低噪声放大器的两种设计方法

上述匹配电路生成方法， 输入匹配电路采用A DS 设计向导中的单支节模块来设计。可以很快得到图8 中的匹配电路。如图9 所示， 图中m6 = 50（ 0. 927+ j0. 001） 。与50Ω的非常接近， 所以得出的输入端匹配情况比较合理。

图8 输入匹配电路

图9 加入输入匹配电路后的S 11 的smit h 原图

　　3. 2 输出匹配电路设计

　　在完成输入匹配电路设计之后， 可以对输出匹配电路进行设计。在此充分发挥CAD 软件的优势， 借助优化的方法来实现。基本过程如下：

　　将输入匹配电路的结果添加到图10 中，并在晶体管输出端添加如图所示的微带。调出优化控件， 并将优化的目标设置为dB （ S ） 11））为- 20, dB （S （ 22）） 为- 15。

　　在优化开始时， 先将T L1, T L2, TL3 宽度设置为61. 394 mil, 这是为了保障在考虑到板材、板材厚度等因素下微带线的特性阻抗为50 Ω。预设T L1, T L2,TL3 的长度， 优化一次后， 刷新结果， 观察各种图表的指标是否更好， 数值是否达到设置的最大值， 如果达到最大值， 再次改变设置值重新优化。反复多次后， 将会达到再次改变这几个数值， 若改变后对于各种指标作用不大， 可以尝试改变电阻和输入匹配的数值再进行优化。

　　通过多次调试发现， R1 设为15Ω， 以及加上TL7后， 增益和噪声系数以及输入输出驻波比效果更好。仿真电路原理图及优化控件和目标控件如图10 所示。

图10 仿真电路原理图及优化控件和目标控件

　　3. 3 仿真结果

　　观察最后的仿真结果可以看到， 增益为15. 816 dB；噪声系数为0. 708， 该指标均比定性分析时的都要好，其他性能指标如图11 所示。

图11 原理图仿真数据

　　4 结 语

　　通过对晶体管进行定性分析， 可以根据实际需要选择低噪声前置放大器的设计方案， 第一种方案的最佳噪声系数是以牺牲增益而得到的； 第二种方案是以提高噪声系数为代价， 降低驻波比VSWR 的值得到的。2 种方法利用计算机辅助设计工具均可以快速实现， 各有各自的存在价值， 这在很多场合都得到了应用。