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.     

X波段平衡式限幅低噪声放大器MMIC

为满足接收机的小型化需求,基于GaAs赝配高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺设计了一款用于8～12 GHz的平衡式限幅低噪声放大器(LNA)单片微波集成电路(MMIC)。将Lange电桥、限幅器、LNA集成在同一衬底上,Lange电桥采用异形设计,芯片比传统尺寸降低30%以上;限幅器级间采用电感匹配结构,提升MMIC的工作带宽;LNA采用并联负反馈、源极电感负反馈以及电流复用拓扑结构,实现超低功耗和良好的稳定性。芯片采用整体最优化设计,在片测试结果表明,在工作频带内,限幅LNA MMIC芯片的增益为(25±0.2)dB(去除1 dB斜率),噪声系数小于1.6 dB,总功耗小于100 mW,耐功率大于46 dBm,该芯片尺寸为2.8 mm×2.4 mm,充分体现了集成工艺的性能和尺寸优势。     

L波段平衡式低噪声放大器的设计

文章介绍了一种在一点多址微波通信设备中应用的Ｌ波段平衡式低噪声放大器的设计。采用廉价的ＰＣＢ工艺，将所有电路制作于同一声电路板的同一面上，放大器可在任何端接阻抗下，保持良好的稳定性，具有噪声系数低，生产调试方便，成本低，可靠性高的特点。     

一种S波段平衡式限幅低噪声放大器的设计

介绍了一种小型化平衡式限幅低噪声放大器。该放大器采用Lange桥平衡结构,在实现低噪声的同时,保证了小电压驻波比;在3.0～3.5GHz频带内,噪声系数小于1.3dB,输入输出驻波系数小于1.3,增益大于27dB,平坦度±0.6dB以内,输出1dB压缩点大于12dBm。该放大器能够承受最大5W的连续波功率输入,且大功率输入时的驻波系数小于1.3。     

S 波段 GaAs 超低噪声限幅低噪声放大器芯片的研制

本文将限幅器嵌入到了低噪声放大器的输入级匹配电路,使得整体限幅放大电路的噪声系数为低噪声放大器的最小噪声系数而不需再加上限幅器的损耗,从而有效降低了整体限幅低噪声放大器的噪声系数。 在此基础上,设计并实现了一款 S 波段限幅低噪声放大器芯片,实现了超低噪声与高耐功率的性能。 测试结果表明,该款芯片在目前相近频段所有限幅低噪声放大器产品中噪声系数最小。 在2. 7 GHz~ 3. 5 GHz 工作频带内,实测噪声系数 NF≤0. 85 dB,增益≥29 dB,带内增益平坦度≤±0. 3 dB,静态工作电流≤25 mA,1 dB 压缩点输出功率≥8 dBm。 在耐功率50 W(250 μs 脉宽、25%占空比)下试验 30 min 后不烧毁,恢复到常温时,噪声几乎无变化。 芯片尺寸为 3 450 μm×1 600 μm×100 μm。     

X波段GaN MMIC低噪声放大器设计

采用SiC衬底0.25 μm AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺,研制了一款X波段GaN单片微波集成电路(MMIC)低噪声放大器(LNA).放大器采用三级级联拓扑,第一级采用源极电感匹配,在确保良好的输入回波损耗的同时优化放大器噪声系数;第三级采用电阻电容串联负反馈匹配,在尽量降低噪声系数的前提下,保证良好的增益平坦度、输出端口回波损耗以及输出功率.在片测试表明,在10 V漏级电压、-2 V栅极电压偏置下,放大器静态电流为60 mA,8～12 GHz内增益为22.5 dB,增益平坦度为±1.2 dB,输入输出回波损耗均优于-11 dB,噪声系数小于1.55 dB,1 dB增益压缩点输出功率大于11.9 dBm,其芯片尺寸为2.2 mm×1.1 mm.装配测试表明,噪声系数典型值小于1.6 dB,可承受33 dBm连续波输入功率.该X波段GaN低噪声放大器与高功率放大器工艺兼容,可以实现多功能集成,具有广阔的工程应用前景.     

小型化R波段限幅低噪声放大器设计

设计了一种小型化限幅低噪声放大器。采用Lange桥平衡结构,在实现低噪声的同时,得到较小的输入输出电压驻波比。采用集总参数和分布参数元件,实现了各级匹配。该小型化限幅低噪声放大器工作在R波段(2.1~2.5 GHz),噪声系数低于1 dB,输入输出驻波系数小于1.4,增益大于31 dB,带内增益波动只有±0.2 dB。通过SP2D开关实现两路输出,输出隔离度大于42 dB。     

小型化R波段限幅低噪声放大器设计

设计了一种小型化限幅低噪声放大器。采用Lange桥平衡结构,在实现低噪声的同时,得到较小的输入输出电压驻波比。采用集总参数和分布参数元件,实现了各级匹配。该小型化限幅低噪声放大器工作在R波段(2.1~2.5GHz),噪声系数低于1dB,输入输出驻波系数小于1.4,增益大于31dB,带内增益波动只有±0.2dB。通过SP2D开关实现两路输出,输出隔离度大于42dB。     

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。     

S波段限幅低噪声放大器相位一致性的研究

对有源相控阵雷达Ｔ／Ｒ单元中的限幅低噪声放大器部件的相移特性进行了研究。对影响相位一致性的因素进行制约，并采用特殊的设计方法得到了性能良好的低噪声放大器及限幅器。     

S波段平衡式低噪声放大模块及幅相一致性研究

为适应微波集成电路向高性能、高可靠、多功能、小型化及低成本方向的发展趋势,介绍了一种具有限幅、开关功能的S波段平衡式低噪声放大模块,该模块利用微波薄膜混合集成电路工艺和多芯片微组装一体化集成技术.阐述了其小体积、管壳化设计.着重从三个方面对影响该放大模块幅度、相位一致性的原因进行了分析和探讨,提出了在批量化生产过程中控制幅相一致性的几点措施,给出了随机抽测的5只样品详细测试结果.该模块外形尺寸为20 mm×14 mm×5 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.     

基于ADS的通信设备低噪声放大器改进设计与仿真

介绍接收机前端的低噪声放大器(LNA)对于整个通信设备的接收机系统灵敏度的影响,利用ADS软件对接收机低噪声放大器进行改进设计,重点阐述了采用Smith圆图和微带线进行输入输出阻抗的匹配.通过仿真结果可以看出,利用ADS进行低噪声放大器的设计符合预期指标,对工程实际放大器设计提供参考价值.     

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。     

5～13 GHz GaAs限幅低噪声放大器MMIC

基于0.15 μm GaAs pin二极管和GaAs PHEMT工艺,设计并实现了一款5～13 GHz限幅低噪声放大器(LNA)单片微波集成电路(MMIC).该MMIC中限幅器采用三级反向并联二极管结构,优化了插入损耗和耐功率性能;LNA采用两级级联设计,利用负反馈和源电感匹配,在宽带下实现平坦的增益和较小的噪声;限幅器和LNA进行一体化设计,实现了宽带耐功率和低噪声目标.测试结果表明,在5～13GHz内,该MMIC的小信号增益大于20 dB,噪声系数小于1.8 dB,耐功率大于46 dBm(2 ms脉宽,30％占空比),总功耗小于190 mW,芯片尺寸为3.3 mm×1.2 mm.限幅LNA MMIC芯片的尺寸较小,降低了组件成本,同时降低了组件装配难度,提高通道之间的一致性.     

大功率平衡式限幅开关设计

基于半有源式限幅器模型,研究了大功率平衡式限幅开关在小信号时的性能。介绍了该限幅开关的基本原理,设计并进行实物加工。测试结果表明,在32~36GHz频段内,限幅开关小信号插损小于7.9dB,最小插损为6.7dB,输入输出驻波比小于1.72∶1,当输入的连续波功率为1 W时,限幅开关输出功率小于11.6dBm,两输出通道之间的隔离度大于30dB。     

基于ADS的S波段平衡式宽带低噪声放大器设计

针对宽带雷达接收前端的应用,基于ADS软件设计了一种S波段平衡式宽带低噪声放大器。在软件仿真中使用晶体管的Spice模型,在确定直流工作点后进行输入端的最小噪声阻抗匹配和输出端的最大增益阻抗匹配,最后给出了仿真结果和版图设计。同时采用新型S波段90°宽带功分器用于平衡式LNA的电路,大大提高了放大器的电性能,显著减小了整个电路的尺寸。在此将原理图一版图联合仿真用于LNA的设计优化,将整个电路作为一个模型进行EM分析,得出了一个可以比原理图仿真更接近实际电路的结果,同时有效提高了产品的研发效率,缩短小了研制周期。     

S波段低噪声放大器仿真设计

介绍了S波段低噪声放大器(LNA)的设计原理,分析了影响放大器稳定性、噪声系数、功率传输的主要因素,运用Agilent公司的EDA软件ADS仿真设计了两级级联结构的放大器。仿真结果表明放大器在2150～2 400MHz的频率范围内,噪声系数<0.5dB,输入驻波比<1.4,输出驻波比<1.14,增益为(26.2±0.5)dB,并且在全频带内无条件稳定。     

S波段低噪声放大器CAD设计

介绍了S波段低噪声放大器 (LNA)的设计原理 ,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。与以往同类文章有很大不同 ,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软件仿真计算 ,最后给出工作带宽为 2 .0～ 4.0GHz、增益G >2 2dB、噪声系数NF <0 .7dB的两极低噪声放大器的仿真结果和最终的微带电路