LNA

低噪声放大器（LNA）是GPS干扰机接收到GPS信号后经过的第一个模块，由文献[1]噪声系数级联公式：
式中F0表示系统总得噪声系数，Fi和Gi分别表示各级的增益和噪声系数。

可以看出，第一级电路的噪声要求是最为严格的，也是整个系统的噪声性能影响最为重要的。

LNA的主要任务是在产生尽可能低噪声的前提下对射频信号进行放大以降低后级模块产生的噪声对信号的影响。

为了达到这样的效果，LNA 与外界的匹配对其自身以及整个接收机而言起到了至关重要的作用，而通常是要求LNA 的输入阻抗达到50 Ω。

总的来说，希望LNA 具有高增益，低噪声系数，高线性度和低功耗等性能。

（只考虑单频GPS信号，即只需要窄带LNA）
对于LNA 结构的选择而言，通常有四种拓扑结构供选择，分别是：输入端并联电阻的共源放大器结构；并联-串联反馈放大器结构；共栅放大器结构；源简并电感型共源放大器结构。

并且：
（1）输入端并联电阻的共源放大器结构：
文献[1]分析了该结构的放大器。

通过并联50 Ω的电阻来达到匹配的效果。

虽然主极点频率提高了一倍，但是放大器的低频电压增益下降了一半。

并联电阻的加入使得：a:引入了与输入源噪声一样大小的热噪声，该热噪声使得该放大器的噪声系数比较大。

B:信号进入共源放大器之前就衰减了一半，增加了共源放大器内部产生的噪声对噪声系数的贡献。

由于噪声性能很差，不是理想的低噪声放大器结构。

（2）共栅放大结构：
当栅源寄生电容不是很大，工作频率不是很高时，即输入阻抗虚部不是很大时，可以实现较好的阻抗匹配。

高频下，各种寄生效应和晶体管源端所接偏置阻抗引入的噪声都会降低放大器的噪声性能。

在某些性能要求不高的应用中，这种结构可以作为低噪声放大器来使用。

该结构还可作为宽带低噪声放大器的一个可选结构，加以改进和优化用来实现宽带低噪声放大器。

（3）并联-串联反馈放大器结构
该结构为宽带放大器的一种典型结构。

但是，在噪声性能方面，由于受到反馈电阻和源简并电阻（可用电感代替）的热噪声影响，对放大器的噪声还是影响较大。

（4）源简并电感型共源放大器结构
该结构为使用最为广泛的窄带低噪声放大器。

通过一定的设计，输入阻抗匹配最终由源极负反馈电感决定。

在所需要的频带内，能够达到不错的匹配性能。

参考文献[1]设计了一种功耗约束下噪声和阻抗匹配LNA设计方法。

其设计电路图如下：
MOS管M1 和M2 构成了共源共栅结构，该结构增加了反向隔离度，减小了晶体管的Miller 效应和有效输出阻抗对放大器性能的影响。

M1 作为主放大管，将输入信号转换为电流信号。

M2 是Cascode管，提高了放大器的输出阻抗，使得放大器的负载阻抗完全由负载网络来决定；Cascode管给主放大管提供了一个相对较低的负载阻抗，使得Miller效应的影响得到缓解；Cascode管还增加了反向隔离度，从而减弱了后级电路对输入方面的影响；Cascode管还使得放大管漏端的电压降低，使得载流子速度饱和效应减弱。

Ls 和Lg与MOS 管M1 构成了主要的匹配网络，源极负反馈电感Ls 用来提供阻抗匹配中的实部，并同时构成虚部的一部分，并与Lg 和MOS 的栅源寄生电容Cgs共同消除输入阻抗的虚部，最终达到阻抗匹配的目的
非准静态效应映入的栅噪声：
噪声电阻：
最优噪声时的输入电阻：
最小噪声因子：
输入阻抗：
参考文献
[1]潘振翮.GPS双频P吗接收机的前端电路设计.
[2]郭锐，孙金中，谢凤英.应用于GPS接收机的宽带低噪声放大器.
[3]龚涛.应用于卫星导航接收机的低噪声放大器设计与实现
[4]熊斯.射频接收机前端及其关键模块设计。