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摘要低噪声放大器（LNA）是射频接收机的重要组成部分，本篇毕业论文通过Agilent-ADS EDA 软件设计和仿真了Ka波段的微波低噪声放大器，介绍了其电路设计的基本思路和过程，并给出了原理图仿真和版图仿真的结果，并对结果进行了优化。本文选择了两级GaAs HEMT管芯电路加一级MMIC放大的拓扑结构，并通过平面微带电路结构来实现输入、输出匹配以及级间匹配，最终实现的低噪声放大器工作在29GHz ～30GHz，噪声系数小于2dB，增益大于30dB，增益平坦度小于1dB,输入输出回波损耗小于-15dB。20263
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关键字：Ka波段 低噪声放大器 ADS GaAs高电子迁移率晶体管
毕业设计说明书（论文）外文摘要
Title Design and simulation of microwave low noise amplifier
Abstract
Low noise amplifier (LNA) is an important part of the RF receiving front-end. This paper designs and simulates Ka-band microwave low noise amplifier by Agilent ADS EDA software. It also introduces the basic design method and process of circuit design, and gives the results of the principle diagram simulation and layout simulation and the optimization process. The design adopts the topology structure of two-stage GaAs HEMT plus a stage of MMIC. Through the planar microstrip circuit structure to implement the input and output matching and interstage matching, the microwave LNA design achieves the result of working in 29 GHz ～30 GHz, noise coefficient of less than 2 dB, high gain of greater than 30 dB, gain flatness of less than 1 dB, and input and output return loss of less than 15 dB.
Keywords LNA Ka-band ADS GaAs HEMT
目次
1 引言 1
1.1 微波低噪声放大器的研究意义 1
1.2 微波低噪声放大器的发展状况和趋势 1
1.3 ADS仿真软件的介绍 2
1.4 本文研究的主要内容 3
2 低噪声放大器的设计理论 4
2.1 低噪声放大器的主要指标 4
2.2 低噪声放大器的设计 8
2.3 本章小结 15
3 Ka波段低噪声放大器的设计 15
3.1 晶体管的选择 15
3.2 稳定性分析 17
3.3 偏置电路设计 19
3.4 第一级低噪声放大电路的匹配设计 21
3.5 第二级低噪声放大电路的匹配设计 24
3.6 三级低噪声放大电路之间的级联匹配设计 26
3.7 低噪声放大器的协同仿真 29
3.8 本章小结 31
结 论 32
致 谢 33
参考文献34
1 引言
在无线通信系统中，低噪声放大器（LNA）作为整个接收机电路中的第一个电路，对整个系统有着很重要的作用。低噪声放大器的主要功能是放大接收到的小信号，正因为这样它必须能够抑制各类噪声的干扰，以防止噪声淹没了弱信号。同时它还需要有较高的增益来放大信号，这样输出的功率才能够驱动之后几级的放大电路。
1．1 微波低噪声放大器的研究意义
近年来，无线通信的快速发展使低频段变得拥挤，电路设计逐渐向更高频段发展，微波毫米波因而得到了越来越广泛的应用。人们将波长范围为1m～0.1mm的电磁波定义为微波，它对应的频率范围是3×108Hz～3×1011Hz。