一种低噪放多级匹配网络的设计与仿真

发表时间：2017-12-30T18:40:27.210Z 来源：《电力设备》2017年第25期 作者： 贺俊茂 陆磊[导读] 摘要：随着科学技术的不断发展，我国人民的生活因此发生了翻天覆地的变化。 （陕西烽火电子股份有限公司 陕西宝鸡 721006）

摘要：随着科学技术的不断发展，我国人民的生活因此发生了翻天覆地的变化。其中通讯方面的变化是尤其迅速且明显的。现在无线电通讯技术已经发展到了一定的水平，而且在航空航天、军事、农业等多种领域中的应用也相对比较完善了。低噪声放大器、功率放大器等都是无线通讯系统中非常重要的一部分构建，所以对于她们的研究我们必须加以重视，否则应用无线电技术的这几个行业的发展也会在不同程度上受到影响。但事实匹配网络是其中比较重要的问题，因为匹配网络直接会影响到低噪放的增益、噪声系数、宽带等重要指标。但是这些指标的控制管理在它的设计和仿真过程中，所以本文中我们就将针对一种低噪放多级匹配网络的设计和仿真进行深入的探讨研究来帮助大家很好地认识低噪放多级匹配网络相关方面的知识。 关键词：低噪声放大器；匹配网络；噪声系数；设计；仿真

无限通讯系统中各个部件对于整体运行的影响都是不容忽略的，但是对于这些部件的主要研究方向还应该是匹配网络的问题，网络匹配直接影响通讯系统运行的的质量，所以对于各个行业的发展的影响也是不容小觑的，我们应该加以重视，才能更好地促进我国通讯系统的发展。低噪放多级匹配的设计仿真环节就是其中非常重要的一个过程，可以直接影响最终的通讯效果，所以接下来我们就来具体探讨分析一下。

一.低噪放多级匹配网络设计开发的必要性

现在通讯技术虽然已经发展到一定的水平，但其实通讯质量还是受到很多因素的影响，所以要保证通讯技术的发展，对于其中各种部件的网络匹配问题就应该加以关注。但是之前的网络匹配技术已经不能满足人们对于现在通讯质量的高要求了，所以我们要进行低噪放多级匹配网络的设计开发，这种技术可以更好地保障通讯技术的发展和提高。 二.低噪放多级匹配网络的设计

低噪放多级匹配网络的设计现在已经成为保障通讯质量的一种有利方法，但是我们在设计中究竟应该应用怎么样的设计才能达到更好的效果。接下来我们就来认真的探讨分析一下，各种低噪放多级匹配网络设计方法的不同之处。 （一）单向设计

低噪放多级匹配网络设计中比较原始的一种设计就是单向设计。这种设计也是使功率增益最大化使用共轭匹配。这种匹配虽然比较简单也可以在一定程度上达到通讯的目的，但是各个网络匹配之间互相影响非常大，通讯质量就会受到很大的影响。设计指标的准确度也会因此受到很大的影响，最终优化仿真方面的工作负担也会因此加重，所以现在各种通讯系统中单向设计的应用现在逐渐被别的设计所取代了。

（二）常规双向设计

相较于单向设计，常规的双向设计现在的应用是相对比较多的，因为这种设计可以更好地保证通讯质量。因为它同时设计了IMN和OMN可以很好地避免单项设计中匹配指标退化的缺点。但是相较于单向设计，常规双向设计中涉及到的指标以及内容都是非常复杂的，因为它需要对双向设计中的噪声增益等方面分别进行处理操作起来不太便利的，而且是比较复杂的。所以双向设计也不是一种完美的办法。 三.最佳阻抗匹配仿真法

单向设计和双向设计都有一定的缺陷不能满足现在人们对于通讯质量的高要求，以及通讯质量处理器使用的简捷性。但是最佳阻抗匹配仿真法可以很好地解决这一问题。这种方法综合考虑到了多重因素比如：反射系数、噪声系数、输出绝对功率和稳定性等多方面的指标。并经过设置优化参数、设置优化目标、优化仿真等步骤进行匹配网络。这种方法相较于前两种方法既避免了单向设计中匹配网络之间的相互影响又简化了整个环节是一种两全其美的好办法，所以现在在通讯系统部件的匹配网络中应用是相对比较多的。 四.低噪放多级匹配网络的设计与仿真过程分析

上文中我们了解了低噪放多级匹配网络设计和仿真中设计方法之间的不同之处，最终也确定了到最佳阻抗匹配仿真法在通讯系统应用的适用性。那么整个低噪放多级匹配网络的设计与仿真过程是怎样的呢？接下来我们认真的了解一下。 （一）了解低噪放的基本结构

我们要对低噪放进行匹配网络，首先我们必须对他都基本结构有所了解，这样我们才可以更加游刃有余地进行匹配网络。因为低噪放中有一些放大器所以部件分为一级、二级、三级的这些不同级别进行工作所需的网络设置也是有所不同的，所以我们必须根据不同的情况需求来进行网络匹配。不同情况的分析有来自我们对于低噪放运行情况的分析，所以我们必须对低噪放的基本构造有一个深入的了解，这样才可以精确定位，完成最终的匹配网络的工作。当然网多级放大器的稳定性也是需要保证的，这样我们的定位工作才能受到更小的影响，情况评估也会更加精确。 （二）输入匹配网络设计

首先我们应该先进行第一级网络匹配，在这一过程中要进行优化目标。优化目标中也有主优化目标和附加优化目标都应该加以注意。在第一级网络匹配中对于噪声系数的参考是比较多的，所以应该尽可能保证较小的噪声系数，同时增益也应该加以兼顾。 （三）中间级和输出级网络匹配的设计

因为部件中各类放大器一般是分为三级的，所以第一级匹配网络之后，我们就应该考虑中间级和输出级的网络匹配设计。设置方法与第一级大致相同，但是为了获得良好的线性度，直流偏置点有所不同。 （四）仿真结果分析和讨论

应用最佳阻抗匹配仿真法之后，因为各类指标系数是比较固定的。所以对仿真结果对比发现噪声系数、输入反射系数、输出反射系数等都是非常符合标准的。这也进一步证明了最佳阻抗匹配仿真方法基本满足了人们的设计要求，是比较适用的。 五.小结

现在是信息化时代，通讯系统在各个领域中的应用都是非常深入的，对各个行业的发展起着非常重要的作用，所以提高通讯质量是现在人们对于通讯系统的普遍要求。而对于通讯质量影响比较大的就是通讯系统中各类部件的网络匹配问题，所以本文中我们对其中低声放

多级匹配网络的设计和仿真进行了认真的探讨，希望可以帮助大家很好地了解这方面的知识，也希望可以更好地促进相关技术的发展。我们有理由相信将来我国的通讯系统的各方面都是发展地更好。 参考文献：

[1]雷振亚，射频/微波电路导论.[M]西安：西安电子科技大学出版社.2005.33-47. [2]陈立强，顾引言.利用ADS仿真设计射频低噪声放大器.[J]微波学报.2010.

[3]黄玉兰，基于ADS的射频低噪声放大器设计与仿真.[J]西安邮电学院学报.2010.

[4]王子宇，张肇义译，射频电路设计理论与应用.[M]北京：电子工业出版社.2010.310-311.