宽频带低噪声放大器的设计

摘要 随着光纤通信、卫星通信向着宽频带方向发展，要求放大器的带宽也就越来越宽。文中设计了一种低噪声放大器，该放大器具有较低的噪声系数，同时工作频带较宽增益平坦度在工作频段内控制在约1dB，另外该低噪声放大器的输入输出匹配和稳定性良好。
关键词 低噪声放大器；宽频带；增益平坦度

低噪声放大器在电路巾应用广泛，但是频带较宽的低噪声放大器增益却在频率高端常以6 dB／倍频程的速率下降，同时还考虑稳定性等诸多因素。因此宽频带低噪声放大器的设计较为复杂。文中采用负反馈式放大器结构利用ADS软件设计仿真了一副具有宽频带特性、增益较高，同时能够保证稳定性以及低噪声系数和低增益平坦度的放大器。该放大器可用于多系统卫星导航接收机的前端第一级使用。

1 低噪声放大器的设计指标
给定放大器的设计指标如下：(1)工作频率1．1～1．6 GHz。(2)增益>15 dB。(3)增益平坦度，在频带内1 dB。(3)驻波比，输入输出驻波比都1．5。(4)噪声系数：频带内1dB。
文中设计的放大器是利用安捷伦公司的高电子迁移率晶体管(PHEMT)ATF54143管进行设计。在FET的漏极和栅极之间接入一个串联的RL反馈。这样调整电阻R以及电感L的值就可以改善输入输出匹配，并且通过牺牲低频增益改善稳定度。

2 未加负反馈的电路仿真设计
厂家提供的ATF54143的资料中，噪声性能曲线如图1所示。

图1是在Vds=3 V时，Ids分别为60 mA，40 mA以及80 mA时的最小噪声曲线。可以看出，在Ids=60 mA时，在1．0～2．0 GHz的范围内最小噪声都在0．4 dB以下，噪声性能优越。另外在Ids为40 mA以及80 mA时，最小噪声曲线与Ids=60 mA时的曲线基本一致，变化不大。
表1为ATF54143在Vds=3 V，Ids=60 mA的S参数。