基于ADS的S波段平衡式宽带低噪声放大器设计

ADS中可以把layout中的无源电路和原理图中的元器件有机结合在一起进行联合仿真，既考虑到了版图的场的效应，又考虑到原理图中有源器件和集总元件的路的效应。这样仿真结果和实测结果可以非常接近，大大缩短制版调试的周期。由仿真结果可以得出：分支LNA的增益达到了10．6 dB，频带内增益平坦度小于0．5 dB，噪声系数小于1．003 dB，稳定性系数K在1．02～1．06之间。放大器为无条件稳定。因为设计中使用的为ATF54143的Spice模型，因此在ADS中可以作谐波仿真。由仿真结果可得，分支LNA的输出P1 dB压缩点为17．7 dBm，此时输入功率为8．5 dBm。由ATF54143的芯片资料可得，该晶体管的输出1 dB压缩点约为20．4 dBm。因为电路采用晶体管源极负反馈以及宽带低噪声匹配牺牲了部分增益，所以电路的1 dB压缩点有约2 dB多的下降。
2．4 90°宽带功分器的仿真和版图设计
在S波段，通常的90°分支线耦合器和Wilkinson功分器要做到3～4 GHz的带宽和较好的性能需要采用两级或更多，尺寸会较大(3～4 GHz两级分支线耦合器在RO4003射频板上的尺寸达到了10 mm×20 mm)。而Wilkinson功分器要达到宽带性能也要牺牲尺寸，并且还需要解决一个宽带90°微带延长线的问题。而采用MiniCircuits公司的QCS-442+90°宽带功分器，在电性能较好的同时可以有很小的尺寸，这给平衡式放大器的设计带来了新的思路。

为了验证QCS-442+90°功分器的性能，在ADS里用QCS-442+90°功分器的S参数模型进行原理图版图联合仿真，如图5所示。
2．5平衡式放大器的版图设计和联合仿真
将90°宽带功分器和分支放大器的版图合在一起，进行原理图-版图的co-simulation，如图6所示。