0.2GHz～3.2GHz超宽带低噪声放大器的研制

第27卷第8期电子元件与材料V ol.27 No.8 2008年8月ELECTRONIC COMPONENTS AND MATERIALS Aug. 20080.1~2.8 GHz超宽带低噪声放大器的研制钱可伟，田忠（电子科技大学 电子科学技术研究院，四川 成都 610054）摘要: 选用噪声较小、增益较高且工作电流较低的放大管ATF55143，利用两种负反馈和宽带匹配技术，结合ADS 软件的辅助设计，研制出宽带低噪声放大器。

在0.1~2.8 GHz范围内，其增益大于30 dB，平坦度小于±1.3 dB，噪声系数小于1.45 dB，工作电流小于60 mA，驻波比小于1.8。

该放大器成本较低，体积较小，可应用于各种微波通讯领域。

关键词:电子技术；低噪声放大器；超宽带；微波通讯中图分类号: TN850 文献标识码:A 文章编号:1001-2028（2008）08-0062-03Development of ultra-broad band LNA in 0.1~2.8 GHzQIAN Ke-wei, TIAN Zhong(RIEST, University of Electronic Science and Technology of China, Chengdu 610054, China)Abstract: A new ultra-broad band low noise amplifier (LNA) was developed to use ATF55143 amplifier tube which has low noise、high gain and low operating current, based on two negative feedbacks and wideband impedance matching technologies and ADS software subsidiary design. The LNA shows the gain above 30 dB, flatness below ±1.3 dB, operating current below 60 mA and noise figure less than 1.45 dB, with low cost and small volume. This LNA can be widely used in microwave communication areas.Key words: electron technology; LNA; ultra-broad band; microwave communication随着光纤通信、移动通信、卫星通讯、电子对抗、微波测量仪器等向着小型化、宽频带、低噪声以及更高的工作频段发展[1]，微波晶体管放大器的低噪声和宽频带设计问题得到越来越广泛的重视。

摘要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。

本文的研究对象为超宽带低噪声放大器。

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。

本次设计，主要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。

论文的第三章最后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。

为了进一步提高超宽带低噪声放大器的性能，本文第四章提出了一种利用人工神经网络的记忆能力以及学习能力来对超宽带低噪声放大器性能进行优化的方法，并给出了实际案例。

CMOS超宽带低噪声放大器的设计
徐国明
【期刊名称】《电子与封装》
【年(卷),期】2010(10)8
【摘要】由于超宽带技术能够在短距离内传输几百兆的数据,帮助人们摆脱对导线的依赖,因此使得大带宽数据的无线传输从几乎不可能变为现实.尽管目前超宽带技术的标准还没有统一,但是低噪声放大器终归是其接收机中一个不可或缺的重要模块.文章介绍了一种基于0.18 μm CMOS工艺、适用于超宽带无线通信系统接收前端的低噪声放大器.结合计算机辅助设计,该超宽带低噪声放大器输入、输出均实现良好的阻抗匹配,在3GHz～10GHz的频带范围内实现了增益G=29±1dB,噪声系数小于4dB.在1.8V工作电压下放大器的直流功耗约为35mW.
【总页数】4页(P17-20)
【作者】徐国明
【作者单位】苏州大学电子信息学院,江苏,苏州,215000
【正文语种】中文
【中图分类】TN722.3
【相关文献】
1.3～5GHz超宽带可变增益CMOS低噪声放大器的设计 [J], 陈昌明;彭烨;王建波
2.3 GHz~5 GHz CMOS超宽带低噪声放大器分析与设计 [J], 唐江波
3.3GHz～5 GHz CMOS超宽带低噪声放大器分析与设计 [J], 唐江波;
4.基于3.1～10.6 GHz CMOS超宽带低噪声放大器设计 [J], 赵小荣;范洪辉;朱明放;傅中君;黄海军;陈鉴富
5.3～5 GHz超宽带无电感CMOS低噪声放大器设计 [J], 王巍;宫召英;杨铿;马晓英;唐政维;王岳生
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0.03～3 GHz超宽带低噪声放大器设计王志鹏;文继国【摘要】采用噪声较小,增益较高且工作电流较低的放大器芯片WHM0035,利用MMIC芯片,研制出一款具有增益调节功能的宽带低噪声放大器,提高了整体系统的动态范围,同时具有耦合检波的功能.在0.03～3 GHz范围内,其增益大于20 dB,平坦度小于±0.5 dB,并且通过MMIC芯片可对放大器增益在0.5～31.5 dB范围内进行数控衰减,噪声系数小于2.14 dB,工作电流小于150 mA,驻波比小于1.8,在50 dBm的动态检波范围,检波电压线性输出.该低噪声放大器体积小,频带宽,具有检波功能以及可控增益功能,可应用于各种微波通讯领域.【期刊名称】《电子设计工程》【年(卷),期】2018(026)024【总页数】5页(P54-57,63)【关键词】低噪声放大器;数控衰减;耦合检波;微波通讯【作者】王志鹏;文继国【作者单位】成都信息工程大学电子工程学院,四川双流 610225;成都信息工程大学电子工程学院,四川双流 610225【正文语种】中文【中图分类】TN839由于超宽带（Ultra-Wideband）信号的功率谱密度非常低，频带跨度大，信号难以被检查到，再加上采用跳频、直接序列扩频等扩频多址技术，使得非授权用户很难捕捉到有用的信息，极好的保密性被广泛的运用到当代军事系统当中。

超宽带低噪声放大器作为射频微波电路接收前端的核心部分，性能的好坏直接决定着射频接收系统整体的指标[1]。

因此为了达到改善通信质量，降低整机噪声系数，提高接收机系统的灵敏度的目的[2]，具有较高的增益和较低的噪声系数的LNA成为本文研究得重点。

此外，为了稳定输出和最大化接收机的动态范围需求，提高接收机对非线性信号的抗干扰能力，以便本文设计的超宽带低噪声放大器能灵活的应用于各种超宽带系统中，还希望超宽带放大器能具有增益可调的特性。

为了实现放大器增益可调功能，MMIC芯片以其紧凑、稳定性好、抗干扰能力强和高产品性能一致性等被选为本设计的数控衰减芯片[3-6]。

高性能宽带低噪声放大器的研制祝加秀【摘要】Based on the thin film hybrid integrated circuits, Al2O3 fine ceramic is taken as substrates, the international advanced eutectic process is adopted, and the design method utilizing broadband internal compensation networks and negative feedback is used. Thereby, a high C-band Broadband Low Noise Amplifier which meets the index requirements is achieved in combination with theoretical calculations and simulation technology. The test results verify the correctness of the design. It provides a new basis and theoretical basis for the development of high performance broadband low-noise amplifier design.%以薄膜混合集成电路为基础,采用AL2O3精细陶瓷做衬底和国际上较先进的共晶工艺,运用宽带内补偿网络和负反馈并用的设计方法,结合理论计算和仿真技术,实现了高指标C波段宽带低噪声放大器的设计,测试结果验证了设计的正确性,为高性能宽带低噪声放大器研制提供了新的设计依据和理论基础.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2011(034)011【总页数】4页(P100-103)【关键词】宽带;低噪声;放大器;薄膜混合集成电路;共晶工艺【作者】祝加秀【作者单位】中国电子科技集团公司第三十八研究所,安徽合肥230088【正文语种】中文【中图分类】TN722-340 引言在雷达射频接收系统中，对系统性能指标的要求越来越高，其中低噪声放大器是影响着整个接收系统的噪声指标的重要因素。

L波段宽带低噪声小信号放大器的研制的开题报告一、研究背景L波段是指频率范围为1-2GHz的微波频段。

作为微波通信、雷达和无线电导航的主要频段之一，L波段具有广泛的应用前景。

现有的L波段放大器存在着带宽不足、噪声较大、动态范围限制等问题，因此需要研制一种新型L波段宽带低噪声小信号放大器来满足应用需求。

二、研究目的本研究旨在设计和实现一种新型L波段宽带低噪声小信号放大器，并且对其性能进行测试和分析。

主要包括以下几个方面：1.设计一种满足L波段频段的低噪声前置放大器电路，以提高接收灵敏度和信噪比。

2.设计一种宽带放大器电路，以扩展L波段信号的处理范围。

3.设计一种小信号放大器电路，以支持对较小信号的放大以及噪声屏蔽。

三、研究内容1. L波段低噪声前置放大器电路的设计：通过文献资料的查阅，结合低噪声放大器和微波滤波器的原理，设计并优化一种适合L波段频段的前置放大器电路。

该电路应具有较低的噪声系数、适当的功率增益和较小的失配损耗。

2. 宽带放大器电路的设计：通过反馈放大器的基本原理，设计并实现一种宽带放大器电路，以支持L波段信号的整体处理。

该电路应具有良好的带宽、较高的线性度和稳定的输出功率。

3. 小信号放大器电路设计：使用Bipolar Junction Transistor (BJT) 或 Field-Effect Transistor (FET)器件设计并测试这种小信号放大器电路，以支持超低噪声的应用场景。

该电路应具有较高的增益、较小的噪声、较低的失调和稳定的输出功率。

四、研究意义本研究的意义如下：1.提高L波段信号的接收灵敏度和信噪比，从而为L波段通信、雷达和导航等应用提供增强的技术支持。

2.设计出一种低成本、高性能的L波段放大器电路，可应用于电子设备、无线通信和航天等领域。

3.为L波段宽带低噪声小信号放大器的研究提供了一个重要的参考。

五、研究方法1. 理论研究：结合文献资料，深入了解低噪声放大器、宽带放大器、小信号放大器的理论知识，明确电路设计原则。

专利名称：一种超低噪声宽带放大器专利类型：实用新型专利
发明人：漆彦玮,李池,王建伟
申请号：CN202122713780.2
申请日：20211108
公开号：CN216086593U
公开日：
20220318
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种超低噪声宽带放大器，包括信号输入端和信号输出端，所述信号输入端连接电容C1一端，所述电容C1另一端连接电感L1一端，所述电感L1另一端分别连接电阻R2一端、P型MOS管M3的栅极，所述电阻R2另一端分别连接电阻R1一端、P型MOS管M1的栅极、P型MOS管M1的漏极，所述电阻R1另一端分别连接+Vdd、P型MOS管M2的栅极、电感L3的一端，本实用新型提出的一种超低噪声宽带放大器将信号输入整体电路中后P型MOS管作为共源极放大器将产生的高频分量和谐波接入信号地，当宽带信号进入放大电路时实现良好的噪声匹配，再通过运算放大器A1后提升宽带增益，减少了噪声系数，在使用同样的功耗时提升了放大增益效果。

申请人：成都互行微电科技有限公司
地址：610000 四川省成都市武侯区武侯电商产业功能区管委会武科西三路2号3栋4楼3号
国籍：CN
代理机构：成都熠邦鼎立专利代理有限公司
代理人：邢哲
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0.2GHz～3.2GHz超宽带低噪声放大器的研制肖勇;吴中川;白波;刘杰【期刊名称】《太赫兹科学与电子信息学报》【年(卷),期】2011(009)001【摘要】To reduce the noise of receiving front-ends, the design and fabrication of an ultra-wide band Low Noise Amplifier(LNA), were presented based on negative feedback and wide band matching technologies. The amplifier tube ATF-54143 made by Avago was chosen for this design, whose key indexes were simulated and optimized by using ADS2009. The test results indicate that the gain is greater than 24 dB;the flatness is lower tha n ± 2 dB over the four octaves 0.2 GHz-3.2 GHz. Noise Figure(NF) is below 1.2 dB over 0.2 GHz-2 GHz; and less than 1.5 dB over 2 GHz-2.6 GHz; less than 2 dB over 2.6 GHz-3.2 GHz.The good performance of this amplifier satisfies the requirement of engineering application, and it can be applied to the receiver front-end of communication systems.%为了降低接收前端的噪声,设计并制作一种超宽带低噪声放大器.基于负反馈技术和宽带匹配技术,利用Avago ATF-54143 PHEMT晶体管设计了放大器电路.运用AD52009对重要指标进行仿真及优化.实测结果表明,在0.2 GHz-3.2 GHz这4个倍频程的超宽带范围内,增益大于24 dB,增益平坦小于±2 dB.在0.2 GHz-2GHz内,噪声系数(NF)小于1.2 dB;在2 GHz-2.6 GHz内,NF<1.5 dB;在2.6 GHz-3.2 GHz 内,NF<2 dB.该放大器性能良好,满足工程应用要求,可用于通信系统的接收机前端.【总页数】5页(P44-48)【作者】肖勇;吴中川;白波;刘杰【作者单位】中国工程物理研究院电子工程研究所,四川,绵阳,621900;海军驻绵阳地区军事代表室,四川,绵阳,621000;中国工程物理研究院电子工程研究所,四川,绵阳,621900;中国工程物理研究院电子工程研究所,四川,绵阳,621900【正文语种】中文【中图分类】TN722.3【相关文献】1.超宽带高线性低噪声放大器的研制 [J], 曹文财;石玉;何泽涛;雷瑶;李玉兰2.0.1～2.8 GHz超宽带低噪声放大器的研制 [J], 钱可伟;田忠3.2～18 GHz超宽带低噪声放大器芯片研制 [J], 文晓敏;李斌4.基于GaAs工艺超宽带低噪声放大器设计 [J], 黄国皓;黄玉兰;杨小峰5.时钟3.2GHz直接数字频率合成器的研制 [J], 李保雪;张冰;费元春;赵琦因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。