摘要:深空通信系统的发展持续不断,对深空探测应答机的要求也越来越高,提出了低功耗、小体积、轻重量和高可靠等要求。这对应答机的接收灵敏度指标提出了更高的要求,在深空探测中,带宽和解调S/N已定的情况下,能有效提高灵敏度的关键因素就是降低接收机的噪声系数NF,而决定接收机噪声系数的关键部件就是处于接收机最前端的低噪声放大器(LNA)。低噪声放大器的主要作用是对天线接收到的微弱射频信号进行线性放大,同时抑制各种噪声干扰,提高应答机灵敏度,以供系统解调出所需的信息数据。所以LNA的设计对整个应答机的性能指标起着关键作用。我国首颗火星探测器“萤火一号”使用的深空指令接收机,前端噪声系数小于2.5dB。为了进一步提高接收机灵敏度,满足深空探测应答机对灵敏度指标的更高需求,通过对前端低噪声放大器的重新仿真设计,希望达到接收前端低噪声放大器噪声系数小于1.5dB。本文介绍了该低噪声放大器的仿真和设计方法,在保证放大器稳定性的前提下,选用两级PHEMT器件ATF-36077级联,双电源供电。应用微波仿真软件ADS2008对电路进行仿真优化设计,最后通过直流扫描、S参数仿真和谐波平衡仿真得到低噪声放大器的各项性能参数,在X频段内坼小于1.4dB;带内增益G大于20dB,带内增益平坦度小于±1dB;输入输出驻波比小于1.4。仿真和测试结果表明,该设计满足性能指标要求。最后通过介绍了美国、日本和欧洲深空应答机内射频模块的设计思路,说明我国深空应答机内射频模块设计上的差距,指出小型化、集成化、高可靠性的发展方向。