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2.4GHz低噪声放大器的设计
作者：杨虹 袁喆
来源：《数字技术与应用》2016年第12期
摘要：本文用分别用AT-41511 NPN型晶体管和ATF54143 PHEMT晶体管设计了一款低噪声放大器（LNA）。在AT-41511 NPN型晶体管LNA仿真优化后，稳定系数大于1，噪声系数为2.011，增益大于10 dB，S12
关键词：晶体管 低噪声放大器 传输性能 噪声系数
中图分类号：TN722.1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）12-0183-03 在图1中，BPF1为带通滤波器，BPF2为处理信号模块。进入接收系统的信号有两种，一种是有用信号，一种是外部带来的噪声和电路自身存在的噪声。因此，需要对这些微弱信号进行滤波后再放大；由于微波信号，很容易被噪声所掩盖干扰，这就要求放大器本身噪声性能足够好，故低噪声放大器就应需求而被广泛研究和使用。低噪放（LNA）处于接收机前端信号处理的第一级，具有放大信号和降低噪声，也能很大程度上提高通信系统的灵敏度，对整个通讯系统的性能有非常重要的作用[1]。接收系统对于低噪声放大器（LNA）基本要求[2]是：噪声系数低、足够的功率增益、工作稳定性好和较大的动态范围。如果电路中的低噪声放大器噪声系数比较低，则整个接收机系统的噪声系数也会比较小，信噪比就比较优良，灵敏度得到提高[3]。因此研究低噪声放大器（LNA）就很有必要。
低噪声放大器（LNA）是广泛应用于通信、雷达、电子对抗及遥控遥测系统接收设备的关键部件，在接收机系统中处于前端，主要作用是放大接收到的微弱信号，降低噪声干扰。因此，低噪声放大器的设计成了诸多接收系统设计的关键。 1 电路设计
低噪声放大器（LNA）的电路结构包括晶体管、直流偏置、输入输出匹配三大部分，应此，LNA的设计与一般的线性放大器的设计大致一样，可以按照这几个部分依次进行。但是，与一般的线性放大器相比，低噪声放大器在需要实现目的和设计方法都有所不同。实现目的不同表现在，一般的线性放大器主要为了实现高增益的性能，每级均采用功率匹配，而低噪声放大器为了实现低噪的性能，输入端一般采用最佳噪声匹配，输出端采用功率匹配，最后找出一个平衡点实现较小的噪声系数和较大的功率增益。LNA的一般设计步骤如下：
（1）选择满足设计要求的晶体管的型号（NPN或PHEMT）。LNA要求管子的噪声系数越低越好，而增益越高越好，但是二者是相互矛盾的，需要对它们作一平衡。
（2）确定所选择晶体管的稳定性。对绝对稳定的晶体管器件，可以直接进行后续电路的设计。对于不是绝对稳定的晶体管器件，可以用两种方法来解决放大器电路的稳定性问题，一
2.4GHz低噪声放大器的设计
