?????? 0 引言

　　在現(xiàn)代雷達接收機中，應用最廣的結構是超外差結構。在該結構中，單片系統(tǒng)往往需要片外濾波器去除鏡像信號，例如SAW濾波器，因而給系統(tǒng)的集成度帶來影響。為了達到一定的鏡像抑制比，而又不使用片外濾波器，通常使用鏡像抑制混頻器能提供60 dB左右的抑制度。但現(xiàn)代雷達接收機至少需要80 dB的抑制度，這就給鏡像抑制混頻器的設計增加了難度。

　　為解決該問題，研究工作主要集中在鏡像抑制LNA的設計上。從文獻中，可以看到通過LNA與陷波濾波器(notch filter)的連接，其單片LNA的抑制度分別達到20 dB和75 dB。本文結合雷達接收機中LNA的指標，通過設計電路結構提高抑制度，與后級的鏡像抑制混頻器連接達到了較高的鏡像抑制比，提高了整個雷達接收機對鏡像信號的抑制度。

　　1 陷波濾波器

　　在本文中，對低噪聲放大器的要求是工作頻段為S頻段，噪聲系數(shù)FN為2～3 dB，功率增益在30 dB以上，輸出1 dB壓縮點不低于10dBm，工作電壓為5 v。針對以上要求，采用的LNA基本結構為發(fā)射極電感負反饋。式(1)表明，選擇適當?shù)母兄稻湍苁?a target="_blank">端口得到匹配，最重要的是，這種結構在信號的通道上避免了噪聲電阻，大大降低了噪聲系數(shù)，如圖1所示。

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　　陷波濾波器分為有源和無源2種結構，為減少設計的復雜度，在鏡像抑制LNA設計中，采用無源結構，如圖2所示，其中包括了C1，C2和L1 3個無源元件(L1中寄生電阻值為RL1)。

　　2 LNA設計分析

　　LNA的性能很大程度上決定了雷達接收機的性能指標。為了滿足設計指標中的功率增益，實際的LNA采用三級級聯(lián)的方式設計。

　　式中：Fn，GAn，(IIP3)n分別為LNA每級的噪聲系數(shù)(這里n=1，2，3)，功率增益和三階交調(diào)參數(shù)。

　　從式(6)、式(7)不難得出：

　　(1)降低模塊的噪聲系數(shù)，主要是降低前級電路的噪聲系數(shù)；

　　(2)為了降低后續(xù)電路的噪聲對整個模塊的噪聲影響，前級模塊需要提供適當?shù)脑鲆妫?/p>

　　(3)要提高模塊的線性度，除了提高各級電路的線性度之外，各級的增益不能太高。

　　為了滿足整個LNA的噪聲要求，第一級放大器應主要面向優(yōu)化噪聲設計，以得到最小的噪聲系數(shù)，整個系統(tǒng)的噪聲系數(shù)基本取決于第一級的噪聲系數(shù)。第二級放大器應在面向噪聲優(yōu)化的同時，提供一定的增益和線性度，以避免整個放大器的增益過低。第三級放大器主要面向線性度的優(yōu)化，通過諸如增大發(fā)射極電感的大小和晶體管偏置電流等手段，可以有效地提高1 dB功率壓縮點輸出功率，但是增益會受到一定的影響。

　　基本放大器采用共源共柵結構，既可以增加輸入／輸出的隔離度，又降低了Ld1和M2間的Miller效應。同時，M1與M2之間接入電感Ld1，有助于改善放大器的增益和噪聲情況。