基于GSM的寬帶低噪聲放大器電路設(shè)計(jì)

　　1.4 LNA結(jié)構(gòu)分析與設(shè)計(jì)

　　電路結(jié)構(gòu)如圖1所示，設(shè)計(jì)重點(diǎn)是輸入輸出匹配電路。考慮到工作頻率范圍寬，因此，輸入匹配采用微帶雙枝短截線，輸出為微帶單枝短截線。直流偏置根據(jù)管子的資料，采用10V電源，工作點(diǎn)設(shè)置為Vce=8.0V，Ic=10mA。

?

　　1.4.1 輸入匹配電路

　　通過仿真得到最佳源反射系數(shù)時(shí)的最佳輸入阻抗為11-j*14.2。為了得到最小噪聲系數(shù)，令，按照該阻抗設(shè)計(jì)輸入匹配電路，噪聲系數(shù)最小，但此時(shí)輸入端是失配的，因此，增益不是最大，電壓駐波比也不是最小。

　　設(shè)計(jì)選用聚四氟乙烯材料，εr=2.65，H=0.8mm，T=35μm。為了實(shí)現(xiàn)寬帶放大，輸入端采用微帶雙枝短截線。利用計(jì)算工具可得到符合要求的輸入匹配電路如圖2所示。

?

　　1.4.2 輸出匹配電路

　　使用同樣的方法可以得到輸出阻抗為78.05-j*42.65。輸出使用微帶單枝短截線，以實(shí)現(xiàn)共軛匹配。仿真得到的單枝短截線為 W1=W2=-W3=2.188mm，L4=29.33mm，L5=15.62mm。

　　1.5 仿真結(jié)果及分析

　　圖3為完整電路原理圖。通過ADS對(duì)其反復(fù)優(yōu)化，其結(jié)果如圖4、5和表3、4所示。

?

　　(1)從圖4可以看出，電路在1700MHz～2000MHz頻率范圍內(nèi)增益大于13dB，其中最大增益點(diǎn)在1800MHz位置，為13.5dB，增益波動(dòng)為0.5-dB，符合性能指標(biāo)要求。

　　(2)根據(jù)圖5的噪聲系數(shù)曲線，在工作頻段內(nèi)，最大噪聲系數(shù)在2000MHz處，為1.799dB，小于1.8dB的目標(biāo)。

　　(3)由表3可見，輸入電壓反射系數(shù)VSWRl小于2.0，輸出電壓反射系數(shù)VSWR2在1750MHz以下超過2.5，不大于3.0，符合設(shè)計(jì)要求。

　　(4)表4顯示，在要求頻段內(nèi)滿足K>1和B>0的要求，說明電路是絕對(duì)穩(wěn)定的。

　　綜上所述，此電路達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。

　　2 結(jié)束語

　　從以上結(jié)果可以看出，利用ADS軟件，采用pb模型設(shè)計(jì)的低噪聲寬帶放大電路，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，可用于GSM基站前端，比以往的LNA具有更寬的工作帶寬，增益和噪聲系數(shù)不低于其他產(chǎn)品，具有重要的實(shí)際意義和應(yīng)用前景。由于射頻電路設(shè)計(jì)的復(fù)雜性和要求的精確性，電路性能指標(biāo)的實(shí)現(xiàn)受多種因素制約，需要反復(fù)調(diào)整和優(yōu)化。