3ghz低噪声放大器的ads设计和仿真

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1、维普资讯http://www.cqvip.com3GHz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

2、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

3、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http://www.cqvip.com3GHz低噪声放大器的ADS设计和仿真23out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

4、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http://w

5、ww.cqvip.comGH噪声放大器的ADS设计和仿真巨outputthencorijugatelymatched)。and．．dB(S21’Ohmterrain酮ons—————一——7{：轷f嚣『I3]l～一＼l～／苗(∞I。d，，浆‘，∞一蕊O一，⋯．—===三i％一一—。fmq．GHzfre口。GHzr柏。GHz／RFFrequencySelector／Ifeitherm’m．j．：：．一望I。Ibu_sou啪删=暑器I．OO3150G2．00G2．50Q3．0033．50Q400G～～～、、【‘m’liljce~l,I)xm

6、lIM’l【一’imf‘-}．t7．7~图3第一级低噪声放大器的仿真结果囡一一]～一主量Wdl1~w●l州。囡圈兰蓍姑童蓍糍融图4第二、三级放大器仿真图k'a~mumAvailableGain．AssodatedMnimumNoiseRgum．dB．PowerGaln(inputmatchedforNFmin．andNoiseRgurewi们Z0output们encodJugatelymatched)。and'dB(S21)Ohmte帅InaaonsfIeqIGHzfmq．GHzfmq．GHzRFFrequencySelectorIfe

7、ithermu_sourceL_-：．．==覃=．．，．：=mecIbunco-1d窖l量：善f量of善o量善§§§图5第二、三级放大器的仿真结果维普资讯http://www.cqvip.com3GHz低噪声放大器的ADS设计和重量塞图4是第二、三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5所示。2．3滤波器的设计和仿真为了保证低噪声的小型化设计，滤波器采用交指型以减小整体的体积。如果在3GHz设计401Vl}-Iz带宽的滤波器，带宽13．3％的滤波器对加工工艺要求很高的，考虑到应用与实际加工的问题决定设计带宽为120MHz

8、的滤波器。RLGCFile=H=0．508mmReuseRLGC=noEr-338PAI：IAIcEnI~jMur=lva=1Cond=lOE+50CouplingType=lSPIHu=1．0e+033m