X波段寬帶低噪聲放大器設(shè)計(jì)

　　圖4 輸入輸出反射系數(shù)和駐波比仿真結(jié)果

　　從圖5 可以得到， 增益在中心頻率達(dá)到26. 401 dB, 在7~ 8 GHz 范圍內(nèi)也均在25 dB 以上。

　　噪聲系數(shù)在7. 5 GHz 為1. 007 dB, 應(yīng)用頻段內(nèi)的噪聲最大也不超過1. 1 dB。

　　圖5 高級級聯(lián)后的增益及噪聲仿真結(jié)果

　　1. 5 仿真結(jié)果分析

　　通過仿真結(jié)果可以看出， 放大器的輸入輸出駐波比、噪聲和增益等指標(biāo)基本上都合格。從設(shè)計(jì)中可以了解使用ADS 來設(shè)計(jì)低噪聲放大器的基本方法， 首先要做的就是偏置電路的設(shè)計(jì)， 然后用S 參數(shù)仿真來進(jìn)行穩(wěn)定性的判斷， 若在使用頻段內(nèi)不穩(wěn)定，還需要進(jìn)行穩(wěn)定性的設(shè)計(jì)。當(dāng)場效應(yīng)管工作穩(wěn)定后就要對其進(jìn)行阻抗匹配。一般低噪聲放大器的第1級需要良好的噪聲特性， 所以第1 級的輸入端進(jìn)行最佳噪聲阻抗到50 源負(fù)載的匹配， 輸出端進(jìn)行共軛匹配。如果要考慮到第1 級的增益輸出不能太低的話， 則需要畫出增益圓圖和噪聲圓圖， 然后選擇合適的源阻抗值， 犧牲一部分噪聲來提高增益。第2級一般為功率輸出級， 需要的是最大的增益輸出， 所以第2 級一般對輸入輸出同時(shí)向50 負(fù)載做共軛匹配， 在匹配之前， 需要算出最佳共軛匹配的ZS 和ZL 值， 這個(gè)值只有在電路穩(wěn)定的情況下才唯一存在的。

　　2 級分別設(shè)計(jì)， 再級聯(lián)， 由于計(jì)算機(jī)已經(jīng)進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化， 通常不需調(diào)整就可達(dá)到比較滿意的效果。

　　器件參數(shù)的離散性， 以及加工誤差， 實(shí)際加工出來的結(jié)果有一些微小差異， 這就需要在實(shí)際調(diào)試中， 稍微調(diào)整一下分布參數(shù)， 就可達(dá)到最佳的效果。

　　2 結(jié)束語

　　該放大器利用ADS2008 優(yōu)化設(shè)計(jì)和仿真， 在研制過程中， 通過優(yōu)化噪聲系數(shù)、增益和輸入輸出駐波比之間的矛盾， 由計(jì)算機(jī)調(diào)節(jié)噪聲匹配及負(fù)反饋的深度， 改變放大器各指標(biāo)間的相互矛盾， 使整個(gè)放大器達(dá)到最佳工作狀態(tài)， 最終實(shí)現(xiàn)的放大器噪聲低、增益高、體積小、重量輕， 作為接收機(jī)的射頻前端， 已經(jīng)在無人機(jī)機(jī)載和地面設(shè)備中得到應(yīng)用。