X波段寬帶低噪聲放大器設計

　　圖4 輸入輸出反射系數和駐波比仿真結果

　　從圖5 可以得到， 增益在中心頻率達到26. 401 dB, 在7~ 8 GHz 范圍內也均在25 dB 以上。

　　噪聲系數在7. 5 GHz 為1. 007 dB, 應用頻段內的噪聲最大也不超過1. 1 dB。

　　圖5 高級級聯后的增益及噪聲仿真結果

　　1. 5 仿真結果分析

　　通過仿真結果可以看出， 放大器的輸入輸出駐波比、噪聲和增益等指標基本上都合格。從設計中可以了解使用ADS 來設計低噪聲放大器的基本方法， 首先要做的就是偏置電路的設計， 然后用S 參數仿真來進行穩定性的判斷， 若在使用頻段內不穩定，還需要進行穩定性的設計。當場效應管工作穩定后就要對其進行阻抗匹配。一般低噪聲放大器的第1級需要良好的噪聲特性， 所以第1 級的輸入端進行最佳噪聲阻抗到50 源負載的匹配， 輸出端進行共軛匹配。如果要考慮到第1 級的增益輸出不能太低的話， 則需要畫出增益圓圖和噪聲圓圖， 然后選擇合適的源阻抗值， 犧牲一部分噪聲來提高增益。第2級一般為功率輸出級， 需要的是最大的增益輸出， 所以第2 級一般對輸入輸出同時向50 負載做共軛匹配， 在匹配之前， 需要算出最佳共軛匹配的ZS 和ZL 值， 這個值只有在電路穩定的情況下才唯一存在的。

　　2 級分別設計， 再級聯， 由于計算機已經進行了參數優化， 通常不需調整就可達到比較滿意的效果。

　　器件參數的離散性， 以及加工誤差， 實際加工出來的結果有一些微小差異， 這就需要在實際調試中， 稍微調整一下分布參數， 就可達到最佳的效果。

　　2 結束語

　　該放大器利用ADS2008 優化設計和仿真， 在研制過程中， 通過優化噪聲系數、增益和輸入輸出駐波比之間的矛盾， 由計算機調節噪聲匹配及負反饋的深度， 改變放大器各指標間的相互矛盾， 使整個放大器達到最佳工作狀態， 最終實現的放大器噪聲低、增益高、體積小、重量輕， 作為接收機的射頻前端， 已經在無人機機載和地面設備中得到應用。