摘要随着无线通信的飞速发展，现代科技对于微波低噪声放大器的要求愈发变高，各种通信设备需要在宽频带工作。LNA处于射频接收机的最前端，其特性对于接收机影响较大。

本文利用ADS2014设计了一个工作在1-4GHz的低噪声放大器，其中晶体管采用了Avago公司的ATF54143，设计的放大器在全频带内需满足：输入、输出驻波比VSWR<1。8,前向增益|S21|>20dB,反向增益|S12|<-20dB,噪声系数NF<1。2dB,P1dB>10dBm。设计中采用源极负反馈和并联负反馈以及串联小电阻使管子达到绝对稳定，又通过最小噪声的匹配设计获得低噪声，同时输出端进行共轭匹配来获得高增益，由于单级的增益无法达到指标要求，最后采用两级放大器级联来获得高增益。79003

毕业论文关键词  低噪声放大器  噪声系数  增益  宽带

毕业设计说明书外文摘要

Title    the Design of Broadband LNA from 1 to 4GHz       

Abstract As the rapid development of radio communication, the demanding of microwave low-noise amplifier in advanced technology has become higher and higher, many kinds of communications equipment have to work well in broadband。 Among these devices, LNA is the first level of signal processing that is placed in front of RF, it plays an important role in deciding the performance of receiver。 

This paper designs a low-noise amplifier working from 1 to 4 GHz by using ADS2014, and the ATF54143 produced by Avago company is used as the main transistor。 Besides, the technical parameters in full band are: the input and output VSWR is less than 1。8, the forward gain |S21| is more than 20dB, the backward gain |S12| is less than -20dB, the noise figure is less than 1。2dB, and the P1dB is more than 10dBm。 In order to make transistor become absolutely stable, we add source negative feedback and parallel negative feedback to the circuit, and cascade a low ohmic resistor。 Also, we achieve low-noise and high-gain characters by using an optimum noise match and a conjugate match in the output port。 We design two-stage amplifier by cascade to obtain higher gain, because single-stage amplifier gain is not high enough。 

Keywords  low-noise amplifier  NF  Gain  broadband

目   次

1  引言1

1。1  放大器的研究背景及意义1

1。2  国内外放大器的发展现状2

1。3  本文主要内容及安排2

2  宽带低噪声放大器基础理论与设计方法4

2。1  放大器的主要指标4

2。2  放大器的工作原理和分类7

2。3  放大器设计的几个关键问题11

3  宽带低噪声放大器的设计15

3。1  晶体管的选取和分析15

3。2  偏置电路的设计17

3。3  稳定性的设计19

3。4  第一级放大器的设计22

3。5  第二级放大器的设计34

3。6  优化与调整37

总结与展望39

致谢40

参考文献41

1  引言

1。1  放大器的研究背景及意义

21世纪是信息化的时代，伴随着新型半导体的发展，数字和模拟系统正向工作在微波频段发展。与此同时，应用无线通信技术的各个领域对于射频技术提出了更高的需求，譬如卫星通信、雷达探测以及信息对抗系统等等。这对作为射频接收机前端的重要微波器件-低噪声放大器来说，需要减小噪声的干扰的同时放大有用信号，即实现更低的噪声、更高的增益以及良好的线性度。由于宽带低噪声放大器的性能对于整个射频接收机系统有着重要影响，若能减小放大器的噪声，就可以提高整个射频接收机的噪声性能，除了显著优化信噪比，还对改善灵敏度有主要影响。另外，放大器的其他主要指标也影响着接收机的工作性能，譬如设计的放大器的动态范围和线性度。一般在微波电路中，放大器在直流功率转为交流功率时能够放大信号功率，一个性能优良的放大器应该同时满足较少的噪声输出和相对较高的功率输出。为了保证有用信号不被噪声严重干扰，防止造成信号丢失或失真，设计放大器时首要问题就是减小噪声系数。在多级系统中，前级放大器的功率增益足够大时，就能明显抑制由后一级产生的噪声。低噪声放大器设计的好坏严重影响整个射频系统的性能，比如射频系统的功率增益、稳定性以及线性度包括共模噪声抑制比等等。