在无线电通信系统中，为了提高接收信号的灵敏度，射频接收机的前端要接低噪声放大 器来增加增益、降低噪声系数。低噪声放大器作为射频接收机的前端，需要考虑的因素很多， 它的噪声、增益等特性对系统整体性能影响较大。在放大微弱信号时，低噪声放大器本身的 噪声会对信号产生很大的干扰，所以需要尽量减弱这种噪声，来提高输出信噪比。低噪声放 大器主要由晶体管放大器，输入、输出匹配网络以及偏置电路等部分组成。对低噪声放大器的要求是：噪声系数低、功率增益大、稳定性良好、动态范围大等。

Advanced Design System（ADS）软件是 Agilent 公司发展完善的大型综合设计软件。它 的功能非常强大，有各种模板和向导，在射频领域的使用十分普遍。 ADS 是高频设计方面 的工业领袖。微波和射频设计师们所进行的所有射频电路设计都可以利用该软件进行仿真设 计，无论是频域电路还是时域电路的仿真也都可以在该软件中进行。本文就是使用 ADS 软件 进行低噪声放大器的设计与仿真。

1。3 低噪声放大器的发展前景

COMS 有着独特的性质就是集成度高、成本低，比用传统工艺制作的低噪声放大器性能 更好。因此人们越来越多地用 CMOS 设计制作射频电路，使 CMOS 的发展更快，并且逐渐 成为研究的热门。

为了满足市场的需求，滤波器和低噪放集成在一起的 GPS 接收前端得到了广泛的应用， 其中 CaAs E-pHEMT+FBAR 性能最好，它的噪声小，线性更好，带外衰减更好。CaAs E-pHEMT 工艺低噪放行业中处于领先地位，相比其他材料和工艺，CaAs E-pHEMT 的优点是：噪声系 数低；增益高；低工作电压下线性高，能提高接收机动态范围，有利于后续信号的混频和解 调。因此，CaAs E-pHEMT 正是噪声系数，线性和增益三个低噪放重要指标的完美结合，这 是 Si 材料低噪放很难达到的。

1。4 本课题的主要研究工作

低噪声放大器是射频接收机前端的重要组成部分，它的主要功能就是减小引入放大器的 噪声，放大微弱信号。因此噪声系数和增益是低噪声放大器的主要指标，它们影响着整个接 收机的性能。

本文设计了中心频率为 1。575GHz 的 GPS 低噪声放大器。基于 ADS 软件进行低噪声放大 器的研究、设计与仿真，并对所设计电路进行制作及测试。本文一共分为六个部分：

第一部分为引言。首先介绍了低噪声放大器的研究背景，然后简单描述了低噪声放大器 的作用原理和发展前景，最后介绍了本文的主要工作和安排。

第二部分为低噪声放大器的原理与基本指标。介绍了低噪声放大器的原理与 S 参数、匹 配网络、偏置电路、微带线的基础知识。还分析了噪声系数、增益、驻波比、稳定性和动态 范围等放大器的基本指标，为后面设计电路提供理论依据。

第三部分为低噪声放大器的设计与仿真。这一部分是具体的设计仿真工作，每一步都包 含了大量的工作。主要介绍了偏置电路，输入输出匹配网络的实现，每一级电路整体性能的 优化。

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第四部分为 PCB 板的制作。介绍了从 ADS 仿真结果到画 PCB 板的方法，包括原理图封 装，PCB 图封装和 PCB 板的绘制。并给出了最终 PCB 板的实物图。

第五部分为装配与调试。介绍了每一步的工作，从 PCB 板的焊接，到电路的改进，到每 一个参数的测量方法和测量结果。

第六部分为结论。总结了低噪声放大器的结果与仿真的差距，和整个毕业设计过程中遇 到的问题。