基于微带传输线匹配网络的两级低噪声放大器设计

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这个例子展示了如何使用RF Toolbox™微带传输线元件为无线局域网(WLAN)设计两级低噪声放大器(LNA)，具有输入和输出匹配网络(MNW)，以最大限度地通过50欧姆负载和系统提供功率。

设计输入和输出MNW是放大器设计的重要组成部分。该示例中的放大器具有高增益和低噪声。为了最小化寄生效应，该示例使用具有单个存根的微带传输线MNW。

定义微带传输线参数

微带传输线参数的选择如下:

导体的物理高度或介电厚度 - 1.524 mm
介质相对介电常数- 3.48 (F/m)
电介质的损耗角线 - 0.0037
微带传输线物理厚度- 3.5 um

采用微带传输线设计输入匹配网络

输入匹配网络由一个分流存根和一个系列微带传输线组成。

创建物理长度为8.9 mm的输入分路短段微带传输线。

tl1 = txlinemicrostrip（'宽度', 3.41730 e - 3,'高度', 1.524 e - 3,“EpsilonR”, 3.48,“LossTangent”, 0.0037,．..“LineLength”，8.9e-3，'厚度'0.0035e-3，“StubMode”，“分流”，'终止'，“开放”）;

创建输入系列微带传输线，物理长度为14.7 mm。

tl2 = txlinemicrostrip（'宽度', 3.41730 e - 3,'高度', 1.524 e - 3,“EpsilonR”, 3.48,“LossTangent”, 0.0037,．..“LineLength”, 14.7 e - 3,'厚度'，0.0035e-3）;

创建和提取放大器对象

从指定文件中可用的频率相关的s参数数据中创建并提取放大器对象。

amp1 = nport（“f551432p.s2p”）;

定义频率范围。

频率= 2 e9:10e6:3e9;

创建一个两级放大器并绘制其s参数。

casamp =电路(amp1,克隆(amp1),“放大器”）;%放大器电路无MNW。

在2 - 3 GHz的频率范围内绘制s -参数。

S2 =施溅物（Casamp，Freq）;

微带传输线输出匹配网络的设计

输出匹配网络由一个分流存根和一个系列微带传输线组成。

创建物理长度为22.47 mm的输出系列微带传输线。

TL3 = txlineMicrostrip ('宽度', 3.41730 e - 3,'高度', 1.524 e - 3,“EpsilonR”, 3.48,“LossTangent”, 0.0037,．..“LineLength”，22.47e-3，'厚度'，0.0035e-3）;

创建物理长度为5.66 mm的输出分流短段微带传输线。

TL4 = txlineMicrostrip(中'宽度', 3.41730 e - 3,'高度', 1.524 e - 3,“EpsilonR”, 3.48,“LossTangent”, 0.0037,．..“LineLength”，5.66e-3，'厚度'0.0035e-3，“StubMode”，“分流”，'终止'，“开放”）;

绘制两级LNA的输入反射系数

为了验证放大器的输入端的同时缀合物匹配，将DB中的输入反射系数绘制有和没有匹配网络的放大器电路。

通过将输入和输出MNW加到两级放大器中来级联电路元件。

c = circuit([TL1, TL2,clone(amp1)，clone(amp1)，TL3, TL4]);用MNW％两级LNA

在2.4 - 2.5 GHz的频率范围内，绘制s参数并分析有和没有匹配网络的放大器。

figure S3 =参数(c,freq);rfplot (S2, 1, 1)在；rfplot (S3, 1, 1)传说('| S11 |没有MNW的两级LNA'，'| S11 |两阶段lna与mnw'）;标题（“两级LNA的输入反射系数”）;网格在；

两级LNA在输入MNW时的输入回波损耗为-13.2 dB。

绘制两级LNA的输出反射系数

为了验证放大器的输出端的同时缀合物匹配，绘制DB中的DB中的输出反射系数，其两级LNA都有和没有MNW。

图RFPLOT（S2,2,2）保持在；rfplot (S3 2 2)传说('|S22| of Without MNW'，'| S22 |与mnw'）;标题（“两级LNA输出反射系数”）;网格在；

计算得到输出MNW的两级LNA的输出回波损耗为11.5 dB。

绘制级联LNA的增益和输入反射系数

为了验证放大器的输入和输出的同时缀合物匹配，用MNW绘制DB中的输入反射系数和增益参数。

图;rfplot (S3, 1, 1)在；rfplot (S3、2、1)

计算出的放大器增益S21为34.5dB，输入反射系数S11为-13.1dB。

计算和绘制复杂负载和源反射系数

计算并绘制在所有被测频率数据点无条件稳定的同时共轭匹配的所有复杂负载和源反射系数。这些反射系数是在放大器接口处测量的。

图smithplot (S3, 1, 1,“LegendLabels”，“测量S11”）

计算放大器噪声系数

使用一个RFBUDGET.对象计算放大器噪声系数。

b = rfbudget (．..“元素”，[TL1 TL2 am1 clone(am1) TL3 TL4]，．..“InputFrequency”2.45 e9,．..'可达到的0,．..'signalBandwidth'2 e9．..'求解'，'friis'，．..'自动更新'，1）;RFPLOT（B，'nf'）