系列微波宽带放大器

介绍了反馈式放大器、平衡式放大器及行波式放大器等宽带放大器的工作原理,采用多种宽带电路结构设计制作了系列微波宽带放大器,进行了微波仿真,给出了设计过程及测试结果.频率覆盖2～18 GHz,分为2～8 GHz,4～8 GHz,8～12 GHz,12～18 GHz,6～18 GHz和2～18 GHz 6个品种,增益为10～30 dB,增益平坦度小于2 dB,输入输出驻波比小于2.5,1 dB压缩输出功率可达16 dBm.由于采用模块化设计,技术指标可以灵活调整,满足不同需要.该系列微波宽带放大器采用PHEMT管芯,微波薄膜工艺,封装在密封的金属盒体中,具有系列化、模块化和小型化的特点.     

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。     

基于氮化铝技术的表贴型微波封装

采用氮化铝多层布线技术,运用垂直过渡方式实现微波信号从基板底部到表面的信号传输,完成表贴式微波封装设计。在DC-18GHz内,该表贴互连反射损耗小于-15dB,插入损耗小于1.0dB。采用该技术封装了6～18GHz宽带放大器,封装尺寸为5mm×5mm×1.2mm,频带内反射损耗小于-10dB,增益15dB,平坦度小于1dB;另外还封装C波段5W功率放大器,封装尺寸为8mm×8mm×1.2mm,带内增益大于25dB,反射损耗小于-10dB,饱和输出功率37dBm,效率35%。采用技术的表面贴装放大器性能上能够满足微波通信、雷达应用,可用回流焊安装,适合规模生产。     

2-4GHz波段低噪声放大器的仿真设计

利用pHEMT工艺设计了一个2-4GHz宽带微波单片低噪声放大器电路。本设计中采用了具有低噪声、较高关联增益、pHEMT技术设计的ATF-54143晶体管,电路采用二级级联放大的结构形式,利用微带电路实现输入输出和级间匹配．通过ADS软件提供的功能模块和优化环境对电路增益、噪声系数、驻波比、稳定系数等特性进行了研究设计。最终使得该LNA在2-4GHz波段内增益大于20dB,噪声小于1-2dB,输出电压驻波比小于2,达到了设计指标的要求。     

基于ADS仿真的宽带低噪声放大器设计

设计了一个S频段宽带低噪声放大器.该放大器采用两级E-PHEMT晶体管(ATF541M4)级联结构,单电源供电模式.应用微波仿真软件ADS对匹配电路进行了优化设计,最后通过S参数及谐波平衡仿真得到放大器的各项性能参数,在2.7～3.1 GHz频率范围内噪声系数小于0.6 dB,带内增益大于30 dB,带内平坦度小于±1 dB,输入输出驻波比小于1.6 dB,1 dB增益压缩点输入功率不小于-15 dBm.仿真结果表明,该设计完全满足性能指标要求.     

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。     

0.1～2.8 GHz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。     

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。     

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。     

6～18 GHz宽带GaN功率放大器MMIC

报道了一款采用三级拓扑结构的6～18 GHz宽带单片微波功率放大器芯片.放大器采用了微带结构,并使用电抗匹配进行设计,减小输出匹配电路的损耗和提高效率.经匹配优化后放大器在6～18 GHz整个频带内脉冲输出功率大于6 W,小信号增益达到25 dB,在14 GHz频点处峰值输出功率达到10 w,对应的功率附加效率为21%...     

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。     

A 5.7–6.4GHz GaAs HBT Power Amplifier with a Gain Enhanced Bias Circuit

This paper describes the design of a 5.7–6.4GHz GaAs Heterojunction bipolar transistor (HBT) power amplifier for broadband wireless application such as wireless metropolitan area networks. A bias circuit is proposed which enhances the power gain and provides a good linearity. Using the wideband matching network tech-niques with trap circuits embedded to filter the harmonics and the diode-based linearizing techniques, a broadband power amplifier module was obtained which exhibited a gain above 28dB. This is about 1dB improvement com-pared with those normal bias circuits at a supply volt-age of 5V in the frequency range of 5.7–6.4GHz, measured with Continuous wave(CW) signals. The saturated output power was greater than 33dBm in 5.7–6.4GHz and the out-put 1dB compression point was greater than 31dBm. The phase deviation was less than 5 degrees when the output power below 33dBm. The second and third order harmonic components were also less than -45dBc and -50dBc.     

GaAs HBT 0.75-5 GHz multifunctional microwave-analog variable gainamplifier

We report on a GaAs HBT 3-stage variable gain amplifier operating over a 0.75-5 GHz frequency band. The amplifier is broken up into a single-ended HBT LNA pre-amplifier, an analog current steering differential cascode cell for variable gain control, and a differential amplifier output stage. The broadband pre-amplifier is required to reduce the inherently noisy differential cascode stage, and an output differential amplifier is used to provide output drive capability and differential to single-ended conversion. The VGA has a maximum gain of 23.8 dB gain, an IP3>18 dBm, and a noise figure of 6.5 dB. The variable gain control range is >35 dB. This chip demonstrates the versatility of HBT IC technology which can integrate digital, analog, and microwave circuit functions to achieve high performance in a single monolithic chip     

数字硅MOSFET微波特性的研究

利用国内先进的 0 .6μm数字 Si-MOS工艺 ,设计了射频 MOSFET,并研究了其 DC和微波特性 :I-V曲线、S参数、噪声参数和输出功率。研究发现 ,数字电路用 Si MOSFET的频率响应较高 :频率为 1 GHz时功率增益可达 1 0 d B,2 GHz时为 8d B,4GHz时为 5 d B。 1 .8GHz时 ,1分贝压缩输出功率 1 2 .8d Bm,饱和输出功率可达 1 8d Bm,且最小噪声系数为 3 .5 d B。用提取的参数设计并研制了微波 Si MOSFET低噪声放大器 ,以验证MOS器件的微波性能。此放大器由两级级联而成 ,单电源供电 ,输入输出电容隔直。在频率 1 .7～ 2 .2 GHz的范围内 ,测得放大器增益 1 5± 0 .5 d B,噪声系数 N F<3 .8d B,1分贝压缩输出功率 1 2 d Bm;在频率 1 .5～ 2 .5 GHz的范围内 ,放大器增益大于 1 3 d B。     

Cascaded single-stage distributed amplifier using DPHEMT devices for multioctave performance

This paper describes a multioctave (2–18 GHz) distributed amplifier design using the concept of cascaded reactively terminated single-stage distributed amplifier (CRTSSDA) configuration for EW applications. The concept of CRTSSDA is demonstrated to provide broadband performance with high gain, reduced power consumption, circuit stability and superior power-added efficiency compared to conventional distributed amplifiers using the same number of active devices. The broadband amplifier employing three-CRTSSDA is designed and fabricated using three different DPHEMT devices in the three respective stages of the design to further enhance the amplifier’s efficiency performance. The amplifier achieved an associated gain level above 26 dB with flatness of <± 0.5 dB, an average power-added efficiency in access of 27% at an output power of 25 dBm across 2–18 GHz with an efficiency peak of 30% at 12 GHz. The input and output VSWR of better than 2:1 was achieved. Furthermore, the CRTSSDA provides a cost-effective solution when compared to the conventional travelling wave amplifier as only half the number of active devices is used. Fabrication of the amplifier was carried out by using the conventional thin-film microwave integrated circuit technology. The CRTSSDA is also disposed to realization by monolithic circuit technology.     

反馈式宽带MMIC放大器的设计与实现

介绍了用Agilent ADS软件设计的一种反馈式GaAs MMIC宽带放大器。采用单级GaAs微波场效应管,电路结构上通过并联负反馈的形式增加带宽,可以覆盖2～18GHz频带,增益大于6dB,输入输出驻波比3∶1;采用5～8V单电源供电,电流35mA,芯片面积1.5mm×1.5mm×0.1mm。具有面积小,使用方便的特点,可以用来补充通道增益,也可以多级级联,用于增益需求比较高的场合,可广泛应用于各种微波系统。     

基于GaAs PHEMT的Ku波段宽带单片中功率放大器

设计并实现了一款Ku波段宽带单片中功率放大器,依据电路原理设计了功率放大器电路,利用ADS软件对设计的电路和版图分别进行了电学参数优化与电磁仿真.放大器采用0.25 μm栅长的GaAs PHEMT作为有源器件,芯片衬底减薄至80μm,采用了NiCr金属膜电阻、重叠式MIM(金属-绝缘体-金属)电容器、空气桥连接和背面通...     

基于实频技术的超宽带GaN功率放大器研究

针对Lange耦合器在超宽带功率放大器中的应用,设计了一款基于实频技术的超宽带GaN功率放大器.匹配网络采用微带结构,应用微波CAD软件对所设计的电路进行仿真和优化,工作带宽为2～4 GHz,放大器增益大于26 dB,增益平坦度±0.3 dB,输出功率达到40 dBm,PAE大于25％.使用相对介电常数为3.38、厚度为0.508mm的介质基板实现该放大器,可广泛应用于通信领域.