1.9GHz基站前端射频LNA仿真与实现

　　1．4lna的稳定性分析

　　除了能够得出增益、nf、p1db和输入输出回波等重要参数外，软件模拟还能够得出关于电路设计稳定性的信息。它是电路能否正常工作的重要前提。模拟软件计算rollet稳定性因子k和作稳定性圆是两种很容易做到的方法，它们可以明确地表示出稳定性的数据。图7示出的rollett稳定因子k的模拟值．(k>1)表明：在1．9~2；．0ghz工作带宽范围，电路能够实现无条件稳定。
　　
　

　　1．5实际设计的pcb电路

　　根据上述的设计及仿真结果，依照图3所示的放大电路原理图，可以进行最后的实际布局。要使电路工作在1．92ghz~1．98ghz频率范围内满足规范值，pcb板的布局设计应可以变化调节，即可加入或减掉某些元件，使输入输出阻抗匹配网络可以调节匹配达到最佳，优化电路性能。考虑到实际应用的广泛性(同时也考虑设计中的其他因素的影响)，pcb板的蚀刻选择在0．031英寸厚的fr-4材料上(正常条件下其er值是5．6)，lna的射频布局主要准则是电路必须保证平衡的结构，且放大器的每条支路的路径长度必须相等。如果长度不相同，结果则会影响信号的相位求和，并且输出功率和ip3都要比预期值要低。为做到这点，下路的atf-54143逆时针旋转了90°，这样很容易把上下rf微带通路复制出来，从而做到两路完全相同、实现平衡。
　　
　　2实际测量结果 得到了完整的电路pcb板后，就要实际测量电路的各个参数，验证设计的仿真结果是否与之相符，是否最终符合表1的设计技术规范。本文所采用的测试仪器是hp8753es网络分析仪和hp8970b噪声仪。图8、图9表达出放大器实测的nf和增益曲线，在带宽为0．1ghz的频率范围内nf的值在0．8db和1．0db之间，增益在1．97chz达到最大值15．5db，在1．99ghz达到了15．3db。由于nf是在实际pcb板外腔体内测得的，包含了同轴连接器的损牦和二级噪声损耗，其测量指标表明实际的电路nf特性要稍差于模拟特性。图10是输入、输出的回波曲线。当频点在1．96ghz时，输入回波为18db，输出回波达到22．5db，放大器的oip3在直流偏置vds=3v,id=60ma时测得值为37dbm，p1db为21．4dbm。电路在较低的偏置状态下vds=3v，id=40ma放大器的nf和增益都没有降低，只有oip3测出下降为36．5dbm。
　　
　

从以上结果可以看出，lna放大器在工作频带具有优异的性能，完全满足技术规范参数。
　　
　　本文给出了基于e-phemt管atf-54143和混合耦合器2a1306-3的射频低噪声放大器的设计、仿真分析与测试。测试结果表明，实际测得的lna技术指标能够与仿真结果较好地吻合，E-pHEMT管的低噪声系数和高OIP3使它在高动态范围电路设计上具有很大的优势，并且该放大器的技术指标达到了CDMA基站的接收前端对低噪声放大器的规范要求，具有很好的应用前景。