L波段低噪聲放大器的設(shè)計

　　輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計

　　低噪聲放大器設(shè)計中，輸入、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計是在獲得噪聲系數(shù)、增益指標(biāo)的前提下，將晶體管的輸入阻抗、輸出阻抗分別變換到標(biāo)準(zhǔn)的50Ω。通常低噪聲放大器的最大增益和最佳噪聲系數(shù)不可能同時獲得，因此，在設(shè)計的過程中需要對增益和噪聲系數(shù)等指標(biāo)取折衷，以滿足設(shè)計指標(biāo)的要求。設(shè)計中采用的基板是厚度為1 mm，相對介電常數(shù)為2.7的F4B介質(zhì)板。

　　第一級放大電路的設(shè)計根據(jù)ATF54143的小信號S參數(shù)計算出放大器中心頻率的輸入、輸出阻抗，輸入阻抗Zin=50×(0.999+j3.928E-4)，輸出阻抗Zout=50×(1.017+j0.064)，采用共軛匹配的方法，即ZS=Z*in，ZL=Z*out，從而進(jìn)行輸入和輸出匹配電路的設(shè)計，并采用ADS軟件對設(shè)計的匹配網(wǎng)絡(luò)微帶電路尺寸進(jìn)行優(yōu)化、仿真。放大器的噪聲系數(shù)頻率響應(yīng)如圖4所示，從圖中可以看出放大器的噪聲系數(shù)在中心工作頻率大約為0.6dB;圖5為放大器增益/頻率曲線，可以看出，設(shè)計的第一級放大器增益在工作頻率范圍內(nèi)大于10dB。

　　放大電路第二級的MGA86576由于本身就是一個內(nèi)匹配的增益模塊，可直接與第一級進(jìn)行級聯(lián)。但為了減小輸入/輸出回波損耗，所以在此級放大電路加入了匹配電路的設(shè)計，步驟與第一級類似，級間用電容相連。

　　仿真結(jié)果

　　電路設(shè)計完成后，使用ADS軟件對設(shè)計的低噪聲放大器進(jìn)行仿真，其中，圖6為低噪聲放大器的噪聲系數(shù)仿真結(jié)果，可以看出在1.90GHz～2.10GHz頻段中噪聲系數(shù)NF≤0.67dB;圖7為低噪聲放大器的增益特性頻率響應(yīng)，在2.0GHz頻點上，增益大約為38dB;圖8為整個低噪聲放大器的輸入、輸出回波損耗頻率響應(yīng)，其中的虛線是輸入回波損耗，實線是輸出回波損耗，在整個工作頻段內(nèi)輸入回波損耗小于-15dB，輸出回波損耗小于-22dB。

　　結(jié)語

　　本文介紹了一種采用源極串聯(lián)負(fù)反饋提高低噪聲放大器穩(wěn)定性的方法，并設(shè)計了一個中心頻率為2GHz、帶寬為200MHz的L波段低噪聲放大器，仿真結(jié)果表明，源極串聯(lián)負(fù)反饋可以提高放大器的低頻穩(wěn)定性。