توصيفگر ها :
تقويتكننده كمنويز , موج ميلي متري , نسل پنجم , خطي بودن
چكيده فارسي :
با گسترش روزافزون سامانههاي ارتباطي نسل پنجم، 5Gو استفاده از باندهاي فركانسي موج ميليمتري، طراحي مدارهاي 5G با عملكرد مناسب از اهميت ويژهاي برخوردار است. در اين ميان، تقويتكننده كمنويز بهعنوان نخستين طبقه در گيرندههاي 5G، نقش تعيينكنندهاي در عملكرد كل سامانه از نظر نويز و كيفيت دارد. اين پاياننامه به طراحي و شبيهسازي يك تقويتكننده كمنويز در فركانس 28 گيگاهرتز، به منظور كاربرد در گيرندههاي نسل پنجم ارتباطات سيار، ميپردازد. در اين پژوهش، پس از بررسي مباني نظري و فراسنجهاي كليدي طراحي LNA در ناحيه موج ميليمتري، يك ساختار مناسب با استفاده از ترانزيستور PHEMT انتخاب شده و طراحي و شبيهسازي مدار با نرمافزار ADS انجام شده است. شبكههاي تطبيق ورودي، خروجي و مياني با هدف دستيابي به بهره مناسب، عدد نويز كم و پهناي باند كافي طراحي و بهينهسازي شدهاند. عملكرد مدار از نظر افت برگشتي ورودي و خروجي، بهره، عدد نويز، پايداري و خطي بودن مورد ارزيابي قرار گرفته است. نتايج شبيهسازي نشان ميدهد كه تقويتكننده طراحيشده در فركانس مركزي 28 گيگاهرتز داراي بهرهاي در حدود 14 دسيبل و عدد نويز كمتر از 5/1 دسيبل و افت برگشتي ورودي و خروجي بهتر از 15 دسيبل در پهناي باند حدود 1 گيگاهرتز ميباشد. بررسي عملكرد غيرخطي، نقطه فشردگي P1dB ورودي برابر 2dBm و تحليل ميانمدولهسازي مرتبه سوم، مقادير IIP3 حدود 16 dBm وOIP3 حدود 29 dBm را نشان ميدهد.
چكيده انگليسي :
With the rapid expansion of fifth generation of mobile communication systems, 5G and the use of millimeter wave frequency bands, the design of 5G circuits with appropriate performance has become increasingly important. In this regard, the low noise amplifier LNA, as the Front End in 5G receivers, plays a decisive role in the overall performance of the system’s noise and quality. This thesis addresses the design and simulation of a low noise amplifier operating at 28 GHz for 5G. In this research, after reviewing the theoretical fundamentals and key design parameters of LNAs in the millimeter wave region, a suitable structure based on a PHEMT transistor is selected, and the circuit design and simulation are carried out using Advanced Design System ADS software. The input, inter, and output stages’ matching networks are designed and optimized with the aim of achieving adequate gain, low noise figure, and sufficient bandwidth. The circuit performance is evaluated in terms of input and output return losses, gain, noise figure, stability, and linearity. Simulation results indicate that the designed amplifier achieves a gain of approximately 14 dB and a noise figure of less than 1.5 dB at 28 GHz, with input and output return losses better than 15 dB over a bandwidth of approximately 1 GHz. The evaluation of nonlinear performance show, input 1dB compression point P1dB of 2dBm and third-order intermodulation analysis show IIP3 of 16 dBm and OIP3 of approximately 29 dBm are obtained.