基于GSM的宽带LNA电路设计

摘要：通过选用噪声系数小、性能优良、价格便宜的AT41486晶体管，使用安捷伦公司的ADS软件，设计了一个适于基站GSM的多制式宽带低噪声放大器(LNA)。该放大器工作频率范围为1700MHz～2000MHz，噪声系数不大于1．8dB，增益不小于13dB，频带内增益平坦度不大于0．5-dB，输入电压驻波比小于2．0，输出电压驻波比小于3．3。电路具有噪声系数小，增益大，频带内增益平坦度小，性能优良等特点。
关键词：全球数字移动电话系统；ADS；噪声系数；稳定性；增益

0 引言
低噪声放大器(LNA)是无线通信设备中的关键电路，位于接收设备的最前端，对从天线接收的微弱射频信号进行放大，其噪声性能和增益对整机性能有重要影响，因此，要求该电路在小于要求噪声指标的情况下，具有尽可能高的增益。一般情况下，最小噪声系数和最大增益是不能同时达到的，它们的指标主要由输入匹配电路决定。为了达到设计要求，一般都采取兼顾的原则。
在国内GSM系统中，工作频率覆盖了l710MHz～1990MHz的范围，如果使用窄带LNA电路，只能用于一种体制，应用受到一定限制。本文设计的宽带LNA电路，其工作频率覆盖了上述频率范围，使接收机前端的LNA电路具有很大灵活性。

1 低噪声放大电路的设计仿真及优化
1．1 性能指标和器件选择
设计要求工作频率为1700MHz～2000MHz，噪声系数小于1．8dB，增益大于13dB，输入电压驻波比小于2．0，输出电压驻波比小于3．5。
设计选用Agilent公司的AT41486管。该器件为通用NPN双极型硅管，具有低噪声、高增益、频率特性好等优良特性。模型选用ADS自带的pb参数模型。
1．2 电路稳定性
电路稳定性既是放大电路的一个重要指标，又是电路正常工作的先决条件。电路稳定工作是最基本的要求，而任何射频电路在某些频段和某些终端条件下都有产生振荡的可能性。造成电路不稳定的因素很多，主要有管子的S参数、输入输出匹配电路以及选取的工作点等。稳定性度量通常用稳定因子K、B、△表示，他们是器件小信号S参数的函数。在使用ADS工具时，计算K和B两个参数非常方便，因此，这里用它们来衡量电路的稳定性。计算公式如下：

只要K>l，|B|>0，电路就能稳定工作