LNA 是接收机第一级,目标是低噪声+足够增益;噪声系数 NF 决定接收灵敏度(NF 每降 1dB 灵敏度提升 1dB);输入匹配不是 50Ω 而是最佳噪声匹配点;用晶体管(如 BFP450)或集成 LNA(如 SKY65xxx)。
本文概述
LNA 是射频接收机核心,面试常考:噪声系数、级联噪声公式、输入匹配。回答要讲清为什么输入不匹配到 50Ω。
核心要点
LNA 是接收机第一级,噪声系数直接决定系统灵敏度
级联噪声公式:NF总 = NF1 + (NF2-1)/G1 + ...,第一级最重要
输入匹配不是 50Ω,是最佳噪声匹配点 Γopt
输出匹配到 50Ω(最大功率传输)
LNA 要稳定(K>1),不能振荡

面试官考察点
射频核心题。面试官看你是否理解噪声匹配和功率匹配区别。重点听:Γopt、噪声系数。
回答思路
讲晶体管有最小噪声系数点,不是 50Ω;输入匹配到 Γopt,输出匹配到 50Ω。
参考回答
功率匹配 vs 噪声匹配。
功率匹配:输入匹配到 50Ω(Γ=0),最大功率传输,但噪声不一定最小;
噪声匹配:输入匹配到晶体管最佳噪声源反射系数 Γopt,此时噪声系数最小(NFmin)。
两者通常不重合。LNA 作为接收机第一级,优先噪声,所以输入匹配到 Γopt。
级联噪声公式。
NF总 = NF1 + (NF2-1)/G1 + (NF3-1)/(G1×G2) + ...
第一级 LNA 的 NF1 和增益 G1 决定整个接收机噪声。LNA 增益高,后级噪声被除以 G1,影响小。
举例。LNA NF=1dB G=15dB,后级混频器 NF=10dB:
NF总 = 1 + (10-1)/31.6 ≈ 1.28dB
如果 LNA 增益只有 5dB:
NF总 = 1 + (10-1)/3.16 ≈ 3.85dB
差 2.5dB,接收距离差很多。
| 参数 | 典型值 | 说明 |
|---|---|---|
| NF | 0.5~2dB | 越低越好 |
| 增益 | 10~20dB | 太高可能振荡 |
| IIP3 | -10~+10dBm | 线性度 |
| 电流 | 5~20mA | 功耗 |
| 稳定性 K | >1 | 全频段稳定 |
设计步骤。
选晶体管或集成 LNA(看 datasheet 的 S 参数和噪声参数);
输入匹配到 Γopt(用 Smith 圆图或 ADS);
输出匹配到 50Ω;
加源极电感(退化电感)提高稳定性和线性;
仿真 NF、增益、稳定性、IIP3;
实测噪声系数(用噪声系数仪)。
注意。
LNA 前不要加滤波器(滤波器有插损,直接加 NF);
电源要干净(LDO 供电,加去耦);
接地要良好,地过孔多打;
屏蔽罩防止空间耦合和振荡。

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