卫星电视技术讲座 第四讲 卫星电视下变频器(高频头)的工作原理

1　卫星电视下变频器 (高频头 )的作用卫星电视低噪声下变频器又称为高频头 (也称卫星电视的室外单元 ) ,它是由微波低噪声放大器 ,微波混频器 ,第一本振和第一中频前置放大器组成 ,其框图如图 1所示。图 1　高频头的原理框图一般的卫星电视接收系统主要包括 :(1)天线 ;(2 )馈源 ;(3)低噪声下变频器 ,也称为高频头 (是由低噪声放大器与下变频器集成的组件 ) ,用ＬＮＢ表示 ;(4 )电缆线 ;(5)端子接头 ;(6 )卫星接收机 ;(7)电视接收机。卫星电视接收系统框图如图2所示。由于卫星电视接收系统中的地面天线接收到的卫星下行微波信号经过约 4 0 0…     

两种新的混合型微波放大器

最近,外刊上报导了两种新的混合型微波放大器,现将有关这方面的报导,加以综合介绍如下: 1.混合型场效应——双极晶体管放大器这种放大器兼有场效应晶体管低噪声和双极晶体管高增益的优点。通常放大器由几级构成,第一级用砷化镓微波场效应晶体管放大器,作为前置放大器,获得最低的噪声系数。而其余几级用双极晶体管放大器,在最佳的匹配条件下,获得足够高的增益。比如,由飞歌—福特公司设计的一个混合型放大器就是采用这种技术,其工作在3.7～4.2     

一种新颖的具有HEMT和GaAs MMIC的Ku波段低噪声放大器

本文介绍了一种具有高电子迁移率晶体管(HEMT)和砷化镓单片微波集成电路(GaAs MMIC)的Ku波段低噪声放大器。在11.7～12.2GHz频率范围内,该放大器的噪声系数小于1.9dB,相关增益大于27dB,输入和输出驻波比小于1.4。放大器第一级采用了HEMT和微波串联电感反馈技术,放大器未级采用了Ku波段GsAs MMIC。设计的关键是采用微波串联电感反馈方法同时获得最佳噪声和最小输入驻波匹配。放大器的输入端和输出端均为BJ-120波导。     

微波低噪声放大器

关于微波低噪声放大器,本文以使晶体管放大器的低噪声化的设计方法为中心,介绍各种低功率放大器及功率放大器的现状。微波低噪声放大器的现状图1就目前的各种微波放大器表示了它们的噪声系数及频率特性。双极晶体管放大器、隧道二极管放大器和参量放大器等是过去人们已热知的低电平工作的低噪声放大器,近几年来晶体管的性能惊人地提高,已出现了在4千兆赫下噪声系数3分贝左     

一种极低噪声高增益微波单片低噪声放大器

报道了一种用于卫星通讯系统,基于0.5μm栅长增强型赝配高电子迁移率晶体管的两级级联微波单片低噪声放大器.采用集总参数元件来缩小电路面积进而在整个芯片内完成阻抗匹配.在50Ω端口测试条件下,该低噪声放大器在3.5～4.3GHz频率范围内,噪声系数小于0.9dB,增益大于26dB,回波损耗小于-10dB.这是至今为止报道的增益高于20dB的低噪声放大器中具有最小噪声系数的微波单片低噪声放大器,它主要归因于采用具有优异噪声性能的增强型赝配高电子迁移率晶体管以及本文提出的源极串联电感结合漏极应用一个小的稳定电阻来减小输入匹配网络寄生电阻的电路结构.     

一种极低噪声高增益微波单片低噪声放大器

报道了一种用于卫星通讯系统,基于0.5μm栅长增强型赝配高电子迁移率晶体管的两级级联微波单片低噪声放大器.采用集总参数元件来缩小电路面积进而在整个芯片内完成阻抗匹配.在50Ω端口测试条件下,该低噪声放大器在3.5～4.3GHz频率范围内,噪声系数小于0.9dB,增益大于26dB,回波损耗小于-10dB.这是至今为止报道的增益高于20dB的低噪声放大器中具有最小噪声系数的微波单片低噪声放大器,它主要归因于采用具有优异噪声性能的增强型赝配高电子迁移率晶体管以及本文提出的源极串联电感结合漏极应用一个小的稳定电阻来减小输入匹配网络寄生电阻的电路结构.     

一种具有0.75dB噪声系数的2.3～2.4GHz单片集成低噪声放大器

报道了一种基于0.5μm赝配高电子迁移率晶体管工艺的两级级联结构的微波单片集成低噪声放大器。该低噪声放大器为光纤射频组网技术而研发,采用集总参数元件完成片上输入输出阻抗匹配,节省了芯片面积和成本。在50Ω端口测试条件下,该低噪声放大器在2.3².4GHz的频段内,噪声系数约为0.75dB,增益大于25dB,在3.3V的工作电压下消耗32mA的电流。与同频段同类型的低噪声放大器相比,文中报道的LNA具有突出的低噪声性能,这主要归因于依据晶体管的噪声最优阻抗匹配理论选取了合适的输入级放大管尺寸和一个具有极小寄生电阻的输入匹配网络以及pHEMT管本身优异的低噪声特性。     

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。     

微波放大器

在以低噪声晶体管放大器为中心的微波低噪声放大器中,介绍了各种小功率和大功率放大器的现况。     

基于ADS的微波低噪声放大器的设计与仿真

低噪声放大器包括输入匹配网络、微波晶体管放大器和输出匹配网络.微波晶体管放大器是设计中的核心部分.根据低噪声放大器设计的原理,提出技术指标要求,设计一个5GHz单级低噪声放大器,经过技术指标分析,采用Fujitsu公司的FHX35LG型HEMT场效应管晶体管.阐述了如何利用Agilent公司的ADS软件进行分析和优化设...     

微波低噪声晶体管放大器

一、引言六十年代以来,由于半导体材料和器件制造工艺的发展,晶体管性能日益提高,由高频进入了微波频段;同时,也由于微波集成电路的出现,最近几年晶体管放大器在小型化和高频化方面有了很大的发展。目前,在微波频段的低噪声晶体管放大器,在主要资本主义国家的市场上有了大量的出售,性能达到相当高的水平,广泛地应用在各个领域。较早的晶体管放大器受器件高频性能的限制,只能作低频放大,用晶体管作微波放     

微波晶体管放大器

本文介绍了新研制的微波晶体管放大器的设计及性能。LD4085和它的高增益改进型 LD4085A 为2～4千兆赫的低噪声放大器。LD4024A 为一种对过于高的输入信号具有保护电路的 S 波段低噪声放大器。LD4093和 LD4094为1千兆赫频段的功率放大器。     

一种采用HEMT和MMIC的Ku波段低噪声放大器模块

<正>随着科学技术的发展,新的器件和电路不断涌现.南京电子器件研究所最近研制出WC90HEMT和WD63 Ku波段单片集成放大器,基于上述技术制作了输入和输出端口均为BJ-120波导接口的Ku波段二次微波混合集成电路低噪声放大器模块.这种放大器模块的特点是:第一级为低噪声放大级,采用WC90型HEMT器件,后级主要为增益级,采用WD63型GaAs单片集成电路.整个低噪声放大器模块具有体积小,结构紧凑,性能优良,成本低廉及使用方便的特点.     

环行器对低噪声放大器性能的改善

基于网络S参数理论,分析了环行器对低噪声放大器性能的影响。设计了一种工作在4.3~5.1GHz的微波晶体管低噪声放大器和铁氧体带线Y结环行器,数值仿真对比了环行器接入前后低噪声放大器的驻波比、稳定性和增益平坦度性能。结果显示接入环行器可以改善放大器的输入匹配,增加稳定性和提高增益平坦度,是一种提高低噪声放大器性能的有效方法。     

无线应用中的低噪声放大器设计与分析

低噪声放大器在接收系统中能降低系统的噪声和提高接收机灵敏度,是接收系统的关键部件.描述了一种用于无线通信射频(RF)前端的低噪声放大器(LNA)的设计,先总体阐述了低噪声放大器的主要技术和性能指标,然后在采用ATF34143微波晶体管的基础上,依据低噪声放大器的各项指标来同步进行电路的设计、优化和ADS仿真,结果表明设计的低噪声放大器完全满足性能指标要求,其功率增益可达16dB,噪声系数(NF)在0.5dB以下.     

微波低噪声晶体管放大器机助优化设计

本文对微波晶体管低噪声放大器的机助设计进行了讨论。探讨了微波低噪声晶体管放大器的拓扑结构和数学模型,提出了适于计算机的简化算法和相应目标函数的构成方法,并利用可变多面体优化方法编制了微波电路优化设计程序POMCO,用该程序设计的12GHz砷化镓场效应管放大器,性能良好,实测幅频特性与计算结果相吻合。     

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GaAs pHEMT的1.0～2.4 GHz放大衰减多功能芯片

基于0.25 μm GaAs赝高电子迁移晶体管(pHEMT)工艺,研制了一种1.0～2.4 GHz的放大衰减多功能芯片,该芯片具有低噪声、高线性度和增益可数控调节等特点。电路由第一级低噪声放大器、4位数控衰减器、第二级低噪声放大器依次级联构成,同时在片上集成了TTL驱动电路。为获得较大的增益和良好的线性度,两级低噪声放大器均采用共源共栅结构(Cascode)。测试结果表明,在1.0～2.4 GHz频带范围内,该芯片基态小信号增益约为36 dB,噪声系数小于1.8 dB,输出1 dB压缩点功率大于16 dBm,增益调节范围为15 dB,调节步进1 dB,衰减RMS误差小于0.3 dB,输入输出电压驻波比小于1.5。其中放大器采用单电源+5 V供电,静态电流小于110 mA,TTL驱动电路采用-5 V供电,静态功耗小于3 mA。整个芯片的尺寸为3.5 mm×1.5 mm×0.1 mm。     

11和14千兆赫低噪声砷化镓场效应晶体管放大器

采用亚微米栅砷化镓场效应晶体管(NEC V-388)研制成11和14千兆赫低噪声放大器。两级放大器实现的最小噪声系数,在11.2千兆赫时为4.2分贝,14千兆赫时为5.7分贝。该放大器将用作接收机前置级。它由未封装的砷化镓场效应晶体管管芯与制作在兰宝石衬底上的薄膜微带输入和输出电路组成。本文介绍了这类放大器的设计、结构和性能。     

一款25~45 GHz宽带MMIC低噪声放大器

基于砷化镓(GaAs)赝晶型高电子迁移率晶体管(PHEMT)工艺,研制了一款25~45 GHz宽带单片微波集成电路(MMIC)低噪声放大器。该放大器采用三级级联的双电源结构,前两级在确保良好的输入回波损耗的同时优化了放大器的噪声;末级采用最大增益的匹配方式,保证了良好的增益平坦度、输出端口回波损耗以及输出功率。此外还对源电感和宽带匹配都进行了优化,实现了低噪声下的宽带输出。在片测试表明,在栅、漏偏置电压分别为-0.38 V和3 V,电流为60 mA的工作条件下,该放大器在25~45 GHz频带内噪声系数小于2 dB,增益为(22±1.5) dB,输入、输出电压驻波比典型值为2:1,1 dB增益压缩输出功率(P－1 dB)典型值为10 dBm。该低噪声放大器可以用于宽带毫米波收发系统。