LTE上行覆盖受限严重影响了LTE网络建设,产生上行受限的主要原因之一是基站端接收灵敏度不够高。塔顶放大器位于塔顶馈线前,在信号进入馈线前进行放大,消除馈线插损影响,提高接收灵敏度及上行覆盖区域,从而扩大整个基站的覆盖区域。本文首先分析塔顶放大器的系统组成,重点研究其中的射频滤波器及低噪声放大器部分,分别介绍了滤波器和低噪声放大器的性能指标,并给出本设计要达到的系统性能指标。在第3章中分析了滤波器的基本理论,对滤波器基础理论尤其是同轴腔体滤波器和交叉耦合原理进行深入研究,对发射滤波器及接收滤波器进行实际的仿真设计,用Couple Fill软件确定滤波器腔数、极点位置、耦合系数及初始Q值,再用Advanced Design System软件将TX分别与RXA、RXB合路仿真优化得出最终的耦合系数及Q值,最后通过HFSS对滤波器的Q值、谐振频率、耦合系数仿真,确定谐振腔及耦合窗口的物理尺寸。在第4章中对低噪声放大器基本理论知识及平衡式放大器进行研究,先进行整体链路预算和器件选型,然后基于ADS仿真软件对低噪声放大器子系统进行仿真设计,采用不同于以往的新方法实现低噪声放大,然后运用绘图软件Altium Designer Release 10进行电路板布局制版。本文从低噪声放大器和滤波器设计原理结合实际工程项目设计一款应用于4G网络优化的塔顶放大器。设计方案采用平衡式放大结构增加了可靠性,并且与以往传统的设计方案相比主路输入端口少了一个串联PIN管的插损及不匹配带来的损耗,噪声系数在2600MHz时可做到全温1.7d B以内,比传统方式降低0.3d B,大大优化了系统的性能。低噪声子系统含有增益控制单元,自动调整塔顶放大器增益,这是本方案的创新点。本文核心内容是第三章腔体滤波器设计和第四章低噪声放大器设计,其中的设计方法、调试经验对射频相关行业人员具有一定的参考价值,第五章的指标测试及调试方法对工程技术人员具有很大的指导意义。