基于ADS的低噪声放大器设计

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基于ADS的低噪声放大器设计

                               杨 丽

                       西南民族大学电气信息工程学院

摘要: 高性能的放大器对设计一个好的射频通信系统具有重要意义。本文分析了低噪声放大器设计的基本理论,并完成了一个中心频率为2.4GHz的低噪声放大器的设计。该设计选用了P-HEMT ATF54143器件.Agilent Advanced Design System（ADS）仿真结果表明该放大器的增益达到15 dB,噪声系数小于0.7 dB，输入输出驻波比均小于1.5,满足放大器预定的设计目标。

关键词:  低噪声  ADS    绝对稳定  ATF54143

低噪声放大器作为出现在接收机最前端的电路模块,对整个接收机系统的性能起到至关重要的作用。由于低噪声放大器的放大对象为天线接收的微弱信号,其设计过程中的噪声系数决定了整个系统的噪声抑制能力,同时也决定了整个系统的灵敏度[1-2]。基于这样的一些原因，设计一个性能优秀的低噪声放大器对设计一个好的射频通信系统具有重要意义。

   低噪声放大电路设计过程中首先必须要保证其能在工作频段内稳定的工作[3],这也就是放大电路的稳定问题。晶体管射频绝对稳定的条件是：

                                       （1）

                        　                    （2）

    (1)式中,K称为稳定判别系数。当K>1时,放大电路工作在稳定状态，而当(1)式和(2)式同时成立时，放大电路工作在绝对稳定状态。如果放大电路中的有源器件满足绝对稳定条件,则会很大程度上提高放大电路的设计效率。

将放大电路中的有源器件设计在绝对稳定状态后，放大电路需要完成匹配电路的设计。此时，匹配的目的是为了获得最佳的噪声系数。低噪声放大器的噪声系数公式如下：

                             （7）

从（7）式可知，当 时放大电路会获得最小的噪声系数。