随着气象雷达在天气预报、农林业、交通运输等领域的广泛应用,极大地改善了生活体验和生产效率,使得人们的生活方式正在发生翻天覆地的变化。Ku波段低噪声放大器（LNA）作为气象雷达系统中射频接收机前端的第一个有源器件和核心部件,其对接收机的整体性能起到非常重要的影响。然而,目前Ku波段的低噪声放大器大多基于III-V族化合物工艺设计,故成本高、集成度低。随着CMOS工艺节点的不断缩减,基于CMOS工艺设计Ku波段低噪声放大器成为射频电路的研究热点之一。针对气象雷达接收系统对低噪声放大器的应用要求,本文对Ku波段低噪声放大器的拓扑结构、阻抗匹配及噪声优化等相关问题展开研究,主要内容包括:1、基于UMC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种阻性负反馈共源共栅结构、源跟随器和电感峰化共源共栅结构三级级联的宽带低噪声放大器,并完成了版图绘制和后仿真。版图后仿真结果表明,噪声系数在14.8 GHz处达到最小值3.3dB,且其在整个工作带宽内的波动仅为0.6 dB;3-dB工作带宽为12GHz-15.3GHz,增益在14 GHz处达最大值21.5 dB,实现了良好的输入输出阻抗匹配;输入1-dB压缩点为-7dBm。这些结果表明,设计的低噪声放大器满足预期指标。2、基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,设计了一种有源自偏置的源简并共源共栅结构和电流源反馈的电感峰化共源结构两级级联的低噪声放大器。同时,利用键合引线作为电感元件,对电感设计进行了讨论。最终完成版图绘制和仿真验证,进行流片。版图后仿真结果表明,NF的最小值为2.9dB,整个带宽内的波动为1dB。实测结果表明,S₂₁的最大值为[email protected],S₁₁<-10dB,S₂₂<-9dB,S₁₂<-32.5dB。S参数仿真结果和测试结果曲线图趋势一致,基本验证了设计的合理性。