超宽带低噪声放大器设计与研究

摘要

随着信息化时代的到来，人们对通信的需求越来越高，为了提高通信效率、降低通信成本、加强通信安全性，超宽带技术（Ultra WideBand,UWB）应运而生。而超宽带低噪声放大器作为无线接收机前端的重要模块，其性能直接影响着超宽带接受机的整体性能。
　　本研究在系统分析了近年来全球的超宽带低噪声放大器研究状况后，对超宽带低噪声放大器的实现原理进行了分析，并将目前主流的几种超宽带低噪声放大器拓扑结构进行了详细的分析以及对比，总结其优点以及缺点。然后，在现有结构的基础上，提出一种新型的全对称自偏置低功耗的超宽带低噪声放大器电路，并进行设计仿真得到结果以及版图。最后，在前文设计的基础上,又提出了一种结合人工神经网络工作特点，对超宽带低噪声放大器进行进一步优化的设计。本设计结合了近年来超宽带低噪声放大器的主流设计架构，通过将可以实现带宽展宽的自偏置电阻负反馈匹配电路和用以实现良好阻抗匹配电感源极负反馈电路结合得到了电路的第一级结构即输入匹配级电路，在获得足够增益带宽的同时也满足了输入阻抗的匹配条件；而为了使低噪声放大器得到足够的增益尤其是高频增益，又进一步设计了第二级高频增益放大电路来使得总体电路的增益满足条件，并利用电感串联峰化技术将两级电路级联在一起以保证获得足够的工作带宽。给出了本次超宽带低噪声放大器的仿真结果，其工作带宽为1GHz-10.6GHz，在此工作带宽内，电路增益为15.6-18dB，噪声系数NF为2.4dB-3.9dB，并实现了不错的输入阻抗匹配（S11<-10dB），而整个电路的功耗也较低，电路的总功耗仅仅为9.75mW。同目前的同类研究对比，该电路的带宽、增益、噪声都有着一定的优势。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 研究的背景与意义

1.2 研究的历史与现状

1.3 本文的主要贡献与创新

1.4 本论文的结构安排

第二章 超宽带低噪声放大器实现原理

2.1 噪声理论

2.2 经典的二端口网络噪声理论

2.3 MOSFET二端口网络噪声分析

2.4 级联系统的等噪声系数

2.5 本章小结

第三章 一种超宽带低噪声放大器的设计及仿真

3.1 超宽带低噪声放大器的设计要求

3.2 超宽带低噪声放大器的设计

3.3 超宽带低噪声放大器仿真结果

3.4 版图设计

3.5 本章小结

第四章 一种基于人工神经网络的超宽带低噪声放大器设计

4.1 人工神经网络

4.2 一种基于人工神经网络的超宽带低噪声放大器设计

4.3 仿真结果

4.4 本章小结

第五章 总结及展望

5.1 工作总结

5.2 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果