2～18 GHz GaAs超宽带低噪声放大器MMIC

基于90 nm GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺设计并制备了一款2～18 GHz的超宽带低噪声放大器(LNA)单片微波集成电路(MMIC)。该款放大器具有两级共源共栅级联结构，通过负反馈实现了超宽带内的增益平坦设计。在共栅晶体管的栅极增加接地电容，提高了放大器的高频输出阻抗，进而拓宽了带宽，提高了高频增益，并降低了噪声。在片测试结果表明，在5 V单电源电压下，在2～18 GHz内该低噪声放大器小信号增益约为26.5 dB,增益平坦度小于±1 dB,1 dB压缩点输出功率大于13.5 dBm,噪声系数小于1.5 dB,输入、输出回波损耗均小于-10 dB,工作电流为100 mA,芯片面积为2 mm×1 mm。该超宽带低噪声放大器可应用于雷达接收机系统中，有利于接收机带宽、噪声系数和体积等的优化。     

2～4GHz MMIC低噪声放大器

采用中国电子科技集团公司第十三研究所的GaAs PHEMT低噪声工艺,设计了一款2~4 GHz微波单片集成电路低噪声放大器(MMIC LNA)。该低噪声放大器采用两级级联的电路结构,第一级折中考虑了低噪声放大器的最佳噪声和最大增益,采用源极串联负反馈和输入匹配电路,实现噪声匹配和输入匹配。第二级采用串联、并联负反馈,提高电路的增益平坦度和稳定性。每一级采用自偏电路设计,实现单电源供电。MMIC芯片测试结果为:工作频率为2~4 GHz,噪声系数小于1.0 dB,增益大于27.5 dB,1 dB压缩点输出功率大于18 dBm,输入、输出回波损耗小于-10 dB,芯片面积为2.2 mm×1.2 mm。     

0．35μm SiGe BiCMOS 3．1～10．6GHz超宽带低噪声放大器

基于AMS 0.35 μm SiGe BiCMOS工艺,设计了一种应用于3.1～10.6 GHz频段的超宽带低噪声放大器;采用多个反馈环路,实现超宽带范围内的阻抗匹配以及低噪声性能;详细分析了匹配电路的特性.在片测试结果表明,在工作频带内,电路增益S21达到14 dB,增益波动小于2 dB;输入回波损耗S11小于-10 dB;噪声系数NF小于3.5 dB.电路采用3 V供电,功耗为30 mW.     

一种应用于脉冲超宽带接收机的高增益LNA

基于SMIC 0.13 μm CMOS工艺,设计了一种应用于脉冲超宽带无线通信系统接收机的高增益低噪声放大器(LNA)。该LNA工作在6~9 GHz频段,单端输入,差分输出,采用电容交叉耦合与电流复用技术提高了增益,实现了低功耗性能。仿真结果表明,LNA电路工作在7.5 GHz中心频率时,增益高达46 dB,噪声系数为3.05 dB,输入端回波损耗为－12.5 dB,输出端回波损耗为－16.7 dB,在1.2 V电源供电下的核心消耗功耗为16 mW,核心电路面积仅为0.5 mm²。     

0.2 GHz～3.2 GHz超宽带低噪声放大器的研制

为了降低接收前端的噪声,设计并制作一种超宽带低噪声放大器。基于负反馈技术和宽带匹配技术,利用Avago ATF-54143 PHEMT晶体管设计了放大器电路。运用ADS2009对重要指标进行仿真及优化。实测结果表明,在0.2 GHz～3.2 GHz这4个倍频程的超宽带范围内,增益大于24 dB,增益平坦小于±2 dB。在0.2 GHz～2GHz内,噪声系数（NF）小于1.2 dB;在2 GHz～2.6 GHz内,NF〈1.5 dB;在2.6 GHz～3.2 GHz内,NF〈2 dB。该放大器性能良好,满足工程应用要求,可用于通信系统的接收机前端。     

宽带低噪声放大器单片微波集成电路

从行波放大器设计理论出发,研制了一款基于低噪声GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺设计的2~20 GHz单片微波集成电路(MMIC)宽带低噪声放大器。该款放大器由九级电路构成。为了进一步提高放大器的增益,采用了一个共源场效应管和一个共栅场效应管级联的拓扑结构,每级放大器采用自偏压技术实现单电源供电。测试结果表明,本款低噪声放大器在外加+5 V工作电压下,能够在2~20 GHz频率内实现小信号增益大于16 dB,增益平坦度小于±0.5 dB,输出P-1 dB大于14 dBm,噪声系数典型值为2.5 dB,输入和输出回波损耗均小于-15 dB,工作电流仅为63 mA,低噪声放大器芯片面积为3.1 mm×1.3 mm。     

用于GPS接收机的130 nm PD-SOI低噪声放大器

基于130 nm PD-SOI工艺,设计了一种用于GPS接收机射频前端的单片低噪声放大器(LNA)。利用SOI工艺特有的低噪声特性,降低了衬底耦合到电路的噪声。采用单独的带隙基准源和LDO为低噪声放大器供电,降低了电源纹波和高频噪声对放大器噪声性能的影响。测试结果表明,在3.3 V电源电压、1.575 GHz工作频率下,该LNA的噪声系数仅为1.49 dB,增益为13.7 dB,输入回波损耗S11、输出回波损耗S22均小于-15 dB,输入P1 dB为-13 dBm,IIP3为-0.34 dBm。     

一种采用新型复合沟道GaN HEMTs低噪声分布式放大器

设计研制了一种新型的低噪声分布式放大器,采用了栅长为1μm的低噪声复合沟道Al0.3Ga0.7N/Al0.05Ga0.95N/GaN HEMT (CC-HEMT). 给出了低噪声分布式放大器的仿真和测试结果. 测试结果显示低噪声分布式放大器在2~10GHz频率范围内,输入和输出端口驻波比均小于2.0,相关增益大于7.0dB,带内增益波纹小于1dB . 在2~6GHz频率范围内,噪声系数小于5dB;在2~10GHz频率范围内,噪声系数小于6.5dB; 测试结果与仿真结果较吻合.     

3.6~4.7GHz低噪声放大器

以一种经典的窄带低噪声放大器结构为基础,分析级联放大器的S参数,通过优化元件参数,获得了一种在3.6~4.7 GH z范围内具有低输入回波损耗、低噪声系数的放大器。采用标准的0.18μm RF CM O S工艺进行了设计和实现。芯片面积为0.6 mm×1.5 mm。测试结果表明:在3.6~4.7 GH z的范围内,该宽带低噪声放大器输入回波损耗小于-14 dB;噪声系数小于2.8 dB,增益大于10 dB。在1.8 V电源下功耗约为45 mW。     

0.5～3.3GHz超宽带低噪声放大器设计

选用Agilent公司的PHEMT晶体管ATF-54143,基于负反馈技术,设计了一种超宽带低噪声放大器.其匹配网络是由微带与集总元件共同组成,使用ADS2009对整个电路进行优化设计.在0.5～3.3 GHz的超宽带频率范围内,低噪声放大器增益大于25 dB,增益不平坦度为1.5,噪声系数不大于2 dB.可用相对介电常数为9.2、厚度为1 mm的介质基板实现该放大器,可应用于各种微波通信领域.     

基于ADS宽带微波低噪声放大器设计与仿真

文章主要研究低噪声放大器在宽频带范围内增益平坦度低、阻抗匹配差的问题。选用Avago公司生产的具有高动态范围和低噪声特性的PHEMT器件ATF-38143晶体管,采用自给偏置共源,负反馈结构,基于ADS仿真设计完成一款两级级联的宽带低噪声放大器。该放大器利用源极串联反馈电感和输入端接双支节微带线的匹配方法。仿真结果显示放大器在1.0～3.0 GHz的频带范围内,输入输出回波损耗均小于-10 dB;系统稳定性因子K> 1;噪声系数为(1.6±0.4)dB;最大增益为26.5 dB,增益平坦度缩小到±0.5 dB。     

2～8 GHz超宽带低噪声放大器设计

文中设计并实现一款适用于S波段和C波段(2～8 GHz)的超宽带低噪声放大器(LNA)。该低噪声放大器选用三菱公司InGaAs HEMT晶体管MGF4941AL,采用并联负反馈的三级级联放大结构,有效提高了增益和带内匹配。三级电路均采用电阻自偏压方式实现单电源供电,并且加入了正电延时模块确保晶体管正常工作。测试结果表明,在2～8 GHz频率范围内,输入反射系数S_(11)和输出反射系数S_(22)分别小于-8.5 dB和-7.7 dB,正向增益S_(21)大于21 dB,噪声系数小于3.6 dB。     

3.1～5.2GHz超宽带可变增益低噪声放大器设计

低噪声放大器是超宽带接收机系统中最重要的模块之一,设计了一种可应用于3.1～5.2GHz频段超宽带可变增益低噪声放大器。电路输入级采用共栅结构实现超宽带输入匹配,并引入电流舵结构实现了放大器的可变增益。仿真基于TSMC 0.18μm RF CMOS工艺。结果表明,在全频段电路的最大功率增益为10.5dB,增益平坦度小于0.5dB,噪声系数小于5dB,输入反射系数低于-15dB,在1.8V电源电压下,功耗为9mW。因此,该电路能够在低功耗超宽带射频接收机系统中应用。     

用于5.8G网络的高增益低噪声放大器设计

设计了一款适用于5.8G网络的高增益低噪声放大器,采用两级低噪声放大器级联的形式提高放大器的增益参数,进行了放大器输入端、输出端和级间阻抗匹配。采用ATF-551M4作为核心器件,使用ADS软件实现放大器直流偏置电路设计、稳定性设计及阻抗匹配电路设计,并且进行了两级低噪声放大器的联合仿真以及PCB版图设计。测试结果表明在5.725～5.825 GHz的工作频率范围内,低噪声放大器的噪声系数小于1.1 dB,增益大于20 dB,输入输出回波损耗小于-10 dB。     

基于0.15mm GaAs PHEMT的具有可调增益控制的低噪声分布式放大器设计

基于0.15?m GaAs PHEMT工艺设计了具有九级增益单元的低噪声分布式放大器,一个可选的栅极偏置为放大器提供了10dB的可调增益控制。所设计的放大器采用了一种新的共源共栅结构以提高输出电压和带宽。测试结果表明该放大器在频带2~20GHz带宽内具有15dB的平均增益,带内增益平坦度为?1dB;噪声系数在2~20GHz频带内为2dB-4.1dB。放大器在1dB增益压缩点处输出功率为13.8dBm,显示了良好的线性特性。电源电压为5V时总的功率损耗为300mW,芯片面积为2.36?1.01 mm2。     

0.2μm GaAs PHEMT3.1~10.6GHz宽带低噪声放大器设计

采用OMMIC公司提供的0.2μm GaAs PHEMT工艺(fT=60 GHz)设计并实现了一种适用于宽带无线通信系统接收前端的低噪声放大器。在3.1~10.6 GHz的频带内测试结果如下:最高增益为13 dB;增益波动<2dB;输入回波损耗S11<-11 dB;输出回波损耗S22<-16 dB;噪声系数NF<3.9 dB。5 V电源供电,功耗为120mW。芯片面积为0.5 mm×0.9 mm。与近期公开发表的宽带低噪声放大器测试结果相比较,本电路结构具有芯片面积小、工作带宽大、噪声系数低的优点。     

Ka频段单片低噪声放大器设计

设计了一个Ka频段低噪声放大器MMIC,该芯片采用两级放大的结构,通过调节有源器件几何尺寸(栅宽和叉指数)和源极串联负反馈,减小最佳噪声匹配点(Γo)和共轭匹配点(S1*1)之间的距离,使低噪声放大器同时获得最佳噪声匹配和共轭匹配。另一方面,在源极引入串联负反馈可提高放大器的稳定性。该放大器采用商用的0.18μm pHEMT工艺制造,芯片面积为1.4×0.9mm2。把该芯片安装在测试电路上进行测试,在29~33GHz频率范围内,实现增益大于10dB,30GHz处噪声系数约为2.3dB。     

超宽带低噪声放大器仿真设计

采用负反馈技术和集总参数匹配技术,选用VMMK-1218低噪声E-PHEMT晶体管,利用ADS进行仿真优化,设计了一种微波超宽带低噪声放大器。仿真结果显示,在0.5~4.5GHz范围内,放大器增益大于14.2 dB,平坦度小于1.1 dB,噪声系数小于0.85 dB,输入输出反射系数均小于-11 dB。设计结果可应用于各种宽带微波通信及雷达等领域。     

0.5um砷化镓pHMET工艺之低功耗2.5-5GHz低噪声放大器

本文利用0.5um砷化镓pHMET工艺设计并制造工作于2.5-5GHz的单片微波集成低噪声放大器。为了达到高的带宽,本文利用的宽带匹配及负反馈的技术。测试结果显示,在2.5-5GHz频率范围内,该放大器有最小2.4dB的噪声系数及17dB的增益,输入输出回波损耗均小于-10dB,并且功耗只有33mW。据作者所知,本文是0.5um pHEMT工艺下在相近的产品中具有最小的功耗。     

（英）D波段辐射计前端的设计与应用

设计了D波段直接检波式辐射计前端,主要包括D波段检波器模块、D波段低噪声放大器模块和D波段标准增益喇叭天线.基于商用零偏二极管HSCH-9161研制出D波段检波器,测试结果显示在D波段内,最高灵敏度接近1 600 mV/mW,当频率小于140 GHz时,灵敏度大于400 mV/mW,在大于140 GHz频段内,灵敏度优于120 mV/mW.基于自研D波段低噪声放大器芯片研制出D波段低噪放模块,测试结果显示最大增益为10.8 dB@139 GHz,在137~144 GHz频率范围内,增益大于7.8 dB,输入端回波损耗优于5 dB,输出端回波损耗优于8.5 dB.最终搭建D波段直接检波式辐射计前端进行成像实验验证.