基于复平面圆图的射频放大器分配方案研究

放大器输入反射系数dB(S11)-freq的曲线如图2(a)所示，放大器输出反射系数dB(S22)-freq的曲线见图2(b)，图2中标记m1和m4所在的曲线给出了放大器第一种状态；标记m2和m5所在的曲线给出了放大器第二种状态；标记m3和m6所在的曲线给出了放大器第三种状态。由图2可以看出，放大器的第一种状态输入和输出端匹配状态最好，第三种状态输入和输出端匹配状态最差。
放大器增益dB(S21)-freq曲线如图3所示，标记m7所在的增益曲线对应图2的第一种状态；标记m8所在的增益曲线对应图2的第二种状态；标记m9所在的增益曲线对应图2的第三种状态。由图可以看出，放大器第一种状态的增益最大，第三种状态的增益最小，也即输入和输出端驻波比状态越好，增益越大。

放大器反向隔离dB(S12)-freq曲线如图4所示，标记m10所在的隔离曲线对应图2的第一种状态；标记m11所在的隔离曲线对应图2的第二种状态；标记m12所在的隔离曲线对应图2的第三种状态。由图可以看出，该放大器的隔离良好，输入和输出端的驻波比状态越差，隔离越好。
放大器噪声系数nf-freq曲线如图5所示，标记m13所在的噪声系数曲线对应图2的第一种状态；标记m14所在的噪声系数曲线对应图2的第二种状态；标记m15所在的噪声系数曲线对应图2的第三种状态。由图可以看出，噪声系数受到反射系数的影响，反射系数越小，噪声系数越大。

4 结语
本文基于复平面圆图提出了一种小信号时射频放大器的分配方案，分析了射频放大器的特性，给出了增益、驻波比和噪声系数单项参数达到最优的条件，提出了一种参数分配方法。仿真结果表明，输入和输出匹配网络可以带来等效增益，驻波比越小，增益越大，随驻波比的减小，噪声系数增大，在失配受限时，减小增益会降低噪声系数。本文提出的分配方案是非常实际的问题，并可为其他射频放大器设计提供参考。