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1、摘摘 要要快速发展的无线通信对微波射频电路如低噪声放大器提出更高的性能。低噪声放大器(LNA)广泛应用于微波接收系统中，是重要器件之一，它作为射频接收机前端的主要部分，其主要作用是放大天线从空中接收到的微弱信号，降低噪声干扰，以供系统解调出所需的信息数据。它的噪声性能直接决定着整机的性能，进而决定接收机的灵敏度和动态工作范围。而近年来由于无线通信的迅猛发展也对其提出了新的要求，主要为：低噪声、低功耗、低成本、高性能和高集成度。所以本论文针对这一需求，完成了一个2.45GHz无线射频前端接收电路的低功耗低噪声放大器的设计。本文从偏置电路、噪声优化、线性增益及输入阻抗匹配等角度分析了电路的设计方法
2、，借助 ADS 仿真软件的强大功能对晶体管进行建模仿真，在这个基础上对晶体管的稳定性进行了分析，结合 Smith 圆图，对输入输出阻抗匹配电路进行了仿真优化设计，设计了一个中心频率为2.45GHz、带宽为100MHz、输入输出驻波比小于1.5、噪声系数小于2dB和增益大于15dB的低噪声放大器。 关键词：关键词：微波；低噪声放大器；噪声系数；匹配电路；ADS 仿真ABSTRACTRapid growth of wireless data communications has increased the demand for high performance RF low-noise ampli
3、fier; noise figure; matching circuit; ADS simulation目 录1引引 言言.11.1 课题研究背景.11.2 低噪声放大器简介.21.3 低噪声放大器的发展现状.21.4 本课题的研究方法及主要工作.32低噪声放大器理论综述低噪声放大器理论综述.52.1 史密斯圆图.52.2 S 参数.62.3 长线的阻抗匹配.72.3.1 微波源的共轭匹配.72.3.2 负载的匹配.82.3.3 匹配方法.82.4 微带线简介.82.5 偏置电路.93低噪声放大器的基本指标低噪声放大器的基本指标.103.1 工作频带.103.2 带宽.103.3 噪声系数.1
4、13.4 增益.123.5 稳定性.123.6 端口驻波比和反射损耗.134低噪声放大器设计仿真及优化低噪声放大器设计仿真及优化.154.1 指标目标及设计流程.154.2 选取晶体管并仿真晶体管参数.154.3 晶体管 S 参数扫描.174.4 放大器的稳定性分析.194.5 设计输入匹配网络.214.5.1 匹配原理.214.5.2 计算输入阻抗.234.5.3 单支节匹配电路.234.6 设计并优化输入输出匹配网络.25结结 论论.30参考文献参考文献.32致致 谢谢.341引 言1.1课题研究背景微波和射频工程是一个令人振奋且充满生机的领域，主要由于一方面，现代电子器件取得了最新的发展；另一方面，目前对语音、数据、图像通信能力的需求急剧增长。在这一通信变革之前，微波技术几乎是国防工业一统天下的领域，而近来对无线寻呼、移动电话、广播视频、有绳和无绳计算机网络等应用的通信系统需求的迅速扩大正在彻底改变工业的格局。这些系统正在用于各种场合，包括机关团体、生产制造工厂、市政基层设施，以及个人家庭等。应用和工作环境的多样性伴随着大批量生产，从而使微波和射频产品的低成本制造能力大为提高。这又转而降低了大批新型的低成本无线、有线射频和微波业务的实现成本，其中包括廉价的手持 GPS 导航设备、汽车防撞雷达，以及到处有售的宽带数字服务入口等。在这些纷繁的无线设备
