低噪聲放大器的設(shè)計與仿真
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對輸入匹配電路設(shè)計完成之后，接下來就是對輸出匹配電路的設(shè)計，使用與輸入匹配電路設(shè)計中相類似方法，得到輸出匹配電路的初值。之所以這里為初值，是因為當按照目標值設(shè)計輸出匹配電路，輸入駐波比達不到指標要求。因此必須對輸出匹配電路進行相應(yīng)調(diào)整。為了充分發(fā)揮CAD軟件優(yōu)勢，這里對匹配電路的調(diào)整借助于優(yōu)化方法，圖4為優(yōu)化電路的原理圖。
最后加上偏置網(wǎng)絡(luò)進行整體仿真，其實加不加偏置網(wǎng)絡(luò)對仿真過程影響并不是很大。因為偏置網(wǎng)絡(luò)是通過高頻扼流圈接入的，這就使得射頻信號不會對電源部分造成影響，同時，通過一段四分之一波長的傳輸線引入電源。因此，對于射頻電路，電源接入射頻電路的接入點相當于對射頻信號是開路的，同樣直流電源的引入也不會對射頻電路造成影響，并且在RF信號的輸入端也加入了DC Block，進一步隔斷直流對
射頻信號的影響。最終電路的拓撲結(jié)構(gòu)如圖5所示。
3 設(shè)計結(jié)果
3．1 仿真結(jié)果
低噪聲放大器設(shè)計結(jié)果如圖6所示。從圖6可得：在整個頻帶內(nèi)，輸入輸出駐波比VSWRl與VSWR2小于1．5：增益以dB(S(2，1))表示大于15 dB，噪聲系數(shù)nf(2)小于0．5，而穩(wěn)定性系數(shù)StabFactl以及穩(wěn)定性因子均大于1，也就是說所設(shè)計的低噪聲放大器完全滿足指標要求。本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/157110.htm
3．2 版圖的設(shè)計結(jié)果
利用ADS可以直接由原理圖生成版圖的特性，首先在ADS中由所完成的原理圖生產(chǎn)版圖，通過對版圖的相應(yīng)調(diào)整，最終以AutoCAD的形式完成版圖與結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計，結(jié)果如圖7所示。
從圖7可以容易發(fā)現(xiàn)，版圖的設(shè)計中，在微帶線的兩邊放置許多小方塊，這些小方塊是在微波電路設(shè)計中經(jīng)常使用的微調(diào)小島。雖然其調(diào)節(jié)力度有限，但是有了這些微調(diào)小島，在一定程度上可以節(jié)約設(shè)計成本：不至于對電路板的調(diào)節(jié)心有余而力不足，導(dǎo)致無法微調(diào)而需再版。版圖中扇形開路線的應(yīng)用，起到了對增益平坦度的調(diào)節(jié)作用：對于某些較低頻率的信號，扇形開路線對這些信號短路，從而降低了低端信號的增益。而做成扇形結(jié)構(gòu)可以大幅提高調(diào)節(jié)范圍。在結(jié)構(gòu)方面需要補充說明的一點是：盒體窄邊尺寸必須小于工作頻段最高頻率波長的二分之一，這一要求受限于截止波導(dǎo)相關(guān)理論。
4 結(jié)束語
通過簡單的低噪聲放大器的設(shè)計與仿真，論述了整個低噪聲放大器的設(shè)計流程。尤其對ADS中如何實現(xiàn)低噪聲放大器做了較為詳細的論述，充分體現(xiàn)了計算機輔助設(shè)計的優(yōu)勢。在匹配電路的設(shè)計中，采用開路支節(jié)匹配電路；在版圖的設(shè)計中，有關(guān)扇形開路支節(jié)的內(nèi)容，同樣是對四分之一波長阻抗變換理論的體現(xiàn)；在結(jié)構(gòu)設(shè)計中也涉及到了截止波導(dǎo)相關(guān)理論的應(yīng)用，這一切都充分體現(xiàn)了理論與實踐的完美結(jié)合。
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