楊維周

【關(guān)鍵詞】S波段 低噪聲放大器 優(yōu)化研究

在目前階段對(duì)低噪聲放大器的研究過(guò)程中，國(guó)內(nèi)的相關(guān)工藝發(fā)展由于起步較晚，發(fā)展程度不深，與歐美國(guó)家相比仍然存在一定的發(fā)展差距，很多的元器件由于受到工藝與技術(shù)上的限制，在投入使用過(guò)程中為了滿(mǎn)足實(shí)際需要，仍然依靠國(guó)外的進(jìn)口，近年來(lái)，隨著對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的投資力度不斷加大，關(guān)注度不斷提高，國(guó)內(nèi)額的相關(guān)元器件的發(fā)展獲得了較為顯著的成果，盡管有些產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到了國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的水平，但是與外國(guó)相比，國(guó)內(nèi)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展仍舊需要加大力度。

1 S波段低噪聲放大器發(fā)展研究現(xiàn)狀

低噪聲放大器的主要作用是將天線(xiàn)送入的微弱信號(hào)進(jìn)行放大，從而降低整個(gè)通信系統(tǒng)的噪聲，提高通信設(shè)備接收的靈敏程度，方便系統(tǒng)解調(diào)出高效有用的信號(hào)，提高通信系統(tǒng)運(yùn)行的效率。對(duì)于前段放大器而言，其增益性關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)接收的靈敏程度，一般說(shuō)來(lái)單級(jí)的放大器增益十分有限，因此為了降低通信系統(tǒng)的噪聲，提高接收機(jī)前段的低噪聲放大器的增益性對(duì)提升接收系統(tǒng)的靈敏度有著直接的效果。

當(dāng)前國(guó)內(nèi)對(duì)S波段低噪聲放大器研究主要基于參考?xì)W美國(guó)家先進(jìn)的放大器研究成果的基礎(chǔ)之上進(jìn)行的。由于國(guó)內(nèi)的低噪聲放大器的發(fā)展起步較慢，研究成果相對(duì)于外國(guó)來(lái)說(shuō)在工藝、技術(shù)以及放大器的增益等方面仍舊存在一定的差距，但隨著國(guó)內(nèi)通信系統(tǒng)的現(xiàn)代化發(fā)展，相關(guān)領(lǐng)域加強(qiáng)了對(duì)低噪聲放大器的研究力度，國(guó)家也加強(qiáng)了對(duì)這方面的投資，在借鑒外國(guó)優(yōu)秀的發(fā)展成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合國(guó)內(nèi)通信系統(tǒng)發(fā)展的現(xiàn)狀，S波段低噪聲放大器的研究取得一定的成果，并隨著通信技術(shù)的不斷進(jìn)步低噪聲放大器的發(fā)展也擁有十分可觀的前景，如下表所示是成都市內(nèi)S波段低噪聲放大器L、S波段的LNA模塊的主要研發(fā)成果，如表1。

根據(jù)上表選取的全國(guó)范圍內(nèi)的代表性的研究成果顯示，國(guó)內(nèi)低噪聲放大器的研究領(lǐng)域相比于以前獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，并在相關(guān)領(lǐng)域內(nèi)的某些方面的研究成果指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到歐美國(guó)家的水平，但是隨著近年來(lái)國(guó)內(nèi)的通信系統(tǒng)發(fā)展不斷進(jìn)步，通信需求越來(lái)越高，保證通信的暢快穩(wěn)定，增強(qiáng)通信信號(hào)的整體質(zhì)量已經(jīng)成為發(fā)展的重要目標(biāo)，因此為了完成通信系統(tǒng)的發(fā)展的整體目標(biāo)，達(dá)到現(xiàn)代化通信技術(shù)的整體要求，完善S波段低噪聲放大器設(shè)計(jì)十分有必要。

2 S波段低噪聲放大器的設(shè)計(jì)優(yōu)化研究

基于國(guó)內(nèi)外放大器研究設(shè)計(jì)的相關(guān)理論，下面筆者在基于S波段的低噪聲放大器選取合格的晶體管以及介質(zhì)濾波器基礎(chǔ)上，對(duì)S波段低噪聲放大器的設(shè)計(jì)優(yōu)化進(jìn)行分析討論。

2.1 選取合格的設(shè)計(jì)指標(biāo)與設(shè)計(jì)方案

S波段的低噪聲放大器在使用過(guò)程中需要的主要性能指標(biāo)包括信號(hào)傳輸?shù)脑肼曄禂?shù)、放大器的工作頻帶、放大器的增益平坦度以及輸入輸出駐波端口的駐波比，在現(xiàn)有的指標(biāo)中，其中信號(hào)輸入輸出的低駐波比、放大器的高增益和低噪聲系數(shù)之間存在一定的矛盾，為了降低通信過(guò)程中信號(hào)不穩(wěn)帶來(lái)的噪聲，在設(shè)計(jì)過(guò)程中一般會(huì)使得信號(hào)的輸入輸出駐波比會(huì)增大，而當(dāng)駐波比增大是，放大器的增益會(huì)降低，故在優(yōu)化設(shè)計(jì)中必須對(duì)兩者之間的矛盾加以折衷考慮。放大器的優(yōu)化必須建立在解決輸入輸出信號(hào)駐波比與放大器的增益矛盾的基礎(chǔ)之上。

2.2 低噪聲放大器優(yōu)化設(shè)計(jì)中的直流分析

合適的直流環(huán)境對(duì)于優(yōu)化低噪聲放大器的設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵。以上文中選取的放大器優(yōu)化設(shè)計(jì)方案為分析載體來(lái)看合適的直流工作點(diǎn)對(duì)于優(yōu)化低噪聲放大器中所起到的作用。在對(duì)低噪聲放大器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)要結(jié)合具體的操作環(huán)境以及放大器的實(shí)際情況選取放大器最優(yōu)化情況下的直流工作點(diǎn)，這是保證放大器進(jìn)行穩(wěn)定高效工作的重要保證。

2.3 保證低噪聲放大器的穩(wěn)定性

穩(wěn)定性設(shè)計(jì)是優(yōu)化低噪聲放大器的重要內(nèi)容，在優(yōu)化設(shè)計(jì)方案的過(guò)程中對(duì)穩(wěn)定性的保證是建立在電路的穩(wěn)定運(yùn)行基礎(chǔ)之上的，放大器工作過(guò)程中由于系統(tǒng)內(nèi)的晶體管具有雙向性，同時(shí)電路在運(yùn)行過(guò)程中存在一定的反射波，因此放大器的射頻放大電路在某些工作頻率下有產(chǎn)生振蕩傾向，有可能成為一個(gè)振蕩器，使輸出信號(hào)失真，同時(shí)振蕩會(huì)產(chǎn)生大量的熱耗散，使電路性能降低，甚至燒毀晶體管，所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中，為了保證信號(hào)的完整性與真實(shí)性，設(shè)計(jì)前必須對(duì)射頻放大器的穩(wěn)定性進(jìn)行全面的分析。

3 結(jié)語(yǔ)

S波段的低噪聲放大器的研究近年來(lái)在基于外國(guó)優(yōu)秀的研究成果基礎(chǔ)上取得了不錯(cuò)的成果，為了滿(mǎn)足現(xiàn)代通信需求在實(shí)際對(duì)低噪聲放大器的設(shè)計(jì)過(guò)程中從直流工作點(diǎn)等方面保證信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定高效。

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