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基于ATF55143的44GHz射频低噪声放大器设计与仿真
作者：任朝阳张凯岳晓惠金非凡曹智辉来源：《科学导报学术》2020年第14期
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摘要：本文设计了带宽为400MHz，中心频率为44GHz射频低噪声放大器，选用安捷伦公司的高电子迁移率晶体管ATF55143，利用安捷伦公司的微波仿真软件Adva
cedDesig
System（ADS）进行原理图和版图的设计、仿真及优化。仿真设计结果表明：在工作频段范围内，其增益S219dB、噪声系数NF2dB、输入反射系数S1115dB、输出反射系数S2215dB、功耗P30mW
关键词：低噪声ADS放大器
引言
射频低噪声放大器在通信、遥测遥感、射电天文、雷达以及电子对抗等领域的射频接收机前端已成为必不可少的重要组成部分。低噪声放大器在射频前段的主要作用为在放大信号的同时尽可能低的引入内部噪声，因此噪声系数是低噪声放大器的一个重要指标。低噪声放大器的噪声系数关乎着射频前端及其整个通信系统的接收灵敏度。由于电磁波的传输损耗、水汽吸收损耗随着电磁波的频率升高而增大，这就对于工作频段较高的低噪声放大器的噪声系数提出了较高的要求。1
本文采用稳定性设计和偏置电路设计相结合，以此提高电路设计效率。首先，选择合适的晶体管，确立静态工作点设计合理的输入输出匹配网络，采用稳定性设计和偏置电路设计综合考虑的方法，以满足增益、噪声系数以及输入输出驻波比等指标最后进行微带线版图仿真、优化及设计。
1放大器基本原理
图1为晶体管放大器常规电路原理图。其中，信号源反射系数晶体管输入端反射系数负载反射系数晶体管的输出反射系数。根据微波网络基本理论可知，放大器的输入、输出匹配网络用来减少反射以提高传输功率流量，其放大器指标由其特定偏置条件下的S参数确定2。和决定着放大器的电路的噪声参量、增益、稳定性以及电压驻波比等性能参数3。
2设计与仿真
21设计指标
工作频段：42GHz～46GHz噪声系数：优于2dB增益：优于8dB输入输出回波损耗：小于10dB输入输出驻波比小于15。
22设计方法
晶体管选用Agile
t公司的高电子迁移率低噪声晶体管ATF55143。由器件手册可知，在450MHz～6GHz的频段范围内具有较高的动态范围、噪声系数较低、单电源供电、输入输出
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易于匹配以及性能稳定r