基于GSM的宽带LNA电路设计

1．4 LNA结构分析与设计

电路结构如图1所示，设计重点是输入输出匹配电路。考虑到工作频率范围宽，因此，输入匹配采用微带双枝短截线，输出为微带单枝短截线。直流偏置根据管子的资料，采用10V电源，工作点设置为Vce=8．0V，Ic=10mA。

1．4．1 输入匹配电路

通过仿真得到最佳源反射系数时的最佳输入阻抗为11-j*14．2。为了得到最小噪声系数，令，按照该阻抗设计输入匹配电路，噪声系数最小，但此时输入端是失配的，因此，增益不是最大，电压驻波比也不是最小。

设计选用聚四氟乙烯材料，εr=2．65，H=0．8mm，T=35μm。为了实现宽带放大，输入端采用微带双枝短截线。利用计算工具可得到符合要求的输入匹配电路如图2所示。

1．4．2 输出匹配电路

使用同样的方法可以得到输出阻抗为78．05-j*42．65。输出使用微带单枝短截线，以实现共轭匹配。仿真得到的单枝短截线为W1=W2=-W3=2．188mm，L4=29．33mm，L5=15．62mm。

1．5 仿真结果及分析

图3为完整电路原理图。通过ADS对其反复优化，其结果如图4、5和表3、4所示。

(1)从图4可以看出，电路在1700MHz～2000MHz频率范围内增益大于13dB，其中最大增益点在1800MHz位置，为13．5dB，增益波动为0．5-dB，符合性能指标要求。

(2)根据图5的噪声系数曲线，在工作频段内，最大噪声系数在2000MHz处，为1．799dB，小于1．8dB的目标。

(3)由表3可见，输入电压反射系数VSWRl小于2．0，输出电压反射系数VSWR2在1750MHz以下超过2．5，不大于3．0，符合设计要求。

(4)表4显示，在要求频段内满足K>1和B>0的要求，说明电路是绝对稳定的。

综上所述，此电路达到了设计要求。

2 结束语

从以上结果可以看出，利用ADS软件，采用pb模型设计的低噪声宽带放大电路，达到了设计要求，可用于GSM基站前端，比以往的LNA具有更宽的工作带宽，增益和噪声系数不低于其他产品，具有重要的实际意义和应用前景。由于射频电路设计的复杂性和要求的精确性，电路性能指标的实现受多种因素制约，需要反复调整和优化。