无线设计中LNA和PA的基本原理
对性能、微型化和更高频率运行的推动正在挑战无线系统的两个关键天线连接元器件的限制：功率放大器(PA) 和低噪声放大器(LNA)。使5G 成为现实的努力，以及PA 和LNA 在VSAT 端子、微波无线电链路和相控阵雷达系统中的使用促成了这种转变。 这些应用的要求包括较低噪声（对于LNA）和较高能效（对于PA）以及在高达或高于10 GHz 的较高频率下的运行。为了满足这些日益增长的需求，LNA 和PA 制造商正在从传统的全硅工艺转向用于LNA 的砷化镓(GaAs) 和用于PA 的氮化镓(GaN)。 本文将介绍LNA 和PA 的作用和要求及其主要特性，然后介绍典型的GaAs 和GaN 器件以及在利用这些器件进行设计时应牢记的事项。 LNA的灵敏作用 LNA 的作用是从天线获取极其微弱的不确定信号，这些信号通常是微伏数量级的信号或者低于-100 dBm，然后将该信号放大至一个更有用的水平，通常约为0.5 到1 V（图1）。具体来看，在50 Ω 系统中10 μV 为-87 dBm，100 μV 等于-67 dBm。 利用现代电子技术可以轻松实现这样的增益，但LNA 在微弱的输入信号中加入各种噪声时，问题将远不是那么简单。LNA 的放大优势会在这样的噪声中完全消失。 图1： 接收路径的低噪声放大器(LNA) 和发送路径的功率放大器(PA) 经由双工器连接到天线，双工器分开两个信号