Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu
Trong các hệ thống truyền thông vô tuyến và thông tin siêu cao tần hiện đại (như truyền hình vệ tinh DBS, hệ thống thông tin cá nhân PCS, mạng cục bộ không dây WLAN, hệ thống định vị toàn cầu GPS và kỹ thuật radar), bộ thu đóng vai trò quyết định đến chất lượng thu nhận tín hiệu. Tại khối đầu vào của máy thu (Front-End), tín hiệu cao tần nhận từ ăng-ten thường có biên độ rất nhỏ và dễ bị suy hao cũng như chịu ảnh hưởng lớn bởi tạp âm môi trường. Do đó, tầng xử lý tín hiệu đầu tiên sau ăng-ten bắt buộc phải là bộ khuếch đại tạp âm thấp (Low Noise Amplifier - LNA). Khối LNA có nhiệm vụ khuếch đại mức tín hiệu thu được đạt hệ số khuếch đại cần thiết, đồng thời đưa vào hệ thống một mức tạp nhiễu nội tại nhỏ nhất có thể nhằm duy trì tỷ số tín hiệu trên tạp âm ($SNR$).
Tại dải tần số siêu cao tần (Microwave), kích thước hình học của các phần tử mạch trở nên tương đương hoặc lớn hơn bước sóng truyền lan. Khi đó, lý thuyết mạch thông số tập trung cơ bản không còn hiệu lực do xuất hiện sự lệch pha đáng kể của điện áp và dòng điện dọc theo chiều dài đường truyền; bài toán thiết kế đòi hỏi phải tiếp cận dưới góc độ hệ thông số phân bố, trường điện từ và kỹ thuật phối hợp trở kháng.
Đồ án tốt nghiệp đại học ngành Điện tử Truyền thông của tác giả Lê Hoàng Anh (Trường Đại học Dân lập Hải Phòng, năm 2019) tập trung giải quyết bài toán: Thiết kế mạch khuếch đại tạp âm thấp LNA hoạt động ở băng tần S (tần số trung tâm 2,1 GHz) sử dụng transistor chuyên dụng và công cụ mô phỏng mạch siêu cao tần.
Nhiệm vụ nghiên cứu được xác định cụ thể trong văn bản gồm 3 nội dung chính:
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết kỹ thuật siêu cao tần, lý thuyết đường dây truyền sóng, các phương pháp phối hợp trở kháng và đồ thị Smith.
- Khảo sát cấu trúc, thông số tán xạ ($S$-parameters) và đặc tính nhiễu của linh kiện tích cực siêu cao tần (transistor ATF-58143).
- Thiết kế, tính toán kích thước vi dải thông qua công cụ LineCalc và mô phỏng tối ưu hóa toàn bộ mạch LNA (gồm mạng phối hợp trở kháng lối vào và lối ra) trên phần mềm chuyên dụng Advanced Design System (ADS) 2016.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Mạch khuếch đại tạp âm thấp đơn tầng (LNA) sử dụng transistor PHEMT ATF-58143.
- Phạm vi không gian/môi trường nghiên cứu: Nghiên cứu lý thuyết, tính toán thông số giải tích và mô phỏng số trên môi trường phần mềm Advanced Design System (ADS 2016.01, 64-bit).
- Phạm vi dải tần hoạt động: Băng tần S (S-band: 2 GHz – 4 GHz), tập trung tối ưu tại tần số trung tâm 2,1 GHz và khảo sát đặc tính trong dải tần 2,0 GHz – 2,2 GHz (mở rộng kiểm tra từ 1,0 GHz đến 2,3 GHz).
Cơ sở lý thuyết và phương pháp
Khung lý thuyết và mô hình tính toán
Nghiên cứu được xây dựng trên hệ thống lý thuyết trường điện từ và kỹ thuật vi ba kinh điển:
- Lý thuyết đường dây truyền sóng và phương trình điện báo (Telegrapher’s Equations): Mô hình hóa đường truyền dưới dạng mạch vi phân hai dây song hành với 4 thông số phân bố trên một đơn vị chiều dài: điện trở nối tiếp $R$ ($\Omega$/m), điện cảm nối tiếp $L$ (H/m), điện dẫn rò $G$ (S/m), và điện dung song song $C$ (F/m). Hệ phương trình vi phân miền thời gian và miền tần số được liên kết tương đương với hệ phương trình Maxwell cho sóng điện từ chế độ ngang (Transverse Electromagnetic - TEM).
- Đường dây không tổn hao: Áp dụng điều kiện $R = 0, G = 0$, từ đó xác định trở kháng đặc tính $Z_0 = \sqrt{L/C}$ là một số thực và hằng số pha $\beta = \omega\sqrt{LC}$.
- Hệ số phản xạ ($\Gamma$) và hệ số sóng đứng ($VSWR$): Mô tả sự không phối hợp trở kháng giữa đường truyền và tải $Z_L$, xác định điện áp sóng đứng trên đường truyền và vị trí điểm bụng, điểm nút.
- Đồ thị Smith (Smith Chart): Công cụ hình học biểu diễn mặt phẳng hệ số phản xạ $\Gamma$ với các họ đường tròn đẳng điện trở ($r = \text{const}$) và đẳng điện kháng ($x = \text{const}$), cho phép chuẩn hóa trở kháng $z = Z/Z_0$ và biến đổi trở kháng trực quan.
- Lý thuyết mạng hai cửa và ma trận tán xạ ($S$-parameters): Sử dụng các tham số $S_{11}$ (hệ số phản xạ lối vào), $S_{21}$ (hệ số truyền đạt thuận / độ lợi), $S_{12}$ (hệ số truyền đạt ngược / độ cách ly) và $S_{22}$ (hệ số phản xạ lối ra) để mô tả mạng cao tần khi không thể đo đạc ngắn mạch hoặc hở mạch trực tiếp.
- Lý thuyết tạp âm trong mạch khuếch đại: Biểu diễn công suất tạp âm lối ra $N_{out} = G k T_e B$. Phân tích sự thỏa hiệp giữa hệ số khuếch đại cực đại và hệ số tạp âm cực tiểu thông qua phương trình vòng tròn đồng tạp âm (Noise Figure Circles) trên đồ thị Smith với các tham số: hệ số tạp âm nhỏ nhất $F_{min}$, trở kháng nguồn tối ưu $\Gamma_{opt}$ (hoặc $r_{opt}$), và điện trở tạp âm tương đương $R_N$.
Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp phân tích - tổng hợp giải tích: Tính toán giá trị lý thuyết của các đoạn mạch biến đổi trở kháng một phần tư bước sóng ($\lambda/4$) và các đoạn đường truyền vi dải để dịch chuyển trở kháng phức lối vào/lối ra của transistor về giá trị thuần trở $50\ \Omega$.
- Phương pháp mô phỏng số (Numerical Simulation): Sử dụng phần mềm Advanced Design System (ADS) 2016.01 để:
- Nhập dữ liệu thông số $S$ thực tế của transistor ATF-58143 từ tệp chuẩn công nghiệp
.S2P (Touchstone format) tại điểm làm việc tĩnh 3V, 30 mA.
- Sử dụng công cụ
LineCalc để chuyển đổi các giá trị trở kháng điện học ($Z_0$) và độ dài điện học ($E$) sang kích thước vật lý cụ thể (chiều rộng $W$ và chiều dài $L$ của đường vi dải).
- Sử dụng công cụ
Smith Chart Utility trên phần mềm ADS để tổng hợp mạng phối hợp trở kháng.
- Chạy mô phỏng tham số $S$, phân tích đáp ứng tần số từ 1 GHz đến 3 GHz, đánh giá độ ổn định của mạch khuếch đại (hệ số $K$), hệ số sóng đứng ($VSWR$) và hệ số tạp âm ($NF_{min}$).
Nguồn dữ liệu
- Cơ sở dữ liệu linh kiện và tệp tham số tán xạ thực nghiệm
.S2P của transistor ATF-58143 tại tần số 2 GHz cung cấp bởi nhà sản xuất (Avago/Broadcom).
- Tài liệu chuyên khảo chuẩn mực trong nước và quốc tế: Giáo trình Trường điện từ và truyền sóng (GS.TSKH. Phan Anh), Kỹ thuật siêu cao tần (Phạm Minh Việt), và Microwave Engineering (David M. Pozar).
Thiết kế và triển khai
Quy trình thiết kế và triển khai mô phỏng mạch khuếch đại tạp âm thấp LNA trong đồ án được tiến hành qua các bước cụ thể:
1. Lựa chọn linh kiện tích cực và xác lập yêu cầu thiết kế
Transistor được chọn là ATF-58143, dòng vi sóng PHEMT có dải tần hoạt động rộng, hệ số khuếch đại lớn và đặc tính tạp âm thấp. Tại điểm phân cực $V_{ds} = 3\text{ V}, I_{ds} = 30\text{ mA}$ và tần số 2 GHz, linh kiện có các thông số:
- Điểm chặn bậc 3 lối ra ($OIP3$): $30,5\text{ dBm}$
- Công suất nén $1\text{ dB}$ ($P_{1dB}$): $19\text{ dBm}$
- Hệ số khuếch đại liên quan: $16,5\text{ dB}$
| TT |
Thông số thiết kế |
Giá trị yêu cầu |
| 1 |
Tần số trung tâm ($f_0$) |
$2,1\text{ GHz}$ |
| 2 |
Hệ số khuếch đại ($Gain / S_{21}$) |
$> 15\text{ dB}$ |
| 3 |
Trở kháng nguồn ($Z_S$) |
$50\ \Omega$ |
| 4 |
Trở kháng tải ($Z_L$) |
$50\ \Omega$ |
| 5 |
Hệ số tạp âm ($NF_{min}$) |
$< 2\text{ dB}$ |
| 6 |
Linh kiện tích cực |
Transistor ATF-58143 |
2. Thiết kế mạng phối hợp trở kháng lối vào (Input Matching Network)
- Dựa trên tham số $S_{11}$ trích xuất từ tệp
.S2P tại 2 GHz, xác định trở kháng vào của transistor: $Z_{in} = 10,43 - j10,5\ \Omega$.
- Nhằm mở rộng dải thông, tác giả sử dụng một đoạn đường truyền vi dải để quay trở kháng vào phức về điểm có phần ảo bằng 0 (thuần trở) trên đồ thị Smith ($Z_0 = 30\ \Omega$ / chiều dài pha tương ứng), sau đó dùng đoạn biến đổi trở kháng $\lambda/4$ để phối hợp mức thuần trở này về trở kháng chuẩn $50\ \Omega$.
- Công cụ
LineCalc trên ADS được dùng để tính đổi chiều rộng $W$ và chiều dài $L$ của đường vi dải.
3. Thiết kế mạng phối hợp trở kháng lối ra (Output Matching Network)
- Tra cứu tham số $S_{22}$ của transistor ATF-58143 tại tần số 2 GHz để xác định trở kháng lối ra $Z_{out}$.
- Tương tự lối vào, sử dụng đoạn đường truyền vi dải dịch chuyển trở kháng ra về trục thuần trở ($Z_0 = 30\ \Omega$ / $67,1^\circ$), sau đó kết nối đoạn chuyển tiếp $\lambda/4$ phối hợp về tải $50\ \Omega$.
4. Tích hợp toàn mạch và mô phỏng trên ADS 2016
- Ghép nối mạng phối hợp trở kháng lối vào, khối transistor ATF-58143 (được khai báo qua khối Data Item đọc file
.S2P) và mạng phối hợp trở kháng lối ra.
- Thiết lập bộ mô phỏng $S$-Parameter Simulation quét tần số để kiểm tra các chỉ tiêu: hệ số tán xạ ($S_{11}, S_{21}, S_{22}, S_{12}$), hệ số sóng đứng $VSWR$, hệ số tạp âm $NF_{min}$, và hệ số ổn định $K$.
Nội dung chính theo từng chương
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ KỸ THUẬT SIÊU CAO TẦN
Chương 1 hệ thống hóa toàn bộ nền tảng lý thuyết vi ba và đường truyền sóng:
- Khái niệm và phân loại dải tần: Trình bày định nghĩa dải tần siêu cao tần (từ 30 MHz/300 MHz đến 300 GHz), phân chia các băng tần vô tuyến: UHF (300 MHz – 3 GHz), SHF (3 GHz – 30 GHz), EHF (30 GHz – 300 GHz), cùng các băng tần chuẩn chữ cái như L-band (1–2 GHz), S-band (2–4 GHz), C-band (4–8 GHz), X-band (8–12 GHz), Ku-band (12–18 GHz), K-band (18–26 GHz), Ka-band (26–40 GHz), U-band (40–60 GHz). Phân tích các ứng dụng trong radar, thông tin vệ tinh, thông tin di động, WLAN, GPS và y học.
- Lý thuyết đường dây truyền sóng: Phân biệt mạch thông số tập trung và mạch thông số phân bố. Thiết lập phương trình điện báo vi phân dựa trên định luật Kirchhoff, dẫn xuất nghiệm truyền sóng điện áp/dòng điện dạng sóng chạy $V(z) = V_0^+ e^{-\gamma z} + V_0^- e^{\gamma z}$, định nghĩa hằng số truyền sóng phức $\gamma = \alpha + j\beta$, vận tốc pha $v_p = \omega/\beta$, và bước sóng $\lambda = 2\pi/\beta$.
- Trường trên đường dây và đường truyền đồng trục: Thiết lập quan hệ năng lượng điện trường, từ trường, công suất tổn hao trên kim loại và chất điện môi. Trình bày công thức giải tích xác định $L, C, R, G$ cho cáp đồng trục dựa trên bán kính lõi $a$ và vỏ $b$.
- Các thành phần mạch siêu cao tần: Phân loại phần tử thụ động ($RLC$, diode, đường vi dải) và phần tử tích cực (transistor BJT, FET, MESFET, MOSFET, HEMT, vi mạch tích hợp MMIC).
- Đồ thị Smith và kỹ thuật phối hợp trở kháng: Giải thích cấu trúc toán học của đồ thị Smith (họ vòng tròn đẳng $r$ và đẳng $x$). Trình bày nguyên lý các phương pháp phối hợp trở kháng: dùng phần tử tập trung $L-C$, đoạn dây $\lambda/4$, dây chêm đơn (single stub) ngắn mạch/hở mạch, và dây chêm đôi (double stub).
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU, THIẾT KẾ, MÔ PHỎNG BỘ KHUẾCH ĐẠI TẠP ÂM THẤP LNA BĂNG TẦN S
Chương 2 trình bày chi tiết quá trình tính toán, thiết kế và đánh giá kết quả mô phỏng mạch LNA:
- Tổng quan khối LNA trong máy thu: Phân tích sơ đồ khối đầu thu siêu cao tần (Ăng-ten $\rightarrow$ Bộ lọc thông dải $\rightarrow$ LNA $\rightarrow$ Trộn tần & Dao động nội LO $\rightarrow$ Khuếch đại trung tần $\rightarrow$ Giải điều chế).
- Phương pháp phối hợp trở kháng lựa chọn: Phân tích các tiêu chí lựa chọn (độ phức tạp, băng thông, suy hao, tính ổn định) và quyết định chọn phương pháp sử dụng đoạn dây $\lambda/4$ do độ ổn định cao, tính toán chính xác và mang lại hệ số khuếch đại lớn hơn.
- Lý thuyết tối ưu hóa tạp âm: Thiết lập phương trình vòng tròn tạp âm với tâm $C_F$ và bán kính $R_F$:
$$C_F = \frac{\Gamma_{opt}}{N+1}, \quad R_F = \frac{\sqrt{N(N+1-|\Gamma_{opt}|^2)}}{N+1}, \quad \text{với } N = \frac{F - F_{min}}{4 R_N / Z_0} |1 + \Gamma_{opt}|^2$$
Chứng minh nguyên lý thỏa hiệp trên đồ thị Smith để đồng thời đạt hệ số tạp âm thấp và hệ số khuếch đại cao.
- Quy trình mô phỏng mạch vào/ra riêng biệt:
- Mạch vào: Kết quả mô phỏng cho thấy hệ số phản xạ lối vào $S_{11} < -30\text{ dB}$ trên dải rộng $2,0 - 2,3\text{ GHz}$; hệ số truyền đạt $S_{21} \approx 0\text{ dB}$ (tổn hao chèn gần như bằng không).
- Mạch ra: Kết quả mô phỏng tham số phản xạ $S_{11} < -30\text{ dB}$ trong dải $2,0 - 2,2\text{ GHz}$; hệ số $S_{21} \approx 0\text{ dB}$.
- Mô phỏng toàn mạch LNA: Ghép nối hoàn chỉnh và chạy mô phỏng tham số $S$, hệ số sóng đứng $VSWR$, hệ số tạp âm $NF_{min}$ và hệ số ổn định $K$.
Kết quả và đóng góp
1. Kết quả kỹ thuật đạt được
Tất cả các thông số thiết kế mô phỏng trên phần mềm ADS 2016 đều đạt và vượt mức yêu cầu ban đầu đề ra:
| Thông số |
Yêu cầu thiết kế |
Kết quả mô phỏng đạt được |
Đánh giá trạng thái |
| Tần số trung tâm ($f_0$) |
$2,1\text{ GHz}$ |
$2,1\text{ GHz}$ |
Đạt yêu cầu |
| Dải tần phối hợp trở kháng |
Băng tần S |
$2,0\text{ GHz} - 2,2\text{ GHz}$ (và đến $2,3\text{ GHz}$) |
Đạt yêu cầu |
| Hệ số phản xạ lối vào ($S_{11}$) |
Càng nhỏ càng tốt |
$< -20\text{ dB}$ (đoạn vào riêng lẻ $< -30\text{ dB}$) |
Đạt chuẩn phối hợp tốt |
| Hệ số khuếch đại ($S_{21}$) |
$> 15\text{ dB}$ |
$19,4\text{ dB}$ tại $2,1\text{ GHz}$ ($> 19\text{ dB}$ dải 2–2,2 GHz) |
Vượt yêu cầu ($+4,4\text{ dB}$) |
| Hệ số sóng đứng ($VSWR$) |
Gần 1 (lý tưởng) |
$1,192$ tại tần số $2,1\text{ GHz}$ |
Rất tốt (phản xạ sóng tối thiểu) |
| Hệ số tạp âm nhỏ nhất ($NF_{min}$) |
$< 2\text{ dB}$ |
$0\text{ dB}$ (trong dải rộng từ $1,0\text{ GHz}$) |
Tối ưu hóa tạp âm triệt để |
| Hệ số ổn định ($K$) |
Ổn định vô điều kiện |
$K < 1$ trong dải tần khảo sát $2 - 2,2\text{ GHz}$* |
Tránh hiện tượng tự kích |
*Ghi chú theo nguyên văn tác giả trong văn bản đồ án.
2. Giải pháp và đóng góp của đề tài
- Giải pháp thiết kế: Đã đề xuất và hiện thực hóa thành công cấu trúc phối hợp trở kháng kết hợp giữa đường truyền vi dải dịch pha và đoạn biến đổi trở kháng $\lambda/4$, khắc phục sự sai lệch trở kháng phức của transistor ATF-58143 về chuẩn $50\ \Omega$.
- Đóng góp học thuật/thực tiễn:
- Xây dựng hoàn chỉnh quy trình thiết kế mạch vi ba: từ việc trích xuất và xử lý tệp tham số thực nghiệm
.S2P của linh kiện bán dẫn đến việc tổng hợp sơ đồ mạch nguyên lý trên ADS 2016.
- Chứng minh phương pháp sử dụng đoạn dây $\lambda/4$ mang lại hệ số khuếch đại cao ($19,4\text{ dB}$) đối với mạch khuếch đại đơn tầng ở băng tần S, đồng thời duy trì hệ số sóng đứng $VSWR$ ở mức thấp ($1,192$).
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Dựa trên phạm vi và nội dung được công bố trong văn bản đồ án, các điểm giới hạn và hướng phát triển bao gồm:
- Về phạm vi thực nghiệm: Đề tài hoàn thành trọn vẹn ở mức độ tính toán lý thuyết, thiết kế sơ đồ nguyên lý và mô phỏng trên phần mềm ADS 2016. Đồ án chưa triển khai bước chế tạo mạch in thực tế (Fabrication trên mạch vi dải FR4/Rogers), chưa hàn gắn linh kiện và chưa đo kiểm thực tế bằng máy phân tích mạng véc-tơ (Vector Network Analyzer - VNA) để đối sánh sai số giữa mô phỏng và phần cứng thực tế.
- Về mạch phân cực (Bias Circuit): Mô phỏng sử dụng khối dữ liệu tham số $S$ cố định tại điểm tĩnh định sẵn ($V_{ds} = 3\text{ V}, I_{ds} = 30\text{ mA}$); chưa thiết kế chi tiết mạng phân cực một chiều (DC Bias Tee / mạng điện trở, cuộn chặn cao tần RFC) tích hợp đồng thời trên bo mạch.
- Hướng nghiên cứu tiếp:
- Hoàn thiện layout mạch in vi dải (chuyển từ Schematic sang Layout trên ADS).
- Tích hợp mạng cấp nguồn phân cực DC ổn định.
- Gia công bo mạch phần cứng và đo kiểm các chỉ tiêu $S$-parameters, hệ số tạp âm $NF$, điểm nén $P_{1dB}$ trên thiết bị đo chuyên dụng.
Giá trị tham khảo
Đồ án là tài liệu tham khảo chuyên môn phục vụ các đối tượng:
- Sinh viên ngành Kỹ thuật Điện tử, Điện tử Truyền thông, Kỹ thuật Viễn thông: Là tài liệu học tập và hướng dẫn tham khảo cho các môn học Kỹ thuật Siêu cao tần, Truyền sóng và Ăng-ten, Thiết kế mạch tích hợp RF.
- Người thực hiện đồ án, khóa luận về thiết kế mạch RF/Microwave: Có thể tham khảo phương pháp sử dụng công cụ LineCalc và Smith Chart trên phần mềm Keysight ADS để thiết kế mạng phối hợp trở kháng cho transistor cao tần.
- Nội dung có giá trị sử dụng cao nhất:
- Phương pháp luận chuyển đổi trở kháng phức bằng đoạn dây vi dải và biến đổi $\lambda/4$ (Mục 2.1 và Mục 2.4).
- Cách thiết lập tệp dữ liệu Touchstone
.S2P và quy trình mô phỏng tham số $S$, hệ số ổn định $K$, hệ số sóng đứng $VSWR$ trên phần mềm ADS 2016 (Mục 2.4).
Câu hỏi thường gặp
1. Đề tài lựa chọn tần số hoạt động và transistor nào để thiết kế mạch LNA?
Mạch LNA được thiết kế hoạt động ở băng tần S với tần số trung tâm $2,1\text{ GHz}$, sử dụng linh kiện bán dẫn tích cực là transistor PHEMT ATF-58143 (thông số hoạt động tại 2 GHz: nguồn phân cực 3V - 30 mA, $OIP3 = 30,5\text{ dBm}$, $P_{1dB} = 19\text{ dBm}$, độ lợi danh định $16,5\text{ dB}$).
2. Tại sao tác giả lựa chọn phương pháp phối hợp trở kháng bằng đoạn dây $\lambda/4$ thay vì các phương pháp khác?
Trong các kỹ thuật như phần tử tập trung, dây chêm nối tiếp hay dây chêm song song, tác giả chọn đoạn dây một phần tư bước sóng ($\lambda/4$) vì qua tính toán và thực nghiệm mô phỏng, phương pháp này cho kết quả chính xác, mạch hoạt động ổn định và mang lại hệ số khuếch đại lớn hơn cho bộ khuếch đại.
3. Kết quả mô phỏng hệ số khuếch đại ($S_{21}$) và hệ số sóng đứng ($VSWR$) của mạch LNA đạt bao nhiêu tại tần số thiết kế?
Tại tần số $2,1\text{ GHz}$, mạch khuếch đại đạt hệ số khuếch đại $S_{21} = 19,4\text{ dB}$ (duy trì trên $19\text{ dB}$ trong toàn bộ dải thông $2,0 - 2,2\text{ GHz}$, vượt chỉ tiêu đặt ra là $> 15\text{ dB}$). Hệ số sóng đứng $VSWR$ đạt mức $1,192$, xấp xỉ giá trị lý tưởng ($VSWR = 1$), thể hiện khả năng triệt tiêu sóng phản xạ rất tốt.
4. Phần mềm và các công cụ bổ trợ nào được sử dụng để thực hiện việc tính toán và mô phỏng mạch trong đồ án?
Tác giả sử dụng bộ phần mềm chuyên dụng Advanced Design System (ADS) 2016.01 (phiên bản 64-bit), kết hợp công cụ LineCalc (để tính toán chuyển đổi độ rộng $W$ và chiều dài $L$ của đường vi dải) và công cụ Smith Chart Utility (để tính toán, dịch chuyển trở kháng lối vào/lối ra của transistor).
Kết luận
Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Lê Hoàng Anh đã hệ thống hóa đầy đủ cơ sở lý thuyết về kỹ thuật siêu cao tần, lý thuyết đường dây truyền sóng và phương pháp phối hợp trở kháng trên đồ thị Smith. Bằng việc ứng dụng phần mềm chuyên dụng ADS 2016 cùng linh kiện ATF-58143, tác giả đã thiết kế và mô phỏng thành công bộ khuếch đại tạp âm thấp LNA hoạt động tại tần số 2,1 GHz đạt hệ số khuếch đại $19,4\text{ dB}$, hệ số sóng đứng $1,192$ và đặc tính suy hao phản xạ lối vào dưới $-20\text{ dB}$. Công trình đáp ứng toàn diện các yêu cầu kỹ thuật đặt ra, cung cấp tài liệu tham khảo chi tiết về quy trình mô phỏng và tối ưu hóa mạch vi ba dải tần S.
