【摘 要】
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高速宽带通讯和低成本是当今无线通讯技术重要的发展方向,而低噪声放大器作为无线接收机的第一级,其良好的性能是实现正常通讯的重要保障,所以研究宽带的高性能、低噪声、小
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高速宽带通讯和低成本是当今无线通讯技术重要的发展方向,而低噪声放大器作为无线接收机的第一级,其良好的性能是实现正常通讯的重要保障,所以研究宽带的高性能、低噪声、小体积的微波放大器意义重大。 本文对S波段宽带低噪声放大器进行了设计与实现。文中首先阐述低噪声放大器的相关理论,对二端口网络的表述、传输线、匹配网络等微波电路设计的一些基本理论进行了介绍。然后给出宽带放大器的主要技术指标,在阅读大量相关文献的基础上,分析了微波放大器常用的几种电路形式,针对本课题研究的宽带低噪声放大器选择了串联反馈结构的电路形式。 本文选用安捷伦公司低噪声高电子迁移率晶体管ATF54143,采用二级放大的拓扑结构。采用ADS设计软件,对管芯、输入匹配、级间匹配和输出匹配设计了有针对性的匹配网络,每一级放大根据设计的结果,针对噪声系数、增益和输入输出驻波比一同进行优化,在设计过程中,让偏置网络参与了电路的匹配。输入输出均匹配到50欧姆,待每一级设计达到要求,通过π型衰减器进行级联,再进行二级电路的级联优化。针对有效消除回波信号的要求,本文提出了级间加入π型衰减器的方法,很好的改善了电路的性能。 最后仿真的该S波段低噪声放大器工作频率在2.0-4.0GHz,在所要求的频率范围内具有低噪声(小于1dB)、较高增益(大于21dB)、较好的增益平坦度(小于±1.7dB)和较好的输入驻波比(小于1.9),输出驻波比(小于1.7)等优良的电特性,在全频段内稳定,完全达到了设计指标的要求。通过Protel画出电路加工版图,最后加工制作,并通过安捷伦的矢量网络分析仪N5230A和噪声分析仪N8973A进行测试。实测结果基本符合设计指标要求。
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