低噪聲放大芯片選擇Hittite公司的HMC286E。HMC286E是專門為2.3GHz~2.5GHz的擴頻系統設計的低噪聲放大器（LNA），在+3V供電情況下可以提供19dB信號增益和1.7dB的低噪聲系數，并且耗電僅8.5mA。在2.4GHz時的一階增益壓縮點（P1dB）是+6dBm，三階交調截取點（IP3）是+12dBm。

在接收低噪聲放大器（LNA）輸入端加一級帶通濾波器，考慮到實際功放尺寸的限制，本設計采用表面安裝的低溫燒結陶瓷（LTCC，Low-Temperature Cofired Ceramics）帶通濾波器BF2520-B2R4CAC。它的插入損耗很小，最大為1.5dB。

BF2520-B2R4CAC帶通濾波器S參數如圖4所示。

圖4、BF2520-B2R4CAC的S參數曲線

收發切換電路的設計

為了使功放電路可以工作在TDD模式下，在R F 收發器端和天線端各加一個射頻單刀雙擲（SPDT）開關。直接采用SkyWorks 公司的GaAs 集成SPDT開關芯片AS179-92。該芯片插入損耗為0.4db，上升下降時間為10ns。

功率檢測電路的設計

切換控制信號通過對功率檢波器輸出信號整形變換得到，因此功率檢測電路的性能對實現收發控制至關重要。功率檢測芯片選擇Linear公司的LT5534ESC6。為了不使在接收狀態下，接收功率較大時功率檢波器輸出大電壓值，還有就是使功率檢測電路的引入不影響信號通路的特性阻抗，因此功率檢波器RF輸入端不直接接在功率放大器信號輸入端，而是采用微帶線定向耦合器從RF通路中耦合出一部分功率輸入到功率檢測電路中。耦合微帶線定向耦合器用ADS2005A的無源電路設計向導（Passive Circuit DesignGuide）來設計。對設計出來的耦合微帶線定向耦合器進行S參數仿真，界面為圖5。

圖5

在2.45GHz處，S11=-36.85dB，S21=-0.19dB，S31=-22.70dB，S41=-15.08dB。所以方向性系數D=5.62dB。

最終取微帶耦合線的物理尺寸為：微帶線寬度W=56mil，間距S=20mil，耦合線長L=650mil。

電平平移與驅動電路的設計

功率檢測電路輸出的是一個接近線性的電壓信號而不是邏輯高低電平信號，不適合直接控制RF開關。因此需要一個電平平移與驅動電路來將單一的初始控制信號變成穩定的驅動能力強的一對反相的控制信號。所以電路采用一個三極管9011和一個雙P溝道場效應管RF1K49093構成。電平平移與驅動電路如圖6所示。

圖6、電平平移與驅動電路

雙向功率放大器的測試

由于所設計的雙向功率放大器是專門針對擴頻通信系統的，所以輸入輸出信號都是擴頻信號，而且工作頻率較高，如果要觀察信號波形的話對測試儀器要求很高，所以不適合采用時域測試方法。這里主要介紹采用頻域測試方法來對雙向功率放大器進行測試。

端口S參數的測試