S波段低噪聲放大器研究

楊維周

【關鍵詞】S波段 低噪聲放大器 優化研究

在目前階段對低噪聲放大器的研究過程中，國內的相關工藝發展由于起步較晚，發展程度不深，與歐美國家相比仍然存在一定的發展差距，很多的元器件由于受到工藝與技術上的限制，在投入使用過程中為了滿足實際需要，仍然依靠國外的進口，近年來，隨著對相關領域的投資力度不斷加大，關注度不斷提高，國內額的相關元器件的發展獲得了較為顯著的成果，盡管有些產品的技術指標已經達到了國外同類產品的水平，但是與外國相比，國內相關領域的發展仍舊需要加大力度。

1 S波段低噪聲放大器發展研究現狀

低噪聲放大器的主要作用是將天線送入的微弱信號進行放大，從而降低整個通信系統的噪聲，提高通信設備接收的靈敏程度，方便系統解調出高效有用的信號，提高通信系統運行的效率。對于前段放大器而言，其增益性關系到整個系統接收的靈敏程度，一般說來單級的放大器增益十分有限，因此為了降低通信系統的噪聲，提高接收機前段的低噪聲放大器的增益性對提升接收系統的靈敏度有著直接的效果。

當前國內對S波段低噪聲放大器研究主要基于參考歐美國家先進的放大器研究成果的基礎之上進行的。由于國內的低噪聲放大器的發展起步較慢，研究成果相對于外國來說在工藝、技術以及放大器的增益等方面仍舊存在一定的差距，但隨著國內通信系統的現代化發展，相關領域加強了對低噪聲放大器的研究力度，國家也加強了對這方面的投資，在借鑒外國優秀的發展成果的基礎上，結合國內通信系統發展的現狀，S波段低噪聲放大器的研究取得一定的成果，并隨著通信技術的不斷進步低噪聲放大器的發展也擁有十分可觀的前景，如下表所示是成都市內S波段低噪聲放大器L、S波段的LNA模塊的主要研發成果，如表1。

根據上表選取的全國范圍內的代表性的研究成果顯示，國內低噪聲放大器的研究領域相比于以前獲得了長足的發展，并在相關領域內的某些方面的研究成果指標已經達到歐美國家的水平，但是隨著近年來國內的通信系統發展不斷進步，通信需求越來越高，保證通信的暢快穩定，增強通信信號的整體質量已經成為發展的重要目標，因此為了完成通信系統的發展的整體目標，達到現代化通信技術的整體要求，完善S波段低噪聲放大器設計十分有必要。

2 S波段低噪聲放大器的設計優化研究

基于國內外放大器研究設計的相關理論，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濾波器基礎上，對S波段低噪聲放大器的設計優化進行分析討論。

2.1 選取合格的設計指標與設計方案

S波段的低噪聲放大器在使用過程中需要的主要性能指標包括信號傳輸的噪聲系數、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，在現有的指標中，其中信號輸入輸出的低駐波比、放大器的高增益和低噪聲系數之間存在一定的矛盾，為了降低通信過程中信號不穩帶來的噪聲，在設計過程中一般會使得信號的輸入輸出駐波比會增大，而當駐波比增大是，放大器的增益會降低，故在優化設計中必須對兩者之間的矛盾加以折衷考慮。放大器的優化必須建立在解決輸入輸出信號駐波比與放大器的增益矛盾的基礎之上。

2.2 低噪聲放大器優化設計中的直流分析

合適的直流環境對于優化低噪聲放大器的設計十分關鍵。以上文中選取的放大器優化設計方案為分析載體來看合適的直流工作點對于優化低噪聲放大器中所起到的作用。在對低噪聲放大器進行優化設計時要結合具體的操作環境以及放大器的實際情況選取放大器最優化情況下的直流工作點，這是保證放大器進行穩定高效工作的重要保證。

2.3 保證低噪聲放大器的穩定性

穩定性設計是優化低噪聲放大器的重要內容，在優化設計方案的過程中對穩定性的保證是建立在電路的穩定運行基礎之上的，放大器工作過程中由于系統內的晶體管具有雙向性，同時電路在運行過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生振蕩傾向，有可能成為一個振蕩器，使輸出信號失真，同時振蕩會產生大量的熱耗散，使電路性能降低，甚至燒毀晶體管，所以在設計過程中，為了保證信號的完整性與真實性，設計前必須對射頻放大器的穩定性進行全面的分析。

3 結語

S波段的低噪聲放大器的研究近年來在基于外國優秀的研究成果基礎上取得了不錯的成果，為了滿足現代通信需求在實際對低噪聲放大器的設計過程中從直流工作點等方面保證信號傳輸的穩定高效。

參考文獻

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