1.9GHz基站前端射頻LNA仿真與實現

　　1．4lna的穩定性分析
　　除了能夠得出增益、nf、p1db和輸入輸出回波等重要參數外，軟件模擬還能夠得出關于電路設計穩定性的信息。它是電路能否正常工作的重要前提。模擬軟件計算rollet穩定性因子k和作穩定性圓是兩種很容易做到的方法，它們可以明確地表示出穩定性的數據。圖7示出的rollett穩定因子k的模擬值．(k>1)表明：在1．9~2；．0ghz工作帶寬范圍，電路能夠實現無條件穩定。
　　
　

　　1．5實際設計的pcb電路
　　根據上述的設計及仿真結果，依照圖3所示的放大電路原理圖，可以進行最后的實際布局。要使電路工作在1．92ghz~1．98ghz頻率范圍內滿足規范值，pcb板的布局設計應可以變化調節，即可加入或減掉某些元件，使輸入輸出阻抗匹配網絡可以調節匹配達到最佳，優化電路性能?？紤]到實際應用的廣泛性(同時也考慮設計中的其他因素的影響)，pcb板的蝕刻選擇在0．031英寸厚的fr-4材料上(正常條件下其er值是5．6)，lna的射頻布局主要準則是電路必須保證平衡的結構，且放大器的每條支路的路徑長度必須相等。如果長度不相同，結果則會影響信號的相位求和，并且輸出功率和ip3都要比預期值要低。為做到這點，下路的atf-54143逆時針旋轉了90°，這樣很容易把上下rf微帶通路復制出來，從而做到兩路完全相同、實現平衡。
　　
　　2實際測量結果 得到了完整的電路pcb板后，就要實際測量電路的各個參數，驗證設計的仿真結果是否與之相符，是否最終符合表1的設計技術規范。本文所采用的測試儀器是hp8753es網絡分析儀和hp8970b噪聲儀。圖8、圖9表達出放大器實測的nf和增益曲線，在帶寬為0．1ghz的頻率范圍內nf的值在0．8db和1．0db之間，增益在1．97chz達到最大值15．5db，在1．99ghz達到了15．3db。由于nf是在實際pcb板外腔體內測得的，包含了同軸連接器的損牦和二級噪聲損耗，其測量指標表明實際的電路nf特性要稍差于模擬特性。圖10是輸入、輸出的回波曲線。當頻點在1．96ghz時，輸入回波為18db，輸出回波達到22．5db，放大器的oip3在直流偏置vds=3v,id=60ma時測得值為37dbm，p1db為21．4dbm。電路在較低的偏置狀態下vds=3v，id=40ma放大器的nf和增益都沒有降低，只有oip3測出下降為36．5dbm。
　　
　

從以上結果可以看出，lna放大器在工作頻帶具有優異的性能，完全滿足技術規范參數。
　　
　　本文給出了基于e-phemt管atf-54143和混合耦合器2a1306-3的射頻低噪聲放大器的設計、仿真分析與測試。測試結果表明，實際測得的lna技術指標能夠與仿真結果較好地吻合，E-pHEMT管的低噪聲系數和高OIP3使它在高動態范圍電路設計上具有很大的優勢，并且該放大器的技術指標達到了CDMA基站的接收前端對低噪聲放大器的規范要求，具有很好的應用前景。