S波段低噪声放大器研究

杨维周

【关键词】S波段 低噪声放大器 优化研究

在目前阶段对低噪声放大器的研究过程中，国内的相关工艺发展由于起步较晚，发展程度不深，与欧美国家相比仍然存在一定的发展差距，很多的元器件由于受到工艺与技术上的限制，在投入使用过程中为了满足实际需要，仍然依靠国外的进口，近年来，随着对相关领域的投资力度不断加大，关注度不断提高，国内额的相关元器件的发展获得了较为显著的成果，尽管有些产品的技术指标已经达到了国外同类产品的水平，但是与外国相比，国内相关领域的发展仍旧需要加大力度。

1 S波段低噪声放大器发展研究现状

低噪声放大器的主要作用是将天线送入的微弱信号进行放大，从而降低整个通信系统的噪声，提高通信设备接收的灵敏程度，方便系统解调出高效有用的信号，提高通信系统运行的效率。对于前段放大器而言，其增益性关系到整个系统接收的灵敏程度，一般说来单级的放大器增益十分有限，因此为了降低通信系统的噪声，提高接收机前段的低噪声放大器的增益性对提升接收系统的灵敏度有着直接的效果。

当前国内对S波段低噪声放大器研究主要基于參考欧美国家先进的放大器研究成果的基础之上进行的。由于国内的低噪声放大器的发展起步较慢，研究成果相对于外国来说在工艺、技术以及放大器的增益等方面仍旧存在一定的差距，但随着国内通信系统的现代化发展，相关领域加强了对低噪声放大器的研究力度，国家也加强了对这方面的投资，在借鉴外国优秀的发展成果的基础上，结合国内通信系统发展的现状，S波段低噪声放大器的研究取得一定的成果，并随着通信技术的不断进步低噪声放大器的发展也拥有十分可观的前景，如下表所示是成都市内S波段低噪声放大器L、S波段的LNA模块的主要研发成果，如表1。

根据上表选取的全国范围内的代表性的研究成果显示，国内低噪声放大器的研究领域相比于以前获得了长足的发展，并在相关领域内的某些方面的研究成果指标已经达到欧美国家的水平，但是随着近年来国内的通信系统发展不断进步，通信需求越来越高，保证通信的畅快稳定，增强通信信号的整体质量已经成为发展的重要目标，因此为了完成通信系统的发展的整体目标，达到现代化通信技术的整体要求，完善S波段低噪声放大器设计十分有必要。

2 S波段低噪声放大器的设计优化研究

基于国内外放大器研究设计的相关理论，下面笔者在基于S波段的低噪声放大器选取合格的晶体管以及介质滤波器基础上，对S波段低噪声放大器的设计优化进行分析讨论。

2.1 选取合格的设计指标与设计方案

S波段的低噪声放大器在使用过程中需要的主要性能指标包括信号传输的噪声系数、放大器的工作频带、放大器的增益平坦度以及输入输出驻波端口的驻波比，在现有的指标中，其中信号输入输出的低驻波比、放大器的高增益和低噪声系数之间存在一定的矛盾，为了降低通信过程中信号不稳带来的噪声，在设计过程中一般会使得信号的输入输出驻波比会增大，而当驻波比增大是，放大器的增益会降低，故在优化设计中必须对两者之间的矛盾加以折衷考虑。放大器的优化必须建立在解决输入输出信号驻波比与放大器的增益矛盾的基础之上。

2.2 低噪声放大器优化设计中的直流分析

合适的直流环境对于优化低噪声放大器的设计十分关键。以上文中选取的放大器优化设计方案为分析载体来看合适的直流工作点对于优化低噪声放大器中所起到的作用。在对低噪声放大器进行优化设计时要结合具体的操作环境以及放大器的实际情况选取放大器最优化情况下的直流工作点，这是保证放大器进行稳定高效工作的重要保证。

2.3 保证低噪声放大器的稳定性

稳定性设计是优化低噪声放大器的重要内容，在优化设计方案的过程中对稳定性的保证是建立在电路的稳定运行基础之上的，放大器工作过程中由于系统内的晶体管具有双向性，同时电路在运行过程中存在一定的反射波，因此放大器的射频放大电路在某些工作频率下有产生振荡倾向，有可能成为一个振荡器，使输出信号失真，同时振荡会产生大量的热耗散，使电路性能降低，甚至烧毁晶体管，所以在设计过程中，为了保证信号的完整性与真实性，设计前必须对射频放大器的稳定性进行全面的分析。

3 结语

S波段的低噪声放大器的研究近年来在基于外国优秀的研究成果基础上取得了不错的成果，为了满足现代通信需求在实际对低噪声放大器的设计过程中从直流工作点等方面保证信号传输的稳定高效。

参考文献

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