是什么讓您的微波系統成為完美的低噪聲放大器（LNA）MMIC？
發布時間：2018-07-30 14:38:31 瀏覽：2270
低噪聲放大器（LNA）是幾乎所有雷達，無線通信和儀器系統中的關鍵組件。雖然噪聲系數（NF）性能通常是您的主要關注點，但與性能和尺寸，重量，功率和成本（SWaP-C）相關的其他微波系統考慮因素可能同樣重要，甚至更重要。在本博客中，我們將介紹一些其他關鍵特性，可以幫助您在設計周期中節省時間，在組裝過程中節省資金，甚至可以增強您的微波組件或子系統。
1.輸入功率生存能力
特別是在軍事和航空航天雷達和通信應用中，其中可以使用電子對抗（ECM）來壓倒接收器，接收器必須能夠在不同的時間間隔內承受高水平的輸入功率。有源或無源干擾可能導致噪聲和頻率突發水平，將大量寬帶或頻率選擇性干擾耦合到接收器中。此外，在這些應用中，通常在接收器附近存在高功率發射器，這可導致接收器前端的大量耦合和功率進入。
減少極高輸入功率對接收器的影響的常用方法是在接收器鏈的輸入端包括限制器或循環器。在接收器中在LNA之前添加任何東西的不幸副作用是整個系統噪聲系數的降低。這些信號鏈增加會降低接收器的靈敏度，從而縮短通信范圍，吞吐量，雷達范圍和精度，并導致獲取關鍵任務信息的延遲。添加保護電路時，1 dB的系統噪聲系數可以有效地提高到2 dB或更高。
因此，考慮LNA的最高輸入功率處理（或輸入生存能力）非常重要。大多數LNA在其輸入端只能處理10-15 dBm脈沖，但最高成就者現在可以連續存活20 dBm，脈沖頻率為23-25 dBm，可以幫助您消除保護電路。
2.獲得平坦度，并在溫度下獲得穩定性
在所需頻段內獲得平坦度對于實現所需的符號間干擾（ISI）級別和最佳范圍性能至關重要。由于通常采用昂貴的均衡器來補償典型LNA的向下增益斜率，因此正增益斜率LNA減少了這種需要。
另一個需要考慮的因素是溫度增益穩定性。在航空航天通信和SatCom等應用中，工作溫度可在短時間內超過180華氏度。
有意義的溫度變化可能會影響LNA，而不僅僅是改變設備和系統的噪聲系數; 它們可以改變LNA的頻率相關增益。例如，大相控陣天線可能具有數千個TR模塊，其中許多模塊暴露于各種溫度梯度。如果通信系統依賴于整個TR模塊的增益穩定性，并且LNA的增益穩定性取決于溫度，則系統可能遭受性能的顯著損失。
3.電源電壓和功耗
正確偏置MMIC放大器對于實現足夠的器件性能至關重要。根據特定的LNA設計，偏置電路可以由具有溫度補償的正偏置電路和負偏置電路組成。一些LNA MMIC內置了偏置和補償電路，但必須為正確的規格提供正負電源，以使偏置網絡正常工作。
當在系統級設計用于大型RF或微波組件時，可能需要許多不同的電壓供應。某些設計約束還可能限制那些電源的噪聲和穩定性能，這可能由于有限的電源抑制比（PSRR）而影響實際的LNA性能。為了避免這種情況，可以使用附加電路來調節給定LNA MMIC的電壓供應。這些電路和連接點中的每一個都向電壓源提供潛在的故障模式，從而影響系統可靠性。這些電源電壓電路還消耗寶貴的組裝空間和功率，有助于組件的整體尺寸/重量，增加成本，當然還有消耗設計和測試時間。
為了減少將MMIC LNA集成到微波組件中所需的基礎設施，Custom MMIC的工程師應用了創新的電路設計技術。他們實施的設計只需要一個正電壓電源，也可以實現多種電壓輸入，從而實現更大的靈活性。正確偏置這些LNA的所有必要電路都集成在MMIC本身中。最終，當您的MMIC僅需要一個正電源電壓時，它可以減少您的物料清單，整體系統復雜性，故障模式和整個系統SWaP-C。
在包括航空航天和衛星通信在內的移動平臺中，功率限制也是系統范圍的限制，通常決定了可以使用哪些解決方案。而且，對于這些應用，組件的功率要求直接導致發電電路的總體尺寸和成本，并因此導致整個系統SWAP-C。通過衛星通信可以看到這一概念的一個例子。相控陣天線所需的功率必須由安裝在衛星上的太陽能電池產生，這是衛星重量和尺寸的最大因素之一。由于發射衛星每公斤花費數千至數萬美元，減少衛星系統的重量可直接影響高速衛星通信服務的每比特成本。
如果您的下一個LNA可能發現自己處于類似的系統中，請確保其功耗（偏置電流和偏置電壓）盡可能高效。具有較低功率需求的LNA通常也較小，表現出更好的溫度性能，并且在較低功率水平下提供更好的SNR。
