LNA的设计制作与调试
射频低噪声放大器电路设计详解
射频低噪声放大器电路设计详解射频LNA 设计要求：低噪声放大器（LNA）作为射频信号传输链路的第一级，它的噪声系数特性决定了整个射频电路前端的噪声性能，因此作为高性能射频接收电路的第一级LNA 的设计必须满足：（1）较高的线性度以抑制干扰和防止灵敏度下降;（2）足够高的增益，使其可以抑制后续级模块的噪声;（3）与输入输出阻抗的匹配，通常为50Ω;（4）尽可能低的功耗，这是无线通信设备的发展趋势所要求的。
InducTIve-degenerate cascode 结构是射频LNA 设计中使用比较多的结构之一，因为这种结构能够增加LNA 的增益，降低噪声系数，同时增加输入级和输出级之间的隔离度，提高稳定性。
InducTIve-degenerate cascode 结构在输入级MOS 管的栅极和源极分别引入两个电感Lg 和Ls，通过选择适当的电感值，使得输入回路在电路的工作频率附近产生谐振，从而抵消掉输入阻抗的虚部。
由分析可知应用InducTIve-degenerate cascode 结构输入阻抗得到一个50Ω的实部，但是这个实部并不是真正的电阻，因而不会产生噪声，所以很适合作为射频LNA 的输入极。
高稳定度的LNAcascode 结构在射频LNA 设计中得到广泛应用，但是当工作频率较高时由于不能忽略MOS 管的寄生电容Cgd，因而使得整个电路的稳定特性变差。
对于单个晶体管可通过在其输入端串联一个小的电阻或在输出端并联一个大的电阻来提高稳定度，但是由于新增加的电阻将使噪声值变坏，因此这一技术不能用于低噪声放大器。
文献对cascode 结构提出了改进，在其中ZLoad=jwLout//（jwCout）-。
LNAADS设计低噪声放大器的详细步骤
仿真结束，弹出结果窗口，如下页图。 注意关闭的时候要保存为适宜的名字。 另外图中的Marker是可以用鼠标拖动的。 由于采用的是ADS的设计模板，所以这 里的数据显示都已经设置好了。一般情 况下，数据的显示需要人为自行设置。
3.1晶体管直流工作点扫描
典型仿真结果图
3.1晶体管直流工作点扫描
注意如何规划仿真，才能尽快得到需要的电路
2.软件仿真中需要注意的几个问题
仿真时模型的选择1
晶体管
sp模型：属于小信号线性模型，模型中已经带有了 确定的直流工作点，和在一定范围内的S参数，仿 真时要注意适用范围。Sp模型只能得到初步的结 果，对于某些应用来说已经足够，不能用来做大信 号的仿真，或者直流馈电电路的设计，不能直接生 成版图。 大信号模型：可以用来仿真大、小信号，需要自行 选择直流工作点，仿真时要加入馈电电路和电源。 带有封装的大信号模型可以用来生成版图
3.2晶体管S参数扫描-sp模型
然后新的Design文件生成，窗口如下
3.2晶体管S参数扫描-sp模型
同3.1节对应操作，加入 sp模型的晶体管，并连 接电路如图。地的设置 按上面的 键即可调入。 图中的Term也是在仿真 中要经常用到的组件， 用以表示连接特征阻抗 的端口。
各种文件的命名 电路的布局以及参数的设置和选择 要有合理的设计顺序 物理概念要明确，不要在无意义的地方花时间
要记住：按照加工精度，有些线条太细是不能实现的，另外追求小数点后 面N位的精确也是无聊的。 注意仿真中使用模型的适用范围，比如：小信号模型就不能用来看三阶 交调等非线性的曲线（看了也是错的），微带线仿真的时候，注意要 L>W，软件中的模型才是对的。等等。 要按照先局部后整体的优化，切忌直接全局优化，最好能够预先计算设 置优化元件的初值。 要注意仿真的数值稳定性，对于对参数以来敏感的仿真结果在最后制作 的时候是很难实现的。适当的时候需要考虑改系统拓扑。 养成不明白就多看看help的习惯
2.4GHz的CMOS LNA设计与仿真
毕业设计设计题目一种用于射频接收机的2.4GHz 低噪声放大器设计学生姓名易昕学号 ******** 专业班级微电子10-3班指导教师尹勇生院系名称电子科学与应用物理学院2014年06月08日目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)第一章绪论 (3)1.1 课题研究背景现状以及意义 (3)1.1.1 课题背景 (3)1.1.2 CMOS 低噪声放大器研究现状 (3)1.1.3 研究意义 (4)1.2 论文主要工作及组织结构 (6)第二章 LNA的器件特性和噪声模型 (7)2.1 MOSFET器件模型及特性 (7)2.2器件噪声 (8)2.2.1 热噪声 (8)2.2.2 闪烁噪声 (9)2.2.3 散粒噪声 (9)2.2.4 爆米噪声 (9)2.3 MOS器件噪声分析 (10)2.3.1 漏极电流噪声 (10)2.3.2 栅噪声 (10)2.4 二端口网络噪声理论及优化噪声系数的LNA匹配技术 (11)第三章低噪声放大器的主要技术参数 (17)3.1 引言 (17)3.2 噪声系数 (17)3.3 S参数 (18)3.3.1 双端口网络的S参数介绍 (18)3.3.2 S参数方程 (18)3.4 功率增益 (20)3.5 线性度 (20)3.6 稳定性指标 (22)3.7 功耗 (23)第四章 LNA电路结构的分析和选择 (23)4.1 输入端并联电阻的共源放大器 (23)4.2 并联-串联放大器 (25)4.3 共栅放大器 (26)4.4 电感源极负反馈放大器 (28)4.4.1 电感源极负反馈放大器的结构 (28)4.4.2 增益 (29)4.4.3 功率约束噪声优化 (30)第五章 LNA电路设计与仿真 (32)5.1 引言 (32)5.2 设计指标要求 (33)5.3 单端低噪声放大器的设计 (33)5.3.1 主体电路设计 (33)5.3.2 输入匹配 (38)5.3.3 输出匹配 (40)5.3.4 偏置电路 (42)5.4 仿真结果及分析 (43)第六章总结与展望 (46)致谢 (47)参考文献 (48)一种用于射频接受机的2.4GHz低噪声放大器设计摘要：人们生产、生活的需要促进了无线通信技术的蓬勃发展，对射频模块的性能要求也越来越高。
lna的原理
lna的原理LNA（低噪声放大器）是一种常见的电子器件，主要用于增强信号，并降低信号中的噪声。
LNA在无线通信、射频设计以及仪器设备等领域有着重要的应用。
下面将介绍LNA的原理以及其工作方式。
LNA的原理基于放大器的工作原理，通过增加输入信号的幅度，使得信号能够被后续电路正常处理和解码。
同时，LNA还能减小信号中的噪声，确保信号的质量和稳定性。
LNA通常由两个主要部分组成：放大器和滤波器。
放大器负责对输入信号进行放大，使其达到后续电路所需的幅度。
而滤波器则负责滤除输入信号中的噪声，确保信号的纯净性。
在LNA中，放大器通常采用高增益的放大器组件，例如场效应晶体管（FET）。
FET具有高输入阻抗和低噪声系数的特性，使其成为设计中的理想选择。
通过调节放大器的工作点，可以实现对输入信号的放大。
另外，滤波器在LNA中的作用不可忽视。
滤波器可通过选择特定的频带，滤除不需要的信号频率，以避免功率损耗和频率干扰。
常见的滤波器类型包括带通滤波器和带阻滤波器，具体选择则取决于不同的应用需求。
在应用LNA时，还需要注意信号的输入/输出阻抗匹配。
阻抗匹配可以最大限度地传输能量，并减小信号反射的损耗。
因此，合适的输入/输出阻抗匹配是LNA设计中的关键步骤之一。
当设计LNA时，还需考虑功耗和稳定性等因素。
为了实现低功耗，可以采用低功耗的元器件，并通过优化电路结构来减小功耗。
而为了确保稳定性，在设计中需要考虑温度变化、电源噪声以及分析原理图中的非线性效应等方面。
总结一下，LNA是一种常见的电子器件，能够通过放大器和滤波器的协同作用，增强信号的幅度和质量。
在设计LNA时，需要注意对输入/输出阻抗的匹配，同时考虑功耗和稳定性等因素。
通过合理的设计和精确的参数配置，LNA能够满足各种应用需求，有效提升无线通信和射频设计的性能。
低噪声放大器的设计
一种900MHz频段低噪声放大器设计方法及测试结果本文介绍一种低噪声放大器的设计方法，对初学者可能有一定的借鉴作用。
关键词： LNA：低噪声放大器 IL：插入损耗ACPR：邻道功率比值 IM3：三阶交调EESOF\TOUCHSTN：八十年代流行的HP公司的小型微波软件一、任务的来源:受外单位的委托，要求设计一种低噪声放大器，具体要求如下：1.频率范围：820-960MHz2.增益：G≥45dB3.噪声系数：Nf≤1.54.带内平坦度：≤±0.2dB5.线性功率：P-1≥15dBm6.电调衰减：Att= 31dB (5bit)二、设计框架:1.放大器级数的考虑：由于常见器件有效实际增益为11～17dB，故此，3-4级方可满足增益要求。
经对比分析我们确定了以下方案：第一级：A TF10136 Nf=0.4dB G=13.5dB OIP3=18dBm第二级：MSA1105 Nf=4.1dB G=10.5 dB OIP3=25dBm第三级：SGA6586 Nf=2.6dB G=23.8dB OIP3=33dBm在第二级与第三级之间插入数字电调衰减器，其数字电调衰减器的最小IL为1.8dB，所以，总增益约为46dB。
2.噪声系数的计算：一个放大器的噪声系数主要取决于第一、二级放大管的Nf及Gain，见以下公式：NFs=NF1+(NF2-1)/G1+(NF3-1)/(G1G2)+……(NFn-1)/(G1G2…Gn-1) 式中：NFn为第n级器件的噪声系数Gn-1为第n-1级器件的增益基于产品批量生产的一致性考虑，经HP的EESOF\TOUCHSTN编程计算，将第一级FET优化设计成:Nf=0.85dB Gain=13.5dB，经以上公式计算得出噪声系数理论值为1.1dB，满足指标要求。
3.线性功率考虑：线性功率小，交调指标差，它将最终影响功放的ACPR 值和IM3；但是，过分地要求加大P-1，将增加电流消耗，降低了设备的可靠度，同时提高了造价，综合考虑诸多因素，SGA6586比较合适。
低噪声放大器(LNA)仿真与设计ADS.ppt
20.03.2019
三、低噪声放大器基础知识
（3）噪声系数 放大器的噪声系数是输入信号的信噪比与输出信 号的信噪比的比值，表示信号经过放大器后信号质量 的变坏程度。级联网络中，越靠前端的元件对整个噪 声系数的影响越大，在接收前端：必须做低噪声设计。 放大器的设计要远离不稳定区。噪声的好坏主要取决 于器件和电路设计。 （4）动态范围 放大器的线性工作范围。最小输入功率为接收灵 敏度，最大输入功率是引起1dB 压缩的功率。
与源阻抗无关，与负载阻抗有关 ; 资用功率增益：二端口网络输入资用功率与输出资用功率之比，源 端和负载端均共扼匹配，与源阻抗有关，与负载阻抗无关。它表示放 大器增益的最大潜力; 转换功率增益：负载吸收功率与二端口网络输入端的资用功率之比， 与两端阻抗都有关。
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三、低噪声放大器基础知识
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三、低噪声放大器基础知识
1.3 放大器常用元器件
1.两端负阻的二极管器件
变容二极管 ：参量放大
隧道二极管：隧道效应 耿氏二极管：转移电子 碰撞雪崩渡越时间二极管：雪崩渡越时间 特点：应用于放大器电路的早期器件，制造比较容易、便宜，
但是两端口器件实现增益的相关电路价格确比较昂贵，且稳定 性较差，调试工作困难。
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一、电路噪声的定义与分析
1.2 噪声的分类
内部噪声，在没有施加外部电流的情况下所能够观察到的噪声： 电阻的热噪声 额外噪声，只有施加外部电流的情况下才能够观察到的噪声： 1/f噪声 散粒噪声 外部噪声， 环境噪声 外部电子干扰噪声
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一、电路噪声的定义与分析
1.3 热噪声的定义
导体中的噪声功率表示为： P k T f k T B （1） n 其中K为波尔兹曼常数，T是绝对温度用K表示，
射频射频LNA设计
《射频集成电路设计》课程设计报告LNA的设计和仿真专业：集成电路班级：电子0604学号：200681131姓名：高丕龙LNA的设计和仿真一．实验目的：1.了解低噪声放大器的工作原理及设计方法。
2.学习使用ADS软件进行微波有源电路的设计，优化，仿真。
3.掌握低噪声放大器的制作及调试方法。
二．原理简介1.低噪声放大器低噪声微波放大器（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。
LNA是射频接收机前端的主要部分，它主要有以下四个特点：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。
而且由于受传输路径的影响，信号的强弱又是变化的，在接受信号的同时又可能伴随许多强干扰信号输入，因此要求放大器有足够的线型范围，而且增益最好是可调节的。
再次，低噪声放大器一般通过传输线直接和天线或者天线滤波器相连，放大器的输入端必须和他们很好的匹配，以达到功率最大传输或者最小的噪声系数，并保证滤波器的性能。
最后，它应具有一定的选频功能，抑制带外和镜像频率干扰，因此它一般是频带放大器。
LNA低噪声放大器的主要指标如下：1）工作频率与带宽2）噪声系数3）增益4).放大器的稳定性5）输入阻抗匹配6）端口驻波比和反射损耗在设计较高的频段低噪声放大器，通常选用场效应管FET和高电子迁移率晶体管（HEMT）。
影响放大器噪声系数的因素除了与所选用的选用元器件有关外，电路的拓扑结构是否合理也是非常重要的。
放大器的噪声系数和信号源的阻抗有关，放大器存在着最佳的信号源阻抗Zso，此时，放大器的噪声系数应该是最小的，所以放大器的输入匹配电路应该按照噪声最佳来进行设计，也就是根据所选晶体管的Гopt来进行设计。
利用ADS设计低噪声放大器LNA
利用ADS 设计LNA低噪声放大器设计的依据和步骤：•满足规定的技术指标噪声系数（或噪声温度）；功率增益；增益平坦度；工作频带；动态范围输入、输出为标准微带线，其特征阻抗均为50Ω步骤：• 放大器级数（对于我们，为了便于设计和学习，通常选择一级） • 晶体管选择 • 电路拓扑结构 • 电路初步设计•用CAD 软件进行设计、优化、仿真模拟一、低噪声放大器的主要技术指标1．LNA 的噪声系数和噪声温度 放大器的噪声系数NF 可定义如下outout in in N S N S NF //=式中，NF 为微波部件的噪声系数；S in ，N in 分别为输入端的信号功率和噪声功率； S out ，N out 分别为输出端的信号功率和噪声功率。
噪声系数的物理含义是：信号通过放大器之后，由于放大器产生噪声，使信噪比变坏；信噪比下降的倍数就是噪声系数。
通常，噪声系数用分贝数表示，此时)lg(10)(NF dB NF =放大器自身产生的噪声常用等效噪声温度T e 来表达。
噪声温度T e 与噪声系数NF 的关系是)1(0-⋅=NF T T e 式中，T 0为环境温度，通常取为293K 。
2．LNA 的功率增益、相关增益与增益平坦度微波放大器功率增益有多种定义，比如资用增益、实际增益、共扼增益、单向化增益等。
对于实际的低噪音放大器，功率增益通常是指信源和负载都是50Ω标准阻抗情况下实功率增益的大小还会影响整机噪声系数，下面给出简化的多级放大器噪声系数表达式： (112)13121+-+-+=G G N G N N N f f f f其中：f N －放大器整机噪声系数；321f f f N N N ，，－分别为第1，2，3级的噪声系数；21G G ，－分别为第1，2级功率增益。
从上面的讨论可以知道，当前级增益G 1和G 2足够大的时候，整机的噪声系数接近第一级的噪声系数。
因此多级放大器第一级噪音系数大小起决定作用。
作为成品微波低噪音放大器的功率增益，一般是20－50dB 范围。
LNA的设计制作与调试(ADS)
选择适当的格式，显示2端口的噪声系数 nf(2)。
3.3 SP模型仿真设计
很多时候，在对封装模型进行仿真设计前， 通过预先对sp模型进行仿真，可以获得电 路的大概指标。sp模型的设计，通常被作 为电路设计的初级阶段。 本节首先设计sp_hp_AT41511_2_19950125在2GHz处的输入、输 出匹配。
3.3 SP模型仿真设计-输入匹配设计
仿真结果：S参数
3.3 SP模型仿真设计-输入匹配设计
仿真结果： 输入阻抗、 稳定系数、 噪声系数
3.3 SP模型仿真设计-输出匹配设计
由以上的仿真结果可见，基本上电路已经达到 了比较好的性能，如：良好的输入匹配、较高 的增益、稳定系数和噪声系数都比较好。 另一方面，输出匹配还不太好，电路的增益也 可能进一步的提高。 以下进行输出匹配设计 需要说明的几点：
3.2晶体管S参数扫描-sp模型
点击 ，激活的是数字 列表的显示方式，仿照前 面，将需要的参数加入右 边的显示列表。 对于 S(1,1)默认的显示是模/辐 角的格式。 点击 可以对结果的 输出格式进行高级控制， 如右下图设置为 dB(S(1,1))，注意字母的 大小写，可以按照dB的格 式显示。
在下面选择BJT_curve_tracer，在上面给新建的Design命 名，这里命名为BJT Curve
3.1晶体管直流工作点扫描
在新的Design中，会有系统预先设置好的组 件和控件，如下图
3.1晶体管直流工作点扫描
如何在Design中加入晶体管
点击
，打开元件库
3.1晶体管直流工作点扫描
3.1晶体管直流工作点扫描
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。
基于ADS的S波段LNA的设计与实现
基于ADS的S波段LNA的设计与实现马敏【摘要】With the development of modern amplifying link , in order to satisfy the requirement of High gain and low noise ,a low noise amplifier based on ADS simulation software is designed by the author. This amplifier adopts the two-stage EPB018A5-70 produced by the Excilics Company. The operating frequency of the amplifier is 2.2~2.3 GHz, the noise figure is 0.7 dB, and the gain is 32 dB.As motioned above, related indicators have reached the given requirements.%针对放大链路输入端对放大器高增益低噪声的需求,文中根据放大器的设计方法,结合相关指标,基于ADS仿真软件,设计完成了一款S波段的低噪声放大器.设计采用Excilics公司的EPB018A5-70场效应管,采取级联的设计方案,采用FR4绘制电路板,放大器的工作频率为2.2~2.36 GHz,噪声系数0.7 dB,增益32 dB.测试结果表明,所设计放大器的相关指标和电磁兼容性达到了给定要求.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2017(025)013【总页数】4页(P58-61)【关键词】LNA;ADS;微波电路;电磁兼容【作者】马敏【作者单位】西南电子技术研究所四川成都 610036【正文语种】中文【中图分类】TP311LNA，即微波低噪声放大器（Low-NoiseAmplifier），其位于放大链路前端，在设计的过程中需要在满足给定的增益要求情况下，尽可能减小噪声，使整个链路在输出端可获得最大可能的信噪比。
lna设计指南
低噪声放大器设计指南1．低噪声放大器在通讯系统中的作用随着通讯工业的飞速发展，人们对各种无线通讯工具的要求也越来越高，功率辐射小、作用距离远、覆盖范围大已成为各运营商乃至无线通讯设备制造商的普遍追求，这就对系统的接收灵敏度提出了更高的要求，我们知道，系统接收灵敏度的计算公式如下： S m in = -174+ NF+10㏒BW+S/N (1)由上式可见，在各种特定（带宽、解调S/N 已定）的无线通讯系统中，能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 ，而决定接收机的噪声系数的关键部件就是处于接收机最前端的低噪声放大器。
低噪声放大器的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，所以低噪声放大器的设计对整个接收机来说是至关重要的。
2． 低噪声放大器的主要技术指标：2．1 噪声系数NF噪声系数的定义为放大器输入信噪比与输出信噪比的比值，即：对单级放大器而言，其噪声系数的计算为：其中 F min 为晶体管最小噪声系数，是由放大器的管子本身决定的， Γopt 、Rn 和Γs 分别为获得 F min 时的最佳源反射系数、晶体管等效噪声电阻、以及晶体管输入端的源反射系数。
对多级放大器而言，其噪声系数的计算为：NF=NF 1+(NF 2-1)/G 1+(NF 3-1)/G 1G 2+…… （4） 其中NF n 为第n 级放大器的噪声系数，G n 为第n 级放大器的增益。
在某些噪声系数要求非常高的系统，由于噪声系数很小，用噪声系数表示很不方便，常常用噪声温度来表示，噪声温度与噪声系数的换算关系为：T e = T 0 ( NF – 1 ) （5）其中T e 为放大器的噪声温度，T 0 =2900 K ，NF 为放大器的噪声系数。
NF(dB) = 10LgNF （6）2． 2 放大器增益G ：放大器的增益定义为放大器输出功率与输入功率的比值：G=P out / P in （7） 从式（4）中可见，提高低噪声放大器的增益对降低整机的噪声系数非常有利，但低噪声放大器的增益过高会影响整个接收机的动态范围。
2_4GHz低噪声放大器_LNA_的设计与仿真
2.2 稳定性分析 稳定性判定要求稳定因子 K＞1 和 B>0。 以下是 为求得较佳 K、B 的 L1 参数扫描原理图和结果。
由仿真结果可以看出， 取一个较折中的参数点 F=2400MHz , L= 1.8nH ，以 满 足 较 好 的 稳 定 性 ，同 时 又 有 较 高 的 增 益 。
2.3 噪声分析 噪声是指电路中不期望出现的扰动和干扰 。 噪声
S21： 当 端 口 II 连 接 匹 配 负 载 Z0 时， 两端口网 络 的 正 向 电 压 传
输系数。
S22：当端口 I 的传输线连接匹配负载 Z0 时，端口 II 的 电 压 反 射 系
数。
S12：两 端 口 网 络 的 反 向 电 压 输 出 系 数 。
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科技信息
○机械与电子○
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
［责任编辑：王静］
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【参考文献】 ［1］李 向 前 . 快 速 成 型 中 支 撑 结 构 的 智 能 化 设 计 系 统 :[ 硕 士 学 位 论 文 ]. 西 安 ： 西 安 科 技 大 学 .2005. ［2］程 昌 秀 ，严 泰 来.关 于 优 化 n 条 线 段 求 交 算 法 的 研 究.测 绘 工 程 ，2001.Vol.10 (3):29~31. ［3］尚 晓 峰 ，刘 伟 军 ，王 天 然 . 金 属 直 接 快 速 成 型 中 激 光 扫 描 路 径 算 法 仿 真 技 术 .
● 【参考文献】
［1］刘 长 军 ，黄 卡 玛 ，闫 丽 萍 .射 频 通 信 电 路 设 计 [M]. 北 京 ：科 学 出 版 社 ，2007.12． ［2］王良江,冯全源.1. 8GHz CMOS 有源负载低 噪 声 放 大 器[ J ].电 子 器 件, 2005, 128 (3) : 494—496.
lna 原理
lna 原理低噪声放大器（LNA）是一种用于增强弱信号的关键电子元件。
它在许多无线通信系统中被广泛应用，包括无线电、卫星通信和移动通信等。
LNA的主要作用是提高信号的信噪比，以便分析和处理弱信号。
LNA的核心原理是通过最小化噪声系数和最大化增益来增加输入信号的强度。
LNA通常由一种或多种放大器级联组成，其中每个级别使用特定的技术来实现低噪声和高增益。
在LNA电路中，特别注意了对噪声的控制，以避免噪声的干扰对信号的损害。
在LNA中，其中一个重要的设计参数是噪声系数（NF），它是衡量LNA噪声性能的指标。
噪声系数越低，表示LNA可以更好地增强弱信号而不引入太多的噪声。
此外，LNA还需要具备高增益和良好的线性特性，以确保信号的准确放大，而不会引入失真。
为了实现低噪声和高增益的要求，LNA采用了一系列设计和优化技术。
例如，采用电流源技术可以提高放大器的线性性能，而共源共栅放大器结构则可有效降低噪声系数。
此外，LNA还可以采用带通滤波器来抑制外部噪声和干扰，并利用反馈机制来提高稳定性和增益。
在实际应用中，LNA的选择和设计取决于特定的应用需求和系统要求。
设计工程师需要平衡噪声、增益和功耗等因素，以找到最佳的LNA方案。
此外，还需要考虑射频（RF）输入和输出的匹配，以确保信号的传输效率和质量。
总之，LNA是一种重要的电子元件，用于增强弱信号的接收。
通过实现低噪声和高增益，LNA在无线通信系统中发挥着关键作用。
设计和优化LNA的电路结构和参数是一个复杂的任务，需要综合考虑多个因素，以满足特定应用的需求。
高增益低噪声放大器(LNA)的设计资料
本科生毕业设计[论文] 高增益低噪声放大器（LNA）的设计院系专业班级姓名学号指导教师2017年1月13日华中科技大学IC课程设计（论文）学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
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（请在以上相应方框内打“√”）作者签名：2017 年 1 月13 日导师签名：2017 年 1 月13 日摘要低噪声放大器（Low Noise Amplifier，LNA）作为整个射频接收系统第一级，直接影响着整个系统的性能。
它的主要功能就是将从天线接收到的微弱信号进行放大，同时将其输出给后级的混频器，在这个过程中LNA引入信号中的噪声非常低，对信号进行初步的降噪处理，如果信号在通过LNA时引入的噪声较大或者没有将信号放大，那么其后的射频模块将无法对有用信号进行处理。
所以应用中的低噪声放大器必须具有最佳的噪声系数（NF），具有良好的线性度且对信号有一定的放大功能。
基于以上的研究背景，本文设计了一款高增益宽带低噪声放大器，详细的介绍了它的设计过程。
文章首先对宽带低噪声放大器进行了简单介绍，包括它的研究背景及国内外发展现状，接着介绍了在设计低噪声放大器中我们要注意的几个主要的参数，包括噪声、功率增益、输入匹配、线性度和S参数。
最后详细的介绍了我们的电路设计过程，包括一级和二级电路的选择以及其中一些工艺参数的设计，并给出了仿真结果，供大家分析和讨论。
低噪声放大器的设计方法解读
4.2 晶体管稳定性设计
? 原理图窗口左上角下拉列表选择 在左侧工具栏中选择 ，在原理图中添加两 个term后连接电路如下图所示。
4.2 晶体管稳定性设计(续)
? 左侧工具栏中选择 和 ，分别在原理 图中放置一个 s参数 仿真控件和一个环境 变量控制控件。并如 右图所示将 OPTIONS 控件中的噪声仿真温 度Temp 改为IEEE标 准温度 16.85 0C
? 点击Apply，稍后会显示查找结 果如右图。其中前缀为ph表示晶 体管大信号模型，使用时需要添 加一定的偏置电路；前缀为sp的 表示晶体管s参数模型，是在特 定偏置条件下，一定频段范围内 测试得到的晶体管s参数，可以 直接使用，但是不能用来进行直 流偏置仿真。一般sp模型用于电 路的初始设计，这种模型由于是 基于测试的结果，因此精度最好
4.3 等噪声系数圆和等增益圆（续）
? 重复以上操作，分别插入增益为MaxGain1-0.5 dB， MaxGain11.0 dB和MaxGain1-1.5 dB三个等增益圆的计算公式。类似的方法 再添加两个等噪声系数圆的计算公式。等噪声系数圆的调用函数 为ns_circle(Nf,NFmin,Sopt,Rn/50,101)，其中第一个参数为所要 求的噪声系数水平，单位为dB，其他参数的意义参见相应的help 文档。
? 选择 在原理图中插入公式： Mag_delta=mag(S11*S22-S12*S21)
4.2 晶体管稳定性设计(续)
? 点击 或按下F7开始仿真 ? 仿真结束后弹出数据显示窗口。点击左边工具栏中
的 ，采用数据列表的方式显示K,Mag_delta,以及晶 体管噪声参数Rn,Sopt,和NFmin如下图所示。结果 Mag_delta<1,K<1,说明晶体管是潜在稳定的，因此有 必要进行稳定性设计
LNA课程设计
LNA课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够掌握LNA（线性网络分析）的基本原理，理解电路元件的电压、电流关系。
2. 学生能够运用LNA理论知识，分析简单的直流和交流电路。
3. 学生能够了解LNA在实际应用中的优势及局限性。
技能目标：1. 学生能够运用LNA方法，正确绘制电路图，并进行电路分析。
2. 学生能够利用LNA理论知识，解决实际电路问题，提高解决问题的能力。
3. 学生能够通过小组合作，进行电路实验，提高实验操作和数据处理能力。
情感态度价值观目标：1. 学生能够认识到LNA在电子技术领域的重要地位，增强对科学技术的兴趣和热情。
2. 学生在小组合作中，培养团队协作精神，学会倾听、尊重他人意见。
3. 学生在解决实际电路问题时，培养勇于探索、积极进取的精神，提高自信心。
课程性质：本课程为电子技术基础课程，旨在帮助学生掌握LNA基本原理，提高电路分析能力。
学生特点：学生处于好奇心强、求知欲旺盛的阶段，喜欢动手实践，对新技术感兴趣。
教学要求：注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，提高学生的动手操作能力和解决问题的能力。
通过小组合作，培养学生的团队协作精神。
在教学过程中，关注学生的个体差异，因材施教，确保每个学生都能达到课程目标。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下三个方面：1. LNA基本原理：介绍线性网络分析的基本概念、电路元件的电压、电流关系，以及基尔霍夫定律和欧姆定律在LNA中的应用。
教学内容安排：- 电路元件及其特性- 基尔霍夫定律与欧姆定律- 电路图的绘制与简化2. 直流和交流电路分析：通过实际案例分析，使学生掌握LNA在直流和交流电路中的应用。
教学内容安排：- 直流电路分析- 交流电路分析- 动态电路分析3. LNA在实际应用中的优势及局限性：介绍LNA在电子技术领域中的应用，以及其优势和局限性。
教学内容安排：- LNA在实际应用中的优势- LNA的局限性- 新型电路分析技术的发展趋势教材章节及内容列举：- 教材第1章：电路基础，涵盖本教学内容的第一部分- 教材第2章：电路分析方法，涵盖本教学内容的第二部分- 教材第3章：电路分析与设计实例，涵盖本教学内容的第三部分教学进度安排：- 第1周：LNA基本原理- 第2周：直流和交流电路分析- 第3周：LNA在实际应用中的优势及局限性三、教学方法针对本章节内容，采用以下多样化的教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性：1. 讲授法：通过系统的讲解，使学生掌握LNA基本原理和电路分析方法。