微波低噪声放大器的设计与仿真

　　2.2 放大器增益

　　放大器的增益定义为放大器输出功率与输入功率之比：

G=Pout／Pin (7)

　　通常提高低噪声放大器的增益对降低整机的噪声系数非常有利，但低噪声放大器的增益过高会影响整个接收机的动态范围。所以，一般来说，低噪声放大器的增益确定应与系统的整机噪声系数、接收机动态范围等结合起来考虑。

　　2.3 反射系数

　　由式(3)可知，当Γs=Γopt时，放大器的噪声系数最小，NF=NFmin，但此时从功率传输的角度来看，输入端会失配，所以，放大器的功率增益会降低，但有些时候，为了获得最小噪声，适当的牺牲一些增益也是低噪声放大器设计中经常采用的一种办法。

　　另外，低噪声放大器的输入输出驻波比、动态范围、工作频率、工作带宽及带内增益平坦度等指标也很重要，设计时也需加以考虑。

　　3 电路仿真设计

　　本电路设计要求的频率范围为1.95～2.05GHz，噪声系数：为Nf应小于2 dB，带内增益为G大于10 dB，输入，输出阻抗为50 Ω。现以上述指标来进行电路晶体管的选择以及ADS仿真。

　　3.1 晶体管的选择

　　根据放大器的性能要求，本设计选用HP公司的AT-41511作为核心器件来进行设计。由于在ADS软件中包含有这种型号晶体管的器件模型，因此，在设计和仿真过程中可以直接使用，而不必再自己建造器件模型。

　　3.2 ADS仿真综合指标的实现

　　仿真时，可将噪声系数、放大器增益、稳定系数全部加入优化目标中进行优化，并通过对带内放大器增益的限制来满足增益平坦度指标，最终达到各个指标要求。反复调整优化方法并优化目标中的权重(Weight)，也可以对输入匹配网络进行优化。但是，对部分电路指标的优化也可能导致其它某些指标的恶化，此时可以根据需要增加一些优化变量。

　　图2所示是经过一次随机优化的S参数图。

　　仿真结果表明，该电路基本上已经达到了比较好的性能，且具有良好的输入输出匹配，较高的增益和稳定系数，同时噪声系数也比较好。

　　3.3 封装模型仿真设计

　　进行完sp模型设计以后，还需要将sp模型替换为封装模型来做进一步设计。具体需要进行的工作如下：