試述微波低噪聲放大器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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微波低噪聲放大器是通信、遙控、雷達(dá)和遙感系統(tǒng)在接收信號(hào)的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，同時(shí)低噪聲放大器還會(huì)提高接收機(jī)的靈敏度并降低接收系統(tǒng)的噪聲。由于低噪聲放大器在無(wú)線電通訊的各個(gè)方面都具有極其重要的意義，因此，也急需我們對(duì)其舉行進(jìn)一步的研究。本文在低噪聲放大器的研究現(xiàn)狀根基上闡述了微波低噪聲放大器的工作原理，進(jìn)而研究了寬帶低噪聲放大器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

【關(guān)鍵詞】微波低噪聲放大器設(shè)計(jì)

近幾年衛(wèi)星通信，遙控遙感等技術(shù)急速進(jìn)展，對(duì)微波低噪聲放大器的性能提出了更高的要求，正是這樣也限制了一些從前的窄帶低噪聲放大器。低噪聲放大器是位于射頻最前端的噪聲參數(shù)，由于低噪聲放大器的噪聲系數(shù)有著分外重要的作用，因此我們不得不將微波低噪聲放大器設(shè)計(jì)的更符合要求。近年低噪聲放大器主要基于CMOS工藝進(jìn)展，也得到了不錯(cuò)的成效，但還是存在著一些缺點(diǎn)，例如在設(shè)計(jì)中為了有效降低噪聲系數(shù)和考慮阻抗匹配，會(huì)選取Q值較高的電感，這些元件集成到芯片中會(huì)占用很大的芯片面積，增加芯片本金。由于低噪聲放大器對(duì)整個(gè)通訊接收系統(tǒng)都起到了舉足輕重的重要，這也就要求我們務(wù)必要設(shè)計(jì)出高性能低本金的低噪聲放大器。

1低噪聲放大器的研究現(xiàn)狀

當(dāng)前低噪聲放大器已經(jīng)成為無(wú)線通信領(lǐng)域內(nèi)研究的一個(gè)熱點(diǎn)，由于低噪聲放大器所適用的范圍對(duì)比廣，例如在宇宙通訊中、衛(wèi)星地面接收方面和GPS接收機(jī)等等設(shè)備當(dāng)中都有應(yīng)用到。正是近幾年無(wú)線通訊技術(shù)的飛速進(jìn)展，微波低噪聲放大器也隨之共同進(jìn)展。由于低噪聲放大器會(huì)降低接收機(jī)的噪聲，還能夠增加通信的距離和提高傳遞的信息質(zhì)量。當(dāng)前微波低噪聲放大器主要是朝著高效率，低耗能和低噪聲的方向進(jìn)展。

2微波低噪聲放大器的工作原理

噪聲是干擾有用信號(hào)的不規(guī)矩的擾動(dòng)，在我們的日常生活當(dāng)中，噪聲的主要干擾在于它干擾有用信號(hào)才能的大小。通常處境下，任何一種噪聲都能夠在頻率區(qū)域范圍內(nèi)繪制出它的功率譜圖。對(duì)于放大器和晶管體來(lái)講，會(huì)通過(guò)利用有效措施來(lái)使放大器在放大的時(shí)候鞏固有用信號(hào)的功率，同時(shí)還會(huì)通過(guò)有效的措施去降低干擾信號(hào)的放大。

低噪聲放大器的組成片面主要是放大元件、輸出匹配網(wǎng)絡(luò)和輸入匹配網(wǎng)絡(luò)等。微波低噪聲放大器在設(shè)計(jì)時(shí)就理應(yīng)考慮到它本身的特殊性，針對(duì)其特殊性來(lái)對(duì)微波段放大器舉行設(shè)計(jì)。當(dāng)前的低噪聲放大器的設(shè)計(jì)工作關(guān)注點(diǎn)主要在穩(wěn)定性上，并且以SMITH圓圖作為往往使用的設(shè)計(jì)工具。此外，寬窄帶低噪聲放大器在設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)方面都存在著很大的區(qū)別，對(duì)于寬帶放大器，設(shè)計(jì)人員要在其選材和布局上下功夫，并且還要結(jié)合計(jì)算機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)出最匹配的網(wǎng)絡(luò)，只有通過(guò)每一步嚴(yán)密的設(shè)計(jì)方案結(jié)果才能夠達(dá)成預(yù)期的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

3寬帶低噪聲放大器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

寬帶低噪聲放大器對(duì)電路設(shè)計(jì)有確定的要求，主要表達(dá)在以下四點(diǎn)：

3.1供給適合的直流偏置

由于微波晶體管在工作過(guò)程中要在一個(gè)極其穩(wěn)定的條件下，所以這時(shí)候電路就需要給晶體管供給適合的偏置參數(shù)，同時(shí)需要在放大器的頻率范圍內(nèi)工作，這樣才能夠保證微波放大器穩(wěn)定的工作。

3.2耦合濾波設(shè)計(jì)

也就是說(shuō)通過(guò)設(shè)計(jì)過(guò)濾掉一些會(huì)干擾到正常工作的高頻率和低頻率信號(hào)，使工作信號(hào)最大化的通過(guò)。假設(shè)工作頻率過(guò)高，集總參數(shù)的電子感應(yīng)會(huì)失去它的作用。這個(gè)時(shí)候，我們就確定要采取使用四分之一波長(zhǎng)的高阻線來(lái)操縱RF信號(hào)的遺漏。

3.3信號(hào)隔離的設(shè)計(jì)

之所以要隔離信號(hào)是由于電源與交流信號(hào)之間是一個(gè)通路的狀態(tài)，這就需要使用一些高頻扼流圈來(lái)降低一些有用信號(hào)的遺失及泄露。

3.4阻抗匹配設(shè)計(jì)

阻抗匹配也就是當(dāng)?shù)驮肼暦糯笃髟诠ぷ鲿r(shí)，其微波的直流偏置會(huì)對(duì)整體的噪聲參數(shù)影響很大，還會(huì)對(duì)其的仿真度產(chǎn)生確定的影響。因此在舉行阻抗匹配的過(guò)程中要將直流偏置當(dāng)成固有片面舉行考慮。圖1為微波放大器直流偏置方案，圖2為微波放大器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)原理圖。

對(duì)于對(duì)比低頻的放大器，一般采取的方式為單電源供電。單電源供電也有其優(yōu)缺點(diǎn)，優(yōu)點(diǎn)是單電源供電對(duì)比簡(jiǎn)樸穩(wěn)當(dāng)，缺點(diǎn)是會(huì)惡化放大器的噪聲。對(duì)于對(duì)比高頻的放大器，一般采用的方式是雙電源供電。之所以采用雙電源供電是由于能夠?qū)Ρ群玫闹浦乖肼暬亓鲙?lái)的影響，并且在電源管理方面還能供給對(duì)比好的噪聲特性。

4終止語(yǔ)

隨著無(wú)線通訊技術(shù)的飛速進(jìn)展，對(duì)微波