摘要：低噪聲放大器是接收機(jī)中最重要的模塊之一，文中采用了低噪聲、較高關(guān)聯(lián)增益、PHEMT技術(shù)設(shè)計(jì)的ATF35176晶體管，設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于5.5～6.5 GHz頻段的低噪聲放大器。為了獲得較高的增益，該電路采用三級(jí)級(jí)聯(lián)放大結(jié)構(gòu)形式，并通過ADS軟件對(duì)電路的增益、噪聲系數(shù)、駐波比、穩(wěn)定系數(shù)等特性進(jìn)行了研究設(shè)計(jì)，最終得到LNA在該頻段內(nèi)增益大于32.8 dB，噪聲小于1.5 dB，輸入輸出駐波比小于2，達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。
在整個(gè)接收系統(tǒng)中，低噪聲放大器總是處于前端的位置。整個(gè)接收系統(tǒng)的噪聲取決于低噪聲放大器的噪聲。與普通放大器相比，低噪聲放大器一方面可以減小系統(tǒng)的雜波干擾，提高系統(tǒng)的靈敏度;另一方面放大系統(tǒng)的信號(hào)，保證系統(tǒng)工作的正常運(yùn)行。總之，低噪聲放大器的性能不僅制約了整個(gè)接收系統(tǒng)的性能，而且，對(duì)于整個(gè)接收系統(tǒng)技術(shù)水平的提高，也起了決定性的作用。
1 低噪聲放大器的設(shè)計(jì)指標(biāo)
低噪聲放大器的主要性能指標(biāo)包括：穩(wěn)定性、功率增益、噪聲系數(shù)、增益平坦度等，在這些指標(biāo)之中噪聲系數(shù)和放大增益對(duì)系統(tǒng)性能的影響較大。因此對(duì)低噪聲放大器的設(shè)計(jì)主要從穩(wěn)定性、功率增益、噪聲系數(shù)、輸入輸出電壓駐波比等方面進(jìn)行考慮。
1.1 穩(wěn)定性
放大器電路必須滿足的首要條件之一是其在工作頻段內(nèi)的穩(wěn)定性。因?yàn)榧偃缭谠O(shè)計(jì)和制造放大器時(shí)不謹(jǐn)慎從事，在微波頻率上一些不可避免的寄生因素往往足以引起振蕩。
所以為了保證電路的穩(wěn)定性，主要采取以下措施：1)可以在源極引入負(fù)反饋，使電路處于穩(wěn)定狀態(tài);2)采用鐵氧體隔離器能穩(wěn)定電路;3)在漏極串聯(lián)電阻或∏型阻性衰減器，通常接在低噪聲放大器末級(jí)或末前級(jí)輸出口。而目前提高電路穩(wěn)定性常用的是引入負(fù)反饋。
1.2 功率增益以及增益平坦度
放大電路的增益是放大電路最重要性能指標(biāo)，也是設(shè)計(jì)放大電路的一個(gè)基本參數(shù)。因此在放大器的設(shè)計(jì)中增益指標(biāo)的完成很是重要，功率增益主要有3種描述方式：可用功率增益GA，工作功率增益GP，轉(zhuǎn)換功率增益GT。
增益平坦度對(duì)于低噪聲放大電路來說，就是全頻帶范圍內(nèi)增益變化要平緩，不允許增益變化陡變。
1.3 噪聲系數(shù)
噪聲系數(shù)是LNA的另一重要指標(biāo)，如果接收系統(tǒng)噪聲系數(shù)過大，信號(hào)會(huì)被噪聲埋沒，致使接收系統(tǒng)的靈敏度減小。
1.4 駐波比
低噪聲放大器通常用輸入輸出駐波比來表示輸入輸出信號(hào)的反射損耗，輸入輸出駐波比過大時(shí)不僅會(huì)損壞與低噪聲放大器級(jí)聯(lián)的器件還會(huì)使系統(tǒng)的增益起伏和群遲延變壞，因此低噪聲放大器的輸入輸出駐波比應(yīng)該滿足一定要求，在一般系統(tǒng)中功率放大器的輸入輸出駐波比要小于2。
