射频低噪声放大器设计与仿真

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基于ADS低噪声放大器设计及仿真

基于ADS低噪声放大器设计及仿真ADS是一种通用的射频、微波电路、系统设计和仿真工具，可以用于设计和仿真低噪声放大器。

在设计和仿真低噪声放大器时，有几个重要的步骤需要遵循。

首先，需要选择合适的低噪声放大器结构。

常见的结构包括共源共栅结构、共源共栅共板结构等。

在选择结构时，需考虑频率范围、增益、噪声系数等参数要求。

其次，需要选择适当的放大器器件。

可以选择P摄放大器、N型放大器、电离横流晶体管（HEMT）等。

在选择器件时，需考虑器件的噪声系数、增益特性、非线性特性等。

接下来，进行电路设计。

可以利用ADS提供的电路设计工具来设计低噪声放大器的电路。

根据选择的放大器结构和器件来设计电路的拓扑结构和参数。

设计完成后，需要进行电路的仿真。

可以利用ADS提供的仿真工具来仿真电路的性能。

通过仿真可以调整电路参数，优化低噪声放大器的性能。

在进行仿真时，可以分别对放大器的增益、噪声系数和非线性特性进行仿真。

可以通过特定的测试电路来测试放大器的增益和噪声系数，并分别将测试结果与设计指标进行比较。

在进行仿真时，还可以调整放大器的输入和输出匹配网络，以优化放大器的频率响应和增益。

可以逐步调整匹配网络的参数，并进行反复的仿真和优化，直到满足设计要求。

最后，还可以进行电路的布局和布线设计。

可以利用ADS提供的布局工具来设计电路的布局和布线。

通过优化布局和布线，可以减少电路的电磁干扰和信号损耗，提高低噪声放大器的性能。

综上所述，基于ADS进行低噪声放大器的设计和仿真可以帮助工程师快速设计出满足要求的低噪声放大器，并通过仿真来测试和优化放大器的性能。

低噪声放大器(LNA)仿真与设计ADS.ppt

20.03.2019
三、低噪声放大器基础知识
（3）噪声系数放大器的噪声系数是输入信号的信噪比与输出信号的信噪比的比值，表示信号经过放大器后信号质量的变坏程度。级联网络中，越靠前端的元件对整个噪声系数的影响越大，在接收前端：必须做低噪声设计。放大器的设计要远离不稳定区。噪声的好坏主要取决于器件和电路设计。（4）动态范围放大器的线性工作范围。最小输入功率为接收灵敏度，最大输入功率是引起1dB 压缩的功率。
与源阻抗无关，与负载阻抗有关 ; 资用功率增益：二端口网络输入资用功率与输出资用功率之比，源端和负载端均共扼匹配，与源阻抗有关，与负载阻抗无关。它表示放大器增益的最大潜力; 转换功率增益：负载吸收功率与二端口网络输入端的资用功率之比，与两端阻抗都有关。
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三、低噪声放大器基础知识
20.03.2019
三、低噪声放大器基础知识
1.3 放大器常用元器件
1.两端负阻的二极管器件
变容二极管：参量放大
隧道二极管：隧道效应耿氏二极管：转移电子碰撞雪崩渡越时间二极管：雪崩渡越时间特点：应用于放大器电路的早期器件，制造比较容易、便宜，
但是两端口器件实现增益的相关电路价格确比较昂贵，且稳定性较差，调试工作困难。
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一、电路噪声的定义与分析
1.2 噪声的分类
内部噪声，在没有施加外部电流的情况下所能够观察到的噪声：电阻的热噪声额外噪声，只有施加外部电流的情况下才能够观察到的噪声： 1/f噪声散粒噪声外部噪声，环境噪声外部电子干扰噪声
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一、电路噪声的定义与分析
1.3 热噪声的定义
导体中的噪声功率表示为： P k T f k T B （1） n 其中K为波尔兹曼常数，T是绝对温度用K表示，

基于某ADS低噪声放大器设计与仿真

〔△=|S11*S22-S12*S21|〕〔2-12〕
，
K称为稳定性判别系数，K大于1是稳定状态，只有当式中的三个条件都满足时，才能保证放大器是绝对稳定的。实际设计时为了保证低噪声放大器稳定工作还要注意使放大器避开潜在不稳定区。
为改善微波管自身稳定性，有以下几种方式：
1〕串接阻抗负反应
在MESFET的源极和地之间串接一个阻抗元件，从而构成负反应电路。对于双极晶体管如此是在发射极经反应元件接地。在实际的微波放大器电路中，电路尺寸很小，外接阻抗元件难以实现，因此反应元件常用一段微带线来代替，它相当于电感性元件的负反应。
Te= T0( NF–1 )〔2-4〕
其中Te为放大器的噪声温度，T0=2900K，NF为放大器的噪声系数。
NF(dB) = 10LgNF〔2-5〕
2.2.2
放大器的增益定义为放大器输出功率与输入功率的比值：
G=Pout/ Pin(2-6)
从(2-3)的计算公式中可见，提上下噪声放大器的增益对降低整机的噪声系数非常有利，但低噪声放大器的增益过高会影响整个接收机的动态X围。所以，一般来说低噪声放大器的增益确定应与系统的整机噪声系数、接收机动态X围等结合起来考虑。
1.1.2
随着通讯工业的飞速开展，人们对各种无线通讯工具的要求也越来越高，功率辐射小、作用距离远、覆盖X围大已成为各运营商乃至无线通讯设备制造商的普遍追求，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=-174+ NF+10㏒BW+S/N
由上式可见，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。

低噪声放大器的设计与仿真

Ｄｅｉｎａｄｉｕｌｔｏｆｌｗｉｅ８２ｐｉｅｓｇｎｓｍａｉｎｏｏｎｏｓ１ｌｆｒ１ｉ
ＹＡＮＧｎ－ｉＹｏｇｈｕ
（ＤｉｎＵｎｍ， ’ ７１０１ｈｎＸｉａ＆ｅＸｉ册０７，Ｃｉａ）
ｃｒｕｔｆｒｒｔｅｅｍａｃｉｇｎｔｏｋ．ｈｔｏｓｕｅｎｔｉｄｓｇｉｌｎｌｄｈｔｔｅｓｌｆｅｔｎｎｏｉｉｏｍｓｆｈｓｔｈｎｅｗｒｓＴｅｍｅｈｄｓｄｉｈｓｅｉｍａｎｙｉｃｕｅｔａｈｍａｌｉｕｉｇｂｘｃｏｎｎａｄｔｅｆｎｓａｅｈｒｌｅｐａｅｒｌｎｔｅｐｎｅｉｕｔｏｒｗｉｈａｅｏｒａｉｉｃｎｅｉｉｃｉｄｓｇ．ｎｈａ —ｈｐｄｓｏｔｉｌｙｔｏｌｉｈｒｔｄｃｒｉｂａｄ，ｈｃｒｆｅｔｇｆａｃｎＲＦｃｒｕｔｅｉｎ－ｎｈｓｉｃｇｓｎｉ
第１８卷第７期
Ｖ１１ｏ．８
Ｎｏ７．
电子设计工程
ＥｌｃｒｎｉｓｇｇｎｅｉｇｅｔｏｃＤｅｉｎＥｎｉｅｒｎ
２１００年７月
Ｊ１２１ｕ．００
低噪声放大器的设计与仿真
杨永辉（西安来自子科技大学陕西西安７０７）１０１
应用．同时指出结构尺寸设计的理论依据。最终以图形方式给出满足指标要求的设计结果。关键词：噪声放大器；收机；声系数；匹配网络低接噪中图分类号：Ｎ５．Ｔ８０８文献标识码：Ａ文章编号：６４６３（０００ — ２００１７ — ２６２１）７００ —４

RF低噪音放大器的仿真设计方法

本次演示所介绍的RF低噪音放大器仿真设计方法在宽带性能、低噪声系数和线性度方面均表现出较好的结果。但需要注意的是，实际制作过程中面临着制作成本高和对元件一致性要求较高等挑战。针对这些问题，未来可以通过研究更加高效的电路设计和优化技术以及寻求质量更可靠的元件供应商来改进此设计方法。
结论
本次演示详细介绍了一种RF低噪音放大器的仿真设计方法，从确定应用场景和性能指标到电路实现及结果分析，涵盖了整个设计流程。通过ADS仿真和实际制作的结果表明，该设计方法具有优良的宽带性能、低噪声系数和线性度表现。然而，仍需制作成本较高和对元件一致性要求较高等挑战。在今后的研究中，可以针对这些问题进行进一步的优化和改进。
1、晶体管选择：根据C波段频率范围，选择了具有较高截止频率和低噪声系数的HEMT晶体管。
2、匹配网络设计：采用微带线结构，实现源和负载阻抗的宽带匹配。通过优化微带线长度和线宽，使输入和输出阻抗与50欧姆传输线相匹配。
3、偏置电路设计：为晶体管提供稳定的直流偏置，同时实现最佳的噪声性能。
4、封装设计：考虑到散热和屏蔽性能，采用金属封装外壳，以提高整体可靠性。实验结果
六、结论
本次演示深入探讨了微波超宽带低噪声放大器的设计方法。通过选择合适的晶体管、采用分布式放大结构和优化电路设计等手段，我们成功地设计出一款性能优良的微波超宽带低噪声放大器。测试结果表明，该LNA具有低的噪声系数、良好的阻抗匹配性能和较高的线性放大能力。在未来的研究中，我们将进一步优化设计，提高LNA的性能并探索其在高速无线通信系统中的应用前景。
四、宽带技术与超宽带技术的比较
宽带技术和超宽带技术都是无线通信技术中的重要分支，它们之间的主要区别在于信号带宽和传输速率。宽带技术的信号带宽一般在几十到几百MHz之间，而超宽带技术的信号带宽则达到几个GHz。因此，超宽带技术具有更高的数据传输速率和更低的功耗。

RF低噪音放大器的仿真设计方法

忻州网络营销策划方案一、市场背景分析忻州是山西省下辖地级市，是山西省所辖原北部潞城地区最大的城市，位于山西省北部边陲，东与内蒙古自治区赤峰市接壤，西连吕梁市，南接朔州市，北临呼和浩特市。

忻州地处中国的北方粮仓和资源富集区之一，是典型的绿洲型农业城市。

忻州拥有丰富的农产品资源，其中以小麦、玉米、苹果、葡萄等农产品种植为主要特色。

而随着网络发展的迅猛，忻州互联网发展已经取得了长足的进步。

然而，目前忻州地区的网络营销还处于初始阶段，需要制定一套专业的网络营销策划方案，以提升忻州地区的网络营销能力和影响力。

二、目标受众分析1. 地域受众：忻州市及周边地区的居民、企业以及想要了解忻州的游客。

2. 年龄受众：无年龄限制，主要以青年人群和中老年群体为主。

3. 兴趣受众：对忻州地区的农产品、风土人情、旅游景点等感兴趣的人群。

4. 性别受众：男女不限。

三、目标和定位1. 目标：通过网络营销提升忻州地区的知名度和美誉度，促进忻州地区农产品的推广销售，吸引更多游客到忻州旅游观光。

2. 定位：将忻州品牌打造成具有地域特色和知名度的农产品品牌以及旅游目的地。

四、策划内容1. 网站建设：a. 设计一个符合忻州地域特色的官方网站，包括主页、产品介绍、旅游景点介绍、特色活动等板块。

b. 打造多语言版本的官方网站，以方便吸引国内外游客。

c. 优化网站结构，提高网站的可见性和用户体验。

2. 内容营销：a. 制作高质量的农产品介绍视频，展示农产品的生产过程以及质量保证。

b. 编写吸引人的旅游攻略和景点介绍，推广忻州地区的旅游资源。

c. 发布农产品和旅游相关的博客文章，提供有价值的内容给用户。

d. 定期更新网站内容，保持用户对网站的新鲜感。

3. 社交媒体营销：a. 建立忻州品牌在社交媒体平台的账号，包括微博、微信公众号等。

b. 定期发布农产品介绍、特色活动等信息，与粉丝进行互动交流。

c. 举办线上活动，如抽奖活动、线上直播等，提高用户参与感。

低噪声放大器的两种设计方法与低噪声放大器设计实例

低噪声放大器的两种设计方法与低噪声放大器设计实例低噪声放大器的两种设计方法低噪声放大器（LNA）是射频收发机的一个重要组成部分，它能有效提高接收机的接收灵敏度，进而提高收发机的传输距离。

因此低噪声放大器的设计是否良好，关系到整个通信系统的通信质量。

本文以晶体管ATF-54143为例，说明两种不同低噪声放大器的设计方法，其频率范围为2～2．2 GHz；晶体管工作电压为3 V；工作电流为40 mA；输入输出阻抗为50 Ω。

1、定性分析1.1、晶体管的建模通过网络可以查阅晶体管生产厂商的相关资料，可以下载厂商提供的该款晶体管模型，也可以根据实际需要下载该管的S2P文件。

本例采用直接将该管的S2P文件导入到软件中，利用S参数为模型设计电路。

如果是第一次导入，则可以利用模块S-Params进行S参数仿真，观察得到的S参数与S2P文件提供的数据是否相同，同时，测量晶体管的输入阻抗与对应的最小噪声系数，以及判断晶体管的稳定性等，为下一步骤做好准备。

1.2、晶体管的稳定性对电路完成S参数仿真后，可以得到输入／输出端的mu在频率2～2．2 GHz之间均小于1，根据射频相关理论，晶体管是不稳定的。

通过在输出端并联一个10 Ω和5 pF的电容，m2和m3的值均大于1，如图1，图2所示。

晶体管实现了在带宽内条件稳定，并且测得在2．1 GHz时的输入阻抗为16．827-j16．041。

同时发现，由于在输出端加入了电阻，使得Fmin由0．48增大到0．573，Γopt为0．329∠125．99°，Zopt=（30．007+j17．754）Ω。

其中，Γopt是最佳信源反射系数。

1.3、制定方案如图3所示，将可用增益圆族与噪声系数圆族画在同一个Γs平面上。

通过分析可知，如果可用增益圆通过最佳噪声系数所在点的位置，并根据该点来进行输入端电路匹配的话，此时对于LNA而言，噪声系数是最小的，但是其增益并没有达到最佳放大。

因此它是通过牺牲可用增益来换取的。

基于ADS的低噪声放大器设计与仿真

基于ADS的低噪声放大器设计与仿真低噪声放大器（Low-Noise Amplifier, LNA）是射频电路中非常重要的一个部分，主要用于放大信号并减小信号中的噪声。

在无线通信系统中，LNA的性能对整体系统的灵敏度和性能有着较大影响。

因此，设计和优化LNA的性能是一个重要的任务。

为了设计和仿真低噪声放大器，我们可以使用射频电路设计工具ADS （Advanced Design System）。

以下是基于ADS的LNA设计和仿真步骤的详细说明：1.设定设计规格：首先，我们需要确定LNA的设计规格，包括增益、带宽、输入和输出阻抗以及噪声指标等。

这些规格将指导后续的设计和优化。

2.选择合适的器件模型：在ADS中，我们可以从器件库中选择合适的射频器件模型。

这些器件模型通常由芯片制造商提供，并包含了器件的电性能和行为特性。

3.组装电路拓扑：在ADS设计环境中，我们可以通过拖拽和连接器件模型，以及添加连接线和连接器等来组装电路拓扑。

根据设计规格，我们可以选择串联或并联的方式来组装放大器电路。

4.添加偏置电路：为了使LNA正常工作，我们需要添加适当的偏置电路。

这些偏置电路可以是直流电源、偏置电阻和偏置电容等。

5. 设计匹配网络：为了确保LNA的输入和输出阻抗与源和负载匹配，在ADS中，我们可以使用S参数和Smith图等工具来设计和优化匹配网络。

6.仿真性能指标：在设计完成后，我们可以使用ADS的模拟仿真工具来评估LNA的性能指标，如增益、噪声指标、稳定性和带宽等。

这些仿真结果可以帮助我们了解LNA的行为特性，识别并改进潜在的问题。

7.优化设计：根据仿真结果，我们可以进行一系列的设计优化，包括调整组件值、优化匹配网络、改变电路拓扑等。

通过不断地迭代优化，我们可以逐步接近设计规格的要求。

8.布局和封装：当设计满足规格要求后，我们可以进行布局设计和封装。

在ADS中，我们可以使用高级工具来完成布局和封装过程。

9.重新仿真和验证：在布局和封装完成后，我们需要重新进行仿真和验证。

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王振朝，种少飞，韦子辉，田晓燕，陈雷
（１．河北大学电子信息工程学院，河北保定０７１００２；２．保定天河电子技术有限公司博士后工作站，河北保定０７１００２）
【摘要】为了提高接收机接收灵敏度及通信距离，设计了一种４３３ＭＨｚ频段两级低噪声放大器。使用了一种在集电极串联感
Ａｍｅｔｈｏｄｔｈａｔｓｅｒｉｅｓｔｈｅｆｅｅｄｂａｃｋｉｎｄｕｃｔｉｖｅａｔｔｈｅｃｏｌｌｅｃｔｏｒｉｓｕｓｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒｔｏｅｎｓｕｒｅｈｅｔａｍｐｌｉｉｅｆｒｔｕｂｅｉｎｔｈｅｓｔａｂｌｅｓｔａｔｅａｂｓｏｌｕｔｅｌｙ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｎｏｉｓｅｉｆｇｕｒｅｃｉｒｃｌｅｓｎｄａｈｅｔｐｏｗｅｒｇａｉｎｃｉｒｃｌｅｓ，ｔｈｅｄｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅｌｏｗｎｏｉｓｅａｍｐｌｉｉｅｆｒｉｓｃｏｍｐｌｅｔｅｄｎｄａｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｎｏｉｓｅｉｆｇｕｒｅｓｎｄａｔｈｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｄ
ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＤｅｓｉｇｎｆｏｒＬｏｗＮｏｉｓｅＡｍｐｌｉｉｆｅｒ
ＷＡＮＧＺｈｅｎｃｈａｏ，ＣＨＯＮＧＳｈａｏｆｅｉ，ＷＥＩＺｉｈｕｉ，ＴＩＡＮＸｉａｏｙａｎ，ＣＨＥＮＬｅｉ
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ａ２－ｓｔａｇｅａｎｄ４３３一ｂａｎｄｌｏｗｎｏｉｓｅａｍｐｌｉｉｆｅｒｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｔｈｅｒｅｃｅｉｖｉｎｇｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｎｄｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅｏｆｔｈｅｒｅｃｅｉｖｅｒ．
熬
ＰＡＲＴＳ＆ＡＰＰ器ＬＩ件ＣＡ与ＴＩ０应Ｎ用Ｓｇ霾鼹－ ■
【本文献信息】王振朝，种少飞，韦子辉，等．射频低噪声放大器设计与仿真［Ｊ］．电视技术，２０１４，３８（５）
射频低噪声放大器设计与仿真
ｐｏｗｅｒａｒｅａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｌｔｕｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｌｏｗｎｏｉｓｅａｍｐｌｉｉｆｅｒａｃｈｉｅｖｅｓａｐｏｗｅｒｇａｉｎｏｆ２６ｄＢ，ｔｈｅｎｏｉｓｅｉｇｆｕｒｅｓ＜０．６ｄＢ，ｉｎｐｕｔａｎｄｏｕｔｐｕｔ
（．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｂｅｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＨｅｂｅｉＢａｏｄｉｎｇ０７１００２，Ｃｈｉｎａ；
２．ＰｏｓｔｄｏｃｔｏｒａｌＷｏｒｋｓｔａｔｉｏｎｏｆＢａｏＤｉｎｇＧａｌａｘｙＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｉｚｄ．，ＨｅｂｅｉＢａｏｄｉｎｇ０７１００２，Ｃｈｉｎａ）
性反馈，使放大管处于绝对稳定状态的方法，采用等噪声圆及等功率圆进行了低噪声放大器的仿真设计，分析了放大管的稳定
性、噪声系数、增益等参数。仿真及测试结果表明低噪声放大器在４３３ＭＨｚ频段，噪声系数＜０．６ｄＢ，输入输出驻波比＜１．５，增益＞２６ｄＢ，将设计的低噪声放大器应用在４３３ＭＨｚ通信模块中，通信距离有显著提高。【关键词】低噪声放大器；ＡＤＳ；计算机仿真【中图分类号】ＴＮ７２２．３【文献标志码】Ａ
ＶＳＷＲ＜１．５．Ｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｄｉｓｔａｎｃｅｉｓｉｍｐｒｏｖｅｄｗｈｅｎｔｈｅｌｏｗｎｏｉｓｅａｍｐｌｉｉｅｆｒｉｓｕｓｅｄｉｎｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｍｏｄｕｌｅ．