一种低噪放多级匹配网络的设计与仿真

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X波段低噪声放大器的设计与仿真

从工作频段、数据手册完整性、封装形式等方面综合考虑，对比各厂家的低噪声放大管，选择的是 HP 公司的 ATF36077（超低噪声伪形态高电子迁移率晶体管）。数据手册给出参考值：当选用 Vds = 1． 5 V，Ids = 10 mA 静态工作点时，器件增益典型值为 17 dB @ 4 GHz 和 12 dB@ 12 GHz，噪声系数典型值为 0． 3 dB@ 4 GHz 和 0． 5 dB@ 12 GHz。依据指标要求，本设计中选用 2 只该型号晶体管进行级联仿真，性价比较高。
Design and Simulation of an X-Band Low Noise Amplifier
PAN An1，2 ，CHENG Hao1 ，GE Junxiang1，2 （ 1． Jiangsu Technology ＆ Engineering Center of Metcorological Sensor Network， Nanjing University of Information Science and Technology， Nanjing 210044，China）（ 2． Nanjing Xinda Electronic Technology Company Limited， Nanjing 210061，China）
噪声系数 / dB
NF≤0． 55
增益 / dB
G≥20
增益平坦度优于 / dB ±0． 5
输入输出驻波比 VSWＲ≤1． 5
根据上述指标要求，从以下几个方面进行考虑和
设计。
— 67 —
2014，36（ 1）
现代雷达
2． 1 器件选取与直流偏置电路设计对于低噪声放大器而言，首先进行放大管的选取。

ansysdesigner8低噪放设计

ansysdesigner8低噪放设计【原创实用版】目录1.ANSYS Designer 8 低噪放设计概述2.设计流程与方法3.设计要素与技巧4.设计实例与结果分析5.总结与展望正文【ANSYS Designer 8 低噪放设计概述】ANSYS Designer 8 是一款专业的电子设计自动化（EDA）软件，广泛应用于各种电子设备的设计与分析。

低噪放设计，即低噪声放大器设计，是该软件在射频微波领域中的一个重要应用。

通过 ANSYS Designer 8，工程师可以轻松地完成低噪放设计的各个环节，从而实现性能优异的低噪声放大器。

【设计流程与方法】低噪放设计的基本流程可以分为以下几个步骤：1.需求分析：明确设计的目标和性能指标，如增益、噪声系数、输入输出阻抗等。

2.方案选择：根据需求分析，选择合适的放大器架构，如线性放大器、反馈放大器等。

3.元器件选型与布局：根据设计方案，选择合适的元器件，并进行合理的布局。

4.参数优化：通过调整元器件参数，优化放大器的性能。

5.仿真验证：对设计方案进行仿真验证，以确保放大器性能满足需求。

6.测试与调试：对实际制作出的放大器进行测试与调试，以验证其性能。

【设计要素与技巧】在进行低噪放设计时，以下几个要素和技巧需要特别注意：1.选择合适的放大器架构：不同的放大器架构对性能影响很大，应根据需求选择最合适的架构。

2.选用高品质元器件：元器件的性能直接影响放大器的性能，应选择性能优良、可靠性高的元器件。

3.合理布局：良好的布局可以减小信号干扰，提高放大器性能。

4.参数优化：通过调整元器件参数，可以有效提高放大器性能，但需要注意避免过度优化。

5.仿真验证：仿真验证是设计过程中非常重要的一环，可以及时发现问题，避免盲目制作实际产品。

【设计实例与结果分析】假设我们需要设计一款增益为 20dB，噪声系数为 2dB，输入阻抗为50Ω，输出阻抗为 50Ω的低噪声放大器。

通过 ANSYS Designer 8，我们可以按照以下步骤完成设计：1.创建项目，导入所需元器件库。

低噪放设计

低噪声放大器设计报告学生姓名：李江江学号：201221040234 单位：物理电子学院一、技术指标：频率：5.25 GHz~5.55 GHz 噪声系数：小于0.5 dB (纯电路噪声系数不考虑连接损耗)增益：大于20dB 增益平坦度：每10MHZ带内小于0.1dB输入输出驻波比：小于2.0 输入输出阻抗：50二、理论分析低噪声放大器(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,其噪声系数(NF)直接反映接收机的灵敏度。

随着通讯、雷达技术的发展,对微波低噪声放大器也提出了更为严格的要求。

利用微波电路CAD设计软件,结合可靠的LNA设计理论来进行电路设计，可以避开复杂的理论计算,极大地提高设计准确性和效率，有效缩短研制周期,降低成本。

( A D S ) 软件是A g i l e n t 公司在H P E E S O F 系列E D A 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。

LNA的性能指标主要是噪声系数、增益、工作频带、电压驻波比和带内平坦度等，尤其是噪声系数和增益对整机性能影响较大。

要实现理想功率传输，必须使负载阻抗与源阻抗相匹配,这就需要插入匹配网络。

放大管存在最佳源阻抗Zsop,t LNA的输入端应按Zsopt进行匹配,此时放大器的噪声系数为最小。

而为了获得较高的功率增益和较好的输出驻波比,输出端则采用输出共轭匹配。

如果增益不够，则需要采用多级放大电路。

原则上前级放大器相对注重噪声系数性能，后级放大器则相对注重增益性能。

也就是说，输出端口和级间针对增益最大和平坦度进行匹配电路设计。

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三、设计过程：（1）直流分析晶体管S 参数的测量并确定工作点。

一种低噪放多级匹配网络的设计与仿真

一种低噪放多级匹配网络的设计与仿真摘要：随着科学技术的不断发展，我国人民的生活因此发生了翻天覆地的变化。

其中通讯方面的变化是尤其迅速且明显的。

现在无线电通讯技术已经发展到了一定的水平，而且在航空航天、军事、农业等多种领域中的应用也相对比较完善了。

低噪声放大器、功率放大器等都是无线通讯系统中非常重要的一部分构建，所以对于她们的研究我们必须加以重视，否则应用无线电技术的这几个行业的发展也会在不同程度上受到影响。

但事实匹配网络是其中比较重要的问题，因为匹配网络直接会影响到低噪放的增益、噪声系数、宽带等重要指标。

但是这些指标的控制管理在它的设计和仿真过程中，所以本文中我们就将针对一种低噪放多级匹配网络的设计和仿真进行深入的探讨研究来帮助大家很好地认识低噪放多级匹配网络相关方面的知识。

关键词：低噪声放大器；匹配网络；噪声系数；设计；仿真无限通讯系统中各个部件对于整体运行的影响都是不容忽略的，但是对于这些部件的主要研究方向还应该是匹配网络的问题，网络匹配直接影响通讯系统运行的的质量，所以对于各个行业的发展的影响也是不容小觑的，我们应该加以重视，才能更好地促进我国通讯系统的发展。

低噪放多级匹配的设计仿真环节就是其中非常重要的一个过程，可以直接影响最终的通讯效果，所以接下来我们就来具体探讨分析一下。

一.低噪放多级匹配网络设计开发的必要性现在通讯技术虽然已经发展到一定的水平，但其实通讯质量还是受到很多因素的影响，所以要保证通讯技术的发展，对于其中各种部件的网络匹配问题就应该加以关注。

但是之前的网络匹配技术已经不能满足人们对于现在通讯质量的高要求了，所以我们要进行低噪放多级匹配网络的设计开发，这种技术可以更好地保障通讯技术的发展和提高。

二.低噪放多级匹配网络的设计低噪放多级匹配网络的设计现在已经成为保障通讯质量的一种有利方法，但是我们在设计中究竟应该应用怎么样的设计才能达到更好的效果。

接下来我们就来认真的探讨分析一下，各种低噪放多级匹配网络设计方法的不同之处。

2.4GHz低噪声放大器(LNA)的设计与仿真

2.4GHz低噪声放大器(LNA)的设计与仿真
沈晋
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2009(000)027
【摘要】本文介绍了一种低噪声放大器(LNA)的设计与仿真,采用场效应管ATF-35143作为放大管,在增益和噪声之间折中选择,并做出良好的匹配,使LNA增益较高,噪声较小.
【总页数】2页(P73-74)
【作者】沈晋
【作者单位】浙江同济科技职业学院,浙江,杭州,311231;杭州电子科技大学,浙江,杭州,310018
【正文语种】中文
【相关文献】
1.400MHz～
2.4GHz宽带低噪声放大器设计 [J], 张博;张加傲
2.2.4GHz低噪声放大器的设计 [J], 杨虹;袁喆
3.2.4GHz 0.18μm CMOS射频低噪声放大器的设计 [J], 叶有祥;周盛华;李海华
4.400MHz～2.4GHz宽带低噪声放大器设计 [J], 张博;张加傲
5.2.2～2.4GHz低噪声放大器的设计与仿真 [J], 王克依;汪旭峰
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一种卫星导航接收机低噪放的设计与实现

1各种宽带放大电路的对比电路形式平衡电路负反馈有损匹配行波电路有源匹配频带宽度倍频程多倍非常宽多倍电路尺寸较大较小中等中等中等阻抗匹配多级相联容易不易不易容易不易fet数量较好较好根据文献中的论述有损匹配网络的噪声系有源匹配电路仅适合于单片集成电路或无封装管芯电路有封装的fet制作行波放大器不仅特性难以满足而且需要的fet数量多成本价格高
6期
谢
超等 : 一种卫星导航接收机低噪放的设计与实现
91
图1
S 参数初步仿真结果
图 2 调整平坦度后的增益、噪声系数和稳定性的仿真结果
3 . 4 电路实现和性能验证下一步的工作是根据原理图实现电路, 并对各项性能进行测试验证。其增益仿真结果和实测结果的对比如图 3 所示 , 左边图为仿真结果 , 右边为实测结果。测试使用了 A gilent E8362B 矢量网络分析仪, 实测数据保存为 S2P文件后 , 在 PC 机上利用 ADS 软件绘图 , 增益的波动是由于相对带宽较宽 , 矢量网络分析仪测试端口不能完全匹配, 而造成的测量误差。
图 3 仿真和实测数据对比
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94
微
处
理
机
2009 年
/ / Interrupt Serv ice Routines / /- - - - - - - - - - - - - - - - - - -
P2_1= 0 ; if( tem _period= = 0) { tem _perio d= set_period ; / /恢复中断计数值 counter_dec( ); / /计数减 1 } } TH 0 = 0x38 ; / / In it T i m er0 H igh reg ister TL0 = 0x9; f / / Init T i m er0 L ow reg ister } 在软件开发方面 , 由于其内部带有 2K 内部数字存储器 , 内存资源使用上比较充裕, 便于大量数学运算 , 32KB 的程序存储器也具有充足的使用空间, 此外其执行速度比标准 51 单片机提高了 12 倍, 使得程序的执行速度有很大提高。

一种10GHz低噪声放大器的设计

起的噪声称为散粒噪声或散弹噪声。
分配噪声: 注入基区的少数载流子在
基区的复合是随机的。从而使发射极电流
I E 分配成 I C 和 I B 而得到的 I C 也随着基区
载流子复合数量的变化而变化。这种变化
引起的噪声称为分配噪声。
结构、测试过程和实测数据。
关键词 : 低噪声放大器 S 参数匹配
中图分类号: TB5 3
文献标识码 : A
文章编号: 16 72 - 3 7 91 ( 2 00 8) 05 ( b ) - 00 19 - 0大器的一项重要的性能
指标 , 因此 , 从放大器的整体电路考虑, 研
闪烁噪声: 可认为热的产生与复合过
程中偶数发生的本性。他的大小与半导体
材料以及其表面清洁处理及漏电流有关。
噪声频谱与 F 成反比, 这种噪声主要在低
频范围内产生影响。
1 . 2 噪声系数定义
噪声系数 N F 的定义 : 当规定输入端温
究放大器的噪声系数, 以及放大器的噪声
系数与源阻抗的关系, 对于实际放大器的
设计是非常有实用价值的。
1 . 1 噪声分类
热噪声 : 由于晶体管存在着基区电阻 ,
电子的热运动会产生较大的噪声。而发射
计放大器时可以采用适当的匹配网络, 是从晶体管( 在工作频率) 看到的正是这个 ( 所要的 ) 信号源电阻。遗憾的是, 产生最大增益的信号源电阻的值并不是产生最小噪声系数的那个值。因而找最小噪声系数设计的放大器的增益要比所选的管子能给的最大增益低一些。通常 , 在获得最小噪声系数时的增益会比最大增益有所下降 , 可以在后面的高增益级中把它弥补过来。

基于SOI CMOS工艺用于无线局域网低噪声放大器的设计的开题报告

基于SOI CMOS工艺用于无线局域网低噪声放大器的设计的开题报告1.研究背景近年来，随着无线通信技术的快速发展，无线局域网（WLAN）在日常生活中的应用越来越广泛。

在WLAN中，低噪声放大器（LNA）是一种重要的模块，用于接收来自天线的微弱信号并放大至足够高的水平以便进一步进行处理。

因此，设计一种高性能的LNA对于WLAN的整体性能至关重要。

CMOS电路技术由于其低功耗、低成本和可集成性而成为WLAN应用中常用的制造工艺。

因此，基于CMOS工艺设计LNA已经成为一个热门的研究领域。

另一方面，SOI（Silicon On Insulator）CMOS技术是一种新型的CMOS工艺，它使用硅层和绝缘层来减少晶体管之间的交互干扰。

这种工艺可以提高电路性能，并降低功耗。

因此，在WLAN应用中，SOI CMOS工艺设计的LNA有着广阔的发展前景。

2.研究目的本研究旨在设计一种基于SOI CMOS工艺的LNA，具有较低的噪声系数和较高的增益。

通过使用SOI CMOS工艺来提高电路性能，并优化电路结构，以实现对于WLAN应用中高性能LNA的要求。

同时，我们也将探究SOI CMOS工艺对于LNA性能的影响，并通过仿真和实验验证设计的性能。

3.研究内容本研究的具体内容包括以下方面：（1）SOI CMOS工艺的基本原理和电路特性研究。

了解SOI CMOS工艺的优缺点，探究其对于LNA性能的影响，并选择适当的工艺参数。

（2）LNA的电路设计。

设计基于SOI CMOS工艺的低噪声放大器，包括电路结构、原理图、布局和模拟仿真等。

（3）电路性能评估。

对设计的LNA进行全面的电路性能评估，包括增益、噪声系数、带宽和稳定性等。

同时，与其他基于CMOS工艺的LNA进行比较分析。

（4）实验验证。

根据仿真结果制作SOI CMOS LNA芯片，并进行实验验证，以验证设计的性能并比较理论与实验结果。

4.研究意义本研究是对于基于SOI CMOS工艺的低噪声放大器的设计与应用做深入研究，具有以下重要意义：（1）在WLAN应用中提供高性能的LNA。

双波段多级低噪放的匹配设计与仿真

双波段多级低噪放的匹配设计与仿真付东洋;文化锋;刘太君;张勋;李健【摘要】针对双波段低噪声放大电路设计存在的多级匹配问题,提出一种解决双波段多级低噪放匹配的方法.首先根据每一级低噪放指标要求设置优化参数,找到输入输出最佳阻抗值,然后用串联微带线和并联微带枝节将双波段LNA的每一级输入输出阻抗值匹配到50Ω,最后将其级联,从而实现了双波段三级LNA的设计.仿真结果表明：该低噪声放大器在2.69 GHz和3.5 GHz频点处匹配良好,噪声系数小于1 dB, S11和S22都小于-20 dB,增益大于40 dB,从而能同时传输2个非同步信号,提高了频谱利用率,并减少了带外噪声干扰.%A matching method is proposed aiming at solving the design problems of dual-band low noise amplifier (LNA) circuit. Based on the index of each level in LNA, the matching network first sets the optimized parameters, then obtains the optimal input and output impedance. Next is to utilize microstrip transmission line in series and the parallel microstrip stubs to convert input and output impedances at each stage for dual-band LNA into 50ohms. Finally, the design of the dual-band multistage LNA is implemented by three-level cascade. The results show that, when the amplifier is operated at dual frequencies of 2.69 GHz and 2.70 GHz, the noise is less than 1 dB, S11 and S22 are less than 20 dB, gain is more than 40 dB, making two asynchronous signal transported simultaneously. In this way, not only is the spectrum efficiency improved but also the noise outside the band is reduced.【期刊名称】《宁波大学学报（理工版）》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P34-37)【关键词】双波段;三级级联;低噪声放大器;微带传输线【作者】付东洋;文化锋;刘太君;张勋;李健【作者单位】宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波 315211;宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波 315211;宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波315211;宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波 315211;宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波 315211【正文语种】中文【中图分类】TN913.6无线接收系统中, 良好的前端是总体性能优越的前提, 而低噪声放大器(Low Noise Amplifier, LNA)是前端重要组成部分. 随着四网(GSM、TDSCDMA、WLAN、TD-LTE)长期共存的提出, 为实现低成本与高效率的协同发展, 减小基站体积, 降低能耗, 因此支持多种频段的低噪声放大器模块备受关注. 而LNA模块设计的关键部分是对匹配网络的设计, 同时匹配网络设计的优良程度与速度也决定着LNA的发展. 以往对单波段LNA的基本要求是较小的噪声系数、足够大的增益和带宽,同时拥有较大的动态范围和优良的稳定性[1-3]. 然而双波段多级LNA相比单波段LNA 的难点在于(1)双波段输入输出匹配端网络的实现; (2)双波段LNA各级间要具有良好的匹配[4]. 笔者提出能同时覆盖LTE (2.69GHz)和WIMAX(3.5GHz)频段三级级联的低噪声放大器, 并且能在双波段内实现良好的输入输出和级间匹配, 同时具有良好的稳定性, 最后利用ADS软件对其仿真与优化设计.双波段是指接收机可同时接收2个波段的电磁波. 而双波段难点在于匹配网络的设计, 其设计的优良程度对输出结果的各项参数起重要作用, 笔者针对双波段提出一种用串联微带线和并联微带枝节组成的双波段匹配网络(图1), 设计时首选2个频点f1和f2(假设复阻抗分别为一般情况下,首先用串联微带线将2个不同复阻抗变换到等电导圆上, 然后用并联微带线来抵消不同的电纳, 转换为实阻抗.1.1 串联微带线不同频点的复阻抗首先用串联微带线转换为由串联微带线物理特性可得:其中,为4个未知数, 通过上述2个复数等式整理得4个实数等式, 消去B1和B2变成关于Z和θ的方程组:利用优化的方法解出1Z和θ, 然后代入下列公式求出1B和2B:在本文设计中采用特征阻抗和电长度分别为和Z2,θ2的两段串联微带线代替特征阻抗为Z电长度为θ的微带线, 优化参数由4个变量替代了原来的2个变量, 在优化过程中更有利于优化参数的变动, 从而能得到更好的优化指标.1.2 微带并联枝节如图2(a)所示, 在频点1f处, 开路点经过/4λ波长的微带线后, 得到cY为无穷大, 并联TL2微带线后, 对其影响可忽略不计, 所以此时等效为TL3短路接地, 如图2(b)所示, 经过TL3特征阻抗为0Z的微带线, 在1f频点处等效为in1Y=由下式可求出3θ的值:在f2频点处,TL1和TL3微带线的等效框图如图2(c)所示,aY的值便可由下式求出: 因为TL1微带线与TL2微带线并联, 所以aY=由(9)式得到Yc的值, 从而通过(10)式求出的值:通过以上公式推导, 最终由(11)式和(12)式求得4θ的值[5-7].设计中由于对噪声系数的要求较高, 故采用的低噪放是Agilent的ATF-54143, 它是一种低噪声增强型赝高电子迁移率晶体管(PHEMT), 该晶体管使器件具备较大的输出电阻、更强的电流处理能力、更高的跨导, 以及较高的工作频率和较低的噪声系数等优点. 为获取更高的输出功率, 笔者选择ATF-54143三级级联放大结构, 工作带宽为2.68～2.70GHz和3.49～3.51GHz, 在工作频率范围对其进行匹配、仿真与优化 .2.1 第一级低噪放匹配网络多级LNA级联时, 第一级的噪声系数在整个接收机中占重要地位, 所以第一级优化时将噪声系数设为最佳优化目标. 根据低噪放指标要求, 设置优化参数, 当满足S1115-≤dB, S2215-≤dB, NF1≤dB时, 找到输入输出最佳阻抗值; 采用双波段低噪放匹配的设计, 将输入输出阻抗值共轭匹配到50Ω, 第一级LNA匹配的输入和输出原理如图3所示.其仿真结果如图4所示, 从图可知, 在2.69 GHz和3.5GHz中心频点处, 第一级噪声系数分别小于0.828dB和0.982dB; S11分别为-18.635dB和-17.072dB; S22分别为-17.161dB和-17.179dB;增益分别为15.841dB和13.676dB. 以上结果均达到了优化目标, 实现了增益与噪声系数的平衡, 输入与输出匹配的良好 .2.2 多级低噪放匹配网络后两级低噪声放大器在设计时与第一级类似,只是栅极偏置电压都比前一级略高, 主要目的是为了获得较好的线性度. 当采用ADS优化找到每级的最佳输入输出阻抗点后, 用上述提到的串联微带和并联微带枝节将每级LNA的输入输出端均进行双向匹配到50Ω, 最后将三级LNA级联, 完成双波段三级LNA设计. 第一级匹配时以最佳噪声匹配为设计目标; 二、三级匹配时不需要考虑噪声系数, 只要考虑最大增益即可[8]. 设定优化目标(a)S1120-≤dB, (b)S2220-≤dB, (c)S2140≥dB.对级联后的双频点低噪声放大器进行仿真.图5(a)给出了双频点三级LNA的输入输出匹配情况, 在中心频率为2.69GHz和3.5GHz处, S11和S22都小于-20dB. 图5(b)是增益S21的仿真结果,在双频点处增益都大于40dB, 而且在带宽20MHz范围内增益平坦, 波动幅度小于1dB. 图5(c)给出的是噪声系数, 双频点处, 噪声系数均小于1dB,在2.69GHz和3.5GHz频点处, 噪声系数分别为0.612dB和0.927dB. 仿真结果显示稳定系数1K＞,低噪声放大电路绝对稳定.成功地实现了在2.69GHz和3.5GHz双频点处的三级低噪放设计与仿真, 详细分析了用串联微带线和并联微带枝节将每一级的LNA输入输出端进行双波段双向匹配到50Ω; 最后将三级级联,完成双波段多级LNA的设计. 仿真结果表明, 此LNA在双频点处输入输出端匹配良好, S11和S22都小于-20dB, 增益大于40dB, 噪声系数均小于1dB, 是一款具有良好双波段放大特性的多级低噪声放大器.【相关文献】[1] 潘安, 成浩, 葛俊祥. X波段低噪声放大器的设计与仿真[J]. 现代雷达, 2014, 36(1):66-70.[2] 易凯. 基于ADS的C波段低噪声放大器的设计[J]. 信息通信, 2013(7):32-33.[3] 邓志辉. 平衡式Ku波段低噪声放大器ADS仿真[J].实验科学与技术, 2012, 10(1):24-26.[4] 刘波宇, 张万荣, 谢红云, 等. 双频带低噪声放大器设计[J]. 电子器件, 2011, 34(3):278-281.[5] Chen W, Zhang S, Liu Y, et al. A concurrent dual-band uneven Doherty power amplifier with frequencydependent input power division[J]. Circuits and Systems, 2013, 61(2):552-561.[6] Karun R, Ghannouchi F M. Design methodology for dual-band doherty power amplifier with performance enhancement using dual-band offset lines[J]. Industrial Electronics, 2012, 59(12):4831-4842.[7] Rawat K, Ghannouchi F M. Dual-band matching technique based on dual-characteristic impedance transformers for dual-band power amplifiers design[J]. Microwaves, Antennas & Propagation, 2011, 5(14):1720-1729.[8] 孟庆斌, 黄贵兴, 葛付伟, 等. 一种低噪放多级匹配网络的设计与仿真[J]. 微波学报, 2012,28(3):61-65.。

基于ADS的低噪声放大器设计与仿真

基于ADS的低噪声放大器设计与仿真低噪声放大器（Low Noise Amplifier，简称LNA）是一种用于放大微弱信号的模拟电路。

在通信系统、雷达系统和无线传感器网络等应用中，LNA被广泛使用。

设计和仿真低噪声放大器可以通过多种方式实现，而其中一种常见的方法是基于开环电压增益的放大器设计技术。

下面将介绍如何基于ADS （Advanced Design System）软件进行LNA的设计与仿真，以实现低噪声和高增益。

首先，选择适当的晶体管器件。

根据所需的频率范围和特性要求，选择合适的晶体管型号。

ADS软件提供了多种晶体管模型，可以根据需要进行选择。

其次，进行电路拓扑设计。

根据晶体管的输入和输出阻抗要求，选择合适的匹配网络。

同时，还需要设计适当的偏置电路，以确保晶体管工作在最佳工作点。

然后，进行S参数仿真。

使用ADS软件的S参数仿真工具，对电路进行S参数仿真。

通过调整匹配网络和偏置电路，优化电路的S参数，以获得最佳的增益和带宽。

接下来，进行噪声参数仿真。

使用ADS软件的噪声参数仿真工具，对电路进行噪声参数仿真。

根据要求，选择适当的噪声参数模型，以评估电路的噪声性能。

然后，进行稳定性分析。

使用ADS软件的稳定性分析工具，对电路进行稳定性分析。

通过调整反馈网络和补偿网络，确保电路的稳定性。

最后，进行时域和频域仿真。

使用ADS软件的时域仿真和频域仿真工具，对电路进行时域和频域分析。

通过调整电路参数，优化电路的动态性能和频率响应。

需要注意的是，在整个设计过程中，应根据需要进行多次优化。

可以通过改变电路拓扑、调整匹配网络和偏置电路等方式进行优化。

总结起来，基于ADS的低噪声放大器设计与仿真主要包括晶体管选择、电路拓扑设计、S参数仿真、噪声参数仿真、稳定性分析、时域和频域仿真等步骤。

通过多次优化，可以实现低噪声和高增益的设计要求。

北斗+GPS高性能低噪声放大器的研究与设计

北斗+GPS高性能低噪声放大器的研究与设计马杰;王丽黎【摘要】Aiming at the development of the BD,considering about advantages of dual-mode positioning and similarity of the BD's B1 band and GPS's L1 band,a design principle and its working method of a low-noise amplifier are described which is suitable for the BD's B1 band and GPS's L1 band,and a physical object is made,which gives the test result. To achieve better gain,it was used three cascaded manner. Finally,the low-noise amplifier designed has a gain of(38±0.5)dB in B1 b and and L1 band,the input VSWR is less than 1.8,the output VSWR is less than 1.2,the noise figure is less than 0.65 dB,unconditional stability in the whole band. It can be used for the Beidou B1 band and GPS L1 band.%针对国内北斗行业的发展和双模定位的优点以及北斗B1频段和GPS相近的特点,给出了一种适用于北斗B1频段和GPS L1频段的低噪声放大器的设计原理和设计方法,并制作出实物,给出了测试结果.为了达到更好的增益,采用了3级级联的方式.设计出的低噪声放大器的在B1和L1频段内的增益(38±0.5)dB,输入驻波系数小于1.8,输出驻波系数小于1.2,噪声系数小于0.65 dB,在全频段内无条件稳定,可用于北斗B1频段和GPS L1频段.【期刊名称】《电子器件》【年(卷),期】2017(040)006【总页数】5页(P1432-1436)【关键词】低噪声放大器;北斗;GPS;噪声系数;级联【作者】马杰;王丽黎【作者单位】华南理工大学物理与光电学院,广州510641;西安理工大学自动化与信息工程学院,西安710048【正文语种】中文【中图分类】TN722.3双模定位可以充分利用两套卫星定位系统的长处和卫星资源,精度和可靠性更强[1]。

C波段低噪声放大器的仿真设计

终使得该ＬＡ在５５６５Ｇｚ波段内增益大于２Ｂ，声小于１５ｄ，入输出电压驻波比小于２达到了设计指Ｎ．．Ｈ～０ｄ噪．Ｂ输５，
标的要求。
关键词：噪声放大器；负反馈网络；Ｅ低ＨＭＴ；Ｃ波段；ＤＡＳ仿真及优化中图分类号：Ｎ２．Ｔ７２３文献标识码：Ａ文章编号：１７ — ２６２ｌ）２０９ — ４６４６３（０１２ — ０４０
ＡｂｔａｔＢｓｄｏｅＬｔｘｅｌｎｅｆｒｎｅｆｏ５５Ｈｚｔ．ＧＨｚｂｎｕｐｓ，ｔｉｄｓｇｓｓａｌｗ－ｏｓ，ｓｒｃ：ａｅｎｔＮＡｗｉｅｃｌｔｒｍａｃｒｍ．Ｇ６５ｈｈｅｐｏｏａｄｐｒｏｅｈｓｅｉｎｕｅｏｎｉｅｈｓｓｏｉｔｄｇｉＰｉｈａｓｃａｅａｎ，ＨＥＭＴｃｎｌｇｅｉｎｄＡＦ３６ｔａｓｓｏ，ｔｅｃｒｕｔｉｐｅｅｔｄｗｔｗａｃｄｔｃｕｅｔｈｏｏｙｄｓｇｅＴ－５７ｎｉｒｈｉｃｉｓｒｓｎｅｉｔｏｃｓａｅｓｒｔｒｅ１ｒｔｈｕｆｒ，ｍｉｒｓｒｉｕｔｓｕｅｏｃｍｐｅｅｔｅｉｐｔｏｔｕｎｔｒｔｇｔｈｎ，ｔｒｕｈｔｅｆｎｔｎｌｙｍｏｕｅｎｏｍｃｏｔｐｃｒｉｉｓｄｔｏｌｔｎｕ，ｕｐｔｄｉｅｓａｅｍａｃｉｇｈｏｇｈｕｃｉａｉｄｌｓａｄｉｃｈａｎｏｔｏｔｚｎｎｉｎｎｒｖｄｄｂｐｉｉｇｅｖｒｍｅｔｐｏｉｅｙＡＤＳｏｔａｅｔｅｃｒｕｔｇｉｎｉｅｆｕｅ，ＶＷＲ，ｓａｉｔｆｃｎｏｈｒｍｉｏｓｆｒ，ｈｉｉａｎ，ｏｓｇｒｗｃｉＳｔｂｌｙａ￣ｒａｄｔｅｉ

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。

一种超宽带低噪声放大器的仿真设计

放大器输入匹配电路，负反馈电路，级间匹配电路和第二级放大器输出匹配电路四部分
组．成。
关键词超宽带；低噪声放大器；负反馈；协同仿真中图分类号：ＴＮ７２２．５文献标识码：Ａ
Ａｂｓｔｒａｃｔ
于１ｄＢ，Ｐ１ｄＢ大于１５ｄＢｍ。
ｌ一｝ｌ】ｌ一Ｉ２２Ｊ＋ｌＡＩ、１２Ｉｓｌ２ｆｌＳ２ｊ『
（１）２一Ｓ１２Ｓ２】Ｉ＜
刀：
一
种超宽带低噪声放大器的仿真设计
杜丽军中国电子科技集团公司第三十八研究所，合肥２５００８８
ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＤｅｓｉｇｎｏｆａＵｌｔｒａ－ｗｉｄｅｂａｎｄＬｏｗＮｏｉｓｅＡｍｐｌｉｆｉｅｒ
ＤｕＬｉｊｕｎ
ＮＯ．３８Ｋｅｓｅａｒｃｈ（ｎｓｔｉｔｕｄｅｏｆＣＥＴＣ．Ｈｅｆｅｉ２￣００３１．Ｃｈｉｎａ
摘要本文介绍了一种超宽带低噪声放大器的仿真设计，采用负反馈技术提高了工作带宽并增
式中，Ｋ表示稳定系数。１．２负反馈电路负反馈技术在宽频带内可以得到很好的增益平坦响应和低的输入输出驻波比】，具有较好的稳定性，因此在宽带放大器电路设计中应用广泛。负反馈电路可分为串联负反馈和并联负反馈两大类 … ，其电路原理图见图１中ａ，ｂ图所示。串联负反馈电路（又被称为无损负反馈电路）是在源极加入电抗性的元件。并联负反馈电路的基本原理是用ＲＬＣ电路将栅极和漏极连接起来，使得ＦＥＴ的输入、输出阻抗迅速接近５ＯＱ，改善放大器的稳定性Ｊ【。

一种卫星导航接收机低噪放的设计与实现

数高, 有源匹配电路仅适合于单片集成电路或无封装管芯电路 , 有封装的 FET 制作行波放大器, 不仅特性难以满足 , 而且需要的 FET 数量多, 成本价格高。负反馈放大器和平衡电路放大器是应用最多的宽带放大电路。负反馈放大器分为串联负反馈和并联负反馈。源极串联负反馈能够降低整个电路对晶体管自身性能变化的敏感度, 改善放大器的驻波比 , 增加稳定性 , 增加放大器线性度 ; 源级串联无耗电感反馈由于可以降低最佳噪声源阻抗的电抗部分 , 而对其电阻部分几乎不影响 , 所以几乎不恶化噪声 , 易于宽带噪声匹配。但是反馈量需要很好的控制, 如果反馈量过小 , 不能够满足要求, 反馈量过大则降低高端稳定性 , 容易引起自激。并联负反馈可以适用于几个倍频程 , 适用于超宽带放大器的设计 , 但是噪声系数较大。平衡放大电路可以对晶体管进行低噪声匹配设计, 而不用考虑驻波比, 但是由于带宽要受到 3dB 耦合器的限制 , 一般能够做到一 [ 4] 个倍频程。综合对几种电路形式的特点分析 , 串联负反馈具有明显的优势 , 所以确定应使用串联负反馈实现低噪声放大器。
1 引
言
低噪声放大器在通信、雷达、电子对抗等应用中非常重要, 一般用在接收机天线后面 , 起到放大微弱信号的作用。由于接收机系统的噪声特性很大程度上依赖于第一级放大器的噪声系数, 所以低噪声放大器的噪声系数应该非常低。并且在噪声系数相同的情况下, 应该使其增益尽量大。卫星导航接收机一般都工作在几个不同的频带 , 从宽带接收天线输出的信号是几个频带信号的混合, 多模卫星导航接收机更是如此。如果低噪声放大器是窄带的 , 每个频带都需要单独的低噪声放大器, 那么就需要在天线后加分路器将混合信号分成几路 , 分别送到不同的低噪声放大器。分路器必然导致信号的衰减。由于信号本来很微弱 , 信号衰减导致系统的噪声系数变大 , 严重影响接收机的性能。使用宽带低噪声放大器可以使多个频段的信号被同一个低噪放大器放大 , 避免在低噪放前面分路