低噪声放大器（LNA）是今世微波通讯、雷达、电子战体例中的紧张部件，它处于接受体例的前端，对天线接受到的轻微射频信号实行线性放大，同时箝造种种噪声骚扰，抬高体例生动度。因为LNA正在接受体例中的非常地方和用意，该部件的打算对整体接受体例的功能目标起着枢纽用意。当今低噪声放大器首要采用单片微波集成电道（MMIC）本领，将统统有源器件（如双极性晶体管或场效应晶体管）和无源器件（如电阻器、电感器、电容器和传输线等）悉数集成正在一块半导体晶片上，以达成低噪声放大性能，拥有尺寸幼、重量轻、本钱低及牢靠性高的特质。
本文先容了一种宽带低噪声放大器的打算设施。打算时最初凭据功能目标请求选拔相宜的有源器件，确定相应的使命形态和偏置条款及器件的安稳形态，然后合理打算般配电道和负反应电道，终末对举座电道实行优化。打算中采用微波仿真软件ADS对电道实行CAD辅帮打算并给出了仿真结果。
本文打算的低噪声放大器首要本领目标：使命频率2.7～3.1GHz,噪声系数（NF）幼于0.8dB,带内增益G30dB,带内平缓度幼于±1dB,输入输出驻波比（VSWR）幼于1.6dB,1dB增益压缩点输入功率P1dB≥-15dBm。
思索到增益和噪声系数请求较高，于是选用PHEMTGaAsFET低噪声放大管。别的，正在实行电道打算前，最初要树立放大器件的幼信号模子。为了打算方便，平常选拔拥有现成模子的放大器件。因为安捷伦公司为其产物供应了无误的ADS模子，是以采用安捷伦公司的一种加强型E-PHEMT管ATF541M4,该监使命频率为0.45～10GHz,拥有线性度好、噪声系数低的特质，况且使命时不需求负的栅极电压，便于单电源供电，正在Vds=3V,Ids=60mA的偏置条款下，3GHz时最幼噪声系数约为0.5dB,增益为17.5dB,1dB压缩点输出功率21.4dBm,为了获得30dB的增益，采用两级级联放大布局，将两个晶体管集成正在统一基片上，输入输出端口之间通过微带线偏置电道的打算
正在供电电压为5V的条款下，原委计划R1为290Ω，R2为1195Ω，R3为286Ω，电道中的C1、C2、C3为旁道电容，C4为隔直电容，L1和L2为高频扼流电感。为了进一步获得无误的偏置电阻值，可能对偏置电道实行直流仿真，凭据源极和漏级电压值对电阻实行微调，以餍足偏置条款。
要是凭据晶体管数据手册中的S参数实行计划剖判，则计划进程杂乱，可能行使ADS中的安稳性鉴定系数stab_face（s）和stab_meas（s）直接对器件实行安稳性剖判，唯有正在使命频段内两个安稳性判别系数都大于1时，才调担保器件绝对安稳。通过仿真获得安稳性鉴定系数如图2所示。由图可知，两个安稳性系数正在2.7～3.1GHz频率边界内都大于1,于是器件绝对安稳。
正在宽带低噪声放大器打算中，为了担保放大器增益的线性度和带宽，平常选用均衡放大或负反应电道布局。前者行使器件较多，电道杂乱，而负反应电道布局浅易，平常是正在晶体管的输入和输出端口之间串联一个电阻和一个电容，除了可能获得平缓的增益特征，况且可正在
本打算采用负反应电道方法，正在晶体管的栅极和漏极间引入负反应。因为插足负反应电道使得放大器增益有所低落，同时弥补肯定的噪声系数，于是只将负反应电道加正在第二级放大器中。
看待使命正在S频段的放大器，输入输出般配电道往往采用漫衍参数元件，这品种型的般配收集由几段串联或并联的微带线构成。为了正在整体频段内获得精良的般配成效，平常先选定核心频率实行般配电道打算，然后再对电道正在整体频带内实行微调优化，由于输入端采用最幼噪声般配,最初对器件实行ADS噪声仿真获得各频率的噪声系数以及对应的最佳噪声源反射系数，运用ADS中单枝节般配用具对输入端话柄行疾速般配，其电道如图3所示。图中各段微带线Ω，以减幼般配电道的杂乱水平。正在确定第一级放大器输入般配电道后，可能获得对应输出阻抗，级间般配电道依据最大增益规则实行打算，同时要两全第一级的输入驻波比以及整体电道的噪声系数，于是采用T型布局，输出般配电道首要用于抬高增益，刷新增益平缓度以及输出驻波比。正在发轫确定各般配电道后，行使优化用具对举座电道优化仿真，为了减幼输入驻波比，平常要对输入般配电道实行微调，同时端庄担任噪声系数，确保各项目标餍足请求。
2.7低噪声放大器拓扑电道本打算采用Rogers公司的TMM10i型基板，介电常数εr=9.6,基片厚度H=0.635mm,导体厚度T=0.01mm,金属电导率Cond=5.88e+7。凭据前面所述的放大器打算设施，将两级晶体管级联，获得低噪声放大器的电道拓扑图，如图4所示。
通过S参数及谐波均衡仿真获得低噪声放大器的各项参数，功率增益如图5所示。图中解说，放大器正在使命频段内增益大于30dB,并拥有精良的增益平缓功能，增益平缓度幼于1dB。
放大器的输入输出驻波比与噪声系数如图6所由图6可知，输入输出驻波都低于1.6dB,独特是输出驻波比幼于1.2dB,首倘若由于输出般配电道按最大增益打算，有用地低重了输出端反射系数。放大器输出端口噪声系数正在整体频带内低于0.6dB,噪声般配精良。
本文商量了一种加强型E-PHEMT管的宽带低噪声放大器打算，先容了打算的详细流程和设施，并饱满运用
软件的各项性能对低噪声放大器实行优化打算，省去了杂乱的表面剖判计划，大大简化了打算进程，抬高了使命功效，对低噪声放大器的CAD打算拥有很大的实际意思。
