微波宽带低噪声放大器的优化设计

摘要

低噪声放大器广泛应用于通讯、电子对抗等系统的接收装置的前端,其性能的好坏对整个接收装置有重要影响。对微波宽带低噪声放大器的要求是:低功耗、低成本、宽带、高线性度和低噪声。
　　本文首先介绍了低噪声放大器的特点、发展概况和它的各项技术指标,并对其各项指标进行了理论分析。同时,研究了优化低噪声放大器噪声系数的匹配技术。该匹配技术是设计低噪声放大器的基础。
　　其次讨论了微波晶体管放大器的基本设计方法及步骤,提出了改善放大器各项指标的设计方法和设计中应注意的问题。
　　最后介绍微波宽带低噪声放大器的具体设计与实现。微波宽带低噪声放大器是雷达、电子对抗及遥测遥控接收系统等的关键部件。对于宽带低噪声放大器的设计首先是进行方案的设定,然后选择具体的晶体管,偏置电路,和匹配电路,宽带匹配电路的设计是设计的难点,本文采用负反馈等方式降低宽带匹配的难度。最后采取一些措施来提高放大器的稳定性和优化设计目标。
　　本文采用负反馈、级间适配法及输出端串接一电阻来提高稳定性措施设计了3.8GHz-5.6GHz的低噪声放大器。并将其仿真结果与实物测试结果做了比较,较好的达到了设计要求。
　　在此基础上采用遗传算法这一全局搜索性能较好的数值算法对2GHz-4GHz的低噪声放大器的增益和噪声进行了优化设计,并采取幅度均衡措施来改善放大器的增益平坦度,从设计结果来看放大器的增益平坦度及噪声系数都有了很大的改善。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章绪论

1.1前言

1.2低噪声晶体管放大器的特点

1.3微波低噪声晶体管放大器的发展概况

1.4本文主要内容

1.5论文结构及内容安排

第二章低噪声放大器基本理论

2.1低噪声放大器（LNA）的噪声特性

2.2LNA的功率增益与增益平坦度

2.3工作频带与动态范围

2.4端口驻波比和反射损耗

2.5稳定性

2.6优化噪声系数的匹配技术

2.6.1放大器噪声系数

2.6.2优化噪声系数的设计

2.7本章小结

第三章微波晶体管放大器的设计

3.1确定电路形式

3.2选择适当的晶体管

3.3测量晶体管的S参数和最小噪声系数

3.4判断稳定性

3.5设计输入输出匹配网络

3.6本章小结

第四章3.8GHz～5.6GHz低噪声放大器的设计与实现

4.1方案设计

4.23.8GHz～5.6GHz低噪声放大器的设计

4.2.1晶体管的选择

4.2.2偏置电路的选择与设计

4.2.3匹配电路的设计

4.2.4稳定性分析与设计

4.3低噪声放大器的测试

4.4本章小结

第五章2GHz～4GHz低噪声放大器的优化设计

5.1晶体管的选择

5.2基于遗传算法的匹配电路的优化设计

5.2.1遗传算法基础

5.2.2应用遗传算法优化设计匹配电路

5.3直流偏置电路的设计

5.4稳定性分析与设计

5.5增益平坦度的改善

5.6本章小结

第六章结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

致谢