一种用于相控阵雷达的W波段差分低噪声放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于相控阵雷达的W波段差分低噪声放大器，包括顺次级联的第一级差分共射共基放大电路、级间匹配网络及第二级差分共射共基放大电路，所述第一级差分共射共基放大电路与第二级差分共射共基放大电路电路结构对称，所述级间匹配网络采用变压器匹配方式；本发明专利技术的优点在于：极大地抑制共模噪声的影响，级间匹配网络采用变压器匹配的方式，结构紧凑，隔离效果好，电路结构简单，抑制环境噪声和电源噪声效果好，工作性能良好。工作性能良好。工作性能良好。

【技术实现步骤摘要】
一种用于相控阵雷达的W波段差分低噪声放大器


[0001]本专利技术涉及低噪声放大器
，更具体涉及一种用于相控阵雷达的W波段差分低噪声放大器。

技术介绍

[0002]毫米波(30
‑
300GHz)频段频谱资源非常丰富，相比30GHz以下的频段有很多优势，光谱带宽更宽，波长更短，因此在短距离高速无线通信系统、高分辨率雷达和高分辨率成像系统等应用上备受关注，发展迅速。其中，W波段覆盖75GHz至110GHz的电磁频谱，W波段雷达系统具有频带宽、波长短、光束窄、体积小、功耗低、穿透力强等特点。
[0003]低噪声放大器(LNA，Low Noise Amplifier)作为相控阵雷达系统接收机的前置放大器，能提供尽可能高的增益，并且更好地抑制后接模块的噪声。在接收链路中，第一级放大电路的噪声对整个系统的性能起着举足轻重的影响。处于W波段射频接收机最前端的高性能低噪声放大器，能大大提高通信系统的性能和灵敏度，在整个相控阵雷达系统中发挥着重要作用。现有技术中低噪声放大器，例如中国专利公开号CN112953407A，公开了一种W波段可滤波结构的低噪声放大器芯片，包括GaAs基片，所述GaAs基片上有第一级放大电路与第二级放大电路，第一级电路与第二级电路级联起来，所述第一级放大电路与第二级放大电路之间通过级间匹配电路连接，其能够很好的抑制低频信号达到滤波效果，但是结构较为复杂，寄生效应明显，抑制环境噪声和电源噪声效果差，性能得不到提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题在于现有技术低噪声放大器结构较为复杂，寄生效应明显，抑制环境噪声和电源噪声效果差，性能得不到提高的问题。
[0005]本专利技术通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种用于相控阵雷达的W波段差分低噪声放大器，包括顺次级联的第一级差分共射共基放大电路、级间匹配网络及第二级差分共射共基放大电路，所述第一级差分共射共基放大电路与第二级差分共射共基放大电路电路结构对称，所述级间匹配网络采用变压器匹配方式。
[0006]本专利技术第一级差分共射共基放大电路与第二级差分共射共基放大电路电路结构对称，能极大地抑制共模噪声的影响，级间匹配网络采用变压器匹配的方式，结构紧凑，隔离效果好，电路结构简单，抑制环境噪声和电源噪声效果好，工作性能良好。
[0007]进一步地，所述第一级差分共射共基放大电路包括输入匹配网络、顺序编号的晶体管Q1至晶体管Q4，所述输入匹配网络包括电容C1、电容C2、电感Lb、电感Le1、电感Le2及电阻Re1，所述电容C1的一端及电容C2的一端作为信号输入端，电容C1的另一端与电感Lb的一端以及晶体管Q1的基极连接，电容C2的另一端与电感Lb的另一端以及晶体管Q2的基极连接，晶体管Q1的发射极与电感Le1的一端连接，晶体管Q2的发射极与电感Le2的一端连接，电感Le1的另一端以及电感Le2的另一端通过电阻Re1接地；晶体管Q1的集电极与晶体管Q3的发射极连接，晶体管Q2的集电极与晶体管Q4的发射极连接，晶体管Q3的基极与晶体管Q4的
基极连接，晶体管Q3的集电极以及晶体管Q4的集电极与级间匹配网络连接。
[0008]更进一步地，所述第一级差分共射共基放大电路还包括电容C7以及电容C8，所述晶体管Q1和晶体管Q2共用基极偏置电压Vb1，所述电感Lb1的中心抽头接基极偏置电压Vb1，所述电容C7的一端与基极偏置电压Vb1连接，电容C7的另一端接地；所述晶体管Q3和晶体管Q4共用基极偏置电压Vb2，所述电容C8的一端与基极偏置电压Vb2连接，电容C8的另一端接地。
[0009]更进一步地，所述晶体管Q1和晶体管Q2接有第一基极偏置电路，所述第一基极偏置电路包括晶体管Q9、电阻R1、电阻R2以及电阻Re3，所述晶体管Q9的基极与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端、电阻R2的一端及晶体管Q9的集电极连接并与电源Vdd连接，电源Vdd与晶体管Q9之间流过偏置电流，电阻R2的另一端接基极偏置电压Vb1，晶体管Q9的发射极通过电阻Re3接地。
[0010]更进一步地，所述晶体管Q3和晶体管Q4接有第二基极偏置电路，所述第二基极偏置电路包括电阻R3和电阻R4，所述电阻R3的一端接工作电压Vcc，电阻R3的另一端接基极偏置电压Vb2以及电阻R4的一端，电阻R4的另一端接地。
[0011]更进一步地，所述级间匹配网络包括电容C3、电容C4及变压器T1，所述电容C3的一端、晶体管Q3的集电极以及变压器T1的原边的一端连接，电容C3的另一端、晶体管Q4的集电极以及变压器T1的原边的另一端连接；变压器T1的副边的一端以及电容C4的一端连接，变压器T1的副边的另一端以及电容C4的另一端连接。
[0012]更进一步地，所述级间匹配网络还包括电容C9和电容C10，所述变压器T1的原边的中心抽头与工作电压Vcc连接，工作电压Vcc通过电容C9接地；所述变压器T1的副边的中心抽头与基极偏置电压Vb3连接，基极偏置电压Vb3通过电容C10接地。
[0013]更进一步地，所述第二级差分共射共基放大电路包括电阻Re2、顺序编号的晶体管Q5至晶体管Q8以及输出匹配网络，所述晶体管Q5的一端与电容C4的一端连接，晶体管Q6的一端与电容C4的另一端连接，晶体管Q5的发射极及晶体管Q6的发射极通过电阻Re2接地；晶体管Q5的集电极与晶体管Q7的发射极连接，晶体管Q5的发射极与晶体管Q6的发射极连接，晶体管Q6的集电极与晶体管Q8的发射极连接。
[0014]更进一步地，所述输出匹配网络包括电容C5、电容C6及变压器T2，电容C5的一端、晶体管Q7的集电极及变压器T2的原边的一端连接，电容C5的另一端、晶体管Q8的集电极及变压器T2的原边的另一端连接；变压器T2的副边的一端及电容C6的一端连接，变压器T2的副边的另一端及电容C6的另一端连接，电容C6的两端作为信号输出端。
[0015]更进一步地，所述第二级差分共射共基放大电路还包括电容C11及电容C12，所述晶体管Q7的基极与晶体管Q8的基极连接并接基极偏置电压Vb4，基极偏置电压Vb4通过电容C11接地，变压器T2的原边的中心抽头接工作电压Vcc，工作电压Vcc通过电容C12接地。
[0016]本专利技术的优点在于：
[0017](1)本专利技术第一级差分共射共基放大电路与第二级差分共射共基放大电路电路结构对称，能极大地抑制共模噪声的影响，级间匹配网络采用变压器匹配的方式，结构紧凑，隔离效果好，电路结构简单，抑制环境噪声和电源噪声效果好，工作性能良好。
[0018](2)本专利技术中第一级差分共射共基放大电路在发射极串联负反馈电感Le1、Le2和在基极串联电感Lb来实现最佳噪声匹配。
[0019](3)本专利技术中第二级差分共射共基放大电路采用发射极直接接地的方式，为电路提供更高的增益。
[0020](4)本专利技术中电阻Re1和Re2为串联在晶体管发射极的接地电阻，有利于减小共模噪声的影响。
[0021](5)本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于相控阵雷达的W波段差分低噪声放大器，其特征在于，包括顺次级联的第一级差分共射共基放大电路、级间匹配网络及第二级差分共射共基放大电路，所述第一级差分共射共基放大电路与第二级差分共射共基放大电路电路结构对称，所述级间匹配网络采用变压器匹配方式。2.根据权利要求1所述的一种用于相控阵雷达的W波段差分低噪声放大器，其特征在于，所述第一级差分共射共基放大电路包括输入匹配网络、顺序编号的晶体管Q1至晶体管Q4，所述输入匹配网络包括电容C1、电容C2、电感Lb、电感Le1、电感Le2及电阻Re1，所述电容C1的一端及电容C2的一端作为信号输入端，电容C1的另一端与电感Lb的一端以及晶体管Q1的基极连接，电容C2的另一端与电感Lb的另一端以及晶体管Q2的基极连接，晶体管Q1的发射极与电感Le1的一端连接，晶体管Q2的发射极与电感Le2的一端连接，电感Le1的另一端以及电感Le2的另一端通过电阻Re1接地；晶体管Q1的集电极与晶体管Q3的发射极连接，晶体管Q2的集电极与晶体管Q4的发射极连接，晶体管Q3的基极与晶体管Q4的基极连接，晶体管Q3的集电极以及晶体管Q4的集电极与级间匹配网络连接。3.根据权利要求2所述的一种用于相控阵雷达的W波段差分低噪声放大器，其特征在于，所述第一级差分共射共基放大电路还包括电容C7以及电容C8，所述晶体管Q1和晶体管Q2共用基极偏置电压Vb1，所述电感Lb1的中心抽头接基极偏置电压Vb1，所述电容C7的一端与基极偏置电压Vb1连接，电容C7的另一端接地；所述晶体管Q3和晶体管Q4共用基极偏置电压Vb2，所述电容C8的一端与基极偏置电压Vb2连接，电容C8的另一端接地。4.根据权利要求3所述的一种用于相控阵雷达的W波段差分低噪声放大器，其特征在于，所述晶体管Q1和晶体管Q2接有第一基极偏置电路，所述第一基极偏置电路包括晶体管Q9、电阻R1、电阻R2以及电阻Re3，所述晶体管Q9的基极与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端、电阻R2的一端及晶体管Q9的集电极连接并与电源Vdd连接，电源Vdd与晶体管Q9之间流过偏置电流，电阻R2的另一端接基极偏置电压Vb1，晶体管Q9的发射极通过电阻Re3接地。5.根据权利要求3所述的一种用于相控阵雷达的W波段差分低噪声放大器，其特征在于，所述晶体管Q3和晶体管Q4接有第二基极偏置电路，所述第二基极偏置电...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹锐，徐余龙，姜力晖，张炎，彭国良，李庄，陶小辉，徐晓荣，荣大伟，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：