2006年第1期RESEARCH&DEVELOPMENT出端口和级间针对增益最大和平坦度进行匹配电路反Γ型匹配,也称单谐振匹配法。设计。3.3.1第一级放大器的设计由以下噪声系数计算公式可知,在多级网络级LNA的输入匹配电路应使FET发挥出最佳噪连时,降低第一级的噪声系数并提高其功率增益,对声性能,即选择:Γs=Γsopt=0.36∠102°。若选择总噪声系数的减小至关重要。两端参考阻抗和微带线特性阻抗均为5
8、0Ω,则源和F2-1F3-1负载端口反射系数应为Γso=0且Γlo=0。Ftot=F1+++⋯GA1GA1GA2首先,把Γso和Γsopt标在同一Smith导纳圆图上(如图1所示,分别对应于点3和点1),然后应该FK-1+GG⋯G+⋯从Γsopt点(点1)沿等反射系数圆向负载方向旋A1A2A(K-1)转,与Γso对应
