無線傳輸系統中低噪聲放大電路的設計

2 低噪聲放大電路總體設計方案
圖1為無線傳輸系統原理框圖。接收端的功率放大電路模塊由于信道具有衰減特性，經遠距離傳輸到達接收端的射頻信號電平多是μV數量級，因此需放大微弱的射頻信號。同時，信道中還存許多干擾信號，即噪聲，所以該系統設計應采用低噪聲的射頻功率放大電路。

2．1 低噪聲功率放大電路
低噪聲功率放大電路的核心器件是低噪聲功率放大器，由于目前市場上的低噪聲功率放大器性價比高，因此該低噪聲功率放大電路無需設計低噪聲功率放大器，而在于其外圍電路及阻抗匹配。根據設計要求，所選的低噪聲功率放大器應滿足：工作頻段應覆蓋無線收發器的工作頻率433 MHz；工作電壓為3～3.3 V；高增益；低損耗；小噪聲系數。
以下為射頻功率放大器的主要技術參數。
(1)工作頻率范圍(F)低噪聲功率放大器滿足各項指標的工作頻率范圍。要保證各項指標以及放大器的實際工作頻率應盡可能在所指定的工作頻率范圍內。
(2)功率增益(G)是指在輸入輸出端口相匹配下，輸出功率和輸入功率的比值。設計過程中要求功率增益越大越好。
(3)噪聲系數(NF) 噪聲系數常作為接收端的小信號低噪聲放大器的主要技術指標，該電路設計要求噪聲系數越小越好。
(4)1分貝壓縮點輸出功率(P1dB)在放大器線性動態范圍內，其輸出功率隨輸入功率線性增加。隨著輸入功率的繼續增大，放大器進入非線性區，其輸出功率不再隨輸入功率的增大而線性增大。通常把增益下降到比線性增益低1 dB時的輸出功率值定義為輸出功率的1dB壓縮點，用P1dB表示。動態范圍越大越好。
(5)三階截斷點(IP3) 三階截斷點是衡量功率放大器線性度的重要指標，工程上常用三階截斷點表征互調畸變。
(6)輸入、輸出駐波比(VSWR)VSWR反映放大電路輸入和輸出端口的阻抗失配情況，因此低噪聲放大器的VSWR應滿足：VSWR越小，反射越小，匹配越好，傳輸效率越高。
(7)回波損耗(Reverse Losation)它是信號反射性能的參數。回波損耗說明入射功率的一部分被反射回到信號源。通常要求反射功率盡可能的小，這樣就有更多的功率傳送至負載。
2．2 低噪聲功率放大器選型
根據系統設計要求，以及多種同類器件比較，RFMD公司的RF2361具有高性能、低噪聲、高增益、高動態范圍，可接收10 dB的輸入信號，具有工作等待模式的特點，故選用RF2361作為LNA主器件。
圖2為RF2361的引腳排列，其中：RF IN為低噪聲功率放大器輸入，需通過一阻抗匹配網絡達到50Ω阻抗匹配：RF0UT為低噪聲功率放大器輸出，也需通過一阻抗匹配網絡達到50Ω阻抗匹配；同時電源VCC給整個電路提供工作電壓。VPD用于控制偏置電流，與偏置電阻R1共同確定偏置電流。GND1、GND2為接地。