大利 发表于 2024-2-26 09:43:54

GPS&LTE电路中,使用两级LNA放大是否可以有效提高灵敏度?

GPS&LTE电路中,使用两级LNA放大是否可以有效提高灵敏度?

大利 发表于 2024-2-26 09:47:27

A: LNA是一个小信号放大器,对输入的RF信号进行放大,然后输出。两个LNA级联使用是完全可行的。但是在使用时需要根据实际场景和目的进行评估。
1、S参数
对于根据规格书匹配设计两个LNA级联使用的情况,增益S21来说无疑是叠加的,同理对于反向隔离度S12来说也是叠加的。而S11和S22因为本来靠近50欧姆,所以级联后S11和S22会略有变化但也是靠近50欧姆的。

2、P1dB和IIP3
P1dB会明显下降。P1dB的下降可以理解为,第二级LNA的P1dB是不变的,但是由于信号被第一级LNA给放大了Gain dB,所以两级LNA的P1dB就变成了第二级LNA P1dB减去第一级LNA增益。(当然这个分析是基于两级LNA间无插损,如果两级LNA间有插损则应将对应插损考虑上)另外系统的整体IIP3和增益是成反比的,增益高了IIP3是会降低的。

两级LNA对灵敏度提升很小,一般只可提升0.1dB左右,原因如下:
1.噪声系数级联公式:

NF=10*logF
由公式可知,对总噪声影响最大的是F1,F2以及G1,这也就是我们为什么要将LNA靠近天线端口摆放,就是为了减小前端信号带入噪声,因为F1的影响很大。GAIN对系统噪声有较大的影响作用,尤其是第一级放大最为关键。
2.接收机灵敏度 = -174dBm+10*log(BW)+Eb/N0+NF,BW指的是中频带宽,Eb/N0与信噪比相关;对于确定的射频系统,BW及Eb/N0都是确定值,因此射频系统中影响接收机灵敏度的关键因子是噪声系数NF,噪声系数越小灵敏度越好。
根据以上分析可知,如果再增加一级LNA放大,对总噪声系数影响很小,故灵敏度提升也很小,一般只可提升0.1dB左右。

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