微波混合集成宽带低噪声放大器的设计

摘要

微波宽带低噪声放大器是微波/毫米波通信、雷达、电子对抗、微波测量仪器等系统的关键部件，其性能好坏将直接影响整个系统的性能。 宽带放大器主要有平衡放大器、负反馈放大器、分布放大器、有损匹配放大器和有源匹配放大器五种。在比较了这五种放大器电路结构的特点之后，本文最终选用负反馈电路设计2GHz-6GHz宽带低噪声放大器。负反馈放大器具有带宽非常宽、增益响应平坦、输入和输出匹配好、稳定性好、电路尺寸小等优点。 Momentum是ADS的三维平面电磁仿真器，仿真时能够产生精确的EM模型。在设计宽带低噪声放大器的过程中，本文使用ADS原理图和基于矩量法的Momentum的联合仿真。在电路仿真中引入具有物理意义的布局元件来模拟，将版图元件的物理效应纳入考虑，提高仿真的精度和效率。 本文的主要内容有： 简述了微波宽带低噪声放大器的研究意义，介绍了宽带放大器的发展状况和研究趋势。介绍了低噪声放大器的基本理论和五种常用的设计宽带低噪声放大器的电路结构。 详细说明了使用负反馈技术设计2GHz-6GHz宽带低噪声放大器的过程。实测放大器的增益为30.75±1.82dB，输入输出驻波比小于2.124，噪声系数小于3.92dB，输出1dB增益压缩点大于5.35dBm。最后对测试结果进行分析，提出改进放大器噪声性能和提高整体线性度的方案，并给出相应的仿真结果。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1微波宽带低噪声放大器的研究意义

1.2微波宽带放大器的研究状况和发展趋势

1.3论文的主要工作

第二章低噪声放大器基本理论

2.1微波集成电路

2.1.1微波混合集成电路

2.1.2微波单片集成电路

2.2微波低噪声放大器的技术指标

2.2.1功率增益和增益平坦度

2.2.2噪声特性

2.2.3输入输出驻波比

2.2.4线性动态范围和IdB压缩点

2.2.5稳定性

第三章宽带放大器设计方法

3.1平衡放大器

3.2负反馈放大器

3.3分布放大器

3.4有损匹配放大器

3.5有源匹配电路设计

第四章宽带低噪声放大器的设计

4.1低噪声放大器的预期设计指标

4.2宽带低噪声放大器的实现

4.2.1有源器件和基片的选择

4.2.2直流偏置设计

4.2.3宽带放大器设计方案的选择和电路的级联

4.2.4单级负反馈网络的设计

4.2.5宽带匹配网络的设计

4.2.6宽带放大电路的整体设计

4.2.7腔体的设计和组装

第五章测试结果与电路的改进

5.1放大器电路实物图

5.2电路测试

5.3放大器电路的改进

第六章结论

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果