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基于GSM的宽带低噪声放大器电路设计

作者:时间:2015-03-06来源:网络收藏

  1.4 LNA结构分析与设计

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/270577.htm

  电路结构如图1所示,设计重点是输入输出匹配电路。考虑到工作频率范围宽,因此,输入匹配采用微带双枝短截线,输出为微带单枝短截线。直流偏置根据管子的资料,采用10V电源,工作点设置为Vce=8.0V,Ic=10mA。

  

 

  1.4.1 输入匹配电路

  通过仿真得到最佳源反射系数时的最佳输入阻抗为11-j*14.2。为了得到最小噪声系数,令,按照该阻抗设计输入匹配电路,噪声系数最小,但此时输入端是失配的,因此,增益不是最大,电压驻波比也不是最小。

  设计选用聚四氟乙烯材料,εr=2.65,H=0.8mm,T=35μm。为了实现宽带放大,输入端采用微带双枝短截线。利用计算工具可得到符合要求的输入匹配电路如图2所示。

  

 

  1.4.2 输出匹配电路

  使用同样的方法可以得到输出阻抗为78.05-j*42.65。输出使用微带单枝短截线,以实现共轭匹配。仿真得到的单枝短截线为 W1=W2=-W3=2.188mm,L4=29.33mm,L5=15.62mm。

  1.5 仿真结果及分析

  图3为完整电路原理图。通过ADS对其反复优化,其结果如图4、5和表3、4所示。

  

 

  (1)从图4可以看出,电路在1700MHz~2000MHz频率范围内增益大于13dB,其中最大增益点在1800MHz位置,为13.5dB,增益波动为0.5-dB,符合性能指标要求。

  (2)根据图5的噪声系数曲线,在工作频段内,最大噪声系数在2000MHz处,为1.799dB,小于1.8dB的目标。

  (3)由表3可见,输入电压反射系数VSWRl小于2.0,输出电压反射系数VSWR2在1750MHz以下超过2.5,不大于3.0,符合设计要求。

  (4)表4显示,在要求频段内满足K>1和B>0的要求,说明电路是绝对稳定的。

  综上所述,此电路达到了设计要求。

  2 结束语

  从以上结果可以看出,利用ADS软件,采用pb模型设计的低噪声宽带放大电路,达到了设计要求,可用于基站前端,比以往的LNA具有更宽的工作带宽,增益和噪声系数不低于其他产品,具有重要的实际意义和应用前景。由于射频电路设计的复杂性和要求的精确性,电路性能指标的实现受多种因素制约,需要反复调整和优化。

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关键词: GSM 放大器

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