先進的半導體工藝，如安捷倫的增強模式phemt等，使單片微波集成電路(mmic)能夠以低電壓運行、耗電量低，并且具有低噪聲系數(nf)和高線性性能。由于大多數mmic具有內部偏壓和反饋電路，這些器件上的阻抗匹配更加簡便，用這種器件設計的gps低噪聲放大器(lna)可顯著減少元件數量，適合便攜式應用。

    圖1：mmiclna(左)與典型分立lna(右)的對比。

    許多gps接收機lna的設計是基于分立的解決方案。lna設計人員不愿從分立的解決方案轉換到基于mmic的解決方案，其原因是使用晶體管的分立解決方案會使放大器的nf與mmiclna相比較低。但是，分立的解決方案也有自己的缺點。在設計具有緊湊電路并需要能快速上市的現代便攜式應用中，采用分立晶體管設計高性能lna的傳統方式正在發生迅速的變化。雖然分立的設計仍可提供最佳的nf性能，但新型mmic，如安捷倫的mga-61563等，卻具有很好的噪聲性能，同時具有使用micc的許多優勢，如：

    圖2：1.575ghz條件下s11、γopt和噪聲圓周的位置。

    1．在非常廣的頻率范圍內具有無條件的穩定性；

    2．集成的電流鏡簡化了偏置電路設計；

    3．內部反饋使得在更大的帶寬范圍內更易于實現阻抗匹配；

    4．高線性性能和低噪聲；

    5．增強模式fet只要求單一的正供電電源。

    與傳統的分立方法相比，上述所有長處都將轉化成一個元件數量較少、設計周期更短的緊湊電路。圖1為mmic解決方案(左)與典型分立解決方案(右)的比較示意圖。很明顯，利用mmic方案生成的解決方案體積更小，這正是空間受限的便攜式應用想要的。

    圖3：器件穩定性仿真。

    本文通過設計實例展示了在gpslna設計中使用mmic方案的優勢，這里選擇安捷倫的mga-61563。首先，筆者對低電流下該器件的s參數進行分析，并演示其無條件的穩定性。然后討論了為達到最佳噪聲性能同時保持良好的輸入和輸出vswr而匹配輸入的簡便性。由于回損、nf和增益的要求在不斷變化，筆者還討論了另外兩個問題：1.最佳的可能輸入與輸出回損匹配(如共軛匹配)；2.為獲得更好的輸入回損對nf進行折衷。最后，簡要討論了使這種基于mmic的gpslna處于軟件控制之下的各種可行方法。

    圖4：低頻穩定條件下增加阻尼電阻前后器件的穩定性。

    選擇有源器件

    了解了主要性能要求如nf、回損、增益和iip3之后，選擇lna器件是設計lna的第一步，也是最關鍵的一步。雖然典型的器件datasheet也提供器件的性能參數，但這些參數的規定頻率通常與lna的設計目標不同。因此，在預測最終lna噪聲系數、回損、增益和穩定性時，需要一套準確的器件s參數和噪聲參數。這個gpslna設計實例的目標是nf<1.1db、增益>13.0db，且+3v供電電源電流低于10ma。盡量減少lna的元器件數量也是一個重要需求，還應該考慮到mmic要具有較低的fmin、參數s22接近smith圖的中心等。

    圖5：簡便、快捷的仿真用于預測放大器的性能，盡早確認選擇器件的各種假設。

    mga-61563在10ma條件下的噪聲參數顯示，在1.5ghz條件下fmin為0.91db。忽略最終放大器的輸入回損，將pcb輸入