用于5.8G网络的高增益低噪声放大器设计

发布时间：2021-04-11 13:14

　　设计了一款适用于5.8G网络的高增益低噪声放大器,采用两级低噪声放大器级联的形式提高放大器的增益参数,进行了放大器输入端、输出端和级间阻抗匹配。采用ATF-551M4作为核心器件,使用ADS软件实现放大器直流偏置电路设计、稳定性设计及阻抗匹配电路设计,并且进行了两级低噪声放大器的联合仿真以及PCB版图设计。测试结果表明在5.725～5.825 GHz的工作频率范围内,低噪声放大器的噪声系数小于1.1 dB,增益大于20 dB,输入输出回波损耗小于-10 dB。 

【文章来源】：固体电子学研究与进展. 2020,40(03)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

源极电感对放大器性能影响的仿真：（a）未加源极电感；（b）加入源极电感

由图可见，一级放大器在5.8 GHz下的增益为11.286 dB，为实现增益大于20 dB的指标要求，需要两级放大器级联。根据噪声系数级联公式可知，系统噪声系数主要取决于第一级放大器的噪声系数[6]，故第一级放大器的输入匹配电路采用最佳噪声匹配设计，而输出匹配电路对放大器噪声性能影响较小，故输出匹配电路采用共轭匹配设计（ΓS=ΓOPT，ΓL=Γ*OUT），同时共轭匹配也可以得到更大的输出功率。第二级放大器为了提升整体增益，输入输出端口都采用共轭匹配的方式（ΓS=Γ*IN，ΓL=Γ*OUT）。两级放大器之间也采用共轭匹配设计的方式：第一级放大器的最佳负载系数为ΓL1，则输出反射系数Γ21=Γ*L1；第二级放大器的最佳源反射系数ΓSm2，此时级间匹配网络就是将Γ21=Γ*L1换成ΓSm2，使用ADS软件可以设计出所需的匹配网络。本文整体电路的输入输出端均采用L型网络结构形式，级间匹配采用T型匹配网络结构形式，T型匹配网络提供额外的低频增益抑制，提高了频带内的增益平坦度，也提高了放大器的稳定性。图5 第一级放大器电路仿真结果：（a)S参数；（b）稳定系数、噪声系数和驻波比

第一级放大器电路仿真结果：（a)S参数；（b）稳定系数、噪声系数和驻波比

【参考文献】：
期刊论文
[1]一种高增益级联微波放大器设计与实现[J]. 申伯纯,周进.  电子测量技术. 2019(08)
[2]Ka波段单片自偏压低噪声放大器[J]. 高兴振,杨爽,孙晓玮.  固体电子学研究与进展. 2016(04)
[3]一种基于ADS低噪声放大器的应用仿真[J]. 张玉昊.  通信电源技术. 2016(03)
[4]2.45 GHz单级低噪声放大器的设计[J]. 汪海鹏,杨曙辉,陈迎潮,冯梦璐.  科学技术与工程. 2015(23)

硕士论文
[1]远程无线网桥的研究与设计[D]. 朱凯.电子科技大学 2016
[2]卫星导航接收机射频前端设计[D]. 拓勇.西安电子科技大学 2012



本文编号：3131318