顧名思義,低噪聲放大器(LNA)通過降低級聯(lián)噪聲系數(shù)來提高接收器靈敏度。Friis公式(公式2)用于計算級聯(lián)級的總噪聲系數(shù),每個級都有自己的噪聲系數(shù)和增益。如方程式1所示,接收器鏈中第一放大級LNA的噪聲系數(shù)F1支配著噪聲性能,而后級F2,F(xiàn)3等的噪聲系數(shù)則不那么重要。
[tex] F_ {total} = F_ {1} + frac {F_ {2} -1} {G_ {1}} + frac {F_ {3} -1} {G_ {1} G_ {2}} +。。。[/ tex]
蜂窩基站(BTS)和微波中繼器已將位于天線塔中的LNA級分離,以減少因LNA之前的電纜損耗而導(dǎo)致的NF劣化。在典型的BTS體系結(jié)構(gòu)中,LNA階段之前是發(fā)送-接收(Tx-Rx)雙工器(用于雙工共用天線)和干擾濾波器(用于防止帶外阻塞或靈敏度降低)。但是,雙工器和濾波器的損耗都必須最小化,因為它們會在放大之前發(fā)生。具有額外噪聲性能余量的LNA將放寬雙工濾波器的損耗要求,并有可能降低總體系統(tǒng)成本。
器件和封裝技術(shù)
MGA-633P8是一種微波單片集成電路(MMIC),其建立在針對低噪聲進(jìn)行了優(yōu)化的新工藝上。Avago GaAs增強模式偽晶高電子遷移率晶體管(ePHEMT)工藝的特征尺寸為0.25 um。
MGA-633P8是具有有源偏置調(diào)節(jié)器的共源放大器。可以通過改變將電源電壓Vdd連接至并聯(lián)穩(wěn)壓器的RBIAS或外部VBIAS控制電壓來調(diào)節(jié)靜態(tài)電流(Ids)。穩(wěn)壓器的驅(qū)動偏置電流最大為1 mA,這使其與大多數(shù)CMOS控制電路兼容。可調(diào)偏置可實現(xiàn)更好的線性度,但具有更高的功率。
MMIC內(nèi)部結(jié)構(gòu)(頂部)和可調(diào)內(nèi)部偏置調(diào)節(jié)器的特性(底部)VBIAS,RBIAS與Vdd = 5 V的Idd的關(guān)系
應(yīng)用示范
為了評估RF性能,圍繞MGA-633P8設(shè)計了用于蜂窩基站的900 MHz LNA。外部組件C1-L1和C2-L2提供匹配和偏置功能。除了DC阻塞和RF扼流功能外,C1-L1還會在工作頻率以下降低不想要的增益。L1和L2均應(yīng)在其自諧振頻率(SRF)以下工作,以實現(xiàn)有效的節(jié)流。
單個發(fā)射諧振器在評估頻率(f)下的插入損耗A(f)由以下公式給出;
[tex] A(f)=-10logleft [frac {1 + left(2Q_ {l} frac {f-f_ {0}} {f_ {0}} right)^ {2}} {left [1-left( frac {Q_ {l}} {Q_ {u}}右)右] ^ {2}}右] [/ tex]
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