2～4 GHz波段低噪声放大器的仿真设计

2～4 GHz 波段低噪声放大器的仿真设计

摘要：利用pHEMT 工艺设计了一个2～4 GHz 宽带微波单片低噪声放大器电路。本设计中采用了具有低噪声、较高关联增益、pHEMT 技术设计的

ATF-54143 晶体管，电路采用二级级联放大的结构形式，利用微带电路实现输入输出和级间匹配，通过ADS 软件提供的功能模块和优化环境对电路增益、

噪声系数、驻波比、稳定系数等特性进行了研究设计，最终使得该LNA 在

2～4 GHz 波段内增益大于20 dB，噪声小于1．2 dB，输出电压驻波比小于2，达到了设计指标的要求。关键词：低噪声放大器；负反馈网络；

pHEMT；ADS 仿真微波低噪声放大器作为现代电子通信系统中重要组成器件，对整个通信接收系统的接收灵敏度和噪声性能起着决定性作用。随着半导体技

术和宽带无线通信系统的发展，低噪声放大器向着更低噪声系数、更宽工作带

宽和更高输出功率方向发展，并逐渐成为设计的热点。因此，研究设计出高性

能的低噪声放大器具有十分重要的意义。由于高电子迁移率晶体管具有高频率、低噪声、大功率等一系列优点，所以用pHEMT 制作的多级低噪声放大器已广

泛应用于卫星接收系统、电子系统及雷达系统。1 器件选择本文选择标准元器件库中pHEMT 晶体管、电阻、电容和微带线等无源元件作为设计的参数模

型进行电路设计。由于电路增益要求大于20 dB，单级pHEMT 功率增益在10 dB 左右，考虑到工作频率很高，如匹配不当会造成级间损耗比较严重，所以采用二级放大。由于宽带设计，所以重点对这一频段的电路结构和参数进行设计

和优化。宽带放大器的实现方案有多种，如反馈式、分布式、有耗匹配式、平衡式以及近年来出现的级联分布式(CSSDA)宽带放大器等。各种方案有不同的优缺点及其应用场合，因为反触同时获得较宽工作带宽和较好的输入输出驻

波比，所以馈式宽带放大器应用较多。但是对于低噪声放大器的设计而言，阻