微波宽带放大器的设计与EDA仿真

主要描述了在EDA条件下,6~18GHz的中功率宽带微波放大器的设计方法,并根据小信号S参数拟舍出其在特定工作条件下的小信号模型参数。通过利用微波电路EDA软件Serenade对其进行了线性仿真和优化:实验证明:在平坦度小于2.5dB的情况下:放大器功率增益可达到24dB,并具有较好的输入输出驻波比。     

雷达中频放大器的线性对数双特性设计

雷达数字中频接收机需要一个线性中频预放大电路和一个监测用的对数中频放大器。采用射频变压器形成输入匹配网络,采用高性能低噪声宽带差分放大器AD8350作为线性放大器件,采用双调谐回路作为选频网络,采用魔T电路构成功率分配网络,采用高动态范围宽带对数放大器AD8309作为对数放大器件,设计了一个兼具线性和对数特性的中频放大器。实验表明,该放大器中频输入输出阻抗50Ω,中心频率30 MHz,带宽4 MHz。线性通道增益为18 dB,输出动态范围达98 dB(1 dB压缩点-90 dBm和+8 dBm)。对数通道中,在输入功率为-68 dBm～-8 dBm时,对数放大器输出电压范围对应为0.19 V～2.06 V。     

宽带限幅低噪声放大器设计

设计并制作了一款L-S波段宽带限幅低噪声放大器。测试结果表明,该放大器在1~3GHz工作频带内最大噪声系数NF≤1.4dB,增益≥29dB,带内增益平坦度≤±0.6dB,输入输出驻波比≤1.5,在大功率占空比为10%、脉冲功率100W下正常工作。经过验证该放大器工作性能良好可靠。     

SiGe HBT低噪声放大器的设计与制造

该文设计和制作了一款单片集成硅锗异质结双极晶体管(SiGe HBT)低噪声放大器(LNA)。由于放大器采用复合型电阻负反馈结构,所以可灵活调整不同反馈电阻,同时获得合适的偏置、良好的端口匹配和低的噪声系数。基于0.35 m Si CMOS平面工艺制定了放大器单芯片集成的工艺流程。为了进一步降低放大器的噪声系数,在制作放大器中SiGe器件时,采用钛硅合金(TiSi2)来减小晶体管基极电阻。由于没有使用占片面积大的螺旋电感,最终研制出的SiGe HBT LNA芯片面积仅为0.282 mm2。测试结果表明,在工作频带0.2-1.2 GHz内,LNA噪声系数低至2.5 dB,增益高达26.7 dB,输入输出端口反射系数分别小于-7.4 dB和-10 dB。     

2.0～3.5 GHz单路宽带低噪声放大器

使用微波仿真软件ADS设计了一款用于2.0³.5 GHz无线通信的宽带低噪声放大器。匹配网络采用微带线,减小了分立元件的寄生效应。详细阐述了提高放大器稳定性的方法,实现了PHEMT放大器在全频段的稳定性,并分析了源极反馈电感对放大器性能的影响。在2.03.5 GHz无线通信的宽带低噪声放大器。匹配网络采用微带线,减小了分立元件的寄生效应。详细阐述了提高放大器稳定性的方法,实现了PHEMT放大器在全频段的稳定性,并分析了源极反馈电感对放大器性能的影响。在2.0³.5 GHz频段内,放大器增益为12 dB左右,增益平坦度为0.23 dB,最大噪声系数为2.8 dB,输入输出驻波比小于2,三阶输出截点值OIP3大于35.5 dBm。设计的放大器可以用于无线通信的前段中。     

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。     

DC-40 GHz光通信系统用GaAs PHEMT驱动放大器。

利用0.2μmGaAsPHEMT工艺研制了40Gb/s光通信系统中的光调制器驱动放大器。该放大器芯片采用有源偏置的七级分布放大器结构,工作带宽达到40GHz,输入输出反射损耗约-10dB,功率增益14dB,功耗700mW,最大电压输出幅度达到7V。两级芯片级连后,功率增益约27dB,在40Gbit/s速率下得到清晰的眼图。     

基于ATF54143的微波LNA设计与实现

本论文采用ADS2011仿真软件,使用Avago公司的ATF54143晶体管作为主要器件,设计了频率范围为2.35~2.45GHz、中心频率为2.4GHz的LNA,其性能指标为:噪声系数1dB,增益13dB,输入输出驻波比2,基本上达到了预期的效果。设计过程分为四步。第一步是在明确放大器的性能指标后选择晶体管,然后进行直流偏置电路的设计。第二步是放大器的稳定性分析与设计。第三步就是放大器电路的输入和输出匹配。输入匹配电路以最小噪声系数来匹配网络,输出匹配电路以最大增益来匹配网络。第四步就是电路设计完成之后进行电路的优化和改进,以达到放大器的设计目标。最后是画原理图和采用Altium Design软件完成电路的PCB版图制作、电路调试以及实物制作。     

一款基于0.13μm CMOS工艺,0.1 GHz～18 GHz采用双反馈和噪声消除技术的低噪声放大器设计

介绍一款1.2 V0.1 GHz～18GHz超带宽级联型低噪声放大器.该LNA采用反馈网络来简化超宽带匹配并且不导致振荡.引入反相器结构作为第二级从而实现噪声消除.同时采用了感性尖峰技术来拓展带宽,所采用电感占用较小面积.带内噪声指数小于4 dB,输入输出反射系数均优于-10 dB.最大,最小正向增益分别为15.34 ...     

具有增益均衡功能的新型宽带MMIC放大器

由于行波管"山丘状"功率增益特性需要补偿,提出了具有增益均衡功能的新型宽带单片放大器结构。利用FET作可调元件的嵌入式低损无源滤波网络实现了增益均衡功能。设计中采用了有别于传统的分布放大器形式,选择了高效率高增益级联型单级分布放大器结构。研制出的嵌入增益均衡滤波网络的三级级联型单级分布放大器,在6～14GHz频带范围内,仅使用5个0.25×120μmp HEMT,小信号增益15.5±1.3dB;输入输出反射损耗<-10dB;NF<8dB;频带中部引入的电调衰减幅度超过7dB。芯片面积为2.48mm×1.25mm。验证了此新型电路结构的可行性。     

一种无电感超宽带低噪声放大器的设计

基于Jazz 0.35 μm SiGe工艺,设计了一款工作在3～10 GHz频带范围内的超宽带低噪声放大器.该放大器采用电阻负反馈结构,并在发射极并联电容,以补偿晶体管高频增益的下降.仿真结果显示,在整个工作频带内,放大器的增益在22.3 dB以上,平坦度保持在1 dB以内,噪声系数在3.7 dB到4.6 dB之间,输入输出反射系数(S_(11)及S_(22))均在-12 dB以下.整个设计最大的优点是没有用到片上电感,使得芯片面积大大缩小,对于商业应用具有极大的吸引力.     

宽频带低噪声放大器的设计

随着光纤通信、卫星通信向着宽频带方向发展,要求放大器的带宽也就越来越宽。文中设计了一种低噪声放大器,该放大器具有较低的噪声系数,同时工作频带较宽。增益平坦度在工作频段内控制在约1 dB,另外该低噪声放大器的输入输出匹配和稳定性良好。     

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。     

8～18 GHz微波低噪声放大器的设计与实现

采用平衡式结构设计了微波宽带低噪声放大器,测试结果:在频率为8～18GHz的宽带内增益大于30dB,增益平坦度小于3dB,噪声系数小于2.0dB,输入输出驻波比小于2.5,1dB压缩点输出功率为15.8dBm。该放大器制作在氧化铝陶瓷基板上。     

2—20GHz砷化镓行波放大器

本文介绍了增益响应平坦、工作在2-20GHz的单级和两级砷化镓行波放大器。该放大器单片集成在0.1毫米厚的砷化镓衬底上,输入输出线的阻抗均为50欧姆。衬底上还包括完整的栅极和漏极的偏置电路。将这种放大器级联后,在2—20GHz范围内,增益为30dB,噪声系数为9±1dB。     

一种dB线性数字控制可变增益放大器的设计

设计了一种dB线性增益的数字控制可变增益放大器。以二极管做负载的全差分输入共源极放大器为原型,通过同时同比例地改变输入输出晶体管尺寸比和偏置电流比来控制增益变化,使输入输出晶体管的电流密度保持一恒定值,提高了电路在低增益时的线性度。电路采用NEC 0.35μm CMOS标准工艺库进行设计。仿真结果表明,dB线性增益范围为-11.85dB到11.64dB,增益误差小于0.5dB。增益为-11.85dB时,其1-dB压缩点达到8.35dBm,-3dB增益带宽大于62MHz,并且随设定的增益值在62MHz和240MHz之间变化。     

应用于无线传感器网络的低噪声放大器设计

给出一种基于SMIC0.13μm RFCMOS工艺、应用于无线传感器网络2.4GHz的低噪声放大器设计。设计目标为在2.43GHz的中心频率下带宽为120MHz,并且增益分为高20dB、中10dB及低0dB三档可调。电路采用功率和噪声优化技术,输入端采用片外电感匹配,输入输出都匹配到50Ω阻抗。在Cadence Spectre仿真环境下的后仿真结果表明:高增益时S21为21.2dB而噪声系数为0.5dB,S11为-29.8dB,S22为-20.7dB。电路在1.2V电源电压下的工作电流约为6mA。     

0.6 μm CMOS分布式放大器设计

采用了国内0.6μm标准CMOS工艺设计实现了一种单片集成的分布式放大器。放大器采用四级级联结构,单元电路采用管联(cascode)结构以提高隔离度。在输入输出端50Ω匹配情况下,测试得到的频带宽度为0.1~4.0 GHz,增益为5.0±1.0 dB,输入输出的回波损耗分别小于-10 dB和-7 dB。在5 V供电下功耗约为110 mW。     

3～10GHz SiGe HBTs超宽带低噪声放大器的设计

根据UWB(Ultra-wideband)无线通信标准.提出了一款超宽带低噪声放大器并进行了设计.该放大器选用高性能的SiGe HBTs,同时采用并联和串联多重反馈的两级结构,以达到超宽频带、高增益、低噪声系数以及良好的输入输出匹配的目的.仿真结果表明,放大器在3-10 GHz带宽内,增益.S21高达21 dB,增益平坦度小于1.5 dB,噪声系数在2.4～3.3 dB之间.输入输出反射系数(S11和S22)均小于-9 dB,并且在整个频带内无条件稳定.所有结果表明该LNA性能良好.     

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。