多級低噪聲放大器及功率合成技術

文/陳小兵

在這個瞬息萬變的時代，市場的競爭壓力越來越大，每一個行業都需要做出相應的改變，才能適應這個新社會，才能不被歷史的洪流淹沒，無線網絡技術也不例外。在無線網絡等無線設備的應用中，接收系統得到的電磁信號都需要經過噪聲功率放大器而放大，這樣接收到的信息才能被地面的儀器所識別，所以，低噪聲功率放大技術在實際生活中的應用非常廣泛。

1 多級低噪聲功率放大器的基本構成

隨著現代技術的快速發展，電磁波逐漸成為整個世界傳播信息的媒介，尤其是在移動通信和全球地位系統的領域中，多級低噪聲功率放大器得到了更廣泛的應用，多級低噪聲功率放大器作為整個接收系統最前端的裝置，也決定著整個接收系統裝置的性能，一般的電磁信號收發系統裝置的結構組成主要有：編碼器，解碼器，合成器和開關，這四個部分是最為重要的器件，編碼器主要對接收來的數據進行編碼，然后數據信號的上變頻會在PA、開關、LNA的作用下，并且在合成器中，與下變頻結合，解碼器主要是用來對已加密的數據進行解密，便于后續系統的利用。在我們日常用的無線網絡中，在這個接收的系統裝置中，接受回路的噪音指數與整個系統的接收靈敏度有著非常大的關系，在一般情況下，發射回路的噪音指數不可以太高，否則會影響設備對數據的讀取。然而，在一些保密部門的無線網絡中，因為在這個部門的消息都是非常機密的，為了避免這些機密信息的泄露，就需要對無線網絡輸出設備的功率做一些嚴格的限制，與此同時，為了確保更好的網絡體驗和降低對接收設備靈敏度的要求，設計人員也需要對發射回路的噪音指數進行嚴格的限定，確保整個保密部門無線網絡的封裝性。

但是，在現代的應用中，低噪音功率放大器還會受到芯片質量的限制，雖然生產低噪聲功率放大器的技術已經非常成熟，但由于我國市場的巨大需求，這些低噪聲功率放大器仍然會面臨著許多問題，比如小型化和高增益，這些都是低噪聲功率放大器技術需要改進的地方。

2 目前多級低噪聲功率放大器的實際應用情況

在多級低噪聲功率放大器中，有一些非常重要的參數，關系到整個接收裝置的性能。首先是穩定性系數，在多級低噪聲功率放大器中，內部電路可能會因為外部的電磁信號而發生振蕩，從而導致整個工作裝置的不穩定，這種振蕩的原因一般主要有兩種：第一就是有意的引入振蕩，主要是由于電路中一些器件的并聯導致的環路效應；第二種就是無意的振蕩引入，特別是在電路接地的情況下，這種現象比較容易發生。為了解決這種問題，進一步確保低噪聲功率放大器的穩定性，可以適當地選擇犧牲一些增益來實現整個電路的穩定工作。

其次就是噪音系數，在所有的移動通信系統中，如果想要提高傳輸速率，就必須要提高信噪比，這是唯一的解決辦法，也就是降低噪音的功率并且提高有用信號的功率，所以低噪聲的功率放大器就是主要利用了這個原理。在整個接收裝置中，如果沒有輸入信號，但是輸出端仍然可以得到一個不是我們想要的信號，這種信號就是噪音，為了確保整個多級低噪聲功率放大器的正常運作，設計人員就必須要減小這些噪音，以此來獲取更多的整體增益，根據研究，一個系統的整體增益是由每一個部分的增益相乘得到的。

再次就是功率增益，對于一個整體的電路，功率增益一般主要是指輸出端口的輸出功率和輸入端口的輸入功率之比，在日常的移動通信中，主要有三種增益，第一是最大可用功率增益，第二是可用功率增益，第三是功率增益，這三種功率都會影響整個接收系統的性能，所以設計人員一定要在三種功率中保持平衡，謀求一個平衡點，將各個增益的最大作用發揮出來。滿足用戶的需求。

然后就是工作帶寬，在多級低噪聲功率放大器的實際應用中，工作帶寬會受到多種因素的影響，上述的這些因素都會對工作帶寬產生一定的作用，一般情況下，都是要在犧牲增益和噪音系數的基礎上來提高工作帶寬。

3 功率合成技術

在一般情況下，微波功率合成技術主要分為電路功率合成技術和空間功率合成技術，然后，電路功率合成技術又可以分為諧振電路功率合成技術和非諧振電路功率合成技術，在諧振電路功率合成技術下，又有腔體諧振合成以及平面諧振合成，在非諧振電路功率合成技術下，主要有二進制級聯電路合成以及N電路合成，在二進制級電路合成下，還分為兩種結構：樹形結構和鏈式結構。空間功率合成，分為開放空間功率合成技術和封閉空間功率合成技術，開放空間功率合成技術下還有兩種：貼板型合成以及托盤型合成，前者還分為兩種合成：柵格合成以及陣列合成，封閉空間功率合成技術也分為貼板型合成以及托盤型合成，也有柵格合成以及陣列合成兩種類型。

功率合成技術主要是指將電磁波進行合成，封閉空間主要適用于功率放大器中的功率合成，而開放空間合成主要適用于發射終端設備的功率合成，在實際的應用中，設計人員一定要綜合考慮各種因素，充分利用每一種功率合成的優勢，將各種功率合成的類型聯系在一起，并將這些技術有機結合，從而發揮出最大的作用，這樣一來，多級低噪聲功率放大器的性能也可以更加優越，從而滿足市場上更多人的需求，如此，多級低噪聲功率放大器的應用也會更加廣泛，一些特殊行業也會因此得到更好的發展。

4 總結

總而言之，雖然目前多級低噪聲功率放大器技術有非常廣泛的應用，但是這種技術仍然有非常大的上升空間。在多級低噪聲功率放大技術的應用中，設計人員一定要兼顧到多種需求，將各個參數調到一個合適的位置，彼此之間不會相互排斥，能夠讓放大器正常運作，發揮出最大作用。