高增益低噪声L波段掺铒光纤放大器实验研究

针对L波段掺铒光纤放大器(EDFA)增益低、噪声大的缺点,提出了L 波段双级级联双程放大的放大器结构,并对优化设计结果进行了实验验证。实验中前级和后级所用的铒纤长度分别为6.5m 和32.5m,泵浦功率分别为130mW 和119mW。在小信号功率(-30dBm)输入条件下、1568～1602nm 波长范围内,放大器输出增益都大于38.84dB 同时增益平坦度优于2.04dB。其噪声指数在整个L 波段都小于5.29dB(1590nm 处噪声指数仅为3.95dB)。实验结果表明此放大器不仅完全满足预放级放大器高增益、低噪声的要求,而且具有成本低、泵浦效率高的优点。     

C波段增益平坦掺铒光纤放大器的优化设计

EDFA的增益不平坦是限制DWDM系统性能的一个重要因素,目前已经提出了许多方案来改善EDFA在整个C波段内的增益谱.采用双级串联结构,并在两段光纤中间加入增益均衡滤波器来实现增益平坦.通过对前后两段铒光纤的长度优化,使得增益均衡滤波器的谱特性易于实现.优化后的EDFA输出功率达到17dBm,噪声指数小于5dB,在1530～1565nm的带宽内增益波动小于1dB.     

2～8 GHz超宽带低噪声放大器设计

文中设计并实现一款适用于S波段和C波段(2～8 GHz)的超宽带低噪声放大器(LNA)。该低噪声放大器选用三菱公司InGaAs HEMT晶体管MGF4941AL,采用并联负反馈的三级级联放大结构,有效提高了增益和带内匹配。三级电路均采用电阻自偏压方式实现单电源供电,并且加入了正电延时模块确保晶体管正常工作。测试结果表明,在2～8 GHz频率范围内,输入反射系数S_(11)和输出反射系数S_(22)分别小于-8.5 dB和-7.7 dB,正向增益S_(21)大于21 dB,噪声系数小于3.6 dB。     

S波段低噪声放大器的ADS仿真与设计

介绍低噪声放大器设计的理论基础,并重点介绍了低噪声放大器的主要性能指标:噪声系数、功率增益、驻波比、稳定性等。以ATF38143晶体管为例介绍了ADS仿真软件设计低噪声放大器的方法和主要步骤。采用三级级联结构设计出满足指标的S波段低噪声放大器链路。该放大器链路的指标为噪声系数小于1.2,功率增益大于50dB,增益平坦度小于0.5dB,VSWR小于1.8的低噪声放大器,带宽为6MHz,并具有一定的带外抑制能力。     

硅基毫米波高增益LNA技术研究

针对W波段硅基工艺电路面临的功率增益低、效率低以及噪声差等挑战,本文研究硅基毫米波高增益低噪声放大器（Low Noise Amplifier,LNA）技术。该LNA采用带有射极电感反馈的共射放大器,并通过五级共射放大器级联构成。第一级电路通过提供最小噪声偏置电流,并利用最小噪声匹配实现低噪声性能,后级电路通过提供高增益偏置电流实现高增益性能。另外,为了减小射频信号到衬底的损耗以及信号与旁路元件的耦合,有效提高低噪声放大器的性能,用于匹配电路的电感全部采用传输线形式—接地共面波导。低噪声放大器在中心频率94 GHz处的增益S21达到25.2 dB,噪声系数NF小至5.1dB。在90～100 GHz频段内,输入反射系数S11小于-10 dB,输出反射系数S22稳定在-20 dB左右,芯片面积为500 μm×960 μm。     

C波段高增益低噪声放大器单片电路设计

主要介绍了C波段高增益低噪声单片放大器的设计方法和电路研制结果。电路设计基于Agilent ADS微波设计环境,采用GaAs PHEMT工艺技术实现。为了消除C波段低噪声放大器设计中在低频端产生的振荡,提出了在第三级PHEMT管的栅极和地之间放置RLC并联再串联电阻吸收网络的方法,降低了带外低频端的高增益,从而消除了多级级联低噪声放大器电路中由于低频端增益过高产生的振荡。通过电路设计与版图电磁验证相结合的方法,使本产品一次设计成功。本单片采用三级放大,工作频率为5～6GHz,噪声系数小于1.15dB,增益大于40dB,输入输出驻波比小于1.4∶1,增益平坦度ΔGp≤±0.2dB,1dB压缩点P-1≥10dBm,直流电流小于90mA。     

C波段高增益低噪声放大器单片电路设计

主要介绍了C波段高增益低噪声单片放大器的设计方法和电路研制结果。电路设计基于Agilent ADS微波设计环境,采用GaAs PHEMT工艺技术实现。为了消除C波段低噪声放大器设计中在低频端产生的振荡,提出了在第三级PHEMT管的栅极和地之间放置RLC并联再串联电阻吸收网络的方法,降低了带外低频端的高增益,从而消除了多级级联低噪声放大器电路中由于低频端增益过高产生的振荡。通过电路设计与版图电磁验证相结合的方法,使本产品一次设计成功。本单片采用三级放大,工作频率为5～6GHz,噪声系数小于1.15dB,增益大于40dB,输入输出驻波比小于1.4∶1,增益平坦度ΔGp≤±0.2dB,1dB压缩点P-1≥10dBm,直流电流小于90mA。     

Ka波段宽带低噪声放大器研究

采用两级宽带单片集成放大器（MMIC）级联，并用微带功率均衡器对放大器的平坦度进行修正。最终实现的Ka波段全频段低噪声放大器的性能——频率范围：26．5—40GHz，增益：30dB，增益平坦度：〈5dB，噪声：≤4．5dB，输入输出端1：2驻波：≤2．2，1dB压缩点功率〉7dBm。     

一种Ku波段低噪声放大器的设计

基于ADS和HFSS电磁仿真软件,设计了一种Ku波段低噪声放大器。放大器包含波导-微带转换单元和低噪声放大器两部分。波导-微带转换单元采用体积小,性能优良的微带探针型过渡,为提高转换性能和带宽,采用二阶λ/4阻抗变换结构来实现50Ω微带线与微带探针之间的阻抗匹配。低噪声放大器选用CDK公司生产的具有超低噪声和高增益的FET器件CKRF7512CK24晶体管,采用偏置电路、最小噪声匹配及最大输出增益匹配相结合的方案,实现了低噪声和高增益。实测结果表明,在11.5GHz～13.5GHz的频率范围内,该低噪声放大器的输入输出回波损耗均小于-10dB,噪声系数小于0.8dB。     

X波段高性能低噪声放大器的设计与实现

设计并实现了一种适用于X波段(11~12 GHz)的高性能低噪声放大器(LNA),该低噪声放大器选用Ga As FET(MGF4941AL)低噪声半导体管,采用三级级联的方式设计,三级通过采用不同静态工作点之间的配合,达到降低放大器噪声提高增益的目的。利用微波电路仿真软件ADS仿真优化后加工实物并测试。测试结果表明,低噪声放大器在11~12 GHz工作频带内的噪声系数小于2dB,输入/输出驻波比(VSWR)小于2,功率增益大于30 d B,增益平坦度小于1.5 d B,适用于X波段接收机前端。     

基于单个光纤光栅反射技术的高性能L波段EDFA

基于单个光纤光栅反射技术提出一种高性能L波段EDFA。用一个光纤布拉格光栅(FBG)反射EDFA产生的一部分C波段放大自发辐射(ASE)噪声,该部分ASE噪声被重新注入到掺铒光纤中以提高增益效率。用静态均衡器平坦输出的增益谱,在L波段范围内,增益被箝制在25.5dB,增益不平坦度小于0.5dB,噪声指数小于5.5dB,为DWDM系统提供了一项有效的解决方案。     

应用于S波段的高线性低噪声放大器

采用E-mode 0.25um GaAs pHEMT工艺,2.0mm × 2.0mm 8-pin双侧引脚扁平封装,设计了一款应用于S波段的噪声系数低于0.5dB的低噪声放大器。通过采用共源共栅结构、有源偏置网络和多重反馈网络等技术改进了电路结构,该放大器具有低噪声,高增益,高线性等特点,是手持终端应用上理想的一款低噪声放大器。测试结果表明在2.3-2.7GHz内,增益大于18dB,输入回波损耗小于-10dB,输出回波损耗小于-16dB,输出三阶交调点大于36dB。     

C波段低噪声放大器设计的要点

介绍了用微波工作室软件对C波段低噪声放大器的设计及调试.设计制作的C波段低噪声场效应管放大器,采用全微带匹配网络,利用NEC公司生产的场效应管N32584C,两级级联,用微波工作室软件进行设计、仿真和优化,实现在4.4～5.1GHz范围内增益30dB左右,噪声系数小于0.8dB.用Prote199SE画印制板,该放大器制作在聚四氟乙烯基板上.     

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.     

基于ADS的C波段低噪声放大器的设计

介绍了一种基于ADS的C波段低噪声放大器的设计,同时分析了射频微波低噪声放大器的整体框图、主要指标以及具体的电路设计方法。低噪声放大器是无线通信接收机中的主要组成部分,低噪声放大器指标的好坏直接影响整个接收机的工作状况。该放大器采用射频场效应管ATF-36077作为主要放大器件,同时利用微带线设计了外围匹配电路,利用ADS强大的射频仿真与优化功能,最终实现了一个性能优良的C波段低噪声放大器。最后设计的放大器在3.7GHz⁴.2GHz增益为11dB,噪声系数为0.6dB,输入输出驻波比小于1.5。     

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。     

基于ADS的平衡式低噪声放大器设计

平衡放大技术有着驻波特性好,增益高、易级联的优点。本文将平衡放大技术应用到低噪声放大器的设计中,在保证低噪声和功率增益的同时,用以提高低噪声放大器的驻波比和增益平坦度。ADS仿真结果表明,在5.3-6.3 GHz的频带范围内,低噪声放大器绝对稳定,噪声系数≤1.182 dB,功率增益达到10 dB,并且通过采用平衡放大技术,输入输出驻波比≤1.3∶1,带内波动≤1dB,提高了低噪声放大器的有效工作带宽。     

X波段低噪声放大器的设计

为了实现X波段的低噪声放大器,介绍了按最小噪声系数设计,采用两级级联,利用Eudyna公司的HEMT晶体管设计制作的低噪声放大器。通过专用微波电路设计软件(AWR),对该电路的稳定系数、功率增益、噪声系数、驻波比、匹配网络等进行了仿真分析。根据分析结果制作的X波段LNA取得了如下指标:在9.5～10.5 GHz频带内,功率增益大于22 dB,噪声系数小于1.5 dB,输入输出驻波小于1.7。     

X波段低噪声放大器设计

针对目前X波段低噪声放大器的电路拓扑结构不易选择,故提出了一种采用微带分支线匹配结构和三级级联方式的X波段低噪声放大器(LNA)。放大器选用NEC低噪声放大管NE3210S01,利用ADS(Advanced Design System)软件设计、仿真、优化,放大器实测结果表明:在9.2 GHz～9.6 GHz频带内,噪声系数小于1.7 dB,带内增益达到33.5 dB,带内增益平坦度ΔG≤±0.3 dB,输入、输出驻波比均小于1.5。该放大器已应用于X波段接收机,效果良好,其设计方法可供工程应用参考。     

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。