【正文】 計(jì)都進(jìn)行了大量細(xì)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(luò)的具體實(shí)現(xiàn)，并對(duì)每級(jí)電路整體性能的優(yōu)化實(shí)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(biāo)。 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(duì)低噪聲放大器的多種設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了研究，查閱了大量的資料，總結(jié) 了前輩的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，運(yùn)用美國(guó) Agilent 公司的高級(jí)設(shè)計(jì)軟件 ADS2020 仿真，設(shè)計(jì)了一個(gè)在 的頻率范圍內(nèi)滿足指標(biāo)要求的低噪聲放大器。由于它處于接收機(jī)放大鏈的前端，因此，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)來(lái)講是非常重要的。但是，總體說(shuō)來(lái)，除了高 度集成工藝外，國(guó)內(nèi)外總的設(shè)計(jì)手段是相差不大的，在研制方法上，國(guó)內(nèi)與國(guó)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(shù)的改進(jìn)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(jī)。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(kāi)始在提高 HEMT 性價(jià)比上增加投入。目前國(guó)外 8 mm以下的 HEMT 己商品化，在極低噪聲的許多應(yīng)用領(lǐng)域已取代 GaAs MESFET，而且在微波 /毫米波功率應(yīng)用中 也越來(lái)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(dǎo)，適度高的最大溝道電流能夠得到高效率的器件推動(dòng)高電子遷移率晶體管（ HEMT）的問(wèn)世，其低噪聲性能比場(chǎng)效應(yīng)管更優(yōu)越并大量投入商用。目前微波 HBT 的截止頻率達(dá)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(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)。 低噪聲放大器的發(fā)展現(xiàn)狀 從上個(gè)世紀(jì) 60 年代中期開(kāi)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(jìn)微波頻段，平面外延晶體管的工作頻率達(dá)到 1GHz 以上，出現(xiàn)了微波雙極晶體管及其相應(yīng)的放大器，而同時(shí)伴隨著場(chǎng)效應(yīng)晶體管（ FET）理論的提出，包括金屬絕緣柵半導(dǎo)體 FET (如 MOSFET) 、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管 (JFET) 、金屬半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管 (MESFET) 和近代的異質(zhì)結(jié)場(chǎng)效應(yīng)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(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。前級(jí)放大器的噪聲系數(shù)對(duì)整個(gè)微波系統(tǒng)的噪聲影響最大，它的增益將決定對(duì)后級(jí)電路的噪聲抑制程度，它的線性度將對(duì)整個(gè)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(jiǎn)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(duì)抗、射電天 文、大地測(cè)繪、電視及各種高精度的微波測(cè)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(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。整個(gè)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(yīng)未來(lái)形勢(shì)的發(fā)展需要，我們有必要縮短研制設(shè)計(jì)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(guó)內(nèi)國(guó)際各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。特別是由于無(wú)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(lái)越密，這對(duì)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(hào)。 在這些紛繁的無(wú)線設(shè)備中，低噪聲放大器 (LNA)是必不可少的關(guān)鍵部件，它應(yīng)用于移動(dòng)通訊、光纖通訊、電子對(duì)抗等接收裝置的前端，它的噪聲、增益等特性對(duì)系統(tǒng)的整體性能影響較大，其性能的好壞對(duì)整個(gè)裝置的使用都有相當(dāng)大的影響，因此低噪聲放大器的設(shè)計(jì)是通訊接收裝置的關(guān)鍵。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。在這一通信變革之前，微波技術(shù)幾乎是國(guó)防工業(yè)一統(tǒng)天下的領(lǐng)域，而近來(lái)對(duì)無(wú)線尋呼、移動(dòng)電話、廣播視頻、有繩和無(wú)繩計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等應(yīng)用的通信系統(tǒng)需求的迅速擴(kuò)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(guān)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(duì)這一需求，完成了一個(gè) 聲放大器的設(shè)計(jì)。它的噪聲性能直接決定著整機(jī)的性能，進(jìn)而決定接收 機(jī)的靈敏度和動(dòng)態(tài)工作范圍。 I 摘 要 快速發(fā)展的無(wú)線通信對(duì)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(yīng)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(jī)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(hào)，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(lái)由于無(wú)線通信的迅猛發(fā)展也對(duì)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(shè)計(jì)方法， 借助 ADS 仿真軟件的強(qiáng)大功能對(duì)晶體管進(jìn)行建模仿真，在這個(gè)基礎(chǔ)上對(duì)晶體管的穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，結(jié)合 Smith 圓圖，對(duì)輸入輸出阻抗匹配電路進(jìn)行了仿真優(yōu)化設(shè)計(jì) ，設(shè)計(jì)了一個(gè)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(jiǎn)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(zhǎng)線的阻抗匹配 .................................................................................................... 7 微波源的共軛匹配 ....................................................................................... 7 負(fù)載的匹配 ................................................................................................... 8 匹配方法 ....................................................................................................... 8 微帶線簡(jiǎn)介 ............................................................................................................ 8 偏置電路 ................................................................................................................ 9 3 低噪聲放大器的基本指標(biāo) .......................................................................................... 10 工作頻帶 .............................................................................................................. 10 帶寬 ...................................................................................................................... 10 噪聲系數(shù) ...............................................................................