基于ATF54143的微波LNA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

綜合以上各圖可知，在2.35～2.45GHz范圍內(nèi)，S21的值在16.22到15.98dB之間，S11和S22的值均小于-10dB，因此增益符合技術(shù)指標(biāo)要求。輸入輸出駐波比分別在1.36到1.40和1.38到1.54之間，基本符合技術(shù)指標(biāo)要求。穩(wěn)定性因子大于1，絕對(duì)穩(wěn)定，噪聲系數(shù)小于1，符合技術(shù)指標(biāo)要求。根據(jù)原理圖優(yōu)化后的結(jié)果可知各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求。

2 LNA的實(shí)現(xiàn)和測(cè)試結(jié)果

根據(jù)仿真結(jié)果選擇并且擺放元器件，由于輸入輸出端用到了傳輸線匹配網(wǎng)絡(luò)，在畫(huà)時(shí)要考慮到線的寬度和長(zhǎng)度。還有ATF54143本身不穩(wěn)定，需要在S級(jí)處添加一小段傳輸線以保證系統(tǒng)穩(wěn)定，具體參數(shù)在前面的仿真中已經(jīng)確定。為了保證接地面的等勢(shì)性，在電路板上需要大面積敷銅并在敷銅上加入多個(gè)過(guò)孔。再者由于在微波段過(guò)孔會(huì)產(chǎn)生大量寄生電容、電感影響，所以所涉及的元器件都采用貼片封裝形式。為了避免信號(hào)傳輸線上因?yàn)檫^(guò)孔產(chǎn)生影響，輸入輸出使用的SMA射頻連接器接口直接焊接在一小段線上連入電路避免使用過(guò)孔。本設(shè)計(jì)電路中的電容和電感不使用ADS自帶的理想元器件，而采用村田公司（MuRata）的相關(guān)器件。ATF54143使用SOT封裝。繪制的版圖如圖6所示。


圖6 LNAPCB版圖

實(shí)物圖如圖7所示。


圖7 LNA實(shí)物圖

本文設(shè)計(jì)的LNA的主要測(cè)試指標(biāo)有：增益、噪聲、駐波比。本次完成測(cè)試的有增益及駐波比，使用的儀器有：HD6618綜合測(cè)試儀、NDY網(wǎng)絡(luò)分析儀、穩(wěn)壓電源。

增益及駐波比測(cè)量結(jié)果如表1所示：



經(jīng)過(guò)以上測(cè)試表明基本指標(biāo)達(dá)到要求，增益在頻率范圍2.35～2.45GHz內(nèi)為13.2～15.11dB，駐波比在2.35～2.45GHz內(nèi)為1.105～2.3，中心頻率2.4GHz為1.78，小于2.

3結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)代社會(huì)對(duì)低成本以及高性能無(wú)線通信產(chǎn)品的需求大大推進(jìn)了射頻集成電路的發(fā)展，使得射頻電路設(shè)計(jì)成為人們研究的熱點(diǎn)。微波LNA是接收機(jī)的關(guān)鍵部件。因此提高前端LNA的性能對(duì)改善整個(gè)接收機(jī)的靈敏度具有重要意義。

在這種背景下，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于ATF54143芯片的單級(jí)LNA，其主要運(yùn)用于工作頻率在世界公用無(wú)線頻段2.4GHz的射頻接收機(jī)的前端。采用ADS2011仿真軟件，設(shè)計(jì)了頻率范圍為2.35～2.45GHz、中心頻率為2.4GHz的LNA，其性能指標(biāo)為：噪聲系數(shù)13dB，輸入輸出駐波比