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可以得到以下结论：
(1)G0?|S21|，此为晶体管的增益。
21?|?S|2(2)GS?，此为输入匹配网络的有效增益。
|1??in?S|21?|?L|2[9]
(3)GL?，此为输出匹配网络的有效增益。 2|1?S22?L|2.3 低噪声放大器输入输出驻波比
信源和晶体管之间以及晶体管和负载之间的匹配程度对输入输出驻波比有影响，一般情况下，低噪声放大器的输入和输出驻波比需要维持在一定的指标下。
低噪声放大器的输入输出驻波比可以表示为 VSWR?1?|?| （2.4）
1?|?|2.4 低噪声放大器的噪声系数
(1)在标准室温(T0=290K)下，假设输入端电阻R在放大器的输出端产生的热噪声为(PNo)i，那么放
(PNo)i的比值，用F表示。 大器的噪声系数就可以定义为放大器总输出噪声PNo和
F?PNo(PNo)i (2.5)
(2)噪声系数F也可以使用另一种物理意义来表示。 F?PSi/PNi (2.6)
PSo/PNoPSi/PNi为放大器输入端的额定信噪比，PSo/PNo为放大器输出端的额定信噪比，噪声系数F也可以
由放大器输入端额定信噪比与输出端额定信噪比的比值来确定。 (3)二端口放大器的噪声系数还可以表示为
Rn2F?F?|Y?Y|minSopt GS (2.7)
式中：
Rn为晶体管的等效噪声电阻； YS为晶体管的源导纳；
Yopt为得出最小噪声系数的最佳源导纳； Fmin为YS
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?Yopt时晶体管的最小噪声系数。[9][13]
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2.5 S参数的定义
S参数是用来表达元器件的各个端口的传输与反射关系的物理量。由于表达的是电压波，所以可以用入射波电压与反射波电压来反映S参数。
为了准确定义S参数，在这规定二端口网络的入射波电压为Vi，反射波的电压为Vi（i=1,2）。现在就可以用S参数来表示二端口网络的入射波电压与反射波电压的线性关系了。
V1?S11V1?S12V2 （2.8） V2?S21V1?S22V2 （2.9） 其中，S11是输出端接匹配负载时输入端的电压反射系数，S12是输入端接匹配负载时的反向电压传输系数，S21是输出端接负载匹配时的正向电压传输系数，S22是输入端接负载匹配时输出端的电压反射系数。 2.6 S参数的物理意义
S参数的测定需要在输入输出端口匹配的前提下进行。 根据反射系数的定义：
????????Z?Z0 （2.10） ??ININ
ZIN?Z00S11??IN?IN 由此可以得到： （2.11）
Z?ZZIN?Z0
由此可得回波损耗：
RL??10Log(
PR)??20Log|?IN|??20Log|S11|PIN （2.12）
同样的，令输入端口匹配时可得：
ZOUT?Z0S??? （2.13） 22OUTZOUT?Z0
令端口2匹配，可得S21是正向的电压增益，|S21|2是正向的功率增益。同理，令端口1匹配，
2可得S12为反向的电压增益，|S12|为反向的功率增益。
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三．低噪声放大器的仿真
本文将首先给出低噪声放大器的技术指标，并且根据技术指标选择合适的晶体管，之后再利用ADS2011软件设计微波低噪声放大器的仿真，最后通过优化来实现符合技术指标的微波低噪声放大器。
3.1 低噪声放大器的设计指标
低噪声放大器的中心频率选为2.4GHz，带宽80MHz。 通带内的增益达到11dB。 通带内的噪声系数小于3。 通带内K>1，绝对稳定。 通带内的输入驻波比小于1.7。 通带内的输出驻波比小于2.2。 系统内的特性阻抗选为50Ω。
微带线基板的厚度设置为0.8mm，基板的相对介电常数设置为4.3。 3.2 选取晶体管
本次毕设选择惠普公司的AT32011晶体管，通过查询DataSheet可以确定AT32011能够作为低噪声放大器的仿真晶体管。 3.2.1 创建项目
首先要在ADS2011中创建一个低噪声放大器项目，本次毕业设计的所有内容都将保存在这个项目里面，创建项目的步骤如下。
(1)启动ADS2011软件，弹出软件的主视窗。
(2)选择主视窗中的[File]菜单→[New]→[workspace]，弹出工作空间主视窗，填写合适的英文路径，点击[Finish]。 3.2.2 创建原理图
(1)选择主视窗中的[File]菜单→[New]→[Schematic]，在文件名中填写DC_curve，并在[Schematic Design Templates]中选择BJT_curve_tracer，点击[OK]完成。这样就完成了创建低噪声放大器晶体管工作点扫描的原理图，新建的原理图DC_curve会自动打开。原理图是带有BJT_curve_tracer，带有这个模版的原理图可以自动完成晶体管静态工作点扫描的工作，原理图DC_curve如图3.1所示。
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图3.1带有BJT的晶体管工作点扫描模版的原理图
3.2.3 在ADS元器件库中选取晶体管
在ADS2011的元器件库中选取晶体管，选取“AT32011”晶体管的步骤如下。
(1)单击原理图工具栏中的[Display Component Library List]按钮，打开元器件库，元器件库窗口如图3.2所示。
图3.2 元器件库窗口
(2)在元器件库窗口的[Compomemt]栏最上方的[Search]中填写“32011”，在元器件库窗口可以看到这种晶体管的不同模型。
(3)“32011”元器件中有以sp开头的元器件和以pb开头的元器件，其中以sp开头的元器件是S参数模型，这种模型可以用来做S参数仿真，但是无法用这种模型来做直流工作点扫描，以pb开头的元器件是封装元器件，此类器件可以用来做直流工作点扫描。
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(4)选择以pb开头的元器件pb_hp_AT32011_19950105做直流工作点扫描，选择以sp开头的元器件sp_hp_AT32011_5_19950105做晶体管S参数扫描。通过这两个元器件来了解AT32011的各项技术指标，并且通过这两个元器件设计微波低噪声放大器的仿真。 3.2.4 晶体管静态工作点仿真
(1)打开原件库，找到“AT32011”元器件。选择里面的元器件pb_hp_AT32011_19950105，然后单击原理图画图区，将所选元器件pb_hp_AT32011_19950105切换至原理图画图区当中。
(2)把元器件pb_hp_AT32011_19950105放置到原理图中，并与模版中的扫描模版元器件按如图3.3的方式连接起来，构成晶体管工作点的扫描电路。
图3.3 晶体管工作点扫描的电路
(3)将参数扫描控制器(PARAMETER SWEEP)中的[Start]项修改为Start=0。
(4)单击原理图工具栏中的仿真按钮，执行仿真动作，仿真结束后，数据显示的视窗会自动弹出。 (5)因为使用的是仿真模版，毕设需要的仿真结果已经自动出现在数据显示的视窗中，如图3.4所示，这是BJT直流工作点的扫描曲线。
图3.4 BJT直流工作点扫描曲线
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