【选型】5G基站通信系统射频前端低噪声放大器采用FW1108，带宽900MHz-4GHz，噪声系数可小于0.6dB

时间： 2020-06-25 来源：世强

技术问答

5G时代马上到来，可以看到，5G能给整个产业链带来巨大的收益，而基站及无线设备建设等5G建设产业链将在当前时点受到最直接的红利影响。再加上美国对华为制裁的影响，半导体产业迎来国产化替代的机遇。基站中的射频前端器件是无线连接的核心，随着5G支持的频段数量的增多，宽频带的射频前端器件的需求越来越迫切。图1为5G基站通信系统结构示意图，其中低噪声放大器（LNA）作为基站射频前端的重要组成部分，其增益、噪声、线性度等指标直接影响到整个接收链路的性能。本5G基站接收系统方案，要满足工作频率覆盖3300-3600MHz，噪声系数≤6dB以及系统增益36±1dB，一款宽带、低噪声系数、高增益的低噪声放大器是必不可少的。

图1 5G基站通信系统结构示意图

在接收链路的所有器件中，LNA是非常关键的前端器件，它对整个接收链路的工作带宽，噪声系数，接收灵敏度，增益，增益平坦性，幅度一致性，输入驻波比，线性度等指标均有一定的影响，因此在对LNA器件选型时，要针对上述指标进行全面的考虑和折中。

a. 工作带宽

工作带宽是所有器件选型时第一个要关注的指标，当然也包括LNA，由于接收链路要接收5G频段的信号，即3300-3600MHz，那么我们选择的LNA的工作带宽必须要能覆盖该频段，通量科技的FW1108工作带宽为900MHz-4GHz，能满足频段覆盖的要求。

b. 噪声系数，接收灵敏度与增益

对接收系统来说，噪声系数越小越好，NF越小，接收灵敏度越好。上式为接收系统中噪声系数级联的公式，其中G1通常为第一级LNA的增益，NF2为第一级LNA的噪声系数，NF1为第一级LNA之前无源器件的噪声系数，通常为开关，滤波器的插损值。从上式可看出，前两项对整个链路的NF贡献最大，因此要想保证整个接收链路的NF最小，就需要尽可能的减小第一级LNA之前无源器件的插损，同时尽可能提高第一级LNA的增益，并且要保证第一级LNA自身的噪声系数值NF2最小。也就是第一级LNA要满足高增益，低噪声系数的特点。由数据手册可知，通量科技的FW1108在3300-3600MHz频段内的增益＞22dB，噪声系数＜0.6dB。

c. 增益平坦性

对接收系统来说，一般会要求接收链路的增益在整个工作频带内的增益越平坦越好，通量科技的FW1108在1500-3800MHz频段内提供小于2dB波动的增益平坦度，具有较好的增益平坦性，因此对整个接收链路的增益平坦性影响较小。

d. 幅度一致性

幅度一致性，主要是指在高低温工作条件下，接收系统输出功率的变化量，对接收系统来说，输出功率的变化越小越好。通量科技的FW1108在-40℃-+105℃范围内，增益变化量为2dB左右，相对来说比较稳定，因此，可方便后面在接收链路合适的位置加温补衰减器来改善幅度一致性。

e. 输入驻波比

接收链路的输入驻波比主要和链路中各个器件之间的匹配有关，匹配越好，输入驻波比就越小。因此在选择LNA时也要注意输入输出回波损耗，一般回波损耗≤10dB即可，回波损耗的值越小也好。通量科技的FW1108的输入输出回波损耗在3300-3600MHz频段内均＜10dB,满足要求。

f. 输出1dB压缩点P1dB

对于接收系统的P1dB指标来说，主要取决于接收链路中最后一级放大器的输出1dB压缩点，因此对于前端器件LNA来说，只需要保证在大信号输入情况下，该LNA能工作在线性区即可。通量科技的FW1108的P1dB为18dB左右，因此能保证在较大功率的输入信号输入的条件下，FW1108工作不饱和。

g. 输出三阶交调OIP3

第一级LNA的OIP3越大，则对整个接收链路链路的OIP3来说越好。通量科技的FW1108的OIP3在3300-3600MHz频段内≥32dBm，对整个接收链路的OIP3有所改善。

综上所述，在国产的LNA器件中，通量科技的FW1108具备工作频率宽，噪声系数低，增益高，线性度好等优点。在国产化替代大趋势下，选取该款LNA器件作为5G基站中接收链路中的核心器件尤为适用。

下图给出了FW1108在基站接收系统中前端部分实际的应用原理图，其中F1为定制的介质带通滤波器，插损大约2dB左右，在3200MHz和3500处的抑制可达到45dBc，能有效滤除自然环境中的干扰信号；F2为国产的低通滤波器，带内插损为1.5dB，在6600MHz以上带外抑制为40dBc，能有效滤除FW1108带来的谐波。

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好运常伴吾 Lv8. 研究员 2021-09-06

学习
用户73138342 Lv3. 高级工程师 2020-06-25

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ACE Lv7. 资深专家 2020-06-25

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型号- CBS8122,CBG9326,CBG9327,CB5309,CB5747,CB5746,CB1002,CB5326,CB5743,CB2411,CB1010,CB5333,CB6317,CB5310,CB6318,CB5331,CBG9092,CBS8348,CBS8112,CB7263,CB5717,CB2401,CB5712,CB2402,CB5337,CB5755,CB6426,CB5784,CB6328,CB5100,CB5780

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产品型号	品类	描述	频率(GHz)	Gain(dB)	OP1dB(dBm)	OIP3(dBm)	ACPR(dBc)	Icq@5V(mA)	P2P对照	封装(mm)
FW2204	驱动放大器	0.5W PreDriver	0.4-5.0	17@0.7GHz	27	40	61	135	-	SOT-89

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