输入保护型低噪声放大器

低噪声放大器（LNA）即噪声系数很低的放大器，是射频收发机的一个重要组成部分，一般用作各类无线电接收机的高频或中频前置放大器，以及高灵敏度电子探测设备的放大电路。

它能有效提高接收机的接收灵敏度，进而提高收发机的传输距离。在放大微弱信号的场合，放大器自身的噪声对信号的干扰可能很严重，因此希望减小这种噪声，以提高输出的信噪比。因此低噪声放大器的设计是否良好，关系到整个通信系统的通信质量。

低噪声放大器的功能是把天线接收到的微弱射频信号放大，尽量减少噪声的引入，在移动智能终端上实现信号更好、通话质量和数据传输率更高的效果。其工作原理就是：输入的射频信号被输入匹配网络转化为电压，经过放大器对电压进行放大，同时在放大过程中最大程度降低自身噪声的引入，最后经过输出匹配网络转化为放大后功率信号输出。

低噪声放大器通常由小型晶体管构成，并针对低噪声、低相位噪声和高线性度优化金属互连。因此，当高射频信号功率通过这些窄小迹线和小型晶体管时，会产生大量的射频损耗，从而导致过热。

针对可能会被干扰或是要与高功率射频或微波系统进行配合的雷达、传感、成像以及通信电路，必须考虑到高输入功率的产生。以上领域可能涉及到航空航天、卫星等领域。此外，最新的相控阵和多输入、多输出（MIMO）的雷达技术天生就面临着发射天线和接收天线耦合的高射频输入功率电平的问题。

高灵敏度接收机要求低噪声放大器（LNA）对极弱的信号也具备灵敏度，但同时这种灵敏度也会导致接收机前端的低噪声放大器出现脱敏或是其潜在性能减弱或损坏的风险。当低噪声放大器输入端的信号强度超过输入信号的功率阈值时，其潜在性能损坏和减弱的可能性将会变得越来越大。

因此低噪声放大器的输入保护功能至关重要。但是，从天线到数字化电子设备的信号链中，添加任何电路都可能会导致线性度降低、噪声增大和相位噪声增大。

考虑到噪声和相位噪声是信号链各组件、设备的加性效应，首先应考虑将信号链中各组件和设备的数量，以及它们各自的噪声和相位噪声响应降至最低。低噪声放大器进行输入保护的方法之一，就是使用低损耗输入PIN二极管限制器以及低噪声放大器增益级，该放大器增益级由高输入功率阈值的晶体管组成。

PIN二极管限制器实质上就是入射功率控制的可变电阻器。PIN限制器二极管的阻抗在低信号功率电平下最强。基于此种设计，PIN限制器二极管的插入损耗在高阻抗的状态下最小。这是令人满意的，因为在信号链中，该部分的任何插入损耗都会导致接收器灵敏度降低。

如果限制器的输入端产生超过二极管阈值的大功率输入信号，那么限制器的阻抗将会迅速降低。这就会导致阻抗失谐，从而将沿信号链将信号功率反射回去。由此在低噪声放大器输入端所产生的信号就弱得多，以免因暂时性的脱敏导致噪声放大器的损坏。