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    25

    4.4输出端口的匹配(最大增益原则) 27

    4.5 LNA第二级的设计以及级阃匹配的设计 28

    第五章    总结和展望 33

    致谢 34

    参考文献 35

    1.1低噪声放大器简介

    低噪声放大器（LNA）是射频接收系统中的关键部分，一半位于整个射频电路前端，除了放大由天线接收的微弱信号以提高整体增益外，还有以下一些作用：第一，改善接收机的噪声性能，提高信噪比；第二，使天线和混频器或本地振荡器相互隔离，避免可能由于本地振荡器产生的反向传输信号造成对整体电路的干扰；第三，提高接收机对镜频信号的抑制能力。低噪声放大器的噪声系数决定了整个射频前端系统噪声性能，其增益决定了对小信号的放大作用以及对后续噪声的抑制程度，它的非线性度和动态范围会对系统有非常重要的影响。所以说，LNA的性能直接关系到整个通信系统的性能。因此，研究出合适的高增益、低噪声系数的放大器是提高通信质量的重要手段，对于通信技术的推广和应用也有着重大的意义。论文网

    1.2 低噪声放大器的发展历史

    1.3本文内容简介

    本文比较详细地介绍了LNA的设计和仿真过程。第一章（上文）作为绪论，对低噪声放大器作了简单介绍并说明了其发展情况。第二章，介绍射频低噪声放大器的相关理论知识。第三章，给出本次LNA设计的整体思路、方法和准备工作。第四章，具体介绍了基于EDA设计软件ADS，设计和仿真低噪声放大器的每一步骤。最后，客观总结和分析本实验的优点与不足，对后续可以考虑和进行的其他工作作了设想。希望本次设计和仿真过程能为今后这方面的研究学习提供一些参考。

    第二章 低噪声放大器的相关理论

    2.1 主要性能指标

       这一节介绍低噪声放大器电路的各项性能指标，比如噪声系数和增益、工作频段、输入输出驻波比和增益平坦度等，这些指标之间既有关系又有矛盾，有相互牵制、彼此制约的关系，所以设计过程中要考虑具体要求决定主次，兼顾各项性能指标，进行合理的选择与调整。

    2.1.1噪声系数和噪声温度

       噪声系数NF和噪声因数F是通信电路系统中衡量噪声性能的重要指标。

       噪声因数F的定义是输入段信噪比SNR¬i与输出端信噪比SNR¬o的比值，即：

        噪声因数F体现了一个有内部噪声源的系统在信号传输过程中使输入信噪比恶化的程度。噪声因数越大，系统对性噪比的衰减越强。换言之，信噪比衰减的倍数即为噪声因数。

         在微波放大器中，总噪声包括进入放大器并被放大的噪声和放大器本身产生的噪声。理想放大器在信号传输前后会保持相同的信噪比，而实际放大器由于加入其自身噪声，信噪比会降低。所以说噪声因数必然是大于1的一个数，当然这个值越小越好，越接近于1越好。文献综述

    噪声因数的对数形式记为噪声系数NF，单位是dB，即：

        NF（dB）=10l¬gF

    噪声系数是衡量放大器性能的重要指标，一个二端口网络的噪声系数是唯一确定的，不能有多个值。这个指标适用于线性网络或准线性网络，对于非线性网络则不适用。

    单级放大器的噪声因数计算公式如下：

    其中F¬min是最小噪声因数，由晶体管本身决定；Γ¬s、Γ¬out和R¬n分别是输入端源反射系数，最佳源反射系数、晶体管的等效噪声电阻。由公式知，当Γ¬s=Γ¬out时，F=F¬min，此时系统便可获得最小噪声因数。

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