【正文】 you don39。衷心地感謝504宿舍的兄弟們，一起走過的日子，培育出的那束友誼之花必將永遠(yuǎn)綻放。 感謝老師，首先要感謝的就是高老師。迄今為止，我國在RFIC方面與國外還存在很大的差距，所以射頻電路的設(shè)計(jì)對我們來說機(jī)遇與挑戰(zhàn)共存，其發(fā)展的前景一定是光明的!當(dāng)然，由于本人的水平和時間有限，論文有很多不足之處，有許多有待改進(jìn)的地方，對此深表歉意并期望以后能逐漸完善。由于仿真軟件是理想化的，而射頻電路在設(shè)計(jì)時候還受工藝和具體操作的影響，因此實(shí)際的測量結(jié)果與仿真結(jié)果會有一定差距，這都有待于后續(xù)進(jìn)行深入的研究。 (3)分析了低噪聲放大器的偏置電路和匹配電路設(shè)計(jì)中的一些基本問題，討論了輸入、輸出匹配電路和級間匹配電路設(shè)計(jì)的問題。結(jié) 論結(jié) 論快速發(fā)展的無線通信對微波射頻電路如低噪聲放大器提出更高的性能。利用優(yōu)化控件Optim和目標(biāo)控件GOAL,如圖所示：圖416 設(shè)置完成的優(yōu)化控件和目標(biāo)控件優(yōu)化后查看仿真 圖417 噪聲系數(shù) 圖418 反向電壓增益 圖418 K因子 圖419 增益 圖420 輸入和輸出駐波比VSWR1和VSWR2由仿真圖可以看出，~，a) K1,說明系統(tǒng)處于絕對穩(wěn)定狀態(tài)；b) ＜S12＜，說明具有良好的輸入輸出隔離度；c) Nf(2),說明噪聲系數(shù)達(dá)到指標(biāo)；d) VSWE1, 說明輸入駐波比達(dá)到指標(biāo)；e) G，說明增益達(dá)到指標(biāo)；f) VSWE2, 說明輸出駐波比沒有達(dá)到指標(biāo)；設(shè)計(jì)到目前為止，只有輸出駐波比沒有達(dá)到指標(biāo)。（2），表明輸出匹配不好。當(dāng)1時，無論是理論上還是在實(shí)際上都不能匹配成功。對于輸出匹配網(wǎng)絡(luò)，在多級的情況下，為了達(dá)到更高的功率增益，其輸出匹配采用共軛匹配的形式。根據(jù)反射系數(shù)與阻抗的關(guān)系 和放大器的輸入阻抗:，可以算出經(jīng)匹配網(wǎng)絡(luò)向源看去的阻抗。當(dāng)r=0時，即達(dá)其最小值，這時的=。因此，必須找到一種折中的輸入匹配方法來滿足最佳噪聲系數(shù)和最佳輸入反射回?fù)p的性能。對于低噪聲放大器，注重的是要求放大器有極低的噪聲系數(shù)同時又能得到一定的增益，這樣就必須在噪聲和增益之間取折中方案。且在不穩(wěn)定情況下，匹配電路要特別注意，其負(fù)載反射系數(shù)有特殊的要求，這將在匹配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)中說明。(1)在每個源極引線和地之間加電感可引起串聯(lián)反饋，它所起的作用隨頻率不同而不同。對上面的三個條件作適當(dāng)?shù)淖儞Q，可得絕對穩(wěn)定判別準(zhǔn)則的另一種表達(dá)形式： （43）對于放大器的穩(wěn)定因子 ，有如下三個特性：(1)在網(wǎng)絡(luò)的兩個端口（或其中一個端口）上串聯(lián)或并聯(lián)相應(yīng)的電阻或電導(dǎo)，則網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定系數(shù)會增大，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性將得到提高。另外，靜態(tài)工作點(diǎn)決定著放大器的各種性能，如增益、噪聲系數(shù)、駐波比等。 端口駐波比和反射損耗低噪聲放大器的輸入和輸出反射系數(shù)表征著輸入輸出信號的反射損耗，通常用輸入和輸出駐波比來表示，將低噪聲放大器看成標(biāo)準(zhǔn)兩端口網(wǎng)絡(luò)，則輸入輸出駐波比如下： (38) (39) 低噪聲放大器主要指標(biāo)是噪聲系數(shù)所以輸入匹配電路是按照噪聲最佳來設(shè)計(jì)的，其結(jié)果會偏離駐波比最佳的共扼匹配狀態(tài)，因此駐波比不會很好。對條件穩(wěn)定的放大器，其負(fù)載阻抗和源阻抗不能任意選擇，而是有一定的范圍，否則放大器不能穩(wěn)定工作，即使負(fù)載阻抗和源阻抗屬于標(biāo)準(zhǔn)的阻抗，但隨著溫度、濕度等環(huán)境的變化這些阻抗可能會發(fā)生變化，同時放大器的參數(shù)也會發(fā)生變化，而在設(shè)計(jì)基于有源兩端口網(wǎng)絡(luò)射頻放大電路時，絕對穩(wěn)定是非常有價值的?？疾祀妷翰ㄑ貍鬏斁€的傳輸，可以理解這種振蕩現(xiàn)象。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，一般取值在15~20dB較為合適。噪聲最佳匹配點(diǎn)并非最大增益點(diǎn)，以此增益G 要下降。但為了抑制后面各級的噪聲對系統(tǒng)的影響，其增益又不能太小。只有盡量低，前級增益G1和G2足夠大，整機(jī)的噪聲性能才能足夠小。 輸出. . . .RF放大RF放大RF放大RF放大 輸入F1 G1F2 G2F3 G3Fn Gn圖31 多級放大電路示意圖當(dāng)系統(tǒng)中有多級放大器相連時，其系統(tǒng)總噪聲系數(shù)和總增益表達(dá)式為: （34）式中表示多級放大器總的噪聲系數(shù)。當(dāng)一個晶體管的源端所接的信號源的阻抗等于它所要求的最佳信號源阻抗時，由該晶體管構(gòu)成的放大器的噪聲系數(shù)最小。放大器噪聲系數(shù)是指放大器輸入端信號噪聲功率比 /與輸出端信號噪聲功率比 /的比值。采用相對帶寬表示時，帶寬是無量綱的相對值。而低噪聲放大器的帶寬不僅是指功率增益滿足平坦度要求的頻帶范圍，而且還要求全頻帶內(nèi)噪聲要滿足要求。放大器所能允許的工作頻率與晶體管的特征頻率有關(guān)，由晶體管小信號模型可知，減小偏置電流的結(jié)果是晶體管的特征頻率降低。偏置網(wǎng)絡(luò)不僅要設(shè)定直流工作狀態(tài)，還要通過高頻扼流線圈和隔直電容確保直流偏置與射頻信號相互隔離。無源網(wǎng)絡(luò)(即自偏置)是最簡單的偏置電路，通常由電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，它為射頻晶體管提供合適的工作電壓和電流，但是這種電路的缺點(diǎn)就是對晶體管參數(shù)變化非常敏感，并且溫度穩(wěn)定較差。60年代前期，由于微波低損耗介質(zhì)材料和微波半導(dǎo)體器件的發(fā)展，形成了微波集成電路，使微帶線得到廣泛應(yīng)用，于是相繼出現(xiàn)了各種類型的微帶線。 匹配方法阻抗匹配的方法有二：一是在不匹配系統(tǒng)中適當(dāng)加入無功元件，稱為調(diào)配器，人為引入一個或多個反射并使之與原系統(tǒng)產(chǎn)生的反射相互抵消而達(dá)到匹配；二是兩不匹配系統(tǒng)間加接一個阻抗變換器，其作用是化原不匹配系統(tǒng)內(nèi)的大反射為多級的或漸變的小反射乃至最終過渡到匹配狀態(tài)。2. 行波狀態(tài)時傳輸線的傳輸效率最高。本文采用的是集總元件與傳輸線相結(jié)合的方法，并利用Smith圓圖軌跡法作為工具。這是兩個不同性質(zhì)的問題，前者要求信號源內(nèi)阻與長線輸入阻抗實(shí)現(xiàn)共軛匹配；后者要求負(fù)載與長線實(shí)現(xiàn)無反射匹配。一般而言，最佳的解決方案依賴于電路的要求，例如簡單易于實(shí)現(xiàn)，頻帶寬度，最小的功率波動，設(shè)計(jì)的可實(shí)現(xiàn)性和可調(diào)節(jié)性，設(shè)定的工作條件，足夠的諧波抑制等。假定系統(tǒng)是線性的，參數(shù)定義為：[] 圖22 二端口網(wǎng)絡(luò)S參數(shù) （22）式中稱為雙端口網(wǎng)絡(luò)的散射矩陣，簡稱為矩陣，它的各個參數(shù)的意義如下：：表示2端口匹配，1端口的反射系數(shù)；：表示2端口匹配，1端口到2端口的傳輸系數(shù)；：表示1端口匹配，2端口到1端口的傳輸系數(shù)；：表示1端口匹配，2端口的反射系數(shù)；在射頻與微波頻段上，與端口的開路、短路條件相比，端口的匹配比較容實(shí)現(xiàn)，在端口匹配條件下進(jìn)行測試也比較安全。另外，當(dāng)涉及電磁波傳播時也不希望反射系數(shù)的模等于1，在這種情況下，終端的不連續(xù)性將導(dǎo)致有害的電壓、電流反射，并產(chǎn)生可能造成器件損壞的振蕩。根據(jù)上面介紹的等電阻圓和等電抗圓圖，能過簡單有效的確定電路的阻抗，并進(jìn)行阻抗匹配。圖中的圓形線代表電阻抗力的實(shí)數(shù)值，即電阻值，中間的橫線與向上和向下散出的線則代表電阻抗力的虛數(shù)值，即由電容或電感在高頻下所產(chǎn)生的阻力，當(dāng)中向上的是正數(shù)，向下的是負(fù)數(shù)。4天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)2012屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)2 低噪聲放大器理論綜述 史密斯圓圖P．H．Simth開發(fā)了以保角映射原理為基礎(chǔ)的圖解。第三部分為低噪聲放大器的基本指標(biāo)。具體內(nèi)容如下：第一部分為引言。由于它處于接收機(jī)放大鏈的前端，因此，對整個系統(tǒng)來講是非常重要的。我們發(fā)現(xiàn)微波晶體管低噪聲放大器的巨大變革通常是隨著微波放大器件的產(chǎn)生和工藝技術(shù)的改進(jìn)而發(fā)展的。很多公司為了滿足這一需求,除了在技術(shù)方面投資以外,逐漸開始在提高HEMT性價比上增加投入。這種器件提供高柵漏和柵源擊穿電壓，門偏壓降低到夾斷電壓接近恒量的跨導(dǎo)，適度高的最大溝道電流能夠得到高效率的器件推動高電子遷移率晶體管（HEMT）的問世，其低噪聲性能比場效應(yīng)管更優(yōu)越并大量投入商用。這種新的技術(shù)發(fā)展水平功率GaAs HFET器件擁有基于異質(zhì)結(jié)化合物AlGaAs 、GaAs InGaP、 GaAs、InAlAs、InGaAs的結(jié)構(gòu)。 Advanced Design System(ADS)軟件是Agilent公司在HP EESOF EDA軟件基礎(chǔ)上發(fā)展完善的大型綜合設(shè)計(jì)軟件，它功能強(qiáng)大，能夠提供各種射頻微波電路的仿真和優(yōu)化設(shè)計(jì)，廣泛應(yīng)用于通信、航天等領(lǐng)域，是射頻工程師的得力助手。 低噪聲放大器簡介低噪聲微波放大器（LNA）已廣泛應(yīng)用于微波通信、GPS 接收機(jī)、遙感遙控、雷達(dá)、電子對抗、射電天文、大地測繪、電視及各種高精度的微波測量系統(tǒng)中，是必不可少的重要電路。整個接收系統(tǒng)的噪聲取決于低噪聲放大器的噪聲。特別是由于無線電通信頻率資源的日益緊張，分配到各類通信系統(tǒng)的頻率間隔越來越密，這對接收系統(tǒng)前端的器件，尤其是低噪聲放大器，提出了更高的要求，以減小不需要的干擾因素，放大接收到的有用信號。應(yīng)用和工作環(huán)境的多樣性伴隨著大批量生產(chǎn)，從而使微波和射頻產(chǎn)品的低成本制造能力大為提高。 matching circuit。s powerful function to the transistor, has carried on the analysis in this foundation to transistor39。所以本論文針對這一需求。摘 要快速發(fā)展的無線通信對微波射頻電路如低噪聲放大器提出更高的性能。而近年來由于無線通信的迅猛發(fā)展也對其提出了新的要求，主要為：低噪聲、低功耗、低成本、高性能和高集成度。Microwave circuits, Such as Microwave Low Noise Amplifiers. The LNA is one of the most important and broad ponents in Microwave munication system receiver, as the main part of the RF frontend receiver, the function of the low noise amplifier is amplifying the faint signal which incepted from air by the antenna. It can reduce the noise jamming, so as to demodulate right information for the system. The noise performance of the LNA will affect the performance of the whole system directly, and then deciding the sensitivity and dynamic working scope of the receiver.From the aspect of bias circuit, noise optimization, linear gain, impedance match, and the design methodology for LNA is analyzed, This article carries on the modelling simulation with the aid of the ADS simulation software39。 noise figure。這些系統(tǒng)正在用于各種場合，包括機(jī)關(guān)團(tuán)體、生產(chǎn)制造工廠、市政基層設(shè)施，以及個人家庭等。隨著微波、毫米波技術(shù)的迅速發(fā)展，微波通信、導(dǎo)航、制導(dǎo)、衛(wèi)星通信以及軍事電子對抗戰(zhàn)和雷達(dá)等領(lǐng)域?qū)ι漕l放大模塊的需求量也越來越大。在接收系統(tǒng)中，低噪聲放大器總是處于前端的位置。因此，研制合適的寬頻帶、高性能、更低噪聲的放大器，研究出一套高效率的、精準(zhǔn)的放大器設(shè)計(jì)方法已經(jīng)成為射頻微波系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。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)定性好、足夠的帶寬和大的動態(tài)范圍。近幾年來，隨著材料生長技術(shù)（比如分子束外延和分子化學(xué)蒸發(fā)沉積）和新型器件結(jié)構(gòu)可靠性的提高，開始從更高的輸出功率和效率方面改善器件的功能。異質(zhì)結(jié)不但能夠構(gòu)成雙極型晶體管,還可以構(gòu)成場效應(yīng)晶體管,即異質(zhì)結(jié)場效應(yīng)管(HFET) 。由于HFET在工藝制造過程中要精確控制薄層結(jié)構(gòu)、陡峭的摻雜梯度以及采用更難加工的半導(dǎo)體材料,制造一個HEMT要比GaAs MESFET的花費(fèi)昂貴得多,隨著技術(shù)