L波段载板式双平衡限幅低噪声放大器北大核心CSCD

设计了L波段PIN限幅器芯片和低噪声放大器芯片,并将这两种芯片集成在载板上,组成小尺寸双平衡限幅低噪声放大器。低噪声放大器采用负反馈结构,降低噪声系数和改善增益平坦度。采用双平衡式结构,提高限幅器的功率容量,提高了1dB增益压缩点输出功率。对传统兰格桥结构作了改进,缩小了电路面积。该限幅低噪声放大器工作电压5V,电流40mA。测试结果显示,在频带1.2~1.4GHz内,噪声系数小于1.2dB,增益大于28dB,P1dB大于6dBm,能够承受脉冲功率150 W(脉宽200μs和占空比为20%)。体积为7.5mm×5.0mm×0.9mm。     

S波段平衡式限幅放大器设计

采用混合集成电路工艺,设计了一款小尺寸限幅低噪声放大器(LNA)。优化了限幅电路设计,明显缩小了电路体积。低噪声放大器采用负反馈结构,以改善增益平坦度。采用平衡式结构,提高限幅器的功率容量和放大器的1 dB压缩点输出功率(P-1 dB)。设计制作了Lange电桥,作为平衡式限幅放大器的输出电桥。该放大器工作电压5 V,电流151 mA,测试结果显示,在频带2.7~3.0 GHz内,噪声系数小于1.5 dB,小信号功率增益大于36 dB,增益平坦度小于0.6 dB,输入输出驻波比小于1.3,P-1 dB大于13 dBm。该限幅放大器能够承受脉冲功率300 W、脉宽300μs和占空比为30%的信号,外形尺寸为27 mm×18 mm×5 mm。     

毫米波GaAs单片限幅低噪声放大器

设计了一款毫米波GaAs单片限幅低噪声放大器。限幅器采用两级反向并联二极管结构,通过优化限幅器匹配电路,增大了限幅器的耐功率,降低了限幅电路的插损。低噪声放大器为四级级联设计,输入端采用最小噪声匹配,偏置电路增加RC串联谐振电路,减小了噪声,提高了电路稳定性。测试结果表明,该毫米波GaAs单片限幅低噪声放大器在33～37 GHz频带内,增益达到22 dB,增益平坦为±1 dB,输入驻波小于2,输出驻波小于1.5,噪声小于3.0 dB,输出1 dB增益压缩点(P_(1dB))大于5 dBm,可以承受15 W的脉冲输入功率。     

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.     

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。     

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。     

32～40 GHz高耐功率PIN二极管限幅低噪声放大器MMIC

本文提出了一种32～40 GHz高耐功率砷化镓(Gallium Arsenide, GaAs) PIN二极管限幅低噪声放大器单片微波集成电路(Monolithic Microwave Integrated Circuit, MMIC)。将PIN限幅器与低噪声放大器联合设计,同时采用高鲁棒性低噪声放大器网络,提高了限幅低噪声放大器的耐功率和小信号特性。为了降低放大器的噪声系数,提出了包含电感和PIN二极管的T型匹配单元,将多个匹配单元级联作为低噪声放大器的输入匹配网络。该限幅低噪声放大器MMIC采用0.15-μm PIN/pHEMT工艺制造。测试结果表明,该芯片可以承受最高为38 dBm的连续波30 min不损坏。在32～40 GHz频率范围内,电路的小信号增益和噪声系数分别为18±0.4 dB和2.5～2.8 dB,证明了该设计方法的有效性。在目前报道的限幅低噪声放大器MMIC中,该限幅低噪声放大器具有最高的工作频率,该电路可广泛的应用于高功率、高机动性的毫米波雷达系统中。     

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。     

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.     

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。     

应用于5GHz频段带ESD保护的可变增益低噪声放大器

本文给出了应用于5GHz频段的可变增益低噪声放大器。详细分析了输入寄生电容对源极电感负反馈低噪声放大器的影响,给出了一种新的ESD和LNA联合设计的方法,另外,通过在第二级中加入一个简单的反馈回路实现了增益的可变。测试结果表明： 可变增益低噪声放大器增益变化范围达25dB (-3.3dB～21.7dB),最大增益时噪声系数为2.8dB,最小增益时三阶截点为1dBm,在1.8V电源电压下功耗为9.9mW。     

L波段低噪声放大器的设计

本文首先介绍了低噪声放大器的设计方法以及采用源极串联负反馈提高晶体管稳定性的原理,然后使用该方法设计了一个L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1dB,增益大于30dB。     

采用0.18 μmCMOS工艺超宽带低噪声放大器的设计

提出了一个采用TSMC 0.18μmCMOS工艺设计的,工作频段为3.1～5.2 GHz的超宽带低噪声放大器.放大器采用了前置带通滤波器的并联负反馈共源共栅结构,并从宽带电路.高频电路器件选择等方面讨论了超宽带低噪声放大器的设计,结果表明,在整个工作频段,电路输入输出匹配S11S22均小于-14 dB,最高增益为15.92 dB,增益波动为1.13 dB,电路工作电压为1.8 V,功耗为27 mW,噪声系数NF为1.84～2.11 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(2.1~2.5 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。     

基于反馈技术的宽带低噪声放大器的设计

介绍了宽带放大器的设计方法和负反馈技术。选用增益高、噪声小的高电子迁移率晶体管（HEMT）ATF54143,利用负反馈和宽带匹配技术,设计制作了一个高增益低噪声放大器,并借助于安捷伦公司的微波电路仿真软件ADS进行仿真和优化。测试表明,在50-300 MHz的频率范围内,低噪声放大器的增益大于22 dB,平坦度小于±0.3 dB,噪声系数小于1.25,输入驻波小于1.4,输出驻波小于1.3。     

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。     

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。     

Ka波段单片自偏压低噪声放大器

本文介绍了一款基于0.15μm PHEMT工艺的Ka波段自偏压单片低噪声放大器(LNA)。该款低噪声放大器采用四级级联的电路结构,前两级采用源极电感负反馈同时获得较好的输入驻波和噪声;采用电阻自偏压技术,单电源供电,使用方便。该款低噪声放大器在26~40GHz频段内增益为22±1dB,噪声优于3dB;在36GHz处噪声优于2.5dB。芯片尺寸为2.0mm×1.0mm×0.1mm。     

应用于2.4GHz无线传感网的带ESD保护CMOS低噪声放大器的设计与优化

本文给出一种新的带ESD保护源极电感负反馈低噪声放大器优化方法,可以实现在功耗受限条件下的噪声和输入同时匹配,并给出了输入阻抗和噪声参数的分析。采用该方法设计并优化了一个基于0.18-μm RF CMOS工艺、应用于无线传感网的2.4GHz低噪声放大器。测试结果表明,低噪声放大器的噪声系数为1.69dB,功率增益为15.2dB,输入1dB压缩点为-8dBm,输入三阶截点为1dBm,1.8V电源电压下的工作电流为4mA。     

一种低功耗宽带低噪声放大器

设计了一种应用于无线传感网的低功耗宽带低噪声放大器。通过使用电容交叉耦合的共栅放大器结构来提高增益,同时实现宽带输入阻抗匹配。运用PMOS和NMOS层叠结构实现电流复用,降低了功耗。该低噪声放大器采用0.18 μm SMIC CMOS工艺设计。后仿真结果表明,该放大器在1.8 V电源供电下的功耗仅为0.712 mW,在3 dB带宽0.043~1.493 GHz范围内的峰值增益为20.44 dB,最小噪声系数为4.024 dB,输入3阶交调点为-3.73 dBm。