3GHz低噪声放大器的ADS设计和仿真创新.PDFVIP

维普资讯 3GHz低噪声放大器的ADS设计和仿真 3GHz低噪声放大器的ADS设计和仿真 王创业 摘 要；本文主要介绍了利用ADS2004A软件设计低噪声放大器的设计过程，并对设 计和调试进行了详细的总结。对仿真和测试结果进行了比较，分析误差存在的几点因素， 以便今后工作的改善和提高。 关键词：低噪声放大器 噪声系数 噪声匹配 ADS 滤波器 1 引言 随着通讯工业的飞速发展，人们对各种无线通讯工具的要求也越来越高，要求功率辐 射小、作用距离远、覆盖范围大已。这就对系统的接收灵敏度提出了更高的要求，我们知 道，系统接收灵敏度的计算公式如下： S =一174+NF+10logBW +s{N 式中：NF为噪声系数，BW为带宽， 为信噪比。从式中可见，在各种特定 (带宽、 解调S／N已定)的无线通讯系统中，能有效提高灵敏度的关键因素就是降低接收机的噪声 系数NF，而决定接收机的噪声系数的关键部件就是处于接收机最前端的低噪声放大器。低 噪声放大器的主要作用是放大，天线从空中接收到的微弱信号，降低噪声干扰，以供系统 解调出所需的信息数据，所以低噪声放大器的设计对整个接收机来说是至关重要的。 2 低噪声放大器的设计和仿真 2．1 低噪声放大器的组成 利用 Agilent公司的ADS2004A软件可以快速便捷地设计低噪声放大器。该噪声放大 器要求中心频率3GHz，频带宽度40MHz，增益34，不平坦度小于 ldB，噪声系数小于2。 设计方案如图1所示，由图可知该低噪声放大器包括隔离器、第一级放大器、第二级 放大器、第三级放大器和滤波器。第一级采用的管子是超低噪声放大管ATF36077，第二、 三级采用MGA53543。 维普资讯 3GHz低噪声放大器的ADS设计和仿真 23 out 图 1 低噪声放大器万框图 2．2 低噪声放大器的仿真 首先对两种低噪声放大管进行S参数、噪声系数和稳定性的设计仿真。根据低噪声放 大器的匹配规则，为了获得低的噪声系数并不是保证阻抗匹配，而是让其有一定的失配。 放大器的噪声系数可用下式来表示： 4 格 式中，NImin是最小噪声系数， 是微波 FET的等效噪声电阻，Ro是微波系统阻抗，通 常为5OQ，l~opt是最佳信源反射系数。由式可以看出当 =1~opt时，放大器达到最小噪声 系数Ⅳ，min，即称此时为最佳噪声匹配状态。 图2 第一级放大器仿真图 图2是第一级低噪声放大器的仿真结构图，经过优化后最终仿真结果如图3所示。在 低噪声放大器中的噪声系数主要由第一级放大决定，所以在该低噪声放大器中，笫一级的 噪声系数对该系统起主要作用。 维普资讯 GH 噪声放大器的ADS设计和仿真 巨 ． outputthencorijugatelymatched)。and．dB(S21’Ohmterrain酮ons