【正文】 行了大量細致的工作，主要包括輸入輸出最佳阻抗的獲得和匹配網(wǎng)絡的具體實現(xiàn)，并對每級電路整體性能的優(yōu)化實現(xiàn)給出了具體方法和步驟。 第三 部分 為 低噪聲放大器的基本指標。 第二部分為低噪聲放大器理論綜述 。具體內(nèi)容如下： 第一部分為引言。 本課題對低噪聲放大器的多種設計方法進行了研究，查閱了大量的資料，總結 了前輩的設計經(jīng)驗，運用美國 Agilent 公司的高級設計軟件 ADS2020 仿真，設計了一個在 的頻率范圍內(nèi)滿足指標要求的低噪聲放大器。由于它處于接收機放大鏈的前端，因此，對整個系統(tǒng)來講是非常重要的。但是，總體說來，除了高 度集成工藝外，國內(nèi)外總的設計手段是相差不大的，在研制方法上，國內(nèi)與國外也是基本相同的 [8] 。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)生和工藝技術的改進而發(fā)展的。 1996年， TRW 公司 Kabayashi 等 人研制出了 S波段的 HEMT— HBT 單片集成接收機。很多公司為了滿足這一需求 ,除了在技術方面投資以外 ,逐漸開始在提高 HEMT 性價比上增加投入。目前國外 8 mm 以下的 HEMT 己商品化，在極低噪聲的許多應用領域已取代 GaAs MESFET，而且在微波 /毫米波功率應用中 也越來越引人注目。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，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管更優(yōu)越并大量投入商用。目前微波 HBT 的截止頻率達到了 200 GHz ,因此 在微波、低噪聲、超高速及低功耗方面具有很大的優(yōu)越性。這種新的技術發(fā)展水平功率 GaAs HFET 器件擁有基于異質(zhì)結化合物 AlGaAs 、GaAs InGaP、 GaAs、 InAlAs、 InGaAs 的結構。 低噪聲放大器的發(fā)展現(xiàn)狀 從上個世紀 60 年代中期開始，由于平面外延工藝的發(fā)展，雙極晶體管的工作頻率跨進微波頻段，平面外延晶體管的工作頻率達到 1GHz 以上，出現(xiàn)了微波雙極晶體管及其相應的放大器，而同時伴隨著場效應晶體管（ FET）理論的提出，包括金屬絕緣柵半導體 FET (如 MOSFET) 、結型場效應晶體管 (JFET) 、金屬半導體場效應管 (MESFET) 和近代的異質(zhì)結場效應管 (HeteroFET) ,如 HEMT等隨之出現(xiàn)。 Advanced Design System(ADS)軟件是 Agilent 公司在 HP EESOF EDA 軟件基礎上發(fā)展完善的大型綜合設計軟件，它功能強大，能夠提供各種射頻微波電路的仿真和優(yōu)化設計，廣泛應用于通信、航天等領域，是射頻工程師的得力助手。前級放大器的噪聲系數(shù)對整個微波系統(tǒng)的噪聲影響最大，它的增益將決定對后級電路的噪聲抑制程度，它的線性度將對整個系統(tǒng)的線性度和共模噪聲抑制比產(chǎn)生重要影響。 低噪聲放大器簡介 低噪聲微波放大器（ LNA）已廣泛應用于微波通信、 GPS 接收機、遙感遙控、雷達、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。低噪聲放大器的性能不僅制約了整個接收系統(tǒng)的性能，而且，對于整個接收系統(tǒng)技術水平的提高，也起了決定性的作用。整個接收 系統(tǒng)的噪聲取決于低噪聲放大器的噪聲。 因此，為了適應未來形勢的發(fā)展需要，我們有必要縮短研制設計周期，研制高性能、低噪聲、小體積的微波放大器件，這已是目前國內(nèi)國際各個應用領域的關鍵環(huán)節(jié)之一。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。 在這些紛繁的無線設備中，低噪聲放大器 (LNA)是必不可少的關鍵部件，它應用于移動通訊、光纖通訊、電子對抗等接收裝置的前端，它的噪聲、增益等特性對系統(tǒng)的整體性能影響較大，其性能的好壞對整個裝置的使用都有相當大的影響，因此低噪聲放大器的設計是通訊接收裝置的關鍵。應用和工作環(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。在這一通信變革之前，微波技術幾乎是國防工業(yè)一統(tǒng)天下的領域，而近來對無線尋呼、移動電話、廣播視頻、有繩和無繩計算機網(wǎng)絡等應用的通信系統(tǒng)需求的迅速擴大正在徹底改變工業(yè)的格局。 matching circuit。 lownoise amplifier。s powerful function to the transistor, has carried on the analysis in this foundation to transistor39。 關鍵詞： 微波 ； 低噪聲放大器 ； 噪聲系數(shù) ； 匹配電路 ； ADS 仿真 II ABSTRACT Rapid growth of wireless data munications has increased the demand for high performance RFamp。所以本論文針對這一需求，完成了一個 射頻前端接收電路的低功耗低噪聲放大器的設計。它的噪聲性能直接決定著整機的性能，進而決定接收 機的靈敏度和動態(tài)工作范圍。 I 低噪聲放大器設計仿真及優(yōu)化 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。低噪聲放大器 (LNA)廣泛應用于微波接收系統(tǒng)中，是重要器件之一，它作為射頻接收機前端的主要部分，其主要作用是放大天線從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)。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。 本文從偏置電路、噪聲優(yōu)化、線性增益及輸入阻抗匹配等角度分析了電路的設計方法， 借助 ADS 仿真軟件的強大功能對晶體管進行建模仿真，在這個基礎上對晶體管的穩(wěn)定性進行了分析，結合 Smith 圓圖，對輸入輸出阻抗匹配電路進行了仿真優(yōu)化設計 ，設計了一個中心頻率為 、帶寬為 100MHz、輸入輸出駐波比小于 、噪聲系數(shù)小于 2dB和增益 大于 15dB的 低噪聲 放大器 。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。s stability, has used the Smith circle diagram, to input the output impedance match circuit to carry on the simulation optimization design. a radio frequency power amplifier is designed, which has a centre , bandwidth 100MHz, I/O VSWR less than , Noise coefficient less than 2dB and Wattandgain 15dB. Key Words： microwave。 noise figure。 ADS simulation 目 錄 1 引 言 ............................................................................................................................ 1 課題研究背景 ........................................................................................................ 1 低噪聲放大器簡介 ................................................................................................ 2 低噪聲放大器的發(fā)展現(xiàn)狀 .................................................................................... 2 本課題的研究方法及主要工作 ............................................................................ 3 2 低噪聲放大器理論綜述 ................................................................................................ 5 史密斯圓圖 ............................................................................................................ 5 S 參數(shù) ..................................................................................................................... 6 長線的阻抗匹配 .................................................................................................... 7 微波源的共軛匹配 ....................................................................................... 7 負載的匹配 ................................................................................................... 8 匹配方法 ....................................................................................................... 8 微帶線簡介 ............................................................................................................ 8 偏置電路 ................................................................................................................ 9 3 低噪聲放大器的基本指標 .......................................................................................... 10 工作頻帶 .............................................................................................................. 10 帶寬 ...................................................................................................................... 10 噪聲系數(shù) ...............................................