先进的半导体工艺，如安捷伦的增强模式phemt等，使单片微波集成电路(mmic)能够以低电压运行、耗电量低，并且具有低噪声系数(nf)和高线性性能。由于大多数mmic具有内部偏压和反馈电路，这些器件上的阻抗匹配更加简便，用这种器件设计的gps低噪声放大器(lna)可显著减少元件数量，适合便携式应用。

    图1：mmiclna(左)与典型分立lna(右)的对比。

    许多gps接收机lna的设计是基于分立的解决方案。lna设计人员不愿从分立的解决方案转换到基于mmic的解决方案，其原因是使用晶体管的分立解决方案会使放大器的nf与mmiclna相比较低。但是，分立的解决方案也有自己的缺点。在设计具有紧凑电路并需要能快速上市的现代便携式应用中，采用分立晶体管设计高性能lna的传统方式正在发生迅速的变化。虽然分立的设计仍可提供最佳的nf性能，但新型mmic，如安捷伦的mga-61563等，却具有很好的噪声性能，同时具有使用micc的许多优势，如：

    图2：1.575ghz条件下s11、γopt和噪声圆周的位置。

    1．在非常广的频率范围内具有无条件的稳定性；

    2．集成的电流镜简化了偏置电路设计；

    3．内部反馈使得在更大的带宽范围内更易于实现阻抗匹配；

    4．高线性性能和低噪声；

    5．增强模式fet只要求单一的正供电电源。

    与传统的分立方法相比，上述所有长处都将转化成一个元件数量较少、设计周期更短的紧凑电路。图1为mmic解决方案(左)与典型分立解决方案(右)的比较示意图。很明显，利用mmic方案生成的解决方案体积更小，这正是空间受限的便携式应用想要的。

    图3：器件稳定性仿真。

    本文通过设计实例展示了在gpslna设计中使用mmic方案的优势，这里选择安捷伦的mga-61563。首先，笔者对低电流下该器件的s参数进行分析，并演示其无条件的稳定性。然后讨论了为达到最佳噪声性能同时保持良好的输入和输出vswr而匹配输入的简便性。由于回损、nf和增益的要求在不断变化，笔者还讨论了另外两个问题：1.最佳的可能输入与输出回损匹配(如共轭匹配)；2.为获得更好的输入回损对nf进行折衷。最后，简要讨论了使这种基于mmic的gpslna处于软件控制之下的各种可行方法。

    图4：低频稳定条件下增加阻尼电阻前后器件的稳定性。

    选择有源器件

    了解了主要性能要求如nf、回损、增益和iip3之后，选择lna器件是设计lna的第一步，也是最关键的一步。虽然典型的器件datasheet也提供器件的性能参数，但这些参数的规定频率通常与lna的设计目标不同。因此，在预测最终lna噪声系数、回损、增益和稳定性时，需要一套准确的器件s参数和噪声参数。这个gpslna设计实例的目标是nf<1.1db、增益>13.0db，且+3v供电电源电流低于10ma。尽量减少lna的元器件数量也是一个重要需求，还应该考虑到mmic要具有较低的fmin、参数s22接近smith图的中心等。

    图5：简便、快捷的仿真用于预测放大器的性能，尽早确认选择器件的各种假设。

    mga-61563在10ma条件下的噪声参数显示，在1.5ghz条件下fmin为0.91db。忽略最终放大器的输入回损，将pcb输入