X波段低噪声放大器的仿真与设计

仿真设计了一款 X 波段低噪声放大器（ LNA ）,选用 NEC 公司的高电子迁移率晶体管NE3210S01,直流偏置电路采用双电源供电,采用低阻抗特性的扇形微带短截线代替旁路电容和3λ／4高阻抗线阻止射频信号对直流的影响,用源极负反馈的方法增加稳定性,并采用微带线耦合的方式达到隔直流的效果,借助 ADS软件进行设计、仿真和优化。仿真结果显示,放大器在9．5 GHz 10．5 GHz频率范围内增益为（24．2±0．5） dB,噪声系数小于0．8 dB,输入、输出驻波比均小于1．5,结果显示该款低噪声放大器适用于雷达系统。     

6GHz-6.5GHz低噪声放大器设计

介绍了一种C波段低噪声放大器的设计原理和方法,并给出了设计结果和测试结果。为了达到较高的增益和较好的增益平坦度,采用两级级联加一级单片放大的结构,利用Designer V2仿真优化功能设计了输入、输出及级间匹配电路。最后设计的放大器在6GHz-6.5GHz范围内增益48.47±0.4dB,噪声系数小于1.2dB,输入驻波比小于2,输出驻波比小于1.5。该LNA模块的试验测试结果和设计符合很好。     

全球定位系统接收机的低噪声放大器设计

利用仿真软件先进设计系统（ADS2009）设计中心频率为1575MHz的低噪声放大器,应用于手机全球定位接收系统。选用恩智浦公司的BGU8009放大器芯片作为放大电路,通过外围匹配电路设计,使用最少的元件构成单级、低成本的低噪声放大器电路。仿真结果显示,放大器的增益大于16dB,噪声系数小于0．75dB,增益平坦度比较好,稳定系数大于1,达到系统要求的各项指标,并具有一定裕量。     

CMOS 3～5GHz超宽带低噪声放大器的设计

设计了一个应用于超宽带(UWB)系统的3~5 GHz超宽带低噪声放大器.电路由二阶切比雪夫滤波器,电阻并联反馈,两级共源共栅结构,源级跟随器组成.低噪声放大器采用0.18 mCMOS工艺进行设计,利用ADS 2006 A进行仿真.结果表明,低噪声放大器在3~5 GHz带宽范围内噪声系数(NF)小于2dB,功率增益在23.9~24.8 dB之间,输入端口反射系数小于-10dB,输出端口反射系数小于-15dB,IIP3为-11dBm在1.8 V的电源电压下,核心电路功耗为10 mW.     

一种平坦高增益的宽带低噪声放大器设计

针对宽带低噪声放大器带宽内增益波动性大的问题,设计一种平坦高增益的宽带低噪声放大器。采用两级放大器级联形式,在第一级放大电路中引入负反馈电路,设计ATF-54143的偏置电路并分析其稳定性。在两级放大电路之间添加增益补偿网络,改善宽带低噪声放大器的阻抗匹配和增益平坦度。仿真结果表明,在0.9~2.5GHz频率范围内,该宽带低噪声放大器的增益为(30.0±0.3)dB,噪声系数小于1.5dB,输入、输出反射系数均小于-10dB,达到设计要求。在误差允许范围内,实物测试结果与仿真结果相符合。     

新型3.1～6GHz高增益超宽带低噪声放大器

在传统的窄带达林顿结构放大器基础上,提出一种新型高增益超宽带达林顿结构低噪声放大器.该放大器采用高频低噪声晶体管,采用电感补偿技术和正实电阻补偿技术,保持了达林顿放大器高增益的优点,而且也取得了低噪声、良好输入输出匹配和宽带稳定性.通过优化设计,新型放大器在3.1～6 GHz内,增益S21高达21 dB,变化不超过0.3 dB,噪声系数F为1.5～2.1 dB,输入输出反射系数S11和S22都小于-14 dB,在宽带内保持稳定.     

带有源偏置的系统级封装低噪声放大器模块

针对近年来快速发展的多模卫星组合导航技术需求,提出覆盖主流全球卫星导航系统(GNSS)频段(包括GPS、GLONASS、伽利略、北斗)的低噪声放大器模块.该低噪声放大器模块采用SIP封装技术,在一个3 mm×3mm×1mm的塑料封装内集成了低噪声放大器芯片及输入输出匹配电路等片外电路,封装外无需额外分立元件.低噪声放大器芯片采用低噪声的0.25μm GaAs pHEMT工艺流片.在芯片设计中,提出新型的有源偏置电路,可以抵御电源电压和环境温度的波动,使该低噪声放大器模块能够在复杂的环境中稳定工作.测试结果表明,该低噪声放大器模块在工作频段内噪声系数约为0.65dB,增益可达20dB,输入输出回波损耗小于-10dB,中心频率输入三阶互调阻断点为0.6dBm,电源电压为3.3V,功耗为15mW.     

3～6GHz SiGe HBT Cascode低噪声放大器的设计

基于Jazz 0.35μm SiGe工艺设计一款满足UWB和IEEE802.11a标准的低噪声放大器.采用并联电感峰化技术与Cascode结构来展宽带宽;完成了芯片版图的设计,芯片面积为1.16 mm×0.78 mm;在带宽为3～6 GHz范围内,最大增益为26.9 dB,增益平坦度为±0.9 dB.放大器的输入输出匹配良好,其回波损耗S11和S22均小于-10dB,输入与输出驻波比小于1.5,1 dB压缩点为-22.9 dBm.在整个频段内,放大器无条件稳定.     

北斗一代S频段低噪声放大器的设计

为了使噪声系数最小和较好的避免输入输出匹配网络的相互影响,利用Advanced Design System(ADS)软件,采用输入端最小噪声系数和输出端最大增益匹配法与最佳阻抗匹配法相互结合的方法,对北斗一代S频段低噪声放大器进行设计与仿真。联合仿真结果表明,该放大器增益达到(40±1)dB,噪声系数小于0.7dB,输入输出驻波比小于1.5dB。实物测试结果在偏差损耗允许范围内,基本满足指标要求。     

一款用于超宽带接收系统的3 GHz-5 GHz低噪声放大器

设计了一种基于共源结构的两级级联超宽带低噪声放大器.该低噪声放大器采用了源端电感和四分之一阻抗变换器,在不恶化电路噪声系数的情况下具有较好的输入匹配.通过使用GaAs赝调制掺杂异质结场效应晶体管( pHEMT)器件,在PCB板上实现了低噪声放大器的加工,加工测试结果与原理图仿真结果基本符合.测试结果表明,该低噪声放大器的增益达到12±1.5 dB,最小噪声系数为1.8 dB,输入输出匹配结果良好.     

一种增益可多重调节的低功耗双频段低噪声放大器

为了同时满足无限局域网(wireless local area network,WLAN)和新一代无限保真(wireless fidelity,WIFI)无线通信标准,设计实现了一款增益可多重调节的低功耗双频段低噪声放大器(dual-band low noise amplifier with multiple gain-tunability,MGT-DBLNA).输入级采用串-并联谐振滤波网络以实现双频段输入匹配.放大级采用可调谐的有源电感作负载和偏置电压可变的电流复用结构,一方面,可通过调节有源电感的外部偏压和偏置电路的电压2种不同方式,对MGT-DBLNA的增益进行单独或联合调节,另一方面降低了功耗.输出级采用由电流镜以及共集电极放大器构成的可控缓冲器,可实现增益的进一步调节.基于WIN 0.2μm Ga As HBT工艺库进行验证,结果表明:在不同工作频率2.4、5.2 GHz下,MGT-DBLNA的增益(S21)可分别在3.9~12.3 d B、12.6~20.2 d B范围内调节;输入回波损耗(S_(11))与输出回波损耗(S_(22))均小于-10.0 d B;噪声系数(noisefigure,NF)小于3.4 d B;在5.0 V的工作电压下,静态功耗小于20.0 m W.所提出的MGT-DBLNA不仅实现了增益的大范围调节,同时也降低了功耗.     

基于噪声抵消的有源匹配SiGe HBT低噪声放大器设计

基于Jazz 0.35μm SiGe工艺,设计了一种满足2G、3G和WIMAX标准的有源匹配SiGe HBT低噪声放大器.利用共基极晶体管输入阻抗小和共集电极晶体管输出阻抗较小的特点,通过选取晶体管的结构和偏置电流,实现了输入、输出有源阻抗匹配.由于未采用占芯片面积大的电感,减少了芯片面积,芯片面积(含焊盘)仅为0.33mm×0.31 mm;由于共基极晶体管的噪声系数比共射极晶体管的噪声系数高,采用噪声抵消结构减少了其引入噪声.低噪声放大器在(0.6～3)GHz工作频带内,增益为17.8～19.2 dB,增益平坦度为±0.7 dB;有源输入、输出匹配良好;在整个频段内,无条件稳定.     

一款JFET低噪声前置放大器的设计

为了与传感器相匹配,得到放大器的最小噪声系数,本文从对结型场效应管的等效输入电压噪声eN及等效输入电流噪声iN的分析中,得到结型场效应管的最佳源电阻比双极型晶体管要高出2-3个数量级的结论,并设计制作了一款结型场效应管低噪声前置放大器实用电路。并对其幅频特性、输入阻抗和等效输入电压噪声进行了测量,结果表明其输入阻抗高达71MΩ,等效输入电压噪声约为0.87nV／√Hz,是一种适合于高内阻传感器的较为理想的低噪声前置放大器电路,也可以通过阻抗变换后用于磁力仪等需要低噪声放大的场所。     

无螺旋电感的小面积SiGe HBT宽带低噪声放大器

设计了一款无螺旋电感的1~6 GHz频段的小面积高性能SiGe HBT宽带低噪声放大器(wideband low noise amplifier,WLNA).采用具有优良阻抗匹配特性的共基放大器作为输入级,并采用噪声抵消技术抵消其噪声达到输入噪声匹配;共射放大器作为输出级,有源电感替代螺旋电感实现电感峰化技术来扩展频带宽度、提高增益的平坦度.基于Jazz 0.35μm SiGe BiCMOS工艺,完成了版图设计,WLNA的版图尺寸仅为105μm×115μm,与使用螺旋电感的WLNA相比,芯片面积大大减小.利用安捷伦公司的射频/微波集成电路仿真工具ADS进行了验证.结果表明:该WLNA在1~6 GHz频段内,S21>16 dB,NF<3.5 dB,S11<-10 dB,S22<-10 dB.对于设计应用于射频前端的小面积、低成本、高性能的单片WLNA具有一定的指导意义.     

一种低功耗CMOS并行双频低噪声放大器

基于SMIC 0.18μm 1P6M CMOS工艺,设计实现了一种低功耗单端输入转差分输出的并行双频低噪声放大器。采用带有源级电感负反馈的共源共栅结构,在功耗限制下在双频段对输入阻抗和噪声性能同时进行优化,实现并行接收,并具有单端输入转差分输出的功能。该低噪声放大器核心电路尺寸为450μm×350μm。仿真表明,低噪声放大器(LNA)在1.227GHz和1.575GHz工作频率处的输入回波损耗分别为-11.61dB和-12dB,功率增益分别为14.67dB和12.68dB,噪声系数分别为2.3dB和2.53dB,输入l dB压缩点分别为-18.5dBm和-14.5dBm。在1.8V电源电压下,功耗仅为8.4mW,可用于航空航天领域的电子系统中。     

2.4GHz低噪声放大器的研究

低噪声放大器是对来自天线的微伏级信号进行放大的射频接收端的放大模块。该低噪声放大器主要由输入匹配网络、微波晶体管放大器和输出匹配网络组成。匹配网络采用微带线形式建立，微波晶体管采用NPN硅晶体管BFP420。利用Microwave Office进行电路仿真和优化。该放大器满足小信号放大器的指标要求，可以用于射频接入电路的前端。     

L波段低噪声放大器的分析与设计

利用Advanced Design System（ADS）完成了L波段低噪声放大器（LNA）的设计。分析了实际电路可能产生的非连续性、寄生参数效应等因素对电路各个性能指标的影响,并针对这些因素利用ADS进行了电磁仿真计算,最后给出了放大器的仿真结果和最终电路及测试结果。采用ATF-35143器件设计,达到了预定的技术指标,工作频率1.21GHz,增益G大于14dB,噪声系数NF小于0.5 dB,输入1dB压缩点大于5dbm。