基站對(duì)高集成度低噪聲放大器的要求

　　隨著無線寬帶系統(tǒng)的頻率帶寬越來越寬，基站性能的要求也越來越高。低噪放，作為基站塔放中的關(guān)鍵器件之一，它不僅影響基站的覆蓋范圍，而且也決定了其他鄰近基站的發(fā)射功率和雜散要求。安華高的高集成度低噪放，例如MGA-63X系列，具有好的噪聲系數(shù)和線性度，完全可以滿足此類基站的要求。

　　目前，一個(gè)基站的站點(diǎn)通常需要安放多個(gè)無線發(fā)射器。共享站點(diǎn)的方式，一來可以降低同一區(qū)域的基站站點(diǎn)數(shù)量，二來可以降低各種服務(wù)成本。為滿足這兩個(gè)要求，基站的接收鏈路需具有如下兩個(gè)特點(diǎn)：高接收靈敏度和高帶內(nèi)/帶外雜散的抑制能力。

　　接收靈敏度用來表示接收器的弱信號(hào)接收能力。具體公式如下：

　　其中BW是指信號(hào)帶寬，SNR是指特定信號(hào)的信噪比，F(xiàn)是指系統(tǒng)的噪聲系數(shù)。

　　根據(jù)Friiss方程，系統(tǒng)的噪聲系數(shù)可以表述為：

　　其中Gn是指接收鏈路中第n級(jí)放大器的增益，F(xiàn)n是指接收鏈路中第n級(jí)放大器的噪聲系數(shù)。從公式中可以看出，接收鏈路中的第1級(jí)放大器的噪聲對(duì)系統(tǒng)噪聲的貢 獻(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其它放大器的噪聲對(duì)系統(tǒng)噪聲的貢獻(xiàn)。因此，低噪聲放大器(LNA)作為接收鏈路的第一級(jí)放大器對(duì)減小系統(tǒng)噪聲，提高系統(tǒng)的接收靈敏度具有很大的 幫助。

　　目前的基站一般將LNA放置在靠近天線的塔放內(nèi)。由于減少了塔放和基站地面部分之間的連接電纜的長(zhǎng)度，這種方式將有助于降低 系統(tǒng)的噪聲系數(shù)，并提高整個(gè)系統(tǒng)的接收靈敏度。然而，保證收發(fā)共用一根天線的雙工器和預(yù)防帶外阻塞的濾波器由于一定位于比LNA更靠近天線的位置，因此它 們的插入損耗也必然會(huì)增加系統(tǒng)的噪聲系數(shù)。這時(shí)，就需要通過降低LNA的噪聲，來抵消掉雙工器和濾波器額外產(chǎn)生的噪聲，以保證整個(gè)系統(tǒng)的噪聲系數(shù)。

　　在基站中使用的LNA除了噪聲系數(shù)這個(gè)指標(biāo)以外，其他的性能指標(biāo)也是非常關(guān)鍵的。比如高增益，用于補(bǔ)償塔放和基站地面部分的連接電纜損耗;高線性度，用于保證在強(qiáng)信號(hào)下，系統(tǒng)內(nèi)部信道之間的干擾不會(huì)引起信號(hào)失真等等。

　　安華高 MGA-63X系列的特性

　　安華高的微波單芯片高集成電路(MMIC)MGA-63X系列低噪聲放大器采用了最好的降噪技術(shù)。例如，器件封裝采用了2×2×0.75mm的8-pin QFN技術(shù)，可以有效減少由于連接線不連續(xù)性造成的功率反射。系列中的每個(gè)器件都具有相同的管腳定義和封裝，方便客戶使用同樣的PCB，只需要更改單個(gè)器 件，就可以直接覆蓋從400MHz到4GHz的頻率范圍。

　　MGA-63X系列低噪放采用的是具有安華高專利 的0.25微米特征尺寸的砷化鎵增強(qiáng)型模式，ePHEMT制程。這使得低噪放的目標(biāo)增益(在0.9GHz大于17dB)在只使用一個(gè)晶體管的情況下就可以 達(dá)到。整個(gè)制程過程也保證內(nèi)部互聯(lián)產(chǎn)生的Johnson噪聲最小。另外，通過使用高導(dǎo)電的金屬材料使得其噪聲系數(shù)可以和陶瓷封裝的器件相比。

　　MGA- 63X系列低噪放的生產(chǎn)技術(shù)有助于其抵制強(qiáng)信號(hào)的阻塞。信號(hào)阻塞會(huì)導(dǎo)致接收鏈路的增益降低，噪聲增加。一個(gè)不同步的干擾信號(hào)，比如同一位置的功率發(fā)射器， 或者一個(gè)同步的干擾源，比如環(huán)行器或者雙工器的泄漏信號(hào)，都有可能引起阻塞現(xiàn)象。具有較高的增益壓縮門限的器件可以適度的抑制阻塞。增益壓縮是放大器的一 個(gè)非線性指標(biāo)，其位于放大器的線性區(qū)域之外。生產(chǎn)制程的低拐點(diǎn)電壓可以允許一個(gè)大的電壓擺動(dòng)在被消峰前存在，從而使得器件具有了高的增益壓縮門限。

　　MMIC本身由一個(gè)單個(gè)的FET共源放大器和一個(gè)動(dòng)態(tài)偏壓調(diào)制器組成，如下圖。

　　動(dòng)態(tài)偏壓可以提高低噪放的線性度，源電感Ls有助于兼顧良好的輸入回波損耗和較低的噪聲系數(shù)。