應(yīng)用于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)2. 4 GHz的低噪聲放大器設(shè)計(jì)

　　電路在1. 2 V電源電壓下工作電流約為6. 0 mA。

　　S11后仿真結(jié)果如圖4 所示,高增益時(shí)S11約為- 29. 8 dB,中增益時(shí)S11約為- 17. 7 dB,低增益時(shí)S11約為- 16. 3 dB。三種情況下S11均滿足小于- 10 dB,輸入匹配良好。

圖4　S11仿真結(jié)果

　　S21后仿真結(jié)果如圖5 所示,高增益時(shí)S21約為21. 2 dB,中增益時(shí)S21約為11. 0 dB,低增益時(shí)S11約為2. 8 dB。基本滿足設(shè)計(jì)指標(biāo)中的高增益20 dB,中增益10 dB,低增益0 dB要求。

圖5　S21仿真結(jié)果

　　S22后仿真結(jié)果如圖6 所示,高增益時(shí)S22約為- 20. 7 dB,中增益時(shí)S22約為- 10 dB,低增益時(shí)S22約為- 10 dB。三種情況下S22均滿足小于- 10 dB,輸出匹配良好。

圖6　S22仿真結(jié)果

　　噪聲系數(shù)如圖7所示。在2. 43 GHz上,后仿真噪聲系數(shù)NF約為0. 49 dB,與最小噪聲系數(shù)NFmin后仿真結(jié)果0. 46 dB比較接近,噪聲匹配良好。

圖7　噪聲系數(shù)NF仿真結(jié)果

　　輸入1 dB壓縮點(diǎn)如圖8所示,在高增益下約為- 20. 2 dBm,根據(jù)1 dB壓縮點(diǎn)與IIP3的關(guān)系,可以推出,該放大器IIP3約為- 10. 6 dBm。

圖8　低噪聲放大器輸出1 dB壓縮點(diǎn)仿真結(jié)果

　　其它后仿真結(jié)果:反向隔離度S12在三種增益狀態(tài)下均小于- 45 dB;穩(wěn)定度KF約為6. 2,其值遠(yuǎn)大于1,放大器絕對(duì)穩(wěn)定。

　　3　總結(jié)

　　本次設(shè)計(jì)的低噪聲放大器芯片在限定功耗的基礎(chǔ)上,保證了較高的增益,同時(shí)進(jìn)行了輸入匹配的優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了給定功耗條件下的功率和噪聲同時(shí)匹配。

　　該低噪聲放大器在最高增益為21 dB時(shí)噪聲系數(shù)約為0. 5 dB,并且通過(guò)放大器S11、S22參數(shù)反應(yīng)出其輸入輸出阻抗功率匹配性能良好。放大器增益控制電路滿足設(shè)計(jì)要求。綜上所述,該低噪聲放大器性能優(yōu)良,實(shí)現(xiàn)后有望應(yīng)用于無(wú)線傳感網(wǎng)射頻收發(fā)芯片中。