- 上一篇：HFSS集成波导-微带过渡渐变结研究
- 下一篇：基于经验模式分解（EMD）的汉语普通话声调识别
射频低噪声放大器的设计过程是一个多个性能指标参数折中的过程，它的性能参数包括工作频率、功率增益、噪声系数、输入输出匹配、线性度和直流功耗以及稳定性等。随着CMOS工艺水平的不断提高，设计方法的不断进步，CMOS射频低噪声放大器的性能越来越高。当然，现代无线通信系统对LNA的要求也越来越高，这必然也推动着人们不断去研究探索出新的性能更完善的LNA。在低噪声放大器的设计过程中，我们通常都有好几个目标，比如要使噪声尽可能地小，提供足够增益的同时要有足够的线性度，以及要能提供一个稳定的50Ω输入阻抗，当然在便携设备中还有一个要求就是功耗要尽可能地低。当低噪声放大器前面有一个预选滤波器时，有一个性能好的输入匹配是非常重要的，因为这种滤波器对终端阻抗的质量是非常敏感的。在设计者头脑中有一个这样的概念后，我们首先考虑的就是能够提供一个稳定的输入阻抗，因此出现了各种输入结构，归纳起来可以分为四种，如图1.1所示。这里的每一种结构或者以单端形式出现，或者以差分形式出现。
图1.1 几种常见的LNA结构
图1.1(a)所示电路，在栅极并联一个匹配电阻(在窄带应用中，为实现调谐还可以在MOSFET栅极并联一个到地的电感)，虽然可以实现共轭匹配，但是对放大器的噪声系数影响很大，不适合于要求低噪声系数的场合。
图1.1(b)所示共栅极电路，它可以在低电压下工作，其输入电阻就是其跨导的倒数，我们可以选择合适的器件尺寸和改变其偏置实现阻抗匹配，它不必外接元件也能够达到50Ω的输入电阻，但是它的噪 声性能不好，其理论最小噪声系数为2.2dB，不适合用在对噪声系数要求高的场合。
图1.1(c)所示电路，它是一个跨阻放大器，在宽带放大器中用的比较多。
图1.1(d)所示是源极电感负反馈电路，是目前低噪声放大器当中用的最为广泛的一种结构，它通过源极电感来产生输入阻抗的实部，由于它产生的这个实部不是实电阻，因而这种结构的噪声系数比较小。
1.2 低噪声放大器发展现状
1.3 本文的内容安排
高性能的低噪声放大器可以提高接收机的接收灵敏度，是无线电接收机中的一个重要部件，有广泛的应用价值。它的主要功能是在不添加额外噪声的情况下尽量放大输入小信号，从而在低功率点上保证所需的信噪比。另外，对于大信号，LNA应该尽量做到在不失真的情况下放大输入信号，因而消除信道串扰。合适的LNA设计在当今的通信系统设计中占有重要地位。
本文的第一章介绍了低噪声放大器的研究背景、发展现状及本文的论文结构安排。
第二章对低噪声放大器的性能指标及设计方法进行了简单的介绍。内容包含低噪声放大器的增益、噪声系数、稳定性等理论以及低噪声放大器的一般设计方法。
第三章介绍了源极串联负反馈提高晶体管的稳定性的原理，并使用该方法设计和制作了一个2.4GHz～2.5GHz低噪声放大器。该放大器采用Agilent公司的低噪声放大管ATF54143进行放大，先确定晶体管的直流工作点，设计选择了偏置电路，为了稳定性考虑在源极添加了小电感作为负反馈，通过调试确定了较合适的Ls值。由于负反馈上很小的变化都会对系统性能造成影响，用较好控制并且相对稳定的微带线替代了小电感，最后进行性能仿真。
第四章进行了输入输出匹配网络的匹配，通过仿真进行微调使系统能达到较理想的效果。