L波段低噪声放大器的电路设计与性能分析

闸述了L波段低噪声晶体管放大器中各种降低噪声措施的基本原理,给出了低噪声电路设计的一般原则,以及L波段卫星地面接收系统前端低噪声高频放大器输入级中噪声匹配电路的设计举例.     

300兆赫集成参量放大器

采用变容二极管的参量放大器具有低噪声的显著优点.由于变容二极管工作于反向区域,因而参放的噪声主要是由串联电阻 R_8引进的热噪声.由附录中的计算可以看出,在 P 波段,利用已有的管子参数和电路技术要做到 1db 左右的噪声系数应该是可以的.若进一步致冷,可成为现在实用的 P 波段最低噪声系数的微波放大器.使用在 P 波段的变容二极管的另一个特点是具有较强的抗烧毁能力.近年来,在微波电路集成化方面,已制     

SiGe HBT低温敏宽带低噪声放大器设计

采用两级锗硅异质结晶体管(SiGe HBT)低噪声放大芯片,通过ADS2015进行宽带电路匹配设计了一款频率覆盖超短波到L波段的宽带低噪声放大器(LNA).仿真显示该LNA工作频率在0.07～2 GHz,增益Gain>30 dB,噪声系数NF<0.78,增益平坦度Gain Flatness<0.2 dB,输入输出回波损耗Return Loss<-10 dB.实测结果显示常温下该LNA测试指标和仿真结果基本一致,233 K低温下该LNA的Gain实测值比常温下测试结果增大1 dB左右,其它指标基本一致,证实了采用SiGe HBT放大芯片设计的低噪声放大器噪声性能良好且具有低温敏特性.     

应用于P波段及L波段AESA的射频发射前端

基于TSMC 0.18μm RFCMOS工艺,设计了一款应用于P波段和L波段(405 M-2.2 GHz)的全集成射频发射前端芯片.系统由单转双巴伦、混频器、可变增益放大器和驱动放大器组成,系统架构基于改进的直接上变频方案.基带和本振端口的巴伦采用了一种能够同时实现噪声和非线性消除及宽带阻抗匹配的结构,混频器使用了正交双平衡基尔伯特结构,可变增益放大器基于跨导可变的共源共栅结构进行设计,驱动放大器采用了具有高线性度和宽带匹配特性的推挽结构.后仿真结果表明,在3.3 V电源电压下,该发射前端直流电流为76 m A,版图面积为2.4 mm×2.0 mm;具有可控电压增益10-30 dB;输出1 dB压缩点大于10.8 dBm;中频大于25 MHz时,噪声系数小于8 dB;基带和射频端口反射系数小于-20 dB,本振端口反射系数小于-15 dB.     

一种超宽带掺铒光纤放大器的实验研究

分别优化C和L两个波段掺铒光纤放大器,利用并联方式实现了C L-波段超宽带光纤放大器．研制出了一台结构简单、高增益低噪声、增益平坦的超宽带掺铒光纤放大器,实现了从1 524 nm-1 602 nm超过 70 nm带宽内平均增益,其中C-波段在1 524nm-1 564 nm之间平均增益超过30 dB,L-波段从1 572 nm到 1 602 nm增益起伏小于2 dB．     

微弱信号下的超宽带放大器设计与匹配技术研究

设计了应用于超宽带系统的低噪声放大器,通过优化噪声电阻,降低了匹配的难度,并最终设计了一个高通滤波器作为输入端的匹配网络,实现了在超宽频带内的匹配,并在噪声性能仅恶化0.4 dB下,获得了最大功率传输,实现了噪声和功率的同时匹配,降低了UWB系统对器件本身的依赖。     

L波段低噪声放大器的设计与仿真

选用Agilent公司的PHEMT晶体管ATF-54143,设计了一种基于负反馈技术的L波段低噪声放大器。其匹配网络是由集总元件与微带共同组成,使用Micrcowave2002对整个电路进行优化设计。在1～1.5GHZ的频率范围内,低噪声放大器噪声系数小于0.6dB,输入/输出驻波比小于1.5,增益大于20dB。     

用时域消光法测量分布式光纤喇曼放大器的双瑞利散射噪声

采用改进的时域消光法测量了分布式光纤喇曼放大器的双瑞利散射(DRS)噪声,并给出了相应的光学信噪比OSNRDRS.当光纤喇曼放大器在C波段的开关增益约为13 dB时,测得输出端的OSNRDRS约为45 dB.     

微波放大器Rn-Gn噪声模型阻抗变换测量方法

为了使接收微波放大器在工作频段上具有较小的噪声，讨论了如何使用M-Lane方法，结合自行研制的精密阻抗变换器，得到微波放大器Rn-Gn噪声模型中包括最小噪声系数Fmin在内的4个参数，使设计的放大器工作在匹配状态，Fmin可达到2．32dB，测量时间也大大缩短，结果稳定，为进行微波放大器低噪声设计提供了一个快速准确的方法。     

地面核磁共振找水仪放大器匹配方法研究

为提高核磁共振找水仪的接收信号质量,结合核磁共振信号微弱、噪声干扰严重的特点,根据微弱信号检测技术、电路低噪声设计和传输线基本原理,着重分析了地面核磁共振找水仪传输线与前置放大器的匹配问题;给出了相应的噪声匹配方案,从噪声和干扰角度对放大器内各模块的级联顺序进行了设计。通过实验验证了该核磁共振找水仪的有效性,监测到的最小信号在470 nV左右。经过波形数据多次叠加,进一步提高了信噪比,整体仪器能检测核磁共振的最小信号为 50 nV。     

感应同步器输出信号的低噪声前放技术研究

感应同步器的输出信号微弱,且包含有原端连续绕组感应噪声,要求设计具有低噪声、高增益特性的前置放大器。针对这种设计要求,通过利用传感器和放大器噪声分析理论,对感应同步器输出级、前放电路输入级进行噪声建模,分析得出对应感应同步器输出信号的噪声系数和最佳源电阻,并以此为依据选择出了合理的低噪声前放输入级器件。计算和仿真分析表明,所选放大器件能与感应同步器进行噪声匹配,该前放电路能够满足感应同步器输出信号的放大要求。     

0.1-1.2 GHz宽带巴伦低噪声放大器设计

提出了一种可用于0.1-1.2 GHz射频接收机前端的宽带巴伦低噪声放大器(Balun-LNA).采用噪声抵消技术,输入匹配网络的沟道热噪声和闪烁噪声在输出端被抵消,在宽带内可同时实现良好的输入匹配和低噪声性能.通过分别在输入匹配级内增加共源放大器,在噪声抵消级内增加共源共栅放大器实现单端转差分功能.电路采用电流复用技术降低系统功耗.设计基于TSMC 0.18μm CMOS工艺,LNA的最大增益达到13.5dB,噪声系数为3.2-4.1 d B,输入回波损耗低于-15 d B.在700 MHz处输入1 dB压缩点为-8 dBm,在1.8 V供电电压下电路的直流功耗为24 mW,芯片面积为0.062 5 mm².     

光电检测电路中的噪声匹配条件及工程近似估算方法

根据低噪声电路理论,应用解析方法推导出了光电探测器与前置放大器噪声匹配条件的理论修正表达式,并对工程近似估算光电检测电路噪声系数方法进行了讨论。     

毫米波单片低噪声放大器的研制

采用OMMIC0.18μm GaAs pHEMT工艺,研制了两级和三级2种毫米波单片低噪声放大器.以最小噪声度量为设计依据,通过适当提高偏置电流的方法改善毫米波频段的增益,使得放大器在保持噪声系数较小的同时获得较高的增益.两级低噪声放大器采用串联负反馈结合并联负反馈的结构,可以获得比较平坦的增益;三级低噪声放大器采用三级相似的串联负反馈结构级联,可以紧凑结构、在相同的芯片尺寸下获得较高的增益,2种低噪声放大器芯片的尺寸均为1.5mm×1.0mm.测试结果表明,在28~40GHz频段内,两级低噪声放大器增益最大为15.4dB、噪声系数最小为3.2dB;三级低噪声放大器增益最大为24.8dB、噪声系数最小为2.73dB,达到预期目标.     

C带和L带掺饵光纤放大器的比较

以美国朗讯公司提供的两种掺饵光纤特性分析为基础,通过对其增益,噪声和带宽特性的比较,阐述了C带和L带掺饵光纤放大器（EDFA）的异同点,为新型的L带掺饵光纤放大器的设计提供借鉴。     

改进的相位噪声公式与低相位噪声振荡器设计

由Leeson公式出发,分别考虑了谐振器有载Q与无载Q的比值、放大器增益以及回路损耗对振荡器相位噪声性能的影响.得出对应的计算公式和优化参数,并设计出X波段高Q蓝宝石低相位噪声振荡器.蓝宝石谐振器的插损为7.9dB,谐振模式为E5,1,1 δ,有载Q值为4×104,无载Q值为9×104左右,放大器增益为12 dB.采用R ＆ S的FSUP相位噪声测试仪测出偏离载频1 kHz处,相位噪声优于-117 dBc/Hz, 载频为10.99 GHz.     

11.8GHz双级低噪声放大器

应用级间失配法研究微波放器的噪声与功率同时匹配,实现噪声低和输出入输出功率匹酿良好的微波低噪声放大器。方法将两个单组ＬＡＮ级联,并把第一级ＬＡＮ的输出功率匹配网络用级间失配网络代替,当此级间失配网络实现特定的阻抗变换作用时,微波放大器噪民功率能帮到同时匹配。     

5.8GHz CMOS全集成低噪声放大器设计

针对目前在LNA设计中存在需要在任意给定的功耗条件下噪声和输入阻抗同步匹配的问题,本文采用TSMC0.18μm RF工艺,通过利用共源共栅结构和功耗受限下噪声和阻抗同步匹配技术(PCSNIM),提出了一个可支持IEEE802.11a无线局域网(WLAN)标准的5.8GHz CMOS低噪声放大器,在中心频率处所提出的低噪放大器的噪声系数(NF)只有0.972dB。仿真结果表明:在1.8V供电电压下LNA的功耗为6.4mW,增益可达17.04dB,输入1dB压缩点(P1dB)约为-21.22dBm,同时具有良好的输入输出匹配特性。     

UHF低噪声双栅GaAs MESFET放大器

本文介绍新颖的L波段双栅GaAs MESFET(砷化镓金属半导体场效应管)器件的特性及等效电路,给出了正确选择其工作状态的原则,着重讨论UHF低噪声双栅GaAs MESFET放大器的设计方法。根据设计制成的放大器具有增益高、噪声系数小、工作稳定、体积小等优点。     

100MHz～1.1GHz超宽带低噪声放大器的CAD设计

低噪声放大器是射频前端的关键部件。针对超宽带低噪声放大器实际应用中对带宽、增益、噪声等要求,本文基于多级反馈技术,使用Aglient EDA工具ADS进行全面的仿真分析和优化设计。实现了一种较好的超宽带、低噪声、带内平坦度和良好端口匹配的高效宽带放大器。