Journal of Space Science and Technology

Journal of Space Science and Technology

Design and Performance Analysis of a 1.8 GHz Low-Noise Amplifier for GSM Receivers

Document Type : Original Research Paper

Authors
1 Department of Electrical Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran
2 Faculty of Electrical Engineering, Sahand University of Technology, Tabriz, Iran
Abstract
Low Noise Amplifiers (LNAs) play a vital role in communication systems, especially in the receiver section, as they amplify weak received signals with minimal noise. These amplifiers come in various types, but the common-source structure with inductive degeneration is considered one of the most widely used topologies in this field due to its optimal balance between noise figure, gain, and input impedance matching. In this article, the design and simulation of an LNA for the 1.8 GHz GSM band with the aim of achieving high gain, a noise figure of less than 2 dB, and low power consumption are presented. The designed structure utilizes inductive peaking techniques, cascoded configuration to improve stability and isolation, and impedance matching networks. The simulations were conducted using the Cadence Virtuoso tool with the SpectreRF simulator, based on TSMC 0.18 μm RF CMOS technology, with S-parameter and linear and nonlinear analyses. The results show that the designed amplifier has a gain of 17.88 dB, a noise figure of 1.87 dB, and a power consumption of 4.3 mW, making it suitable for sensitive RF applications, especially in mobile devices and base stations.
Keywords
Subjects

Article Title Persian

طراحی و تحلیل عملکرد یک تقویت‌کننده کم‌نویز ۱.۸ گیگاهرتز برای گیرنده‌های GSM

Authors Persian

عطاءاله پناهقلی 1
علیرضا اعتقاد 1
اسماعیل نجفی اقدم 2
Abstract Persian

تقویت‌کننده‌های کم‌نویز (LNA) نقش حیاتی در سیستم‌های ارتباطی، به‌ویژه در بخش گیرنده، ایفا می‌کنند، زیرا سیگنال‌های دریافتی ضعیف را با حداقل نویز تقویت می‌کنند. این تقویت‌کننده‌ها در انواع مختلفی وجود دارند، اما ساختار سورس مشترک با تخریب القایی به دلیل تعادل بهینه بین عدد نویز، بهره و تطبیق امپدانس ورودی، یکی از پرکاربردترین توپولوژی‌ها در این زمینه محسوب می‌شود. در این مقاله، طراحی و شبیه‌سازی یک LNA برای باند GSM 1.8 گیگاهرتز با هدف دستیابی به بهره بالا، عدد نویز کمتر از 2 دسی‌بل و مصرف توان پایین ارائه شده است. ساختار طراحی‌شده از تکنیک‌های اوج‌گیری القایی، پیکربندی آبشاری برای بهبود پایداری و ایزولاسیون و شبکه‌های تطبیق امپدانس استفاده می‌کند. شبیه‌سازی‌ها با استفاده از ابزار Cadence Virtuoso با شبیه‌ساز SpectreRF، مبتنی بر فناوری TSMC 0.18 μm RF CMOS، با پارامتر S و تحلیل‌های خطی و غیرخطی انجام شد. نتایج نشان می‌دهد که تقویت‌کننده طراحی‌شده دارای بهره ۱۷.۸۸ دسی‌بل، عدد نویز ۱.۸۷ دسی‌بل و توان مصرفی ۴.۳ میلی‌وات است که آن را برای کاربردهای حساس RF، به‌ویژه در دستگاه‌های تلفن همراه و ایستگاه‌های پایه، مناسب می‌سازد.

Keywords Persian

LNA فرکانس عدد نویز القایی کَسکُد

Articles in Press, Accepted Manuscript
Available Online from 03 November 2025

  • Receive Date 10 August 2025
  • Revise Date 24 October 2025
  • Accept Date 25 October 2025
  • First Publish Date 03 November 2025