基于ADS的通信设备低噪声放大器改进设计与仿真
3.5.2输出匹配电路
输出网络匹配是由微带线实现的,采用RF4基板,具体参数为:基板厚度0.8 mm;相对介电常数Er为4.3;磁导率Mur为1;金属电导率为5.88E+7;金属层厚度为0.03mm。通过ADS自带的微带线计算工具计算出微带线宽度1.588 mm,选择控件MLIN、MTEE、MLEF插入到输出端。设置2个优化GOAL,其对象分别是S(1,1)和S(2,2),有一点需要注意的是,进行优化后输入匹配Smith圆图的参数也会有稍微的改变。图6为输出匹配的电路设计图,最终仿真结果如图7~图10所示。
由图8看出,输入输出匹配后,输入端和输出端的反射系数均小于-15 dB;由图9和图10看出。所设计滤波器增益@14.6 dB,噪声系数@1.39 dB。
4 结论
该系统设计的最终仿真结果:增益为14.6 dB;噪声系数为1.39 dB,其结果均符合预期设计指标。
若假定条件不变,原设备接收机的最高灵敏度是2μV,那么改进低噪声放大器设计后接收机的灵敏度提高到1.2μV左右。但该结论是仅考虑第一级放大器噪声,如果考虑到后级噪声的影响,灵敏度的提高会稍微降低。
通过ADS软件对某通信设备接收机前端低噪声放大器进行仿真设计,仿真选取的电路模型比较简单,实际电路往往会比仿真模型更复杂,但即便对于复杂电路,只要设置好参数模型仍然能够进行正确的仿真设计。
另外,在实际设计低噪声放大器过程中需实际测试各项指标,并将测试结果反馈到仿真设计中,重新修订仿真参数,如此循环不断优化出理想的低噪声放大器。因此,噪声系数的降低可有效提高接收机系统的灵敏度,提高通信设备的作用距离。
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