一种基于非对称幅相补偿结构的噪声抵消放大器及接收机制造技术

本发明专利技术公开了一种基于非对称幅相补偿结构的噪声抵消放大器及接收机，非对称幅相补偿结构的噪声抵消低噪声放大器包括输入单元；输出单元；共栅放大链路，耦接在所述输出单元和所述输入单元之间；共源放大链路，与所述共栅放大结构并接在所述输出单元和所述输入单元之间；其中，所述输出单元包括四合一非对称幅度相位补偿功率合成变压器，所述四合一非对称幅度相位补偿功率合成变压器合并所述共栅放大结构的第一信号和所述共源放大结构的第二信号，并抵消匹配引入的额外噪声；由于微波频段频段复杂的寄生参数影响，在实际电路中共栅放大链路和共源放大链路很难保证幅度与相位的平衡；因此，通过四合一非对称功率合成变压器来实现带有幅度相位补偿的两路信号合成，提高噪声抵消效果。高噪声抵消效果。高噪声抵消效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于非对称幅相补偿结构的噪声抵消放大器及接收机


[0001]本专利技术涉及放大器
，更为具体地是特别涉及一种基于非对称幅相补偿结构的噪声抵消放大器及接收机。

技术介绍

[0002]现代多标准无线系统为5GNR、雷达系统和大容量回传通信提供极大的数据速率的链路。为满足日益增长的信道带宽需求，E波段和V波段等微波频段的宽带无线系统近年来得到了迅速发展。同时，低噪声放大器及接收机作为宽带无线系统中的关键子模块，子系统，需要在宽工作频率范围内具有高动态范围和高信号质量。
[0003]在相关技术中，如图1，多采用与天线联合设计的噪声抵消低噪声放大器。该放大器由槽线天线，共栅放大链路，共源放大链路组成。入射信号经天线射入两个链路，经过放大后在输出端同相合成。同时，输入MOS管的噪声在输出端反相抵消，实现噪声抵消的效果，降低低噪声放大器的噪声系数。同时，两路合成的方案可以提高放大器的线性度。该技术方案所设计的低噪声放大器的功耗较大，且由于槽线天线与低噪声放大器在片上集成，会对后级电路产生一定的干扰，难以直接与接收机集成。此外，天线带宽限制了低噪声放大器的工作带宽，难以实现宽带设计。
[0004]在相关技术中，如图2，多采用接收机为滑动中频架构，包括一个工作在微波频段的低噪声放大器，混频器以及若干中频与基带放大器。其中，低噪声放大器采用基于耦合变压器结构的共栅
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共源放大电路级联的形式，实现了宽带高增益效果。此外，采用滑动中频架构，将微波频段信号下变频到基带，实现接收机功能；该技术方案所采用的基于耦合变压器结构的共栅
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共源级联低噪声放大器的噪声系数较大，影响接收机的灵敏度。同时，该技术方案采用了多级混频的方案，产生了较多的带外杂散信号。带外杂散信号在链路各级之间反射，影响系统的稳定性和线性度。
[0005]因此，急需要一种基于非对称幅相补偿结构的噪声抵消放大器及接收机。

技术实现思路

[0006]为了解决现有问题，本专利技术提供一种基于非对称幅相补偿结构的噪声抵消放大器及接收机，可以在放大接收到的信号的同时利用相位抵消输入匹配噪声。由于微波频段复杂的寄生参数影响，在实际电路中共栅放大链路和共源放大链路很难保证幅度与相位的平衡，降低噪声抵消的效果；因此，通过四合一非对称功率合成变压器来实现带有幅度相位补偿的功率合成。
[0007]第一方面，本专利技术提供了一种基于非对称幅相补偿结构的噪声抵消放大器，包括输入单元；输出单元；共栅放大链路，耦接在所述输出单元和所述输入单元之间；共源放大链路，与所述共栅放大链路并接在所述输出单元和所述输入单元之间；其中，所述输出单元包括四合一非对称功率合成变压器，所述四合一非对称功率合成变压器合并所述共栅放大链路的第一信号和所述共源放大链路的第二信号并抵消输入匹配噪声。由于微波频段复杂
的寄生参数影响，在实际电路中共栅放大链路和共源放大链路很难保证幅度与相位的平衡；因此，通过四合一非对称功率合成变压器来实现带有幅度相位补偿的功率合成。
[0008]在本申请的部分实施例中，所述四合一非对称功率合成变压器包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈包括至少两个第一电感和至少两个第二电感，所述共栅放大结构至少连接两个第一电感，所述共源放大结构至少连接两个第二电感，所述第一电感和所述第二电感串接。所述第一电感和第二电感的电感量不同，构成非对称幅度相位补偿结构。
[0009]在本申请的部分实施例中，所述次级结构为单圈结构的第三电感，所述第三电感与所述第一电感、第二电感互感。
[0010]在本申请的部分实施例中，所述共栅放大链路包括串接的共栅放大级和级联的共源放大级，且所述共栅放大级和共栅放大链路为T形匹配网络连接。
[0011]在本申请的部分实施例中，所述共栅放大级包括第一mos管，所述第一mos管源极连接所述输入单元和接地的偏置电感、漏极连接所述共栅放大链路。
[0012]在本申请的部分实施例中，所述共栅放大级还包括正反馈结构，所述正反馈结构由所述偏置电感和T形匹配网络耦合形成。
[0013]在本申请的部分实施例中，所述级联的共源放大级包括相互级联且串联的第一放大器和第二放大器，所属第一放大器和第二放大器之间采用单端转差分变压器连接，所述第二放大器与所述带幅度相位补偿功能的四合一非对称功率合成变压器连接。
[0014]在本申请的部分实施例中，所述共源放大链路包括串接的共源放大级和级联的放大器，所述共源放大级包括第二mos管，所述第二mos管的栅极连接所述输入单元，漏极连接所述共源放大链路。
[0015]在本申请的部分实施例中，所述级联的放大器包括相互级联且串联的第三放大器和第四放大器，所述第四放大器与所述四合一非对称功率合成变压器连接。
[0016]第二方面，本申请还提供一种接收机，包括上述的微波频段噪声抵消低噪声放大器，所述接收机还包括有源双平衡混频器和中频放大器，所述有源双平衡混频器和中频放大器依次串接在所述微波低噪声放大器的输出单元上。
[0017]本专利技术的有益效果是：本专利技术提供一种基于非对称幅相补偿结构的噪声抵消放大器及接收机，包括输入单元；输出单元；共栅放大链路，耦接在所述输出单元和所述输入单元之间；共源放大链路，与所述共栅放大结构并接在所述输出单元和所述输入单元之间；其中，所述输出单元包括四合一非对称功率合成变压器，所述四合一非对称功率合成变压器合并所述共栅放大链路的第一信号和所述共源放大链路的第二信号并抵消输入匹配噪声。由于微波频段复杂的寄生参数影响，在实际电路中共栅放大链路和共源放大链路很难保证幅度与相位的平衡；
[0018]因此，通过四合一非对称功率合成变压器来实现带有幅度相位补偿的功率合成，能够利用非对称幅相补偿结构去提高噪声抵消的效果，补偿微波频段下寄生参数对噪声抵消效果的不利影响。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的现有技术1结构图；
[0020]图2为本专利技术的现有技术2结构图；
[0021]图3为本专利技术的基于非对称幅相补偿结构的噪声抵消放大器电路结构图；
[0022]图4为本专利技术的接收机结构图；
[0023]图5为本专利技术的接收机转换增益与噪声系数仿真与测试结果图；
[0024]图6为本专利技术的常规CMOS工艺设计的接收机线性度测试结果图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的施例。基于本专利技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为便于描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于非对称幅相补偿结构的噪声抵消放大器，其特征在于，包括输入单元；输出单元；共栅放大链路，耦接在所述输出单元和所述输入单元之间；共源放大链路，与所述共栅放大结构并接在所述输出单元和所述输入单元之间；其中，所述输出单元包括四合一非对称功率合成变压器，所述四合一非对称功率合成变压器合并所述共栅放大链路的第一信号和所述共源放大链路的第二信号并抵消前级匹配引入的噪声。2.根据权利要求1所述的基于非对称幅相补偿结构的噪声抵消放大器，其特征在于，所述四合一非对称幅度相位补偿功率合成变压器包括初级线圈和次级线圈，所述初级线圈包括至少两个第一电感和至少两个第二电感，所述共栅放大结构至少连接两个第一电感，所述共源放大结构至少连接两个第二电感，所述第一电感和所述第二电感串接，所述第一电感和第二电感的电感量不同，构成非对称幅度相位补偿结构。3.根据权利要求2所述的一种基于非对称幅相补偿结构的噪声抵消放大器，其特征在于，所述次级结构为单圈结构的第三电感，所述第三电感与所述第一电感、第二电感互感。4.根据权利要求1所述的一种基于非对称幅相补偿结构的噪声抵消放大器，其特征在于，所述共栅放大链路包括串接的共栅放大级和级联的共源放大级；其中，所述共栅放大级包括第一mos管，所述第一mos管...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩畅轩，邓至贤，舒一洋，钱慧珍，罗讯，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：