一种接收前端三级低噪声放大器的设计

在三级电路设计中，最复杂的是第三级电路。第三级放大器要满足1 dB功率压缩点输出不小于10 dBm的要求，因此主要是面向优化线性度设计。放大器的电路图如图3所示，放大器的输出功率三阶交调点可以由式(8)来估计：

从式(8)中可以看出要提高放大器的线性度，可以通过提高放大管的Vce电压和集电极电流Ic。由于Vce不会很高，主要就是通过提高集电极电流Ic来提高放大器的线性度，但是一味地提高电流也会带来功耗的增加。

增加发射极电感可以提高1 dB功率压缩点的输出功率，但是放大器的增益会随之降低，同时1 dB功率压缩点的输入会增大，加大对前一级放大器线性度的压力。所以发射极电感只能选择一个合适的感值，不能过大。

3 LNA仿真结果

仿真结果如图4、图5所示。

在镜像频率附近，增益由无陷波滤波器时的25 dB左右，降到-21．9 dB值附近，对进入LNA的镜像信号起到一定的抑制作用。表1表明电路在频段内稳定度状况，系数远大于1，电路绝对稳定。

另外，从式(5)可看出陷波滤波器的Q值受电感中的寄生电阻所限制。所以，在CMOS工艺中，电感的特性影响着LNA最后的性能。

通过表2可以看到LNA在有陷波滤波器和没有陷波滤波器两种情况下的仿真结果的对比。

4 结语

为了达到单片雷达接收机对镜像抑制度的要求，采用CMOS O．18μm工艺设计了一个三级级联的镜像抑制LNA。通过在LNA中接入无源限波滤波器，实现对镜像信号的衰减，从而减小了后端混频器电路的设计难度。

最后在ADS中对设计的放大器进行仿真，其结果为，最大供电电压为5 V情况下，信号频段3．0～3．2 GHz，中频输出为225 MHz，功率增益≥31 dB，噪声系数≤O．5 dB，输入／输出1 dB点的功率分别为-19．5 dBm和11．5 dBm，对镜像信号的抑制度达22 dB。避免了使用片外滤波器，提高了系统的集成度。由于目前的CMOS工艺中，电感的品质依然有待提高。单片镜像抑制LNA要想达到更好的性能，还有待进一步研究。