20～24 GHz限幅低噪声放大器设计

低噪声放大器的设计参数：低噪声放大器的中心频率选为2.4GHz，通带为8MHz通带内增益达到11.5dB，波纹小于0.7dB通带内的噪声系数小于3通带内绝对稳定通带内输入驻波比小于1.5通带内的输出驻波比小于2系统特性阻抗为50欧姆微带线基板的厚度为0.8mm，基板的相对介电常数为4.3 步骤：1.打开工程，命名为dzsamplifier。

2.新建设计，命名为dzsamplifier。

设置框如下：点击OK后，如下图。

模板为BJT_curve_traver，带有这个模板的原理图可以自动完成晶体管工作点扫描工作。

3.在ADS元件库中选取晶体管。

单击原理图工具栏中的，打开元件库，然后单击，在搜索“32011”。

其中sp开头的原件是S参数模型，可以用来作S参数仿真，但这种模型不能用来做直流工作点扫描。

以pb开头的原件是封装原件，可以做直流工作点扫描，此处选择pb开头的。

4.按照下图进行连接5.将参数扫描控制器中的【Start】项修改为Start=0.6.点击进行仿真，仿真结束后，数据显示窗自动弹出。

如下图：7.晶体管S参数扫描。

（1）重新新建一个新的原理图S_Params，进行S参数扫描。

如下图：点击OK后，出现：（2）在ADS元件库中选取晶体管。

单击原理图工具栏中的，打开元件库，然后单击，在搜索“32011”。

此处选择sp 开头的。

（3）以如图的形式连接。

（4）双击S参数仿真空间SP，将仿真控件修改如下。

（5）点击仿真按钮，进行仿真。

数据如下图所示：（6）双击S参数的仿真控件，选中其中的【Calculate Noise】，如图执行后：注意：晶体管参数指标如下：1.晶体管sp_hp_AT32011_5_1995105的频率范围为0.1GHz-5.1GHz，满足技术指标。

2.通带内噪声系数满足技术指标。

3.通带内增益不满足技术指标。

4.通带内输入驻波比不满足技术指标。

5.通带内输出驻波比不满足技术指标。

结论如下：1.频率范围和噪声系数满足技术指标，可以选取该晶体管。

低噪声放大器设计流程低噪声放大器可是个很有趣的东西呢，那咱就来说说它的设计流程吧。

一、确定需求。

咱得先搞清楚这个低噪声放大器要用在啥地方呀。

是在无线电通信里呢，还是在其他的一些电子设备里。

不同的用途对它的要求可不一样哦。

比如说，如果是用在收音机这种接收微弱信号的设备里，那对噪声的要求就特别严格，因为一点点噪声可能就会让我们听到的广播全是杂音。

这就像是你在一个很安静的图书馆里，哪怕一点点小动静都会很烦人一样。

所以这时候我们就要明确，这个放大器要把信号放大多少倍，能允许的最大噪声是多少，工作的频率范围是多少之类的基本要求。

二、选择晶体管。

晶体管可是低噪声放大器的核心部件呢。

这就像挑演员一样，要挑个合适的。

我们要找那种本身噪声就比较小的晶体管。

一般来说，场效应晶体管（FET）在这方面就比较有优势。

不过呢，也不是所有的FET都好，我们还得看它的其他参数，像增益呀，输入输出阻抗呀之类的。

就好比你选演员，不能只看颜值，演技也很重要对吧。

在这个过程中，我们可能要在各种晶体管的数据手册里翻来翻去，对比它们的各种参数，就像在购物网站上挑东西一样，得精挑细选。

三、电路拓扑结构。

这一步就像是给我们的放大器设计一个房子的框架。

有好几种常见的拓扑结构可以选择呢，像共源极、共栅极、共漏极这些。

每一种都有它的优缺点。

共源极结构比较简单，而且增益比较高，但是输入输出的隔离度可能不是很好。

共栅极结构呢，在高频的时候表现比较好，输入输出的隔离度也不错，不过增益相对来说会低一点。

这就需要我们根据之前确定的需求来选择最合适的结构。

这就像你盖房子，要根据自己的居住需求和预算来选择是盖个小平房还是小洋楼一样。

四、计算元件参数。

选好了晶体管和拓扑结构，接下来就要计算电路里各个元件的参数啦。

比如说电阻、电容的值。

这可不是随便乱猜的哦。

我们要根据一些电路理论知识，像欧姆定律、基尔霍夫定律之类的来计算。

这个过程可能会有点复杂，就像做一道超级难的数学题一样。

2.4GHz低噪声放大器的设计作者：杨虹袁喆来源：《数字技术与应用》2016年第12期摘要：本文用分别用AT-41511 NPN型晶体管和ATF54143 PHEMT晶体管设计了一款低噪声放大器（LNA）。

在AT-41511 NPN型晶体管LNA仿真优化后，稳定系数大于1，噪声系数为2.011，增益大于10 dB，S12关键词：晶体管低噪声放大器传输性能噪声系数中图分类号：TN722.1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）12-0183-03在图1中，BPF1为带通滤波器，BPF2为处理信号模块。

进入接收系统的信号有两种，一种是有用信号，一种是外部带来的噪声和电路自身存在的噪声。

因此，需要对这些微弱信号进行滤波后再放大；由于微波信号，很容易被噪声所掩盖干扰，这就要求放大器本身噪声性能足够好，故低噪声放大器就应需求而被广泛研究和使用。

低噪放（LNA）处于接收机前端信号处理的第一级，具有放大信号和降低噪声，也能很大程度上提高通信系统的灵敏度，对整个通讯系统的性能有非常重要的作用[1]。

接收系统对于低噪声放大器（LNA）基本要求[2]是：噪声系数低、足够的功率增益、工作稳定性好和较大的动态范围。

如果电路中的低噪声放大器噪声系数比较低，则整个接收机系统的噪声系数也会比较小，信噪比就比较优良，灵敏度得到提高[3]。

因此研究低噪声放大器（LNA）就很有必要。

低噪声放大器（LNA）是广泛应用于通信、雷达、电子对抗及遥控遥测系统接收设备的关键部件，在接收机系统中处于前端，主要作用是放大接收到的微弱信号，降低噪声干扰。

因此，低噪声放大器的设计成了诸多接收系统设计的关键。

1 电路设计低噪声放大器（LNA）的电路结构包括晶体管、直流偏置、输入输出匹配三大部分，应此，LNA的设计与一般的线性放大器的设计大致一样，可以按照这几个部分依次进行。

但是，与一般的线性放大器相比，低噪声放大器在需要实现目的和设计方法都有所不同。

低噪声放大器设计1. 引言本文档旨在讨论低噪声放大器的设计。

低噪声放大器在电子电路中起着重要的作用，可以提供高增益而又尽可能降低输入信号的噪声。

因此，低噪声放大器在无线通信、雷达系统和敏感测量等领域中得到广泛应用。

2. 设计原则低噪声放大器的设计应遵循以下原则：2.1 最小化噪声系数噪声系数是衡量放大器噪声性能的重要指标。

因此，在设计过程中应采取措施最小化噪声系数，例如使用低噪声元件、优化电路布局以降低噪声等。

2.2 选择合适的放大器拓扑结构不同的放大器拓扑结构具有不同的性能特点。

根据具体应用需求，选择合适的拓扑结构可以提高低噪声放大器的性能。

2.3 优化功率匹配功率匹配是低噪声放大器设计中的一个重要考虑因素。

通过优化功率匹配，可以提高放大器的效率和性能。

3. 设计步骤以下是一个简单的低噪声放大器设计的步骤：3.1 确定应用需求和规格首先，确定放大器的应用需求和规格。

这包括增益要求、频率范围、输入输出阻抗等。

3.2 选择合适的放大器拓扑结构根据应用需求，选择合适的放大器拓扑结构，例如共源放大器、共栅放大器等。

3.3 选取适当的元件选择适当的元件来实现放大器的设计。

对于低噪声放大器，应选择具有低噪声特性的元件，如低噪声晶体管等。

3.4 进行电路模拟和优化使用电路模拟工具进行低噪声放大器的电路设计和仿真。

通过不断优化电路参数，以满足设计需求和要求。

3.5 PCB设计和布局进行PCB设计和布局，优化电路的布局和连接，减少噪声干扰和信号损耗。

3.6 制造和测试根据设计要求，制造和测试低噪声放大器。

进行性能测试和验证。

4. 结论低噪声放大器设计是一个复杂而重要的工作，它需要综合考虑多个因素和技术。

本文档介绍了低噪声放大器设计的一般原则和步骤，希望能为读者提供一些参考和指导。

2.4GHz低噪声放大器概述2.4GHz低噪声放大器是一种广泛应用于射频收发系统中的重要组件，其主要功能是放大输入信号并降低噪声功率，以提高系统的灵敏度和性能。

在无线通信、雷达、卫星通信等领域中，低噪声放大器发挥着关键作用。

本文将介绍2.4GHz低噪声放大器的工作原理、设计要点以及常见的应用案例。

工作原理2.4GHz低噪声放大器的工作原理基于通信系统中的信号放大和噪声特性。

在信号传输过程中，原始信号的功率很小，为了保持信号的强度，需要将其放大到一定的幅度。

放大信号时，要尽量避免引入额外的噪声，以免干扰原始信号。

低噪声放大器的关键是降低输入信号的噪声功率，在放大信号的同时尽量减小噪声的增益。

这通常通过选择合适的器件和电路设计来实现。

在2.4GHz频段，常用的器件包括高电子迁移率晶体管（HEMT）、增强型场效应晶体管（eFET）和双极晶体管（BJT）等。

设计要点1. 选择合适的器件在设计2.4GHz低噪声放大器时，需要选择合适的器件来实现高增益和低噪声。

一般来说，HEMT器件在高频率下具有较低的噪声指标，可以被视为较好的选择。

此外，还应考虑器件的线性度、功耗和可靠性等因素。

2. 优化电路布局电路布局对低噪声放大器的性能有重要影响。

合理的布局可以减小电路之间的相互干扰，降低噪声水平。

应尽量缩短信号线和功率线的长度，减小回路面积，同时避免引入额外的杂散电容和电感。

此外，分析和优化传输线、匹配网络和功率供应电路等也是布局设计的重点。

3. 进行合理的匹配网络设计匹配网络在低噪声放大器中起到了很重要的作用。

合理设计匹配网络可以提高信号的传输效率和匹配度，降低反射损耗和噪声功率。

常用的匹配网络包括巴尔孔匹配器、L型匹配器和Pi型匹配器等。

4. 使用合适的供电电源供电电源的稳定性和纹波水平对低噪声放大器的性能有直接影响。

使用合适的供电电源可以降低噪声水平，提高放大器的线性度和稳定性。

应选择低纹波的稳压器或低噪声放大芯片作为供电电源，同时注意供电线和信号线的分离布线。