微波技术

低噪声放大器（LNA）是电信和传感系统的关键组件，通常需要在较高信号电平下进行弱接收信号，以便实现最佳解调、数字化、驱动其他电路或进行测量。当信号链中的其他元件输入端需要更高功率的信号时，也可在整条信号链中使用LNA，以便增加低功率信号的增益。其中包括放大来自天线或传感器的接收信号，或者增加来自本地振荡器（LO）或其他频率生成/驱动电路的信号功率电平，确保仅产生很小的附加噪声系数。

LNA的主要目的是在不增加噪声、相位噪声或失真的情况下增加增益。通常，由于LNA带宽内的所有信号内容均会放大，因此LNA的位置应尽可能靠近输入信号，以便在放大前，尽可能降低电路暴露于噪声条件下的可能性。为确保LNA设计或设备的运行符合设计，现有多种方法可用于评价这些电路。这些测量主要旨在获得给定设备的S参数、增益、噪声系数和线性数值。

关键LNA性能参数

>S参数

插入损耗

回波损耗

增益

>噪声系数

> P1dB

> IP3

LNA S参数测量和增益

由于LNA通常采用双端口设计，因此，可借助用矢量网络分析仪提供正确电源功率和偏压的LNA来测量S参数。因此，仅需测量S11、S12、S22和S21参数。值得注意的是，此处测量的S参数通常为小信号参数，而非大信号参数，并鉴于负载可能会明显影响LNA的性能，因此在表征增益较高、功率电平相对较高的LNA时，该参数可能有利于测量。

对于低功率LNA，如果端口1是输入，端口2是输出，则测量S参数的VNA足以提供增益（S21）。对于功率更高的LNA，可以使用驱动输入端口的信号发生器和测量输出端放大输入信号的功率计或频谱分析仪来确定增益。

LNA线性度测量

由于通常需要精确控制传送至接收器电路的功率，因此LNA线性度在测量过程中起着重要作用。可通过在给定频率下改变输入功率来确定1dB压缩点（P1dB）。基于这些测量值的曲线图可以发现，从某个点开始，功率输入与功率输出之间的关系不再呈线性。P1dB是指“增益（输出）”与“呈线性关系时本应具有的数值”相差1dB时的时间。

通常在LNA上进行的另一种线性测量为三阶截距，用于衡量LNA产生的互调产物。测量方法是以相同幅度输入两个不同频率，然后测量与由这两个音调（2F1-F2和2F2-F1）混合产生的三阶互调产物相比的输入功率。通常按两个音调之间的指定频率间隔来进行该测量，以提供某个数值点用于比较LNA。

LNA噪声测量

值得注意的是，通常会选择LNA来确定设备的附加噪声性能或噪声系数（NF）。该测量用于测量LNA给通过其自身的信号增加多少噪声。通常使用噪声系数计或噪声系数分析仪以及RF信号发生器来进行该测量。通常使用校准后噪声源校准测试系统，以消除测量设置的不确定性，并隔离DUT的噪声响应。NF最常用“分贝”表示。

LNA的其他特征

增益平坦度

饱和功率

端口阻抗

工作温度

稳定性

供给和偏置

电子和环境生存能力/性能

输入和输出VSWR