探讨集成LNA在基站设计中的重要性

，其额定偏置电流设定使其输入阻抗接近 50Ω。集成的有源偏置调节器电路能够避免影响 LNA 的输入阻抗，而外部电阻器偏置电路则可能产生这种影响。这些特性可以消除输入匹配要求，并使 LNA 的噪声系数降至最低。

利用评估电路证明性能

为了展示 MGA-63x 系列非同凡响的性能，通过使用MGA-633P8 MMIC 和最小数量的被动元器件（用于匹配和偏置，无法在芯片级集成），Avago 创建并测试了一个能在 900MHz（图 2）下运行的蜂窝基站 LNA。元件值是根据单个设计模拟循环而选定的，且未通过工作台调谐优化。（关于评估主板模拟和开发的完整讨论参见 Avago 应用说明 AN-5457，MGA-633P8GaAs MMIC LNA 适用于具有行业最佳噪声系数和线性的900MHz BTS 放大器。）即便如此，评估主板同样证实了利用 MGA-63 系列设计的 LNA 的一些主要特征。

图 2. 该演示电路展示了用于评估 Avago MGA-63x 系列的完整900MHz BTS LNA 设计。

其中之一是，展示板表明了由于输入感应器 (L1) 的基本功能与射频扼流器十分相似，因此放大器的输入损耗比输入谐振器的无载 Q 值 (QUL) 要小得多。模拟显示了在 20-100 范围内的任意 QUL 值下，ΔF <0.05。该范围表示，在低噪音放大器的下端使用的是 0402 规格的叠层感应器，而在其顶端使用的则是更大的空心感应器。无严格要求的输入谐振器能够实现低成本且紧凑的 LNA设计。

评估主板的印制电路板（图 3）体现了设计的紧凑程度。电路板的尺寸为 21.5 x 18 x 1.4 毫米，包含一个基于 10 mils Rogers RO4350 （中等价位材料，具有适当的射频性能，可以兼容 FR4 工艺）的微带。将成本更低的 1.2 毫米 FR4 材料与 RO4350 接地层压合可以使其具有硬度。通过从边缘发射 SMA 到微带跃迁（Johnson零件编号 142-0701-856）来实现射频连接，同时通过一个 2 引脚直线 PCB 头来接通直流电。由于输入谐振器无严格要求，可以使用 0402 规格的芯片将组件所占面积缩小至 8 x 10 毫米2。

图 3. 整个 LNA 在 PCB 上所占的面积仅比射频输入/输出连接器略大。

在 900MHz 时，演示 LNA 实现 F ≈ 0.3dB，增益 (G) ≈18dB，并且输入和输出回波损耗（IRL 和 ORL）都更优于 -15dB（图 4）。这些回波损耗都在大于 1GHz 的范围内，表明输入和输出匹配都有广泛的带宽，这从系统的角度来看非常有利。按照惯例，所有 BTS LNA 都是通过隔离器或正交混合耦合器（平衡的 LNA）来达到预期的输入匹配。所设计的这种低输入回波损耗 (IRL) 可以将许多应用中的高损耗和高成本的隔离器/正交耦合器淘汰。而且，输入和输出匹配的大带宽范围可以通过终止反射来防止射 BTS 双工器和输入/输出滤波器的失谐，从而降低了这些系统元件的复杂性要求（以及成本）。

图 4. 增益和回波损耗图显示了 LNA 匹配网络的频率不敏感性。

尽管 MGA-63x 系列的主要目标市场是窄频带蜂窝BST，但是评估主板所显示的射频性能（在 400MHz 到1400MHz 范围内 F <0.4dB，R <-10dB）表明该设备还是适用于许多宽频带/多频带应用领域，例如有线/卫星电视分配设备、扫描仪、军事设备和多服务无线电通信设备等。

评估主板的测试结果证实了 MGA-63x 有源偏置、超低噪音放大器系列为基站设计者提供了大量重要且有价值的特性。除了为蜂窝通信系统提供高线性和低噪音数据外，这些设备还为单级 LAN 设计提供了高增益，而充足的增益余量能减少信号路径中对双工滤波器的设计需求，有源偏置控制用于自适应功率/线性控制，固有的 50Ω 输入阻抗能消除对匹配网络的需求。其结果是操作更简单、体积更小、功能更强大且成本更低的 LNA 设计。