微波低噪声放大器的Serenade优化设计

微波低噪声放大器的Serenade优化设计Ansoft2004 年用户通讯

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微波低噪声放大器的 Serenade 优化设计
顾 伟 安 叶
（北京理工大学电子工程系微波电路实验室，100081） [摘要]：本文首先简要介绍微波低噪声放大器的设计理论、方法和过程，然后介绍使用微波电路 CAD 软件 Ansoft 公司的 Serenade8.71 进行分析和优化设计一个微波低噪声放大器的方法和过程。获得了较 为理想的结果： 工作频带：9.6～10.6GHz，噪声系数：<1.5db，增益：24db，增益平坦度<±0.5db。 关键词: 低噪声放大器，仿真，优化设计 一. 引言
低噪声放大器(LNA)在接收机系统中处于前端，主要作用是放大接收到的微弱信号，降低噪声干扰。LNA 的设计对整 个接收机性能至关重要，它直接影响整机性能，尤其是接收机灵敏度。随着通讯、雷达技术的发展，对微波宽频带低噪声 放大器也提出更加严格的要求。 利用微波电路 CAD 设计软件来进行电路设计，可以避开复杂的理论计算，极大地提高设计准确性和效率。Ansoft 公 司的 Serenade 仿真软件由于其强大的功能而广泛应用于射频微波电路仿真和优化设计。本次仿真设计使用 Ansoft 公司 Serenade 8.71 仿真软件优化设计低噪声放大器，获得了较好的仿真结果。

二. 低噪声放大器的设计理论
LNA 的性能指标主要是噪声系数、增益、工作频段、电压驻波比以及增益平坦度，尤其是噪声系数和增益对整机性能 影响较大。 在频率较高的频段设计制作放大器，我们通常采用场效应管 FET。放大器的噪声系数和信号源的阻抗有关，放大器存 在着最佳的信号源阻抗 Z s 0 。放大器的输入匹配电路应该按照噪声最佳的原则进行设计，此时放大器的噪声系数是最小。为 了获得较高的功率增益和较好的输出驻波比，输出匹配电路则采用共轭匹配。输入匹配电路做最佳噪声匹