微波低噪聲放大器的設(shè)計與仿真

　　2.2 放大器增益

　　放大器的增益定義為放大器輸出功率與輸入功率之比：

G=Pout／Pin (7)

　　通常提高低噪聲放大器的增益對降低整機的噪聲系數(shù)非常有利，但低噪聲放大器的增益過高會影響整個接收機的動態(tài)范圍。所以，一般來說，低噪聲放大器的增益確定應(yīng)與系統(tǒng)的整機噪聲系數(shù)、接收機動態(tài)范圍等結(jié)合起來考慮。

　　2.3 反射系數(shù)

　　由式(3)可知，當Γs=Γopt時，放大器的噪聲系數(shù)最小，NF=NFmin，但此時從功率傳輸?shù)慕嵌葋砜?，輸入端會失配，所以，放大器的功率增益會降低，但有些時候，為了獲得最小噪聲，適當?shù)臓奚恍┰鲆嬉彩堑驮肼暦糯笃?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/設(shè)計">設(shè)計中經(jīng)常采用的一種辦法。

　　另外，低噪聲放大器的輸入輸出駐波比、動態(tài)范圍、工作頻率、工作帶寬及帶內(nèi)增益平坦度等指標也很重要，設(shè)計時也需加以考慮。

　　3 電路仿真設(shè)計

　　本電路設(shè)計要求的頻率范圍為1.95～2.05GHz，噪聲系數(shù)：為Nf應(yīng)小于2 dB，帶內(nèi)增益為G大于10 dB，輸入，輸出阻抗為50 Ω?，F(xiàn)以上述指標來進行電路晶體管的選擇以及ADS仿真。

　　3.1 晶體管的選擇

　　根據(jù)放大器的性能要求，本設(shè)計選用HP公司的AT-41511作為核心器件來進行設(shè)計。由于在ADS軟件中包含有這種型號晶體管的器件模型，因此，在設(shè)計和仿真過程中可以直接使用，而不必再自己建造器件模型。

　　3.2 ADS仿真綜合指標的實現(xiàn)

　　仿真時，可將噪聲系數(shù)、放大器增益、穩(wěn)定系數(shù)全部加入優(yōu)化目標中進行優(yōu)化，并通過對帶內(nèi)放大器增益的限制來滿足增益平坦度指標，最終達到各個指標要求。反復(fù)調(diào)整優(yōu)化方法并優(yōu)化目標中的權(quán)重(Weight)，也可以對輸入匹配網(wǎng)絡(luò)進行優(yōu)化。但是，對部分電路指標的優(yōu)化也可能導(dǎo)致其它某些指標的惡化，此時可以根據(jù)需要增加一些優(yōu)化變量。

　　圖2所示是經(jīng)過一次隨機優(yōu)化的S參數(shù)圖。

　　仿真結(jié)果表明，該電路基本上已經(jīng)達到了比較好的性能，且具有良好的輸入輸出匹配，較高的增益和穩(wěn)定系數(shù)，同時噪聲系數(shù)也比較好。

　　3.3 封裝模型仿真設(shè)計

　　進行完sp模型設(shè)計以后，還需要將sp模型替換為封裝模型來做進一步設(shè)計。具體需要進行的工作如下：