低噪声放大器的网络设计法

低噪声放大器的网络设计法
低噪声放大器的网络设计法
简介：从网络出发，提出利用网络设计的方法来设计低噪声放大器，这种方法不仅精度
高，而且可以进行宽带设计。
关键字： 低噪声 放大器 网络设计 匹配 CAD 微波射频网
1　引　言
　　由于雷达、卫星通信和微波中继通信等基本领域的飞速发展，对接收机的灵敏度提
出了越来越高的要求，而提高灵敏度的关键是采用性能良好的低噪声放大器来降低整机
的噪声系数，因此，研究微波放大器的噪声设计就非常有意义［1］。
　　一般设计低噪声放大器都是采用图解法或解析法，前者精度低，后者计算比较繁琐
，而且这2种方法在设计过程中由于能采用的拓扑结构单一（一般为Γ型或反Γ型），使放
大器工作带宽较窄；从网络出发，将放大器的匹配网络看成是许多网络的级联来进行设
计，不仅精度高，而且借助CAD技术可以达到宽带的目的。

2　低噪声设计
　　对于单级放大器而言，放大器的噪声系数主要取决于输入端的匹配状况。输入匹配
网络应按获得最小噪声系数设计，此网络使信号源（天线或前级）阻抗变换到放大器获
得最小噪声系数时所需的源阻抗，即最佳噪声源阻抗Zop［2］。同样，对于多级放大器
，第一级的噪声系数对总的噪声系数影响最大。因此，第一级按最小噪声系数设计，而
后面各级按最大增益或最大功率输出设计，就可以满足噪声特性要求。
2．1　输入匹配网络的设计
　　众所周知，实现最小噪声的条件是：　
[pic]
　　输入匹配网络的总的A矩阵为：
　　[pic]
　　从图1可以看出，［A］的输出阻抗就是晶体管的源阻抗，即：
　　[pic]
　　当管子选定后，Γop即Zop就确定了，而Zout则由输入匹配网络的结构及其尺寸决定
，因此，在进行CAD优化时可以把Zop作为Zout要达到的目标。
　　依此建立的目标函数为：
[pic]
其中：m表示选取频率点的个数。
　　[pic]
2．2　输出匹配网络的设计