【正文】 配網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)向?qū)鄬?duì)應(yīng)的各種元器件圖標(biāo)。 Subst=“ MSub1”，表示單支節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)采用微帶線 MSUB1控件。 Zin=50Ω，表示匹配的目標(biāo)為輸入阻抗達(dá)到 50Ω。 Zstub=50Ω，表示支節(jié)的特性阻抗為 50Ω。 完成參數(shù)設(shè)置的單支節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò) SSMtch如圖 。在對(duì)話框中選擇 [Microstrip Control Window]選項(xiàng)， [PassiveCircuit]的對(duì)話框如圖 。 圖 Passive Circuit 設(shè)計(jì)向?qū)Т翱? (6)點(diǎn)擊設(shè)計(jì)向?qū)Т翱?[Passive Circuit DesignGuide]中的 [Design Assistant]選項(xiàng)，并單擊[Design]按鈕，軟件將自動(dòng)完成單支節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)過(guò)程。 在原理圖中選中單支節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò) SSMtch元器件。 圖 單支節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)子電路 (8)在原理圖的工具欄中，單擊 [Pop Out]按鈕，由單支節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò) 子電路退出，回到如圖 的原理圖中。仿真的目的是為了觀察加入輸入匹配網(wǎng)絡(luò)后的參數(shù)曲線。數(shù)據(jù)顯示視窗的起始狀態(tài)沒(méi)有任何數(shù)據(jù)顯示，需要選擇需要顯示的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)顯示的方式。 用矩形圖顯示 11S 、 12S 、 21S 和 22S 曲線。 11S 、 12S 、 21S 和 22S 的曲線如圖 ，單擊工具欄中的保存按鈕，保存數(shù)據(jù)。 11S 曲線在中心頻率處的值為 ，表明輸入端匹配良好。 21S 曲線在中心頻率處的值為 ，表 明增益沒(méi)有達(dá)到技術(shù)指標(biāo)。 (1)將原理圖 S_Params_1另存為原理圖 S_Params_2。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文 第 19 頁(yè) 共 39 頁(yè) 圖 輸出端單支節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)子電路 (3)刪掉原理圖 S_Params_2上的單支節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò) SSMtch，采用微帶線段構(gòu)成的單支節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)，這樣便于優(yōu)化。 在 [Substrate Parameters]欄內(nèi)對(duì)微帶線的參數(shù)賦值，為帶線參數(shù)的賦值與圖 。 將為帶線的特性阻抗設(shè)置為 50Ω。 W=，表示微帶線的特性阻抗為 50Ω時(shí)，微帶線的寬度為 。 圖 微帶線尺寸計(jì)算窗口 (5)在原理圖的元器件面板列表上，選擇為帶線 [TLinesMicrostrip]，元器件面板上出現(xiàn)與微帶線對(duì)應(yīng)的元器件圖標(biāo)。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文 第 20 頁(yè) 共 39 頁(yè) 傳輸線 TL1設(shè)置為寬度 W=，長(zhǎng)度 L=2mm。 將傳輸線 TL2的長(zhǎng)度設(shè)置為可優(yōu)化，優(yōu)化范圍為 2mm到 20mm。 T形結(jié) MTEE設(shè)置為 W1=， W2=， W3=。 開(kāi)路等效線 MLEF設(shè)置為寬度 W=，長(zhǎng)度 L=。 (8)單擊工具欄中的 [Insert Wire]按鈕，將前面的 MLIN、 MTEE、和 MLEF 連接起來(lái)，連接方式如圖，這構(gòu)成輸入端單支節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò)。 傳輸線 TL4設(shè)置為寬度 W=，長(zhǎng)度 L=2mm。 將傳輸線 TL6的長(zhǎng)度設(shè)置為可優(yōu)化，優(yōu)化范圍為 2mm到 20mm。 開(kāi)路等效線 MLEF設(shè)置為寬度 W=，長(zhǎng)度 L=。 圖 輸入端單支節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò) 圖 輸出端單支節(jié)匹配網(wǎng)絡(luò) (10)在元器件面板列表上，選擇優(yōu)化元器件 [Optim/Stat/Yield/DOE]項(xiàng)。 (11)雙擊畫(huà)圖區(qū)的優(yōu)化控件 Optim，打開(kāi) [Nominal Optimization]窗口，在 [Nominal Optimization]陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文 第 21 頁(yè) 共 39 頁(yè) 窗口中設(shè)置優(yōu)化控件，優(yōu)化控件設(shè)置步驟如下。 優(yōu)化次數(shù)選擇 200次。 (12)下面設(shè)置目標(biāo)控件 Goal1。 選擇 Expr為 dB(S(1,1))。 選擇 SimInstanceName=“ SP2”。 選擇 Max為 20。 其余的參數(shù)指標(biāo)保持默認(rèn)狀態(tài)。 目標(biāo)控件 2的設(shè)置如下。選擇目標(biāo)控件的期望值為用 dB表示的 22S 。仿真控件選為 SP2。期望值 22S 的最大值為 15dB。 原理圖中設(shè)置完成的優(yōu)化控件 Optim和目標(biāo)控件 Goal如圖 。插入到原理圖的畫(huà)圖區(qū)，對(duì) S 參數(shù)仿真控件 SP2的各項(xiàng)指標(biāo)如下。 頻率掃描的起始值設(shè)為 。 頻率掃描的步長(zhǎng)設(shè)為 。 單擊 S參數(shù)仿真控件設(shè)置窗口 中的 [OK]按鈕，完成對(duì) S 參數(shù)仿真控件的設(shè)置，現(xiàn)在用于 S參數(shù)陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文 第 22 頁(yè) 共 39 頁(yè) 仿真的控制器如圖 。 低噪聲放大器設(shè)計(jì)指標(biāo)的實(shí)現(xiàn) (1)雙擊 S參數(shù)仿真控件 SP2，選中其中的 [Calculate Noise]選項(xiàng)，計(jì)算工作帶寬內(nèi)的噪聲系數(shù)。穩(wěn)定性因子仿真控件如圖 。輸入輸出駐波比仿真控件如圖 。 圖 噪聲 系數(shù) nf(2)曲線 圖 增益曲線 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文 第 24 頁(yè) 共 39 頁(yè) 圖 穩(wěn)定性因子曲線 圖 輸入輸出駐波比曲線 (5)由圖 、圖 ，在工作帶寬內(nèi)，噪聲系數(shù)、增益、穩(wěn)定性因子、輸入駐波比和輸出駐波比的參數(shù)如下。 增益在工作帶寬內(nèi)為 ，達(dá)到 11dB，表明在工作帶寬內(nèi)的增益符合技術(shù)指標(biāo)。 輸入駐波比在工作帶寬內(nèi)的值為 ，小于 ，表明輸入駐波比滿足技術(shù)指標(biāo)。 上述參數(shù)滿足技術(shù)指標(biāo)，表明 SP模型設(shè)計(jì)仿真任務(wù)完成。即應(yīng)該設(shè)置它的工作點(diǎn)。這些外部電路 稱之為 偏置電路。 (2)將變量控件 VAR中的 VCE=0V修改為 VCE=。 (4)修改直流仿真控制器的設(shè)置，修改如下。 Sweep Type設(shè)為 Linear。 IBB掃描的終止值設(shè)為 1e4。 (5)在晶體管的基極插入一個(gè)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)名稱為 VBE。 圖 計(jì)算偏置網(wǎng)絡(luò)中電阻的原理圖 (7)單擊原理圖工具欄中的仿真按鈕，執(zhí)行仿真，仿真結(jié)束后，數(shù)據(jù)顯示視窗自動(dòng)彈出。 圖 IBB， VBE 和 的掃描數(shù)據(jù) (9)由圖 ，在 Vce=、 Ic=2mA時(shí)， IBB和 VBE的值 如下。 Rb=()/IBB Rc=陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文 第 26 頁(yè) 共 39 頁(yè) 計(jì)算偏置電阻的方程如圖 。 圖 計(jì)算偏置電阻的方程 圖 IBB、 Rb 和 Rc 的數(shù)據(jù) (12)由圖 ，在 IBB=， Rb和 Rc的值如下。 (1)新建原理圖 DC_curve2。 (3)在頻域源 SourcesFreq Domain元器件面板上，選擇直流電壓源 V_DC插入到原理圖的畫(huà) 圖區(qū)當(dāng)中，將電壓設(shè)置為 Vdc=5V。 R1=1141Ω R2=96KΩ (5)在原理圖的工具欄中點(diǎn)擊接地按鈕，將地線（ GROUND）插入到原理圖的畫(huà)圖區(qū)當(dāng)中，使得晶體管的發(fā)射極接地。 (7)在原理圖的各個(gè)節(jié)點(diǎn)上，可以查看電壓和電流值，查看的步驟如下?？梢钥闯銎秒娐窛M足技術(shù)指標(biāo)。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文 第 27 頁(yè) 共 39 頁(yè) 圖 偏置電路上各節(jié)點(diǎn)的電壓和電流值 最終整體電路 至此，微波低噪聲放大器各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)已達(dá)標(biāo)準(zhǔn)，畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)束。本文分析了低噪聲放大器的各項(xiàng)性能指標(biāo)以及基本設(shè)計(jì)理論，運(yùn)用 ADS2021 軟件設(shè)計(jì)了一個(gè)中心頻率為 、通帶為 80MHz、噪聲系 數(shù)小于 3dB、增益大于 1輸入駐波比小于 、輸出駐波比小于 的微波低噪聲放大器。正是通過(guò)對(duì) ADS 軟件的不斷學(xué)習(xí)，熟練運(yùn)用，替代了微波低噪聲放大器的仿真設(shè)計(jì)中原本需要人工進(jìn)行的大量繁瑣的計(jì)算過(guò)程，極大的提高了工作效率。 (3)分析了微波低噪聲放大器的偏置電路和匹配電路的設(shè)計(jì)中的一些問(wèn)題，討論了輸入輸出匹配電路設(shè)計(jì)的問(wèn)題。 盡管已經(jīng)可以成功的設(shè)計(jì)出微波低噪聲放大器，但這僅僅是微波電路設(shè)計(jì)的入門，還有這眾多的元器件等著我去分析，未來(lái)仍需研究的問(wèn)題還有很多： (1)微波低噪聲放大器作為接收機(jī)系統(tǒng)的最前端電路，輸入端和匹配電路本文有所考慮，但是作為負(fù)載的后級(jí)電路 并沒(méi)有考慮到，仍需進(jìn)一步的工作。 (3)目前的低噪聲放大器研究技術(shù)日趨成熟，未來(lái)的熱點(diǎn)以及難點(diǎn)在于如何適應(yīng)未來(lái)通信技術(shù)的要求，提高其低噪聲性能，加大工作帶寬，進(jìn)一步優(yōu)化線性度等等。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文 第 29 頁(yè) 共 39 頁(yè) 參考文獻(xiàn) [1]低噪聲放大器 (LNA)[J].通信技術(shù) ,2021(01) [2]楊宇航 .基于 WCDMA直放站模擬預(yù)失真功率放大器的研究 [D]電子科技大學(xué)， 2021. 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[13]David [M].University of Massachusetts at Amherst. 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文 第 30 頁(yè) 共 39 頁(yè) 致謝 在本次畢業(yè)論文即將完成之時(shí)，我首先要向我的指導(dǎo)老師賈建科老師致以最崇高的敬意和最真摯的感謝！老師在百忙之中抽出時(shí)間為我們解答疑惑，正是老師拼搏的敬業(yè)精神，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，豐富的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，幫助我解決了一個(gè)又一個(gè)的難題。在此，請(qǐng)?jiān)试S我再次向老師致以崇高的 敬意和最真摯的感謝！ 在此，我還要向我們組的其他同學(xué)致以深深的敬意，感謝他們對(duì)我的畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)與支持以及日常生活的關(guān)心與幫助，非常感謝！ 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文 第 31 頁(yè) 共 39 頁(yè) 附錄 A 外文文獻(xiàn) David . Microwave Engineering Page 628 Lownoise amplifier design Beside stability and gain,another important design consideration for a microwave amplifier is its noise receiver applications especially,it is often required to have a preamplifier with as low a noise figure as possible since,as we saw in section ,the first stage of a receiver front end has the dominant effect on the noise performance of the overall it is not possible to obtain both minimum noise figure and maximum gain for an amplifier,so some sort of promise must be can be done by using constant gain circles and circles of constant noise figure to select a usable tradeoff between noise figure and we will drive the equations for constant noise figure circles,and show how they are used in transistor amplifier design. As