Ka波段宽带低噪声放大器研究

采用两级宽带单片集成放大器（MMIC）级联，并用微带功率均衡器对放大器的平坦度进行修正。最终实现的Ka波段全频段低噪声放大器的性能——频率范围：26．5—40GHz，增益：30dB，增益平坦度：〈5dB，噪声：≤4．5dB，输入输出端1：2驻波：≤2．2，1dB压缩点功率〉7dBm。     

线性均衡器的研制

均衡器是重要的微波器件之一,用来改善微波系统的平坦度。研究了加载电阻的微带谐振器及其在微带均衡器中的应用。先用微波仿真软件Serenade对由加载电阻的微带谐振器构成的均衡器进行优化,再利用三维场仿真软件(HFSS)对电路进行电磁仿真检验,设计并制做了2～12GHz微带线性均衡器。均衡器在整个频带内约均衡5dB,输入与输出驻波比均小于2:1,最终实验结果与设计相吻合,满足了工程的需要。结果表明,这种加载电阻的微带谐振器方式适合线性均衡器的设计和制作。     

30～2 600 MHz超宽带GaN功率放大器的设计与实现

基于第三代半导体GaN的高电子迁移率晶体管技术,利用Cree CGH40010管芯大信号模型并结合ADS2009U1软件,结合商用GaN管芯的自身特性,采用微带-电阻-微带-电容-微带的负反馈回路和整体负载牵引方法及宽带匹配网络,成功设计并实现了30～2 600 MHz超过6个倍频程的超宽带功率放大器.测试结果表明,该功率放大器的带内线性增益大于11.8 dB,线性增益平坦度小于±0.95 dB,输入回波小于-10.2 dB,1 dB压缩点输出功率大于36.5 dBm,功率附加效率大于22％,饱和时输出功率大于39.1 dBm,功率附加效率大于28％.该功率放大器在很宽的频带内有着平坦的增益,适用于对平坦度要求较高的超宽带系统中.     

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。     

小型化毫米波增益均衡器的仿真设计

采用混合集成技术的宽带毫米波接收前端,由于MMIC器件增益或插损在工作频带内存在起伏,导致组件输出增益平坦度较差,可采用增益均衡器来改善组件的平坦度。设计了吸收式的毫米波微带增益均衡器来补偿2级低噪放的增益不平坦度。介绍了增益均衡器的基本原理,利用仿真软件ADS构建电路模型,按步骤进行了优化设计。简要讨论了薄膜电阻的相关设计问题,采用薄膜电路的形式实现了小型化,并最终用HFSS进行了全波仿真验证,设计结果与实测值十分吻合。     

X波段宽带低差损功率均衡器的设计与实现

功率均衡器是改善微波系统幅度响应平坦度的一种有效的解决办法。文中研究了电阻加载谐振网络及其在宽带功率均衡器中的应用。利用ADS仿真软件对电阻加载宽带功率均衡器进行联合电磁仿真设计与优化,实现了X波段宽带低差损功率均衡器。均衡器在整个频带内均衡5 dB,输入输出驻波比均小于1.5∶1,最终测试结果与初始设计相吻合,满足了工程需要。结果表明,电阻加载均衡器适用于宽带功率均衡器的研制。     

超宽带低温接收机后级低噪声放大器设计

设计了一种用于超宽频低温接收机后级放大的宽带低噪声放大器,并给出了仿真和测试结果。该低噪声放大器采用三个单片级联,并在级间加入了均衡和衰减网络对增益进行修正,使增益平坦度得到很大改善,同时对噪声等指标影响较小。最终实现的低噪声放大器在1～9GHz 频率范围内,常温噪声系数优于2dB,增益大于35dB,平坦度小于3.5dB,输入输出驻波比小于2.5,输出1dB 压缩点功率大于10dBm。     

碲基掺铒光纤放大器增益均衡的数值模拟

针对宽带碲基掺铒光纤放大器(EDTFA)本征增益谱不平坦特性,研究了采用双级串连结构,并在两段光纤中间加入增益均衡滤波器来实现增益平坦.模拟结果显示,通过设计一定结构的滤波谱,在37信道同时输入的情况下,铒离子掺杂浓度为4000 ppm时,使1536～1608 nm范围带宽内的增益达到了24 dB左右,噪声指数小于5.5 dB,增益谱的不平坦度小于1 dB;铒离子掺杂浓度为6000 ppm时,使1536～1608 nm范围带宽内的增益达到了23.5 dB左右.噪声指数小于5 dB,增益谱的不平坦度小于1dB.优化后的级连EDTFA可以满足WDM系统的要求.     

6～18 GHz超宽带微带均衡器设计与实现

6～18GHz超宽带微波组件幅频特性起伏比较大,采用幅度均衡器可有效改善增益平坦度,使其满足指标要求。根据谐振理论和传输线理论进行了6～18GHz超宽带微带幅度均衡器设计。利用ADS和HFSS仿真,采用λ/4的开路微带线和薄膜电阻构成谐振频率可调、品质因数可调、带宽可调以及均衡量可调的谐振单元,同时增加适当的调节块对谐振频率进行微调,设计出满足指标要求的小尺寸样件,得到了所需的均衡曲线。实验表明,可以在这个频段上高效、准确、灵活地设计出所需均衡器。     

225MHz～512MHz宽带功放设计与仿真

根据宽带功放的设计原理,采用平衡式结构,负反馈技术,稳定化技术,传输线变压器以及微带混合匹配电路设计出了一款宽带功率放大器。用ADS对其进行优化仿真,通过分析仿真结果,可以看出在225 MHz～512 MHz频段内,放大器功率增益可达到23 dB,增益平坦度小于1.1 dB,理想情况下输入输出驻波比达到1∶1,并具有良好的稳定性。     

基于前馈结构的宽带高线性低噪声放大器

设计制作了一款工作频率范围为0.5~30.0 MHz的短波宽带高线性低噪声放大器。采用前馈法线性化技术实现了放大器的高线性与低噪声,其中主放大器采用平衡式结构线性化技术大幅改善了放大器的二阶失真。由于主放大器和辅助放大器均采用Gain Block MMIC放大器,使得该放大器的物理尺寸为40 mm×25 mm,从而实现了小型化。测试结果表明,该放大器在0.5~30.0 MHz约5.9个倍频程的工作频率范围内实现了增益为12 dB,增益平坦度为0.35 dB,最大噪声系数为3.2 dB,输出三阶截点大于55 dBm,输出二阶截点大于100 dBm。     

1MHz～40GHz超宽带分布式低噪声放大器设计

为满足宽带系统中低噪声放大器(LNA)宽带的要求,采用0.15μm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,设计了两款1 MHz^40 GHz的超宽带LNA,分别采用均匀分布式放大器结构及渐变分布式放大器结构,电路面积分别为1.8 mm×0.85 mm和1.8 mm×0.8 mm。电磁场仿真结果表明,1 MHz^40 GHz频率范围内,均匀分布式LNA增益为15.3 dB,增益平坦度为2 dB,噪声系数小于5.1 dB;渐变分布式LNA增益为14.16 dB,增益平坦度为1.74 dB,噪声系数小于3.9 dB。渐变分布式LNA较均匀分布式LNA,显著地改善了增益平坦度、噪声性能和群延时特性。     

Wideband HEMT MMIC low-noise amplifier with temperaturecompensation

A wideband low-noise pseudomorphic HEMT MMIC variable-gain amplifier has been designed and fabricated. The amplifier has a nominal gain of 13 dB across the band 2-20 GHz, with gain flatness better than ±0.4 dB. The noise figure is less than 3 dB across the band 6-16 GHz. An on-chip temperature-sensing diode is used to provide a linear temperature correction which has been used to reduce the gain variation of the amplifier by a factor of 2 across the temperature range -50°C to +95°C     

X波段低噪声放大器模块

报道了自行设计并研制成功的X波段低噪声放大器(LNA)模块,提出了调整模块增益平坦度的有效方法,即在两级放大器之间设计多个并联谐振回路,使其在带外低频段产生不同的谐振点来衰减低频段的增益,同时拉低带内低频端的增益,再用谐振回路中的串并联电阻调整增益压缩的大小,从而使工作频带内增益平坦.利用这种方法研制的模块最终测试结果为:增益平坦度≤±0.34dB,噪声系数≤1.84dB,增益＞35dB,模块性能完全符合设计要求.     

基于反馈技术的宽带低噪声放大器的设计

介绍了宽带放大器的设计方法和负反馈技术。选用增益高、噪声小的高电子迁移率晶体管（HEMT）ATF54143,利用负反馈和宽带匹配技术,设计制作了一个高增益低噪声放大器,并借助于安捷伦公司的微波电路仿真软件ADS进行仿真和优化。测试表明,在50-300 MHz的频率范围内,低噪声放大器的增益大于22 dB,平坦度小于±0.3 dB,噪声系数小于1.25,输入驻波小于1.4,输出驻波小于1.3。     

A DC-11.5 GHz Low-Power, Wideband Amplifier Using Splitting-Load Inductive Peaking Technique

A DC-11.5 GHz low-power amplifier is developed in commercial 0.13 mum, CMOS technology. This amplifier design is based on a three-stage shunt-feedback inverter-configuration with splitting load inductive peaking technique. The peaking inductor is placed at the gate of the nMOS to compensate gain roll-off of the inverter stage and extend its operating bandwidth. This amplifier achieves a gain flatness of 13.21 dB from dc to 11.5 GHz with I/O return losses better than 17 dB at a power consumption of 9.1 mW. The measured noise figure is less than 5.6 dB between 1-11 GHz. The output P1 dB is 8 dBm and input third-order intercept point is 10 dBm. The total chip size is 0.34 mm² including all testing pads, with a core area of only 0.08 mm².     

微型封装P波段低噪声场效应管放大器

介绍了 0 .5～ 1 .0 GHz微波微封装低噪声场效应管放大器的研制。采用负反馈的设计原理 ,利用 Serenade软件进行了 CAD设计。主要指标为 :工作频率 0 .5～ 1 .0 GHz,增益≥ 2 5 d B,增益平坦度≤± 0 .5 d B,驻波比≤ 2 .0∶ 1 ,噪声系数≤ 1 .0 d B,封装形式 TO- 8F。     

0.1～2.8GHz超宽带低噪声放大器的研制

选用噪声较小、增益较高且工作电流较低的放大管ATF55143,利用两种负反馈和宽带匹配技术,结合ADS软件的辅助设计,研制出宽带低噪声放大器。在0.1～2.8GHz范围内,其增益大于30dB,平坦度小于±1.3dB,噪声系数小于1.45dB,工作电流小于60mA,驻波比小于1.8。该放大器成本较低,体积较小,可应用于各种微波通讯领域。     

超低噪声K波段放大器仿真设计

介绍了一种超低噪声K波段放大器的设计方法,以高电子迁移率晶体管为基础,采用3级放大拓扑结构,提出了一种改进型的负反馈网络,较好地改善了电路的增益平坦度。利用Agilent公司的微波电路CAD（计算机辅助设计）软件ADS2006对电路原理图及版图进行了仿真设计,最终实现了在工作频段19．5GHz～21．5GHz内,噪声系数小于1．5dB、增益大于30dB的优异电性能。     

基于改进的垂直型同轴微带转换的Ku频段平衡低噪声放大器

提出了一种垂直型同轴微带转换的宽带补偿方法,并应用于一款Ku频段平衡低噪声放大器(LNA)的研制。放大器包含波导同轴转换、同轴微带转换、由2级pHEMT 管芯及分支线耦合桥组成的前级放大器以及由MMIC 放大器实现的后级放大器。在13.5 ~14.5 GHz 频率范围内,2 批次累计55 套低噪声放大器的噪声系数小于1.5 dB、增益分布在44.5 ~46.5 dB之间,增益平坦度小于0.6 dB,批次间性能一致性良好。