2_4GHz低噪声放大器的研究

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2.4GHz WLAN无线功率放大器的设计与实现

2.4GHz WLAN无线功率放大器的设计与实现邓中亮，戚威(北京邮电大学电子工程学院北京100876)在WLAN网络中，由于WLAN的低功率与高频率限制了其覆盖范围，所以现有的产品基本上通信距离都比较小，并且实现双向收发的比较少。

而目前很多功率放大器都集成在收发端内部，这样提高了集成度，简化了电路，但是这种集成的功率放大器的功率往往不够大，要实现长距离传输必需外加功率模块。

本文主要研究的是无线功率放大器的设计方案与硬件的实现，通过增大发射信号功率、放大接收信号提高灵敏度来实现，同时实现了信号的双向收发，可运用于802.11b ／g模式的远距离无线传输。

1 无线功率放大器的设计如图1所示，在系统原理图中，射频输入通道耦合一部分功率送到检波电路进行处理，检出的射频包络和固定门限电平比较来控制信号端口的收发状态，如果高于门限电平，切换射频开关，有信号要发射，打开发射通道，反之处于接收状态。

1.1 传输微带线的设计微带线是RF电路设计的重点，是模块匹配网络中的一部分，也是连接各个功能模块的桥梁。

传输微带线用以输入／输出信号或者连接电路，如果它与前端电路的输出阻抗和后端电路的输入阻抗匹配，就可以使信号传输过程中的功率损耗减至最小。

本设计中的传输微带线特征阻抗为50Ω。

微带线的特征阻抗值由微带线的宽度w、PCB板的介电常数ε、PCB板的大厚度H、铜箔厚度T等参数决定。

在材料一定的条件下，特征阻抗只取决于微带线的宽度w，本设计中采用FR4板材。

由式(1)：1.2 双管平衡放大电路的设计发射功率放大电路的作用是将发射信号放大，输出大功率。

在本电路中采用双管平衡放大电路，采用并联的方法来提高输出功率。

功率放大芯片选择anadigics公司的AWL6153UM7P8，其在5 V直流电压，802.11g 模式下54 Mb／s信号速率最大输出功率可以达到+25 dBm，将芯片的两个相同的应用电路并联后构成平衡放大电路提高输出功率。

2.4GHz射频功率放大器的设计

毕业论文（设计）论文（设计）题目：2.4GHz射频功率放大器的设计目录中文摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (3)第二章理论基础 (5)2.1 二端口网络 (5)2.2 技术指标 (6)2.2.1 输出功率 (7)2.2.2 功率增益 (8)2.3 匹配网络 (9)2.3.1共轭匹配 (11)2.3.2负载牵引 (11)2.4 传输线理论简介 (12)2.5 ADS软件简介 (12)第三章电路设计 (14)3.1器件选型和功率分配 (14)3.1.1器件选型 (14)3.1.2 功率和增益分配 (14)3.2 单级放大器设计 (15)3.2.1功率级（Power stage）设计 (15)3.2.2驱动级（Driver stage）设计 (23)3.2.3 两级功率放大器系统设计 (26)第四章总结与展望 (29)谢辞 (30)参考文献 (31)附录翻译 (33)中文摘要近年来，RFID技术的应用在全球掀起一场热潮。

2.4G技术标准由于它的广泛应用，更是成为技术和市场领域的宠儿。

RFID最重要的部分是发射机，而射频功率放大器作为发射机的核心部件，它的性能是制约整个RFID系统性能和技术水平的关键因素。

本文介绍了基于ADS用于RFID系统的2.4GHz射频功率放大器的硬件电路设计方法。

整个系统以MOSFET器件为核心功放晶体管，在2.4GHz、工作电压为3.3V 条件下，采用两级功放级联方式，前端驱动级工作于小信号状态，为后端提供高功率增益，后端功率级工作于大信号，提供高功率输出。

级联之后的效果是实现了27dB功率增益和高达近27dBm功率输出。

该系统主要应用于超高频射频识别读写器系统。

本文深入探讨了整体硬件电路的设计方案，详细阐述了电路设计的原理和方法，最后给出了具体的实现过程。

关键词：GaAs FET；RFID；ADS；2.4G无线系统；射频功率放大器AbstractIn recent years, RFID technology has led to a boom in the world. 2.4G technology standard has become a cosset of the technology and market field, just because of its wide range of applications. Transmitter is the most important part of the RFID system. As the core component of a transmitter, the performance of RFPA becomes to the key factor restricting capability and technical level of the whole RFID systemThis paper introduces a method of 2.4GHz RFPA hardware circuit designing used in RFID system based on ADS. The entire system using MOSFET component as the core power transistor contains two-stage cascade amplifiers working in 3.3V supply voltage, 2.4GHz. The driver-level works in small-signal state, providing high power gain for the back-end; power-level works in large-signal state, providing high output-power for the load. The effect after cascade is to achieve a 27dB power gain and a 27dBm output-power.We discuss the blue print of the overall hardware circuit design in this paper, expatiate the principles and methods of circuit design in detail, and finally give a concrete realization of the process.Key words: GaAs FET; RFID; ADS; 2.4G wireless system; RF Power Amplifier第一章绪论随着人类社会进入信息时代，无线通信技术有了飞速的发展，尤其是射频微波通信技术的产生和发展无疑对无线通信技术的发展起到了决定的作用。

低噪声放大器的设计

低噪声放大器的设计参数：低噪声放大器的中心频率选为2.4GHz，通带为8MHz通带内增益达到11.5dB，波纹小于0.7dB通带内的噪声系数小于3通带内绝对稳定通带内输入驻波比小于1.5通带内的输出驻波比小于2系统特性阻抗为50欧姆微带线基板的厚度为0.8mm，基板的相对介电常数为4.3 步骤：1.打开工程，命名为dzsamplifier。

2.新建设计，命名为dzsamplifier。

设置框如下：点击OK后，如下图。

模板为BJT_curve_traver，带有这个模板的原理图可以自动完成晶体管工作点扫描工作。

3.在ADS元件库中选取晶体管。

单击原理图工具栏中的，打开元件库，然后单击，在搜索“32011”。

其中sp开头的原件是S参数模型，可以用来作S参数仿真，但这种模型不能用来做直流工作点扫描。

以pb开头的原件是封装原件，可以做直流工作点扫描，此处选择pb开头的。

4.按照下图进行连接5.将参数扫描控制器中的【Start】项修改为Start=0.6.点击进行仿真，仿真结束后，数据显示窗自动弹出。

如下图：7.晶体管S参数扫描。

（1）重新新建一个新的原理图S_Params，进行S参数扫描。

如下图：点击OK后，出现：（2）在ADS元件库中选取晶体管。

单击原理图工具栏中的，打开元件库，然后单击，在搜索“32011”。

此处选择sp 开头的。

（3）以如图的形式连接。

（4）双击S参数仿真空间SP，将仿真控件修改如下。

（5）点击仿真按钮，进行仿真。

数据如下图所示：（6）双击S参数的仿真控件，选中其中的【Calculate Noise】，如图执行后：注意：晶体管参数指标如下：1.晶体管sp_hp_AT32011_5_1995105的频率范围为0.1GHz-5.1GHz，满足技术指标。

2.通带内噪声系数满足技术指标。

3.通带内增益不满足技术指标。

4.通带内输入驻波比不满足技术指标。

5.通带内输出驻波比不满足技术指标。

结论如下：1.频率范围和噪声系数满足技术指标，可以选取该晶体管。

2～4 GHz MMIC低噪声放大器

2～4 GHz MMIC低噪声放大器佚名【摘要】针对通信系统对S波段低噪声放大器的需求,基于0.25μm GaAs PHEMT 工艺,设计了一款2～4 GHz微波单片集成电路低噪声放大器(MMIC LNA).该放大器采用两级级联的拓扑结构,第一级放大器利用微带线作为源极负反馈元件,第二级采用局部并联负反馈拓宽带宽,并且通过共享双电源供电,减小面积并降低噪声系数.仿真结果表明,在工作频带内,噪声系数低于1 dB,增益高于30.6 dB,输入回波损耗低于-8 dB,输出回波损耗低于-10 dB,芯片面积为2 mm*1.5 mm,与其它文献相比,该放大器在S波段具有更加优异的性能.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2019(027)001【总页数】5页(P75-79)【关键词】低噪声放大器;单片集成电路;砷化镓;高增益【正文语种】中文【中图分类】TN432在无线接收机系统中，低噪声放大器对系统的灵敏度有直接的影响。

低噪声放大器的功用是在尽可能少地增加噪声的前提下，将天线接收到的微弱信号放大，同时降低后面各级模块产生的噪声对信号的影响[1]。

评估一个低噪声放大器的性能指标主要有增益、噪声系数和线性度等，其中增益和噪声系数尤为重要。

鉴于目前S波段的接收机被广泛应用于通信系统中[2]，譬如蓝牙和WIFI模块的部分通信频段均为2.4 GHz，还有即将到来的5G通信系统，确定的频段就包括有3.4～3.8 GHz[3-5]，对S波段的低噪声放大器的研制就具有重大意义。

2004年国内研发了一款S波段的低噪声放大器[6]，其由三级电路构成，在300 MHz的带宽内，噪声系数不大于1.4 dB，增益范围为24.5～26 dB。

在这之后，相关的研究人员继续深入研究，进一步丰富了S波段的低噪声放大器的产品类型。

其中，孔令甲等研究人员研制的2.7～3.5 GHz的限幅低噪声放大器，王建朝设计的2.4～2.5 GHz的低噪声放大器，唐健等研究人员研发的2.65～3.45 GHz的低成本低噪声放大器等[7-9]。

微波限幅低噪声放大器研究进展

微波限幅低噪声放大器研究进展摘要：最近几年，毫米波通信技术在生活中的各个领域发展都很迅速。

在无线通信毫米波发射机中低噪声放大器具有非常重要的地位。

为保护低噪声放大器研究者会在放大器前端添加限幅器模块。

论文介绍了限幅低噪声放大器的工作原理和国内外研究进展。

关键字：限幅；低噪声；放大器1前言近年来，半导体工艺技术和高速无线通信技术的快速发展促进了毫米波技术日趋成熟，毫米波通信技术在生活中的各个领域大展拳脚。

毫米波在很多领域都有所应用且前景广阔。

GaAs工艺在性能方面比CMOS要高，所以现下主流的收发机都是采用GaAs工艺。

6GHz以下频率因为无线通信技术已经占用很多频谱资源，所以现在能继续开发的频谱资源已经很少了，在频谱资源如此拥挤的今天，各个频段之间的干扰也越来越严重。

现今人们要求传输速度越来越快，倒逼无线通信技术向频率更高的毫米波频段发展。

毫米波波长在1-10mm之间，与之对应的频段范围是30-300GHz，毫米波依靠波长短，穿透力强等特点在医学检测，汽车自动驾驶等领域得到广泛应用。

2限幅低噪声放大器的工作原理和研究进展放大器作为毫米波收发系统的重要组成部分，可以实现信号放大。

在放大器分类中，低噪声放大器（LNA）是所有种类中用途较广的一种。

在设计LNA时需要考量的指标有很多，这些指标中最重要的是噪声和线性度，噪声和线性度可以直接反映整个电路系统的灵敏度和动态范围。

信噪比过高也会大幅度降低带宽，在这样拥挤的带宽环境下，降低信噪比就显得尤为重要。

信噪比又由系统噪声直接控制，这个指标也是由低噪声放大器所决定。

另外，当输入功率较大时，低噪声放大器中的有源器件耐功率普遍较低，有些高功率雷达的收发系统共用一个天线，这个天线兼备发射与接收功能。

但是发射机的功率往往很高，通常在几千瓦到几万瓦之间，发射机与接收机的频段又非常接近，接收机就会耦合到一些发射机发射的大功率信号，即使这部分信号只占发射机整体信号很小一部分，但是对接收机也是致命的。

LNA_理论基础

低噪声放大器设计的理论基础作者：佚名来源：本站整理发布时间：2009-10-20 20:45:05 [收藏] [评论]射频低噪声放大器的ADS设计本文首先简要介绍了低噪声放大器设计的理论基础，并以2.1－2.4Ghz 低噪声放大器为例，详细阐述了如何利用Agilent 公司的ADS 软件进行分析和优化设计该电路的过程，仿真结果完全满足设计指标，最后对微波电路的容差特性进行了模拟分析，对于S 波段低噪声放大器的设计研究有着重要的参考价值。

关键词：低噪声放大器，匹配，仿真，优化1. 前言低噪声微波放大器（LNA）已广泛应用于微波通信、GPS 接收机、遥感遥控、雷达、电子对抗、射电天文、大地测绘、电视及各种高精度的微波测量系统中，是必不可少的重要电路。

低噪声放大器位于射频接收系统的前端，其主要功能是将来自天线的低电压信号进行小信号放大。

前级放大器的噪声系数对整个微波系统的噪声影响最大，它的增益将决定对后级电路的噪声抑制程度，它的线性度将对整个系统的线性度和共模噪声抑制比产生重要影响。

对低噪声放大器的基本要求是：噪声系数低、足够的功率增益、工作稳定性好、足够的带宽和大的动态范围。

Advanced Design System(ADS)软件是Agilent 公司在HPEESOF 系列EDA 软件基础上发展完善的大型综合设计软件，它功能强大，能够提供各种射频微波电路的仿真和优化设计，广泛应用于通信、航天等领域，是射频工程师的得力助手。

本文着重介绍如何使用ADS 进行低噪声放大器的仿真与优化设计。

2. 低噪声放大器特点及指标LNA 是射频接收机前端的主要部分，它主要有四个特点。

首先，它位于接收机的最前端，这就要求它的噪声系数越小越好。

为了抑制后面各级噪声对系统的影响，还要求有一定的增益，但为了不使后面的混频器过载，产生非线性失真，它的增益又不宜过大。

放大器在工作频段内应该是稳定的。

其次，它所接受的信号是很微弱的，所以低噪声放大器必定是一个小信号放大器。

2.0~2.4GHz限幅低噪声放大器设计

虑采用此种设计方法。
3 LNA 电路仿真与优化
图 2 直流偏置电路
借助 Agilent 公司的 ADS 仿真软件进行设计。选用 S 参数模型仿真, 采用 Roggers4350B 基片, 介质基片厚度为 H = 0. 508 mm, 相对介电常数为 E r = 3. 38, 表面覆铜厚度为 35Lm。在仿真中充分考虑了器件的寄生参数的影响及封装对版图的影响同时要考虑最终仿真出来的电路结构的可实现性, 使仿真更接近实际电路。
Abstr act : This paper has introduced a new method of the S2band limiter LNA designing, which innovatively used lumped par amet ers and distributed parameter s mixed and matched, t aking int o account t he requirement of the volume and noise. T o optimize the str ucture, we ut ilized the simulation software named ADS, the parasit ic parameter sp impact to the device and the effect of packaging on the map has been considered, t o make the simulation r esult closer to the actual circuit t han before. Besides, we handed out the solution of the self2excitation problem in am plifier debugging for the fir st t ime. F rom the exper iment data, we can see that the limiter before LNA could operat e perfectly when the input pulse power is up to 400W, the noise, the gain and SWR of the amplifier also reached the target well. KeyWor ds: PIN diode; LNA; Limiter ; Stability; ADS

低噪声放大器的两种设计方法与低噪声放大器设计实例

低噪声放大器的两种设计方法与低噪声放大器设计实例低噪声放大器的两种设计方法低噪声放大器（LNA）是射频收发机的一个重要组成部分，它能有效提高接收机的接收灵敏度，进而提高收发机的传输距离。

因此低噪声放大器的设计是否良好，关系到整个通信系统的通信质量。

本文以晶体管ATF-54143为例，说明两种不同低噪声放大器的设计方法，其频率范围为2～2．2 GHz；晶体管工作电压为3 V；工作电流为40 mA；输入输出阻抗为50 Ω。

1、定性分析1.1、晶体管的建模通过网络可以查阅晶体管生产厂商的相关资料，可以下载厂商提供的该款晶体管模型，也可以根据实际需要下载该管的S2P文件。

本例采用直接将该管的S2P文件导入到软件中，利用S参数为模型设计电路。

如果是第一次导入，则可以利用模块S-Params进行S参数仿真，观察得到的S参数与S2P文件提供的数据是否相同，同时，测量晶体管的输入阻抗与对应的最小噪声系数，以及判断晶体管的稳定性等，为下一步骤做好准备。

1.2、晶体管的稳定性对电路完成S参数仿真后，可以得到输入／输出端的mu在频率2～2．2 GHz之间均小于1，根据射频相关理论，晶体管是不稳定的。

通过在输出端并联一个10 Ω和5 pF的电容，m2和m3的值均大于1，如图1，图2所示。

晶体管实现了在带宽内条件稳定，并且测得在2．1 GHz时的输入阻抗为16．827-j16．041。

同时发现，由于在输出端加入了电阻，使得Fmin由0．48增大到0．573，Γopt为0．329∠125．99°，Zopt=（30．007+j17．754）Ω。

其中，Γopt是最佳信源反射系数。

1.3、制定方案如图3所示，将可用增益圆族与噪声系数圆族画在同一个Γs平面上。

通过分析可知，如果可用增益圆通过最佳噪声系数所在点的位置，并根据该点来进行输入端电路匹配的话，此时对于LNA而言，噪声系数是最小的，但是其增益并没有达到最佳放大。

因此它是通过牺牲可用增益来换取的。

低噪声放大器的工作原理

低噪声放大器的工作原理
低噪声放大器（Low Noise Amplifier，LNA）是一种用于放大
微弱信号并尽可能减少噪声的电子设备。

其工作原理主要涉及以下几个方面：
1. 输入匹配：LNA的输入端需要与输入信号源匹配，以最大
程度地提取信号。

这可以通过合适的输入阻抗来实现。

匹配网络通常由各种电路元件组成，如电容、电感和变压器等。

2. 前置放大：LNA使用一个高增益的晶体管或运算放大器等
器件来放大输入信号。

这些放大器通常具有低噪声系数和高线性度，以在尽可能短的时间内将信号放大到足够的水平。

3. 反馈网络：为了避免电路的不稳定性和干扰，LNA通常采
用反馈网络，以抑制不必要的振荡和增强信号稳定性。

反馈网络通常由电容、电感和电阻等元件组成。

4. 电源滤波：为了进一步减少噪声的影响，LNA通常使用电
源滤波电路来抑制电源中的高频噪声和尖峰，以保持放大器的稳定性和性能。

综上所述，低噪声放大器的工作原理可以概括为通过输入匹配、前置放大、反馈网络和电源滤波等步骤来实现信号放大并尽可能减少噪声的影响。

一种新型2.4GHz SiGe BiCMOS低噪声放大器

ＣＭＯＳｌｗｏｓｍｐｉｅｔｗｏｒｄｓｉａｉｎｏｎｉｅｆｕｅａｄｇｏｔｈｎｅｉｎｄｏｎｉｅａｌｉｒｗｉｌｐｗｅｉｓｐｔ，ｌｗｏｓｉｒｎｏｄｍａｃｉｇｉｄｓｇｅ．ＲｅｕｔｒｍｆｈｏｏｇｓｓｌｆｏｓｓｍｕａｉｎｗｉｈＳｅｔｅｉｌｔｔｐｃｒＲＦｏｔｒ，ｕｉｇＴＳＣ’ ．５“ ＳＧｅＢＣＭＯＳｔｃｎｌｇ，ｓｏｔａｈｉｃｉｈｓａｏｓｆｗａｅｓｎＭｓ０３ｍｉｉｅｈｏｏｙｈｗｈｔｔｅｃｒｕｔａｎｉｅｆｕｅｏ．７ｄｎａｎｏ１５ｄｏｓｉｒｆ２２Ｂａｄａｇｉｆ１．Ｂ，ａｄｉｏｌｉｓｐｔｓ６１ｍＷｆＸ；ｏｒｆｏａｓｎｌｓｐｌ．ｇｎｎｙｄｓｉａｅ．ｔｏＩｐｗｅｒｍｉｇｅ２Ｖｕｐｙ
中图分类号：Ｔ３；ＴＮ２．Ｎ４３７２３文献标识码：Ａ文章编号：０４３６（０６０—５００１０ —３５２０）５０８—４
Ａｖｌ２４ＧＨｚＳＧｅＢｉＮｏｅ．ｉＣＭｏＳＬｗｉｅＡｍｐｉｉｒｏＮｏｓｌｆｅ
ＤａｇｈｏＩｎｊ，ＡＩＧｕｎ —ａ，ＬＷｅ－ｅＷＡＮＧＳｅｇｒｎ，Ｉｉｇｃｕ，ｉｈｎ —ｏｇＬｎ —ｈｎＹＡＮＧＭｏｈａＪ —ｕ
（ｃｏｌｆＭｉｏｌｃｎｏ．Ｓａｌｃｒ．Ｕｉ．ｏｌｃｃ．ａｄＴｃｎ１ｆＣｉａ，ｈｎｄ，Ｓｃｕｎ６０５Ｐ．Ｒ．Ｃｉａｅｔｏ，ｎｖｆＥｅ．Ｓｉｎｅｈｏ．ｏｈｎＣｅｇｕｉａ１０４，ｒｈｈｎ）

低功耗CMOS低噪声放大器的设计

低功耗CMOS低噪声放大器的设计周洪敏;张瑛;于映;丁可柯【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2014(33)23【摘要】Based on SMIC 0.18 μm CMOS technology, a current-reused two-stage low power low noise amplifier is designed. Simulation results indicate that, the gain of the circuit is 26.26 dB while operating at 2.4 GHz.The input return loss S11 is -27.14 dB, and the output return loss S22 is -16.54 dB. The inverse isolation is -40.91 dB. The NF is 1.52 dB. The power consumption is 8.6 mW under a 1.5 V voltage supply, and works with good stability.%针对低功耗电路设计要求，基于SMIC 0.18μm CMOS 工艺，设计了一种电流复用两级共源低噪声放大器。

仿真结果表明，在2.4 GHz的工作频率下，功率增益为26.26 dB，输入回波损耗 S11为-27.14 dB,输出回波损耗 S22为-16.54 dB,反向隔离度为-40.91 dB，噪声系数为1.52 dB，在1.5 V的供电电压下，电路的静态功耗为8.6 mW，并且工作稳定。

【总页数】3页(P41-43)【作者】周洪敏;张瑛;于映;丁可柯【作者单位】南京邮电大学电子科学与工程学院，江苏南京 210023;南京邮电大学电子科学与工程学院，江苏南京 210023;南京邮电大学电子科学与工程学院，江苏南京 210023;南京邮电大学电子科学与工程学院，江苏南京 210023【正文语种】中文【中图分类】TN432【相关文献】1.2.4GHz低功耗CMOS低噪声放大器的设计 [J], 殷蔚;谭正龙2.1.9GHz低电压低功耗CMOS射频低噪声放大器的设计 [J], 周建明;陈向东;兰萍;谢睿;徐洪波3.低功耗CMOS射频低噪声放大器的设计 [J], 吴建锋;秦会斌;黄海云;郑梁4.用于物联网双频段低功耗CMOS低噪声放大器设计 [J], 孟凡振5.用于无线传感网络低功耗亚阈值CMOS低噪声放大器设计 [J], 孟凡振;王锡良因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

2.4G放大器电路原理图(1-1)

2.4G 射频双向功放的设计与实现(1-1)在两个或多个网络互连时，无线局域网的低功率与高频率限制了其覆盖范围，为了扩大覆盖范围，可以引入蜂窝或者微蜂窝的网络结构或者通过增大发射功率扩大覆盖半径等措施来实现。

前者实现成本较高，而后者则相对较便宜，且容易实现。

现有的产品基本上通信距离都比较小，而且实现双向收发的比较少。

本文主要研究的是距离扩展射频前端的方案与硬件的实现，通过增大发射信号功率、放大接收信号提高灵敏度以及选择增益较大的天线来实现，同时实现了双向收发，最终成果可以直接应用于与IEEE802.11b/g兼容的无线通信系统中。

双向功率放大器的设计双向功率放大器设计指标：工作频率：2400MHz～2483MHz最大输出功率：+30dBm（1W）发射增益：≥27dB接收增益：≥14dB接收端噪声系数：< 3.5dB频率响应：<±1dB输入端最小输入功率门限：<?15dB m具有收发指示功能具有电源极性反接保护功能根据时分双工TDD的工作原理，收发是分开进行的，因此可以得出采用图1的功放整体框图。

功率检波器信号输入端接在RF信号输入通道上的定向耦合器上。

当无线收发器处在发射状态时，功率检波器检测到无线收发器发出的信号，产生开关切换信号控制RF开关打向发射PA通路，LNA电路被断开，双向功率放大器处在发射状态。

当无线收发器处在接收状态时，功率检波器由于定向耦合器的单方向性而基本没有输入信号，这时通过开关切换信号将RF 开关切换到LNA通路，PA通路断开，此时双向功率放大器处在接收状态。

下面介绍重点部位的设计：发射功率放大（PA）电路发射功率放大电路的作用是将无线收发器输入功率放大以达到期望输出功率。

此处选择单片微波集成电路（MMIC）作为功率放大器件，并采用两级级联的方式来同时达到最大输出功率与增益的要求。

前级功率放大芯片选择RFMD公司的RF5189，该芯片主要应用在IEEE802.11b WLAN、2.4GHz ISM频段商用及消费类电子、无线局域网系统、扩频与MMDS 系统等等。

2.4GHz可变增益CMOS低噪声放大器设计

现。测试结果表明，高增益为１．Ｂ，时电路的噪声系数小于３Ｂ，益变化范围为Ｏ１．Ｂ。在１８Ｖ电最１５ｄ此增ｄ～１５ｄ．
压下，电路工作电流为３ｍＡ。关键词：频集成电路；噪声放大器；声系数射低噪
Ｋｅｒｓ：ＲＦＩ；ｌｗｏｓｍｐｉｉｒ；ｎｏｓｉｕｒｙｗｏｄＣｏｎｉｅａｌｆｅｉｅｆｇｅ
ＥＥＡＣＣ：】２２０
在考虑了输入端ＥＤＰＤ等寄生电容的影Ｓ／Ａ
引
言
响，并将其作为匹配网络的一部分的情况下分析了ＣＭＯＮＡ设计中噪声系数，益和线性度的折ＳＬ增衷关系，给出优化方法。文中的结构如下：一节并第
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａ．２４ＧＨｚｖｒａｌｇｉａｉｂｅａｎＣＭ０ＳｌｗｏｓｍｐｉｅＩＮＡ）ｉｐｅｅｔｄｉｈｓｐ — ｏｎｉｅａｌｉｒ（ｆｓｒｓｎｅｔｉａｎ
ｐｒｅ．ＴｈｓＬＮＡｓｉｐｅｎｅｎＨＪ．８ｔＣＭＯＳｐｏｅｓａｄｔｅｍｅｓｒｍｅｔｒｓｌｉｉｍｌｍｅｔｄｉＫＪ０１２ｍｒｃｓｎｈａｕｅｎｅｕｔｓ
１ＬＮＡ设计的理论分析
在ＣＭＯＳＬＮＡ各种结构中，电感源简并结构（ｎｕｔｅｙｓｕｃｅｅｅａｉｎ具有噪声系数小、Ｉｄｃｉｌｏｒｅｄｇｎｒｔ）ｖｏ

低噪声放大器的应用与发展状况及趋势

低噪声放大器的应用与发展状况及趋势1 低噪声放大器的应用低噪声放大器是现代无线通信、雷达、电子对抗系统等应用中一个非常重要的部分，常用于接收系统的前端，在放大信号的同时抑制噪声干扰，提高系统灵敏度。

如果在接收系统的前端连接高性能的低噪声放大器，在低噪声放大器增益足够大的情况下，就能抑制后级电路的噪声，则整个接收机系统的噪声系数蒋主要取决于放大器的噪声。

如果低噪声放大器的噪声系数降低，接收机系统的噪声系数也会变小，信噪比得到改善，灵敏度大大提高。

由此可见低噪声放大器的性能制约了整个接收系统的性能，对于整个接收系统技术水平的提高，也起了决定性的作用。

低噪声放大器是雷达、电子对抗及遥测遥控接受系统等的关键部件。

L、S 波段低噪声放大器一般用于遥测、遥控系统。

在电子对抗、雷达侦察中，由于要接收的信号的频率范围未知，其实频率范围也是要侦察的内容之一，所以要求接收系机的频率足够宽，那么放大器的频率也要求足够宽。

而且，雷达侦察接收的是雷达发射的折射波，是单程接收；而雷达接收的是目标回波，从而使侦察机远在雷达作用距离之外就能提早发现雷达目标。

灵敏度高的接收机侦察距离就远，如高灵敏度的超外差式接收机可以实现超远程侦察，用以监视敌远程导弹的发射，所以，要增高侦察距离，就要提高接收机灵敏度，就要求高性能的低噪声放大器。

在国际卫星通信应用中, 低噪声放大器的主要发展要求是改进性能和降低成本。

由于国际通信量年复一年地迅速增加, 所以必须通过改进低噪声放大器的性能来满足不断增加的通信要求。

因此, 要不懈地不断努力去展宽带低噪声放大器的带宽和降低其噪声温度。

从经济观点出发, 卫星通信整个系统的成本必须减少到能与海底电缆系统相竞争。

降低低噪声放大器的噪声温度是降低卫星通信系统成本的一种最有效的方法, 因为地面站天线的直径可以通过改善噪声温度性能而减小。

另一方面, 在国内卫星通信应用中, 重点放在低噪声放大器的不用维修特性以及低噪声和宽带性能, 因为在这些系统中越来越广泛地采用无人管理的工作方式, 特别在电视接收地面站中更是如此。

2～4GHz宽带高增益小型化限幅低噪声放大器

2～4GHz宽带高增益小型化限幅低噪声放大器周全;邓世雄【摘要】为适应微波混合集成电路向多功能、高性能、小型化及低成本方向的发展趋势,设计了一种具有限幅、开关功能的宽带平衡式低噪声放大器,利用微波薄膜混合集成电路工艺和多芯片微组装模块(MCM)集成技术将限幅电路、宽带平衡式放大电路、开关电路和TTL转换电路一体化集成到全密封金属管壳,阐述了该限幅低噪声放大器的高功率限幅、高增益、宽带低噪声及小体积设计.限幅低噪声放大器工作在2～4 GHz,限幅功率大于250 W(脉宽1 ms,30％占空比),增益大于38 dB,电压驻波比小于1.4,噪声系数小于1.4 dB,恢复时间小于1.0μs.限幅低噪声放大器采用+5V电源,开关控制端采用TTL电平,外形尺寸24 mm×12 mm×5.0 mm.技术指标满足设计要求.【期刊名称】《舰船电子对抗》【年(卷),期】2018(041)001【总页数】5页(P98-101,109)【关键词】混合集成电路;低噪声放大器;限幅器;小型化【作者】周全;邓世雄【作者单位】中国电子科技集团公司第十三研究所,河北石家庄050051;中国电子科技集团公司第十三研究所,河北石家庄050051【正文语种】中文【中图分类】TN722.30 引言限幅低噪声放大器作为T/R组件中的重要组成部分，被大量应用于车载、机载、舰载雷达。

随着雷达向着高效率、高输出功率以及质量轻、体积小、集成化的方向发展，要求T/R组件中限幅器承受功率越来越高，同时对具有多功能的小体积管壳封装类限幅低噪声放大器的需求越来越迫切[1]。

2015年Qorvo公司推出了工作频率2～4 GHz、限幅功率200 W 的TGL2927-SM型限幅器单片(脉宽500 μs，占空比15%)，但对于更高限幅功率、更大占空比的限幅器单片，国内外未见报道。

目前，由于采用单片电路工艺很难实现对高功率限幅器和低噪声放大器的一体化集成，采用微波薄膜混合集成电路工艺设计的小型化管壳封装类限幅低噪声放大器凸显出巨大优势，具有广阔的应用市场。

2.4 GHz高增益极低噪声放大器设计

2.4 GHz高增益极低噪声放大器设计罗兵;詹忠山;张永亮;邱文华;王喜瑞【摘要】基于ADS仿真技术，提出了微带线代替电感的负反馈方式，保证电路稳定性的同时，采用微带线代替电感、电容实现放大器的匹配，方便调试并节省了成本。

经过优化与调试，最终设计了一种2.4 GHz频段极低噪声高增益的低噪声放大器。

实测结果与仿真结果保持一致，在2.4 GHz~2.5 GHz范围内，驻波比VSWR≤1.45，增益GAIN≥12 dB，噪声系数NF≤0.63。

高增益极低噪声放大器用于WLAN系统，能提高通信距离和通信容量，改善通信质量。

%Based on the ADS simulation technology, a negative feedback way is proposed to ensure stability of the circuit by using microstrip line instead of lump inductance, at the same time, matching of noise ampliifer is achieved by using microstrip line instead of lump inductance or capacitance, it is easy to debug and cost saving. Finally, it is designed that A low noise of 2.4 GHz band possess lower noise ifgure and high gain after optimizing and tuning. The experimental results are consistent with the simulation results within a range of 2.4 GHz~2.5 GHz,VSWR≤1.45,GAIN≥12 dB, noise ifgureNF≤0.63. The lower noise ifgure and high gain ampliifer can increase the communication distance and communication capacity, and improve communication quality by using WLAN system.【期刊名称】《电子与封装》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】5页(P24-28)【关键词】2.4 GHz;低噪声放大器;ADS;微带线;匹配;仿真分析【作者】罗兵;詹忠山;张永亮;邱文华;王喜瑞【作者单位】广东机电职业技术学院信息工程学院，广州 510515;广东机电职业技术学院信息工程学院，广州 510515;广东机电职业技术学院信息工程学院，广州 510515;广东机电职业技术学院信息工程学院，广州 510515;广东好帮手电子科技股份有限公司集团研发中心，广东佛山 528113【正文语种】中文【中图分类】TN4021 引言近年来，WLAN（无线局域网络）系统、卫星通信、全球定位系统等无线通信技术得到了快速的发展，尤其是WLAN系统在民用领域得到了大量的应用，然而WLAN系统通信距离短，接收机接收系统灵敏度较低。

一种新型2.4 GHz RF低噪声放大器的设计

Ｒｓ —Ｒ￣Ｏ１ｌＪＬｓＴ（）１
与放大管尺寸以及电路功耗的关系，并给出了在一
定功耗条件下，路噪声系数达到最小值的条件。电但至今还没有文献给出如何调整偏置电压，以获得
对于改进后的电路，Ｒ表示输入管的栅极视用
Ｇ。仿真表明，电流消耗为３０Ｈｚ在０Ａ的条件下，出的低噪声放大器具有更好的噪声系数与增提益，分别比传统的电感源极衰减低噪声放大器改善１９ｄ．Ｂ与５３ｄ．Ｂ。关键词：低噪声放大器；噪声系数；失配因子
中图分类号：ＴＮ４１１３．文献标识码：Ａ文章编号：０４３６（０７０—４７０１０—３５２０）３０１—４
Ｋｅｏｄｙｗｒｓ：Ｌｏｎｉｅａｌｉｒｗｏｓｍｐｉｅ；Ｎｏｓｉｕｅｆｉｅｆｒ：Ｍｉｍａｃａｔｒｇｓｔｈｆｃｏ
ＥＥＡＣＣ：１２２０
Ｉ引言
低噪声放大器在现代通讯系统中扮演着重要的角色。迄今为止，有很多文献致力于低噪声放大器的研究［］１。文献Ｅ－４］讨论了电感源极衰减（ｄｃＩｉｕ— ｎ
放大器，以实现对偏置电压的调节。理论分析与可
仿真表明，在功耗相同的条件下，它的噪声系数与增
益都优于传统的低噪声放大器。
收稿日期：０６１ —８定稿日期：０７０ —５２０ —１０；２０ —２０
Ｒ的设计值应大于信号源内阻，也就是说，输入管
人电阻，即

2～4 GHz波段低噪声放大器的仿真设计

2~4GHz 波段低噪声放大器的仿真设计赵玉胜（电子科技大学物理电子学院，四川成都610054）摘要：利用pHEMT 工艺设计了一个2~4GHz 宽带微波单片低噪声放大器电路。

本设计中采用了具有低噪声、较高关联增益、pHEMT 技术设计的ATF-54143晶体管，电路采用二级级联放大的结构形式，利用微带电路实现输入输出和级间匹配，通过ADS 软件提供的功能模块和优化环境对电路增益、噪声系数、驻波比、稳定系数等特性进行了研究设计，最终使得该LNA 在2~4GHz 波段内增益大于20dB ，噪声小于1.2dB ，输出电压驻波比小于2，达到了设计指标的要求。

关键词：低噪声放大器；负反馈网络；pHEMT ；ADS 仿真中图分类号：TN722.3文献标识码：A文章编号：1674－6236（2012）23-0190-03Simulation and design of 2~4GHz low -noise amplifierZHAO Yu -sheng（Institute of Physical Electronics ，UESTC ，Chengdu 610054，China ）Abstract:Based on the LNA with excellent performance from 2GHz to 4GHz band purpose ，this design uses a low -noise ，high associated gain ，PHEMT technology designed ATF -54143transistor ，the circuit is presented with two cascade structureform ，microstrip circuit is used to complete the input ，output and interstage matching ，through the functionality modules and optimizing environment provided by ADS software ，the circuit gain ，noise figure ，VSWR ，stability factor and other characteristics are studied ，ultimately from 2GHz to 4GHz band the LNA gain is greater than 20dB ，the noise is less than 1.2dB ，input and output VSWR is less than 2，and all factors meet the design requirements.Key words:low -noise amplifier ；negative feedback network ；HEMT ；ADS simulation and optimization收稿日期：2012-08-19稿件编号：201208085作者简介：赵玉胜（1987—），男，山东临沂人，硕士研究生。

平衡低噪声放大器的优化设计

平衡低噪声放大器的优化设计徐沛虎葛亚芬孙厚军北京理工大学微波通信试验室邮编：100081摘要本文以Ansoft 公司的serenade 8.71仿真软件为工具，实现了2——4GHz 的平衡低噪声放大器的优化设计，在实际过程中还详细介绍了3Db 移相功分器的设计，最终获得了满足指标的低噪声放大器。

关键词低噪声放大器 3db移相功分器 1. 引言低噪声放大器一般处于接收机的前端，主要作用是放大天线从空中接收到的微弱信号，降低噪声干扰，以供系统解调出所需的信息数据，所以LNA 的设计对整个接收机是至关重要的，它的的性能的好坏直接影响整机的性能，尤其是接收机灵敏度。

系统接收灵敏度的计算公式如下：S = -174+ NF+10㏒BW+S/Nmin 可见，在各种无线通讯系统中，有效提高灵敏度的关键因素就是降低接收机的噪声系数NF，而决定接收机NF 的关键部件就是LNA。

Ansoft 公司的serenade 仿真软件是设计微波、射频电路的好工具，其功能完备、操作简单，诸如匹配电路的设计，线宽的计算都很易实现。

本文利用serenade 很好地实现了工作频带为2.2-4GHz,噪声系数小于2db,输入、输出驻波比小于3，增益平坦度为±2db 的低噪声放大器，由于频带宽所以采用了平衡放大结构，在此过程中又对所需的90度移相器进行了设计。

2. 平衡低噪声放大器的设计理论低噪声放大器的技术指标有噪声系数，增益、增益平坦度、工作频段、输入输出驻波比。

电路设计时选择BJT 还是FET 取决于应用。

例如在射频接收机前端，噪声系数特别重要，而在其它场合，功率增益和输出功率更重要，所以采用具有小的噪声的FET 管子。

由于平衡放大器比单端放大器具有更好的稳定性和输入输出回波损耗，所以采用如图结构。

在各个分支低噪声放大器的设计中，采用一般的设计方法，电路结构图如下：在这个电路中为了得到较好的噪声系数，输入匹配电路按照最小噪声系数来匹配但也要兼顾到第一级放大器的增益，因为在系统中总的噪声系数取决于第一级的最小噪声系数和增益的大小，第一级的噪声系数越小，增益越大就会得到较好的低噪声放大器。

微型核_低噪声放大器的设计与仿真

-1-第1章绪论1.1课题背景及来源近年来，随着微电子、微机械和高级材料等新技术的迅速发展，小卫星的研究正在向体积小、质量轻、功能密度高的方向发展。

星载通信系统是小卫星上最重要最基本的组成部分。

它必须满足我国地面测控站的基本要求，以及体积小、重量轻和功耗低等其它要求。

“微型核”是卫星技术研究所在航天器设计理论中引入的新概念。

在“微型核”的概念中，信息电子系统集成了传统卫星平台设计中的各分系统电子功能部件，一体化设计思想成为其主导的设计原则。

其中，SoC(System on Chip)设计在电子领域的长足进步为“微型核”概念打下了坚实的基础。

“微型核”通信系统作为小卫星平台的一部分，是小卫星上转发无线电信号的通信设备。

星载计算机、通信控制器等核心单元与RFIC、LNA及PA等组成的射频单元有机组合，可实现星间或星地通信功能，构成一个完整的、微型化的通信电子系统。

因此，研究基于SoC技术的“微型核”，减小了卫星的体积并大大提高了小卫星的有效载荷，对我国卫星电子系统的国产化、小型化、低功耗、多功能、高性能和高可靠性具有重要的意义。

根据传统的划分原则，通信系统RF前端部分包括RF滤波器、LNA、Mixer、PLL、AGC及HPA等。

对于射频部分，如何将这些部件集成到一个芯片内，同时适应空间环境下星间通信以及星地通信正常工作的需求还存在很多设计的难点。

鉴于“微型核”空间通信并兼顾星地通信应用，其RFIC的技术指标选择在ISM波段，数据传输速率250Kbps，采用GFSK的调制解调方式，输出功率≥250mW，通信距离在几百公里到几千公里范围内。

到目前为止，国内外虽然有对整个单片收发机的研究[1～2]，但还没有此类功能芯片研制成功的相关报道。

典型的蓝牙技术应用的RFIC模块发射功率在10mW左右[3]，作为远距离测控通信应用比较困难。

本课题来源于973“微型核”新机理、新概念的研究项目，目的是根据航天应用的要求并结合目前微电子的工艺现状，采用硅CMOS技术在2.4～2.5GHz的ISM波段实现“微型核”通信系统的RF低噪声放大器的设计，为“微哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-2-型核”潜在应用创造必要的条件。