微波限幅低噪声放大器研究进展
微波低噪声放大器的Serenade优化设计
微波低噪声放大器的Serenade 优化设计顾 伟 安 叶（北京理工大学电子工程系微波电路实验室，100081）[摘要]：本文首先简要介绍微波低噪声放大器的设计理论、方法和过程，然后介绍使用微波电路CAD 软件Ansoft 公司的Serenade8.71进行分析和优化设计一个微波低噪声放大器的方法和过程。
获得了较为理想的结果：工作频带：9.6～10.6GHz，噪声系数：<1.5db，增益：24db，增益平坦度<±0.5db。
关键词: 低噪声放大器，仿真，优化设计一. 引言低噪声放大器(LNA)在接收机系统中处于前端，主要作用是放大接收到的微弱信号，降低噪声干扰。
LNA 的设计对整个接收机性能至关重要，它直接影响整机性能，尤其是接收机灵敏度。
随着通讯、雷达技术的发展，对微波宽频带低噪声放大器也提出更加严格的要求。
利用微波电路CAD 设计软件来进行电路设计，可以避开复杂的理论计算，极大地提高设计准确性和效率。
Ansoft 公司的Serenade 仿真软件由于其强大的功能而广泛应用于射频微波电路仿真和优化设计。
本次仿真设计使用Ansoft 公司Serenade 8.71仿真软件优化设计低噪声放大器，获得了较好的仿真结果。
二. 低噪声放大器的设计理论LNA 的性能指标主要是噪声系数、增益、工作频段、电压驻波比以及增益平坦度，尤其是噪声系数和增益对整机性能影响较大。
在频率较高的频段设计制作放大器，我们通常采用场效应管FET。
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。
放大器的输入匹配电路应该按照噪声最佳的原则进行设计，此时放大器的噪声系数是最小。
为了获得较高的功率增益和较好的输出驻波比，输出匹配电路则采用共轭匹配。
输入匹配电路做最佳噪声匹配时，放大器的输入阻抗不一定恰好与信号源阻抗匹配，因而功率放大倍数不能达到最大值。
也就是说，为使噪声最低，要牺牲一点增益来换取噪声系数的降低。
微波仿真论坛RD实验低噪声放大器设计制作与调试
3.2晶体管S参数扫描
选定晶体管的直流工作点后，可以进行 晶体管的S参数扫描，本节中选用的是 S参数模型sp_hp_AT41511_2_19950125，这一模型对应的 工作点为Vce=2.7V、Ic=5mA
下面给出进行S参数扫描的具体操作
微波仿真论坛RD实验低噪声放大 器设计制作与调试
3.2晶体管S参数扫描-sp模型
注意如何规划仿真，才能尽快得到需要的电路
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。
养成不明白就多看微看波仿he真lp论的坛习RD惯实验低噪声放大
微波仿真论坛RD实验低噪声放大 器设计制作与调试
3.2晶体管S参数扫描-sp模型
得到S(1,1)的显示如图所示
微波仿真论坛RD实验低噪声放大 器设计制作与调试
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。
3.2晶体管S参数扫描-sp模型
点击 ，激活的是 图形显示方式，在左 边所列的参数列表中 选择需要的参数，如： S(1,1)后，在点击 将其加入右边的显示 列表。
微波仿真论坛RD实验低噪声放大 器设计制作与调试
3.2晶体管S参数扫描-sp模型
然后会弹出数据显 示的格式，对于 S(1,1)，选择dB。
题
要有好的软件设计习惯
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
要记住你在使用的是软件
物理概念要明确，不要在无意义的地方花时间
毕业设计(论文)-基于ads的微波低噪声放大器的仿真设计[管理资料]
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毕业设计（论文）题目基于ADS的微波低噪声放大器的仿真设计所属院(系) 物电学院专业班级电子1201姓名学号：指导老师完成地点物电学院实验室2016年6月5日毕业论文﹙设计﹚任务书院(系) 物电学院专业班级电子信息工程学生姓名一、毕业论文﹙设计﹚题目基于ADS的微波低噪声放大器的仿真设计二、毕业论文﹙设计﹚工作自 2016 年 2 月 20 日起至 2016 年 6 月 20 日止三、毕业论文﹙设计﹚进行地点: 物电学院实验室四、毕业论文﹙设计﹚的内容要求：(LNA)广泛应用于微波接收系统中,是重要器件之一,主要用来放大低电平信号,由于是自天线下来第一个进行信号处理的器件,LNA决定了整个系统的噪声性能和电压驻波比VSWR,，往往需要对驻波比和噪声性能参数指标进行处理。
那么如何对这两个性能参数进行处理就成为低噪声放大器设计中的一个难点。
这个难点的最好解决方法就是放在放大器输入输出匹配网络的设计中来解决。
本设计是利用微波射频仿真软件ADS对微波低噪声放大器进行仿真设计，掌握微波射频电路的工程设计理论和设计方法，提高专业素质和工程实践能力。
其具体要求如下：1、分析微波低噪声放大器的各项参数；2、查找相关资料并翻译相关的英文资料；3、设计一微波低噪声放大器，根据所选器件,设计相应偏置电路；4、设计输入输出匹配电路，并利用仿真软件ADS对设计进行仿真验证。
进度安排:2月20日─3月1日：查阅资料、完成英文资料翻译并准备开题报告3月2日─4月1日：熟悉软件的使用并提交开题报告4月2日─5月1日：完善开题报告、研究微波低噪声放大器的理论设计方法、并建立偏置电路和匹配电路，进行期中检查。
5月2日─5月30日：利用软件建立微波低噪声放大器模型并进行仿真验证，准备验收。
6月1日─6月10日：撰写毕业设计论文并提交论文6月11日─6月15日：毕业设计答辩。
毕业设计应收集资料及参考文献:[1]低噪声放大器(LNA)[J].通信技术,2016(01)[2][D]电子科技大学，2009.[3][D]广东工业大学，2013.[4]. 2006.[5].[6] 射频功率放大器的研制[D].指导教师系 (教研室)系(教研室)主任签名批准日期接受论文 (设计)任务开始执行日期学生签名基于ADS的微波低噪声放大器的仿真设计学生：（陕西理工学院物理与电信工程学院电子信息工程专业电子1201班级，陕西汉中 723000）指导老师：[摘要]低噪声放大器用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路,低噪声放大器也主要面向移动通信基础设施基站应用。
RF CMOS低噪声放大器研究的开题报告
RF CMOS低噪声放大器研究的开题报告一、选题的背景随着现代通信技术的快速发展，无线通信技术已经成为现代社会中不可或缺的一部分。
无线电通信系统要求接收信号强度足够高，同时尽可能地减小噪声和杂散度，以保证系统的性能和可靠性。
低噪声放大器(LNA)作为无线电通信系统中的重要组成部分，起到放大弱信号以提高系统的灵敏度的作用。
因此，研究低噪声放大器是无线电通信领域的重要研究方向。
RF CMOS技术因其低功耗、小面积和低成本等优势，在高频应用领域中得到广泛应用。
CMOS LNA因其工艺成熟、面积小、布线简单等优点成为研究的热点。
但是，由于CMOS器件的非线性特性和频率依赖性，以及CMOS工艺的限制，使得设计出满足高性能和低功耗的CMOS LNA 是一个具有挑战性的问题。
二、选题的意义本课题的研究意义主要表现在以下几个方面：（1）提高无线通信系统的性能和可靠性。
（2）深入研究RF CMOS LNA的基本工作原理和性能评估方法。
（3）设计新型的低噪声放大器电路，提高其性能。
（4）探究RF CMOS技术在高频应用中的优势与局限，为未来的研究提供参考。
三、研究内容及技术路线本课题的研究内容是在RF CMOS技术基础上，研究低噪声放大器电路设计，探讨低噪声放大器的基本工作原理和性能评估方法，并通过模拟仿真和实验验证，提高其性能。
具体研究内容包括：（1）学习RF CMOS技术和低噪声放大器电路的基本知识。
（2）设计带有负反馈的CMOS LNA电路，提高放大器的性能。
（3）研究并分析不同环节对LNA性能的影响，例如放大电路、噪声系数和线性度等。
（4）采用优化算法设计LNA电路，提高性能。
（5）利用射频测试系统对设计的LNA电路进行测试和性能评估。
技术路线如下：（1）研究RF CMOS技术基础知识，掌握低噪声放大器电路设计的基本原理和方法。
（2）选择适当的CMOS器件和电路拓扑结构，设计和仿真LNA电路。
（3）利用测试仪器和软件工具对设计的LNA电路进行评估和测试。
微波低噪声放大器的原理与设计实验报告
微波低噪声放大器的原理与设计实验报告一、实验的那些小前奏。
家人们！今天咱来唠唠这个微波低噪声放大器的原理与设计实验。
一开始听到这个名字的时候，我就感觉它好高大上啊，就像那种在科学云端漫步的东西。
不过呢，当真正开始接触这个实验，就发现它其实也像个调皮的小怪兽，有点难搞，但又特别有趣。
二、啥是微波低噪声放大器呀。
那咱得先搞明白这个微波低噪声放大器是个啥玩意儿。
简单来说呢，它就像是一个超级贴心的小助手，在微波信号处理这个大舞台上发挥着重要的作用。
在我们周围，到处都有微波信号，就像空气中的小精灵一样。
但是呢，这些信号往往会夹杂着噪声，就像小精灵里面混进了一些捣蛋鬼。
这个微波低噪声放大器呢，它的本事就是在放大这些微波信号的同时，尽可能地把那些捣蛋的噪声给压制住，让我们能得到比较纯净又被放大了的信号。
想象一下，如果把微波信号比作是一场音乐会的演奏声，噪声就是那些在台下叽叽喳喳的杂音。
这个放大器就像是一个超棒的音乐厅管理员，它把演奏声放大，让每个角落都能听到美妙的音乐，同时把那些杂音都给屏蔽掉，让大家可以享受纯粹的音乐盛宴。
三、实验原理的探索之旅。
那这个放大器为啥能做到这样神奇的事情呢？这就涉及到它的原理啦。
它的内部就像是一个精心设计的小迷宫，里面有着各种各样的电子元件，像晶体管之类的。
这些元件就像是小迷宫里的小关卡，微波信号和噪声在里面穿梭的时候，就会受到不同的对待。
对于微波信号来说，这个小迷宫就像是为它量身定制的绿色通道。
通过巧妙地设置晶体管的工作状态，还有电路的一些参数，就可以让微波信号顺利地通过这些关卡，并且在通过的过程中被放大。
就好像小信号是一个小探险家，在这个友好的迷宫里越走越强壮，不断地成长变大。
而对于噪声呢，这个迷宫可就没那么友好啦。
因为噪声的一些特性和微波信号是不一样的，所以在经过那些关卡的时候，就会受到各种阻碍和削减。
比如说，通过合理地选择晶体管的类型和电路的结构，可以让噪声在某些地方就被消耗掉，就像小捣蛋鬼在迷宫里不断地碰壁，最后被削弱得没什么力气了。
S波段低噪声放大器研究与设计的开题报告
S波段低噪声放大器研究与设计的开题报告一、选题背景随着现代通信技术的不断发展，无线通信系统让人们的生活更加方便和舒适，低噪声放大器（low noise amplifier，LNA）作为无线通信系统中的重要组成部分，在无线电收发机中主要用于增加系统的灵敏度和带宽，起到放大信号、提高信噪比等作用。
其中，S波段（2-4 GHz）是一个重要的通信频段，在高速数字通信、雷达和卫星通信等领域中得到了广泛的应用。
因此，本文选取了S波段低噪声放大器的研究与设计作为课题，旨在探究S波段LNA的性能和优化方法，设计出高性能的S波段LNA，为无线通信系统的研究和发展提供理论和实践基础。
二、选题意义1.弥补国内S波段LNA的研究缺乏目前国内在S波段LNA方面的研究比较缺乏，而LNA的性能直接影响整个无线通信系统的性能。
因此，本文的研究将填补国内在S波段LNA方面的空白。
2.提高S波段LNA的灵敏度和带宽在无线通信系统中，提高灵敏度和带宽是关键问题，而LNA作为信号放大器的重要组成部分，其性能优化将能够提高整个通信系统的灵敏度和带宽。
3.推动S波段通信技术的发展S波段通信技术在高速数字通信、雷达和卫星通信等领域中发挥着重要作用，而高性能的S波段LNA将能够促进S波段通信技术的发展，推动无线通信技术的研究和发展。
三、研究内容本文将围绕以下几个方向展开研究：1.对S波段LNA的基本原理进行研究和分析。
2.分析S波段LNA的性能，包括增益、噪声系数、线性度等。
3.对S波段LNA的优化设计进行探究和研究。
4.开展实验，验证所设计的S波段LNA的性能和优良特性。
四、研究方法1.文献调研法：对S波段LNA的基本原理进行深入的文献调研和分析，掌握并研究相关文献的资料，对S波段LNA的性能、设计方法进行全面了解和理解。
2.理论分析法：计算和推导S波段LNA的设计公式和参数，分析LNA的性能和特性，为设计优良的LNA提供理论基础。
3.仿真模拟法：应用模拟器进行电路仿真，检验和改善LNA的性能，并对LNA的参数进行优化调整。
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
试述微波低噪声放大器的设计与实现
试述微波低噪声放大器的设计与实现作者：曹飞来源：《电子技术与软件工程》2016年第12期微波低噪声放大器是通信、遥控、雷达和遥感系统在接收信号的一个关键点，同时低噪声放大器还会提高接收机的灵敏度并降低接收系统的噪声。
由于低噪声放大器在无线电通讯的各个方面都具有极其重要的意义，因此，也急需我们对其进行进一步的研究。
本文在低噪声放大器的研究现状基础上阐述了微波低噪声放大器的工作原理，进而研究了宽带低噪声放大器的设计与实现。
【关键词】微波低噪声放大器设计近几年卫星通信，遥控遥感等技术迅速发展，对微波低噪声放大器的性能提出了更高的要求，正是这样也限制了一些从前的窄带低噪声放大器。
低噪声放大器是位于射频最前端的噪声参数，因为低噪声放大器的噪声系数有着非常重要的作用，因此我们不得不将微波低噪声放大器设计的更符合要求。
近年低噪声放大器主要基于CMOS工艺发展，也得到了不错的成效，但还是存在着一些缺点，例如在设计中为了有效降低噪声系数和考虑阻抗匹配，会选取Q值较高的电感，这些元件集成到芯片中会占用很大的芯片面积，增加芯片成本。
由于低噪声放大器对整个通讯接收系统都起到了举足轻重的重要，这也就要求我们必须要设计出高性能低成本的低噪声放大器。
1 低噪声放大器的研究现状当前低噪声放大器已经成为无线通信领域内研究的一个热点，因为低噪声放大器所适用的范围比较广，例如在宇宙通讯中、卫星地面接收方面和GPS接收机等等设备当中都有应用到。
正是近几年无线通讯技术的飞速发展，微波低噪声放大器也随之共同发展。
因为低噪声放大器会降低接收机的噪声，还能够增加通信的距离和提高传递的信息质量。
当前微波低噪声放大器主要是朝着高效率，低耗能和低噪声的方向发展。
2 微波低噪声放大器的工作原理噪声是干扰有用信号的不规则的扰动，在我们的日常生活当中，噪声的主要干扰在于它干扰有用信号能力的大小。
通常情况下，任何一种噪声都能够在频率区域范围内绘制出它的功率谱图。
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。
《噪声温度计中低噪声低失真前置放大器研制》范文
《噪声温度计中低噪声低失真前置放大器研制》篇一一、引言随着现代电子技术的飞速发展，噪声温度计在科研、工业和军事等领域的应用越来越广泛。
其中，低噪声、低失真的前置放大器是影响噪声温度计性能的关键因素之一。
因此，研制一款具有低噪声、低失真特性的前置放大器，对于提高噪声温度计的测量精度和稳定性具有重要意义。
本文将介绍一种低噪声低失真前置放大器的研制过程及关键技术。
二、前置放大器设计需求分析在研制低噪声低失真前置放大器时，需要充分考虑其应用场景和性能要求。
首先，要保证在低噪声环境下工作，以减小外界干扰对测量结果的影响；其次，要保证低失真，以减小信号传输过程中的畸变；此外，还需要考虑放大器的线性度、带宽、增益可调范围等因素。
根据这些需求，我们可以确定前置放大器的设计指标。
三、电路设计与元件选择1. 电路设计：采用差分输入结构，以减小共模噪声的干扰。
同时，通过优化电路布局和参数设计，降低电路自身的热噪声。
2. 元件选择：选用低噪声、高精度运算放大器作为核心部件，同时选用优质的电阻、电容等元件，以降低整体噪声和提高电路稳定性。
四、低噪声技术实现1. 优化电源设计：采用低噪声、低纹波的电源供应，以减小电源噪声对放大器性能的影响。
2. 噪声匹配技术：通过合理设计输入阻抗，使放大器与前级电路的噪声相匹配，以达到最小化整体噪声的目的。
3. 屏蔽与隔离：对电路板进行合理布局和屏蔽，以减小外界电磁干扰对放大器性能的影响。
同时，对关键信号进行隔离，以降低地线噪声的耦合。
五、低失真技术实现1. 非线性校正：通过引入负反馈电路，对放大器的非线性失真进行校正。
2. 滤波技术：采用高性能滤波器，对信号进行滤波处理，以减小高频噪声和杂散信号的干扰。
3. 优化电路参数：通过优化电路参数和结构，降低信号传输过程中的畸变。
六、性能测试与优化1. 测试方法：采用专业的电子测试设备，对放大器的噪声、失真、线性度、增益等性能进行测试。
2. 数据分析：根据测试数据，对放大器的性能进行评估，并找出需要优化的地方。
无线电通信中的低噪声放大器设计技术
无线电通信中的低噪声放大器设计技术随着无线电通信技术的不断发展，人们对无线电器件的性能和体积也提出了更高的要求。
低噪声放大器（Low Noise Amplifier，LNA）是无线电通信领域中必不可少的组件，其重要性不言而喻。
在设计LNA时，一个重要的指标是噪声系数。
因此，如何减小LNA的噪声系数成为研究的热点。
本文将探讨无线电通信中的低噪声放大器设计技术。
一、LNA的基础理论LNA作为整个系统的前置放大器，其作用是将微弱的信号放大到足够的水平，以保证后续模块顺利地运作。
传统上，LNA的增益和噪声系数是一对不可调和的指标，即增大增益就会增加噪声。
但是，实际应用中，LNA的增益并不是越大越好，因为如果放大器的增益太大，就会将噪声放大到不可接受的程度。
因此，设计LNA时，需要综合考虑增益和噪声系数两个指标，并通过一些技术手段进行权衡。
二、常见的LNA设计技术1. 硅基LNA硅基LNA是一种技术成熟、性价比高的低噪声放大器方案，广泛应用于无线领域。
硅基LNA的特点是体积小、功耗低、价格便宜、可集成，因此受到了广泛关注。
此外，硅基LNA的制作工艺比较成熟，可使用CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺进行制作，制造成本比较低，适用于大规模生产。
但是，硅基LNA的噪声系数比较高，不太适合要求高噪声系数的应用场合。
2. 二极管LNA二极管LNA是一种常用的低噪声放大器设计技术。
二极管本身具有非线性特性，可以作为放大器使用。
在二极管LNA中，二极管作为限幅放大器，通过调节偏置电压实现增益和噪声系数的权衡。
此外，二极管LNA的设计比较简单，成本低廉，适用于一些要求不太高的应用场合。
但是，二极管LNA的增益和噪声系数不够稳定，易受环境温度和供电电压等因素的影响。
3. 没有互感器的LNA互感器是一种常用的LNA设计元器件，用于将高频信号从一个电路传送到另一个电路。
但是，互感器的噪声系数比较高，影响了LNA的性能。
因此，一些新型LNA设计方案采用了没有互感器的结构，以降低噪声系数。
限幅低噪声放大器的研究
限幅低噪声放大器的研究限幅低噪声放大器的研究近年来，随着通信技术的快速发展和社会对无线通信的需求不断增加，对低噪声放大器的要求也越来越高。
低噪声放大器是无线通信系统中最关键的部分之一，它被广泛应用于射频接收端、卫星通信和移动通信等领域。
本文将探讨限幅低噪声放大器的研究进展，并对其性能进行分析与评价。
首先，我们先明确一下什么是限幅低噪声放大器。
限幅低噪声放大器是一种能够在满足限制条件下提供最小噪声增益的放大器。
它是通过尽量保持信号幅度的线性度和降低输入功率的方式来控制噪声的。
相比于传统的低噪声放大器，限幅低噪声放大器能够在降低幅度失真的同时保持低噪声特性，从而提高系统的信噪比。
限幅低噪声放大器的研究主要集中在两个方面：一是改进和创新传统的放大电路结构；二是改进材料和工艺，提高器件性能。
在放大电路结构方面，研究者们提出了各种新颖的限幅低噪声放大器结构。
比如，引入反馈网络可以有效地降低噪声系数和增益压缩，同时提高线性度。
而交叉耦合结构则能够减小功率泄漏和交叉调制带来的额外损耗。
此外，一些研究还引入了互补极性跨导和非线性阻抗来提高线性度和增益饱和电流。
这些新结构的引入使得限幅低噪声放大器在噪声与线性度之间取得了更好的平衡。
在材料和工艺方面，研究者们不仅寻求更好的材料用于构建限幅低噪声放大器，还通过工艺优化来改善器件特性。
例如，在CMOS工艺中，通过控制栅极尺寸和沟道长度的比例，可以使得双极型晶体管在高频段具备更好的线性度和低噪声；而在田口试验中，通过对工艺参数进行优化，可以实现对放大器性能的最佳平衡。
除了以上的研究，一些学者还着眼于限幅低噪声放大器在特定应用中的性能优化。
比如，在射频接收端应用中，一些研究者通过引入双极型谐振补偿网络和反馈电容来提高放大器的带外抑制能力；而在卫星通信中，一些研究则通过引入夹持结构来降低非线性失真。
总的来说，限幅低噪声放大器的研究已经取得了一定的成果。
通过创新的放大电路结构、优化的材料和工艺，以及特定应用的性能优化，限幅低噪声放大器在满足低噪声要求的同时提高了线性度，从而提高了通信系统的性能。
D波段低噪声放大器(Low Noise Figure, LNA)的国内外发展现状 李力 2012301510038..
武汉大学题目 D波段低噪声放大器（Low Noise Figure, LNA）的国内外发展现状专业:电子科学与技术学院:物理科学与技术年级:2012级学习形式:全日制.教育学号:2012301510038论文作者:李力论文指导老师:何进指导老师职称:副教授武汉大学继续教育学院全日制完成时间: 2016年 1月 11 日摘要LNA即低噪声放大器，是噪声系数很低的放大器。
一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器（比如手机、电脑或者iPAD里面的WiFi），以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。
因为所有后面的处理都是基于LNA放大后的信号进行的，所以有一个低噪声的模拟放大器是至关重要的。
D波段频率范围为110GHz-170GHz,波长范围2.73-1.76mm，属于毫米波（极高频）级波段。
而毫米波单片集成电路因为其相对于传统混合电路有着可靠性高，重量小，体积小等优点，允许其低成本的大批量生产，而有着显著的优势。
D波段低噪声放大器在雷达、智能弹药、发射器、接收器以及辐射系统等方面有其独特的发展。
在本文中，我们将介绍一些d波段低噪音放大器以及它们在世界上目前的进展。
关键词：LNA D波段低噪声放大器目录摘要 ............................................................................................................................. I II 第1章绪论 (1)1.1本论文的背景和意义 (1)1.2本论文的主要方法和研究进展 (1)1.3本论文的主要内容 (1)第2章低噪声放大器的简介 (2)2.1低噪声放大器 (1)第3章各类D波段低噪声放大器介绍 (3)3.1高性能D波段（118GH Z）低噪声放大器 (3)3.2120GH Z S I G E低噪声放大器和毫米波成像 (4)3.3155GH Z有史以来最高频率固态放大器 (5)3.4180GH Z的低噪声放大器 (7)结论 (8)参考文献 (10)第1章绪论1.1 本论文的背景和意义由于低噪声放大器在各类收发器中起着极其关键的作用，而D波段的低噪声放大器整体发展现状在国内各大学术站点中又少有谈及。
微波低噪声放大器的原理与设计
微波低噪声放大器的原理与设计一、实验目的1．了解射频放大器的基本原理与设计方法；2．利用实验模组实际测量以了解放大器的特性；3．学会使用微波软件对射频放大器的设计和仿真，并分析结果。
二、实验原理在一个无线接收系统中，为了获得良好的总体系统性能，需要一个性能优越的前端，而低噪声放大器（LNA）就是前端的一个重要组成部分。
低吸声放大器电路结构：低噪声放大器作为射频信号传输链路的第一级，必须满足以下要求：首先，具有足够高的增益及接收灵敏度；其次，具有足够高的线性度，以抑止干扰和防止灵敏度下降；第三，端口匹配良好，信号能够有效地传输。
另外，还要满足有效隔离、防止信号泄漏以及稳定性等方面的要求。
通常，射频电路端口要与50Ω阻抗匹配，为了满足输入端功率匹配条件，一般采用源极串联电感反馈匹配结构，如图15-1所示。
图15-2是该结构的小信号图。
图15-1 源极串联电感反馈匹配结构图15-2 源极串联电感反馈匹配结构的小信号图在图15-1、图15-2中，Lg为栅极串联电感，LS为源极串联电感，Cgs为等效栅源电容。
由图15-2可得：当谐振时有：其中，这种结构用电感来等效实电阻进行阻抗匹配，没有引入过多的噪声，因此被广泛采用。
在频率较高的频段设计制作放大器，通常采用场效应管FET。
影响放大器的噪声系数的因素有很多，除了选用性能优良的元器件外，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，如图15-3所示。
此时，放大器的噪声系数是最小的，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，也即根据FET的Γopt来进行设计。
为了获得较高的功率增益和较好的输出驻波比，输出匹配电路则采用共轭匹配。
输入匹配电路在达到最佳噪声匹配时，放大器的输入阻抗不一定恰好与信号源阻抗匹配，因而功率放大倍数不是最大。
设计低噪声放大器，首要考虑的是噪声要尽可能低，其次才是增益的问题。
《噪声温度计中低噪声低失真前置放大器研制》范文
《噪声温度计中低噪声低失真前置放大器研制》篇一一、引言在现代电子技术飞速发展的今天，噪声问题日益凸显，尤其是在需要精确测量的噪声温度计中。
而作为其关键部件的前置放大器，对信号的准确性与稳定性的影响不言而喻。
本文着重介绍了一款针对噪声温度计的具有低噪声、低失真特点的前置放大器的设计与研制过程。
二、研究背景及意义噪声是影响信号接收、处理和分析的常见因素之一，特别是在电子设备中，微弱的信号往往容易被噪声所淹没。
对于噪声温度计而言，一个优秀的前置放大器能够有效提高测量的准确性和可靠性。
因此，研制一款低噪声、低失真的前置放大器对于提高噪声温度计的性能具有重要意义。
三、前置放大器的设计原理本款前置放大器采用先进的电路设计技术，通过优化电路结构、选择合适的元器件以及采用先进的信号处理技术，实现了低噪声、低失真的目标。
设计过程中，主要考虑了以下几个方面：1. 电路结构的选择：采用差分放大电路结构，有效抑制了共模噪声的干扰。
2. 元器件的选择：选用低噪声、高精度的元器件，如低噪声运算放大器、精密电阻等。
3. 信号处理技术：采用数字滤波技术和动态偏移校准技术，进一步降低噪声和提高信号质量。
四、研制过程及方法1. 制定设计方案：根据设计原理，制定详细的设计方案，包括电路结构、元器件选择等。
2. 仿真验证：利用仿真软件对设计方案进行验证，确保其可行性和性能指标的满足。
3. 制作与调试：根据设计方案制作电路板，并进行调试和测试，确保各项性能指标达到预期目标。
4. 性能测试：对研制出的前置放大器进行严格的性能测试，包括噪声测试、失真度测试等。
五、实验结果与分析经过严格的实验测试，本款前置放大器在噪声和失真方面均表现出色。
具体数据如下：1. 噪声性能：在常温下，本款前置放大器的等效输入噪声低于XXuV（单位根据实际情况填写），远低于同类产品。
2. 失真度：在正常工作范围内，本款前置放大器的失真度低于XX%（单位根据实际情况填写），表现出较低的失真特性。
X波段低噪声放大器设计与制作的探索的开题报告
X波段低噪声放大器设计与制作的探索的开题报告
一、选题背景与意义
随着通信技术和信息技术的不断发展，现代电子设备的电路复杂度
和频率范围不断提高，对高性能低噪声放大器的需求也越来越迫切。
在X 波段频率范围内，低噪声放大器是无线信号接收前端电路中至关重要的
一环，对于电路系统整体的性能至关重要。
因此，本课题旨在探索X波段低噪声放大器设计与制作的相关技术，提高其性能和可靠性，为电路系统整体性能的提升奠定基础。
二、研究内容
1. X波段低噪声放大器的基本原理及相关技术介绍。
2. 低噪声放大器的设计方法和设计流程。
3. 低噪声放大器的制作和测试方法。
4. 性能优化和可靠性研究。
三、研究方法与步骤
1. 文献研究和调研相关技术现状。
2. 在ADS软件平台上进行低噪声放大器的建模和仿真。
3. 设计和制作低噪声放大器的PCB板。
4. 对设计的低噪声放大器进行测试和性能分析。
5. 优化设计和提高可靠性。
四、预期成果
设计并制作出一款性能优良、可靠稳定的X波段低噪声放大器，掌
握低噪声放大器的设计制作工艺和测试方法，对低噪声放大器的性能和
可靠性进行研究，为电路系统的整体性能提升提供基础和保障。
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。
Ku波段宽带低噪声放大器的关键技术研究
F = N a + KT0 B G
(4)
KT0 B G
一般我们用对数形式来表示噪声系数 [ 4 ] ,即 :
N F = 10 logF
(5)
在射电天文领域 ,通常用等效噪声温度来代替噪声系数 。等效噪声温度的定义为将有噪声的
网络假想成为无噪网络加上一个等效的输入噪声 ,这个噪声温度就是这个有噪网络的等效噪
F1 , Te1 ; G2 , F2 , Te2 ; …… ,则 (在输入端 )有级联后总的 :
F
= F1
+ F2 G1
1
+ F3 - 1 G1 G2
+ ……
( 11 )
Te
= Te1
+ Te2 G1
+ Te3 G1 G2
+ ……
( 12 )
由上式可见 ,如第一级增益 G1 很大 ,则总体噪声基本上由第一级决定 ,其他级的贡献可以忽略
Tm in = K ×ω ×Cgs ×
t(Rg + Rs ) gm
+
Kr gm2
( 10 )
其中 Rg和 Rs是寄生电阻 , Gm 是跨导 , K和 Kr是噪声系数 , t = Ta /290 , Ta是器件的物理温度 。
模型中 Cgs和各个寄生电阻会随着温度的降低而减小 , Gm 则会随着温度的下降而上升 ,这就会
图 1 场效应晶体管等效电路模型 Fig. 1 HEM T Equivalent Circuit Model
其中 Rg , Rd , R s , R i , Rds 为寄生电阻 , Cgs , Cgd , Cds 为寄生电容 , Gm 为跨导 , Vc 为加在端 口 g, s间的电压 。
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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。
研
究者在设计大功率接收机时会将限幅器设计在低噪声放大器前端，限幅器是大功率接收机系
统中的重要模块。
检测识别和处理极其微弱信号的能力是接收机必须要具备的能力。
在这样
的要求下，灵敏度对于低噪声放大器就非常重要。
因为早期工艺不够完善，限幅低噪声放大器基本都是混合集成，这样的设计方式会引入
较大噪声系数并增加电路面积。
随着科技的发展与进步，这样的方式不再能满足人们对低噪声，高集成，高鲁棒性的需求。
研究者根据这些需求在设计研究限幅低噪声放大器时引入单
片微波集成电路技术，通过集成设计的方式将低噪声放大器和限幅器协同设计在一块衬底上，这样极大的缩小了芯片面积，集成设计的限幅LNA噪声更小，芯片面积更小，稳定性更高。
低噪声放大器方面：早在2010年，克里特工业大学的C.H.Wang等人发表了一款低噪声
放大器，该低噪声放大器基于0.13µm-CMOS工艺，工作频段是24-29GHz。
C.H.Wang等人采
用两级共源以及一级共栅结构。
C.H.Wang等人的设计最大增益和噪声系数在当年是非常优秀的，分别是17.7dB和3.l dB，芯片面积是0.51mm2，直流功耗为20.07mW。
该低噪声放大器
经过流片测试得出噪声系数为2.9dB，最大增益为18.5dB。
三年后的2014年佐治亚理工学
院SongP等人依旧基于CMOS工艺设计了一款低噪声放大器，工作频率范围是74-81GHz。
流
片测试结果表明，这个设计在增益方面是非常优秀的，达到了30dB，噪声系数和芯片面积都
没有很大的提升，分别是4dB和0.3mm2，直流功耗有所减小。
四年后的2018年美国的
M.Elkholy等人设计了一款LNA，采用40nm- CMOS工艺，该结构与2010年的克里特工业大
学的C.H.Wang等人较为相近，通过一级共源和两级差分结构实现在26-33GHz的低噪声放大器。
在他们的设计中，第二级和第三级采用电容中和技术，通过这样的设计提高了器件的增
益和稳定性，噪声系数也大大降低。
经过测试，该设计最大增益是18.4dB，最小噪声系数为3.4dB，芯片面积进一步缩小。
限幅器方面，早年的国外研究主要集中在同轴线、波导等方面，具体特点是体积大，耐功率水平高。
近年来伴随着工艺的成熟，制作工艺多采用厚膜和
薄膜工艺。
国际的主流研究方式分为以下几个方向，分别是分析，仿真，提高集成度，降低
调试量。
随着市场需要芯片尺寸越来越小型化，要求限幅器的芯片面积持续减小。
例如：
Mini-Cireuits公司的中超宽带限幅器CLM-83-2W+，这个限幅器的工作频率范围较大，下至
30MHz，上至82GHz。
CLM-83-2W+耐功率也非常高，可达到32dBm，限幅电平和插入损耗只有11.5dBm和0.5dBm。
OMNIYIG公司的限幅器工作频率范围也比较宽，下至100MHz，上至
18GHz。
AeroflexMctelics公司在限幅器领域也有一定的成就，LM202802-Q-C-301是该公司
超宽带限幅器的代表，LM202802-Q-C-301的最大连续波耐功率最大可以达到50dBm，工作频
率范围是从2GHz到8GHz。
3结语
微波限幅低噪声放大器依旧有很大的进步空间：噪声过大，成本过高，带宽限制以及集
成度低引起芯片面积较大等问题。
因此，研究者的首要目标是研究与设计高性能毫米波限幅
低噪声放大器。
在毫米波限幅低噪声放大器领域实现低插入损耗，低噪声，低成本，高集成
度等性能，用以满足在高速或超高速，超大量数据传输的需求。
参考文献：
[1]梁永明.毫米波低唉声放大器研究与设计[D].浙江：杭州电子科技大学,2018.
[2]洪伟，余超，陈继新，等人.毫米波与太耕兹技术[J].中国科学:信息科
学,2016.46(8): 1086.1
[3]王磊，任健.刘飞飞等.Ka波段GaAs MMIC限幅低噪声放大器的设计[J].半导体技术,2018,43(12):893-897.。