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超宽带(UWB)技术具有传输速率高、功耗低等优点,因而被视为未来最理想的短距离无线通信技术之一,近年来也倍受关注。本文的目的是基于SiGe HBT设计一款具有选频放大功能的超宽带低噪声放大器(UWB LNA),使之既能放大UWB信号又能屏蔽5-6GHz的来自无线局域网(WLAN)信号的干扰。
本文首先对SiGe HBT器件的高频特性和高频噪声性能进行分析,在此基础上建立了高频小信号等效电路模型和高频噪声等效电路模型。
其次,经过对比分析目前常用的几种宽带放大器结构,本文最终选取了单级电阻并联负反馈的主放大器结构。随后,本文设计了一个多谐振负载网络,该负载网络能有效地屏蔽工作频带内来自WLAN信号的干扰。接下来,本文采用单个电感对放大器进行了输入匹配设计,不仅有效地节省了芯片面积,而且实现了良好的噪声匹配和功率匹配。
最后,利用ADS软件对低噪声放大器电路进行优化设计和仿真。仿真结果表明,在工作频带内,LNA的增益达到了12dB,噪声系数小于3.8dB,S11小于-10dB,且放大器无条件稳定。该LNA各项指标皆达到了设计要求,基本满足实际应用的需要。