S波段低噪声放大器的分析与设计

介绍了S波段低噪声放大器（LNA）的设计原理和流程。对影响电路稳定性和噪声性能的、易被忽视的因素进行了详细分析。文中重点分析实际电路可能产生的非连续性、寄生参数效应等因素对电路各个性能指标的影响，并针对这些因素进行了软件仿真计算，最后给出了放大器的仿真结果和最终的微带电路。放大器设计为两极结构，采用GaAsFET器件和双电源电路设计形式，达到了预定的技术指标，工作带宽2．0～4．0GHz，增益G〉22dB，噪声系数NF〈0．7dB。     

C波段低噪声放大器设计

对低噪声放大器(LNA)匹配电路和偏置电路等与LNA设计相关的问题，尤其针对设计微波LNA主要的难点，即噪声匹配和功率匹配的兼顾以及全频带稳定的实现问题作了简要回顾和介绍。作为应用，借助商用CAD软件设计了三级放大管级联结构的C波段LNA，其每一级均为NE334S01高电子迁移率场效应管(HENT)，仿真结果令人满意。按此设计加工的LNA具有低噪声(常温下典型噪声系数为0.6dB)、小的端口反射(回波损耗好于15dB)、平坦的增益(30dB增益，典型带内波动为0.5dB)以及良好的稳定性。由于测试结果和仿真偏离不大，因此无需任何调试，可重复性好，适于大批量生产。     

微带结构的高增益低噪声放大器的设计

低噪声放大器是射频收发系统中常用且重要的核心器件,但是低噪放的匹配问题在高频段内往往得不到很好的解决。为实现低噪放在较高频段内还能有良好的输入输出及级间匹配,文中将此前几乎没有应用到低噪放匹配领域的并联匹配枝节和高低阻抗两种匹配网络结构创新性地应用到低噪放的输入输出匹配中,并通过ADS仿真软件对两种结构进行性能分析和对比,最终确定并联枝节匹配网络性能更佳。后选取NEC公司生产的NE3511S02晶体管,最终设计了一款双级低噪声放大器,其主要工作频率在8.5～11.5 GHz,增益高达25.5 dB,增益平坦度在±1.5 dB以内,低噪声低于0.6 dB,输入输出驻波比均小于1.9。此外,将该低噪放的尺寸参数进行一定程度的调整,最终参数波动不大,证明了该低噪声放大器具有良好的稳定性,符合实用要求。     

C波段低噪声放大器的设计

介绍了C波段低噪声放大器的设计和研制过程,并给出了研制结果.它采用平衡式电路结构来达到宽带、低噪声的性能.该放大器在5～6GHz的性能指标为:小信号功率增益GP≥30dB,增益波动△GP≤0.8dB,输出P-1≥10dBm,噪声系数NF≤1.0dB,输入驻波比≤1.2:1,输出驻波比≤1.2:1.     

X波段低噪声放大器的设计

为了实现X波段的低噪声放大器,介绍了按最小噪声系数设计,采用两级级联,利用Eudyna公司的HEMT晶体管设计制作的低噪声放大器。通过专用微波电路设计软件(AWR),对该电路的稳定系数、功率增益、噪声系数、驻波比、匹配网络等进行了仿真分析。根据分析结果制作的X波段LNA取得了如下指标:在9.5～10.5 GHz频带内,功率增益大于22 dB,噪声系数小于1.5 dB,输入输出驻波小于1.7。     

低噪声放大器的网络设计法

从网络出发，提出利用网络设计的方法来设计低噪声放大器，这种方法不仅精度高，而且可以进行宽带设计。     

Ka波段低噪声放大器的研制

本文介绍了Ka波段低噪声放大器的设计和实验结果。     

一种S波段低噪声放大器的设计

基于Siemens的NPN射频晶体管BFP420,设计出一款适合于S波段的低噪声放大器,本设计使用了宽带匹配技术,结合微带线和集总元件设计出宽带的匹配网络。放大器适用频率范围:1.8 GHz～3.2 GHz,可用带宽1.4 GHz,相对带宽56%,属超宽带低噪声放大器。测试结果表明,在可用频段范围内,放大器增益波动3.7 dB,输入驻波比VSWR<1.8 dB,输出驻波比VSWR<1.295 dB;1.8 GHz增益G=12.53 dB、噪声系数NF=1.128 dB;3.2 GHz增益G=8.79 dB、噪声系数NF=1.414dB。本设计可满足无线蓝牙、WIFI,Zigbee等多种2.4 GHz主流ISM无线设备的应用要求。     

混合电路形式的Ku 波段低噪声放大器的设计

采用低噪声HEMT 场效应管和低噪声放大器单片的混合电路形式开展Ku 波段低噪声放大器的设计。设计出的低噪声放大器产品取得了很低的噪声(噪声系数≤1. 29 dB)、较大的线性动态范围、较小的增益带内起伏和尺寸等优越性能,且在40 GHz 频率范围内无条件稳定。该产品成功应用于某型号装备中,很好地提高了该装备的信号接收能力。它也可应用于相应频段的卫星通讯、空间遥感及雷达等的接收系统中。     

S波段小型化宽带低噪声放大器的设计

采用软件计算微带平面电感,描述了一款基于薄膜工艺的小型化宽带低噪声放大器的设计和性能。测试结果表明:在2.7～3.5 GHz的频段内,低噪声放大器的噪声系数小于等于0.55 dB,增益大于等于33 dB,增益平坦度小于等于±0.1 dB;在2～4 GHz的频段内,低噪声放大器的噪声系数小于等于0.65 dB,增益大于等于33 dB,增益平坦度小于等于±0.8 dB;尺寸为6.0 mm×4.2 mm。     

S波段低噪声放大器设计

首先分析了低噪声放大电路的稳定性,功率增益及噪声系数的影响因素及改进方法;然后设计了一个中心频率为2.45 GHz,工作带宽为100MHz的S波段低噪声放大器.仿真结果表明,该放大器的噪声系数小于1 dB,功率增益大于28 dB,增益平坦度小于1 dB,输入/输出驻波比小于2:1.通过传统的电路板制作工艺实际制作了放大器电路,测试结果和仿真结果较一致.     

S波段平衡式限幅MMIC低噪声放大器设计

结合混合微波集成电路(HMIC)工艺和砷化镓单片微波集成电路(MMIC)工艺各自优势,设计制作了一款小型化大功率S波段平衡式限幅MMIC低噪声放大器.采用平衡式结构,提高了限幅功率容量和可靠性.由于金丝键合线的等效电感具有更高Q值,低噪声放大器单片的输入匹配采用外部金丝键合线匹配,有效降低了低噪声放大器单片的噪声系数.限幅器采用混合集成工艺制成,能够耐受较大功率.利用微波仿真软件,设计制作了兰格(Lange)电桥、限幅电路和低噪声放大器输入匹配等电路.最终产品尺寸仅为22 mm×16 mm×6 mm,在2.7～3.5 GHz内增益27 ～ 28 dB,噪声系数小于1.3 dB,驻波比小于1.3,该平衡限幅MMIC低噪声放大器可承受功率超过200 W、占空比为15％的脉冲功率冲击.     

Radio Frequency Low Noise Amplifier with Linearizing Bias Circuit

A 1.34 GHz60 MHz low noise amplifier (LNA) designed in a 0.35 m SiGe process is presented. The designed LNA exhibits a power gain of 21.46 dB and a noise figure (NF) of 1.27 dB at 1.34 GHz. The linearity is improved with an active biasing technique. The post-layout simulation shows an input referred 1-dB compression point (IP1dB) of ?11.52 dBm. Compared with the recent reported high gain LNAs, the proposed LNA has a much better linearity without degrading other performance. The LNA draws 10 mA current from a 3.3 V power supply.     

小型化模块化低噪声放大器设计

为了便于工程化生产与设备维护,采用频率补偿匹配网络的电路结构,设计3种小型化模块化的低噪声放大器,外形尺寸为12.7 mm×12.7 mm×2 mm,工作频段分别为1.1～1.7 GHz、1.7～2.4GHz和2.4～3.0 GHz。基于单个晶体管ATF-54143进行电路直流偏置、输入输出匹配和稳定性等设计,运用EDA工具ADS对放大器进行线性与非线性性能仿真,对印制板进行电磁场与电路的混合仿真及元件参数优化。完成放大器的装配、调试与测量,实测噪声系数〈1.5 dB,增益平坦度〈2.2 dB,满足设计要求。     

Radio Frequency Low Noise Amplifier with Linearizing Bias Circuit

A 1.34 GHz-1=60 MHz low noise amplifier （LNA） designed in a 0.35 pm SiGe process is presented. The designed LNA exhibits a power gain of 21.46 dB and a noise figure （NF） of 1.27 dB at 1.34 GHz. The linearity is improved with an active biasing technique. The post-layout simulation shows an input referred 1-dB compression point （IPldn） of-11.52 dBm. Compared with the recent reported high gain LNAs, the proposed LNA has a much better linearity without degrading other performance. The LNA draws 10 mA current from a 3.3 V power supply.     

Optimum Design for a Low Noise Amplifier in S-Band

An optimum design of a low noise amplifier （LNA） in S-band working at 2-4 GHz is described. Choosing FHC40LG high electronic mobility transistor （HEMT）, the noise figure of the designed amplifier simulated by Microwave Office is no more than 1.5 dB, meanwhile the gain is no less than 20 dB in the given bandwidth. The simulated results agree with the performance of the transistor itself well in consideration of its own minimum noise figure （0.3 dB） and associated gain （15.5 dB）. Simultaneously, the stability factor of the designed amplifier is no less than 1 in the given bandwidth.     

一种噪声系数为1.4 dB的S波段MMIC低噪声放大器

报道了一种可直接应用于无线接收系统前端的具有较低噪声系数和较高相关增益的MMIC低噪声放大器,该低噪声放大器采用0.50 μm GaAs PHEMT工艺技术制作.电路设计采用两级级联结构,为减小电路面积采用集总参数元件匹配电路,并用ADS软件仿真无源元件寄生效应.电路测试结果表明:在2.8～3.5 GHz 频段内噪声系数低于1.4 dB,同时相关增益大于25 dB,增益平坦度小于0.5 dB,输入输出反射损耗小于-10 dB.     

低功耗CMOS射频低噪声放大器的设计

介绍了一个针对无线通讯应用的2.1 GHz低噪声放大器(LNA)的设计.该电路采用Chartered 0.25 μm CMOS工艺,电源电压为2.5 V,设计中使用了多个电感,详述了设计过程并给出了优化仿真结果. 模拟结果显示,该电路能提供21.63 dB的正向增益(S21),功耗为12.5 mW,噪声系数为2.1 dB,1 dB压缩点为-19.054 1 dBm.芯片面积为0.8 mm×0.6 mm.测试结果达到了设计指标,一致性良好.     

高增益自偏S波段MMIC低噪声放大器

报道了具有高增益自偏结构的低噪声S波段MMIC宽带低噪声高增益放大器．该放大器是采用国际先进的0.25μm PHEMT工艺技术加工而成．电路设计采用了两级级联负反馈结构,并采用电阻自偏压技术,单电源供电,使用方便,可靠性高,一致性好．MMIC芯片测试指标如下：在1.9～4.2GHz频率范围内,输入输出驻波小于2.0,线性功率增益达30dB,带内增益平坦度为±0.7dB,噪声系数小于2.7dB．芯片尺寸：1mm×2mm×0.1mm．这是国内报道的增益最高,芯片面积最小的S波段放大器．