微波低噪声放大器的设计与仿真(3)
ADS仿真软件非常强大，它的电子设计自动化功能包含了时域电路仿真、频域电路仿真、三文电磁仿真、通信系统仿真、数字信号处理仿真设计等；同时ADS仿真软件也支持开发各种类型的RF设计，因此成为当今国内热点的微波/射频电路和通信系统仿真软件。
1．4 本文研究的主要内容
本文的主要工作是利用微波固态器件中的场效应管以及平面微带电路结构来实现Ka波段的低噪声放大器，电路具有高增益的特点，通过对微波EDA软件ADS的学习，运用微波固态电路专业知识，设计一个Ka波段场效应管低噪声放大器。
具体指标如下：
工作频率： 29GHz～30GHz
噪声系数： < 2dB
增益： > 30dB
输入输出回波损耗： < -15dB
增益平坦度： < 1dB
围绕着微波低噪声放大器的设计与仿真，本文被分为了三章：
第一章：在研究意义和发展状况的层面上介绍了低噪声放大器的概念，并向读者简要分析了本文的仿真软件ADS的优势；
第二章：介绍了低噪声放大电路的工作频率、噪声系数、增益、输入输出回波损耗等主要设计指标，通过对它们的讨论，确定了单级低噪声放大电路的设计思路，并详细介绍了每块电路的理论知识。
第三章：详细介绍了每一级放大器的电路设计，对低噪声放大器的各块电路的设计做了详细的探讨，并对电路进行了优化和联合仿真，最终实现了指标要求。
2 低噪声放大器的设计理论
低噪声放大器是接收机的主要组成之一，它的特点如下：首先，因为低噪声放大电路是接收机的第一级电路，所以我们希望它的噪声系数可以尽可能的小，与此同时，我们也希望它的增益可以稍微高一点，因为它的增益会影响到后面电路的驱动，而且对减小后面电路的噪声影响也有重要的作用，但是增益并不是越大就越好，当增益过高的时候，会造成低噪声放大电路之后的混频电路发生过载的情况，而这种情况的发生很可能造成非线性失真，因此如果低噪声放大器可以在工作频带内保持增益能够尽量稳定，这是我们希望看到的。其次，由于低噪声放大器往往接收到的信号比较小，所以它需要对小信号放大，而又因为信号的传输路径不尽相同，接收到的信号基本上都是强弱不同的，而且经常都还伴随着不少干扰信号，所以从这个意义上来说，低噪生放大器理应要有一定的线性度。除此之外，通常我们需要对低噪声放大器设计好的输入匹配电路才能将它的输入端和天线相连，以达到最小噪声系数传输，同时，还需要设计好的输出匹配电路才能将它和滤波器相连，以达到最大功率传输。另外，低噪声放大器还需要有一定的选频功能，也就是说低噪声放大器最好是一个频带放大器，这样才能有效的将带外的干扰和镜像干扰抑制掉。
2．1 低噪声放大器的主要指标
低的噪声系数、充足的线性范围、较高的增益、小的输入输出回波损耗，这些都是低噪声放大器的主要指标。值得强调的一点是，这些指标都是相互牵连的，甚至可以说是相互矛盾的，因此在设计过程中，如何遵守“折中”的原则，从而可以兼顾到各项指标，是低噪声放大器设计中的一个重点。
2.1.1 工作频率和带宽
放大器的带宽的定义是：在频域坐标内，能够使放大器满足工作特性的频响范围，这个指标也就是通常所说的放大器的通频带。而相对带宽的定义就是这个通频带和中心频率的比值。
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