基于十字结式微带匹配的并联负反馈超宽带低噪声放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于十字结式微带匹配的并联负反馈超宽带低噪声放大器，其中十字结式输入匹配网络的输入连接射频信号，输出连接分段式负反馈放大电路，分段式负反馈放大电路将接收到的射频信号进行放大并经过所述十字结式输出匹配网络的两个端口输出；所述栅极直流偏置电路和漏极直流偏置电路分别与晶体管的栅极和漏极相连接，用于提供工作电压以及阻断射频信号流入电源；所述并联负反馈电路通过在晶体管漏极和栅极之间并联电容、电感和微带线来实现宽带特性。本发明专利技术在提高低噪声放大器噪声性能和增益平坦度的同时，极大的提高了电路的工作带宽和电路设计复杂度，简化了结构，缩小了电路的体积。缩小了电路的体积。缩小了电路的体积。

【技术实现步骤摘要】
基于十字结式微带匹配的并联负反馈超宽带低噪声放大器


[0001]本专利技术属于射频
，涉及一种基于十字结式微带匹配的并联负反馈超宽带低噪声放大器。

技术介绍

[0002]近年来随着通信技术的迅猛发展，新一代通信技术5G进入商用阶段，对射频前端系统的要求也越来越高。5G通信系统对数据的传输速率有更高的要求，这使得无线通信系统的带宽成为关键指标，这也意味着射频系统前端的低噪声放大器的带宽也必须足够大。低噪声放大器作为无线接收机的核心器件，它的噪声性能将直接影响整个系统的噪声特性，在设计低噪声放大器时噪声性能也是另外一项关键性指标。因此如何在维持放大器噪声性能的同时设计出带宽较宽的低噪声放大器成为了当前无线通信系统领域较为热门的问题。
[0003]然而在传统的低噪声放大器的设计中，通常有着较好的噪声性能，但是带宽较窄。目前实现宽带的拓扑结构在增益、频宽、噪声、功耗方面存在一定的缺陷。传统的拓扑结构电路设计复杂度较高，电路体积较大，且很难实现超宽带的性能。
[0004]故，针对目前技术中存在的上述缺陷，有必要进行研究和改进，以提供一种新的拓扑结构来实现超宽带低噪声放大器的设计，解决现有技术中存在的缺陷。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：一种基于十字结式微带匹配的并联负反馈超宽带低噪声放大器，包括十字结式输入匹配网络、分段式负反馈放大电路和十字结式输出匹配网络，其中，
[0006]所述十字结式输入匹配网络的输入连接射频信号，输出连接分段式负反馈放大电路，分段式负反馈放大电路将接收到的射频信号进行放大并经过所述十字结式输出匹配网络的两个端口输出；
[0007]所述分段式负反馈放大电路包括栅极直流偏置电路、晶体管、漏极直流偏置电路、并联负反馈电路，其中，
[0008]所述栅极直流偏置电路和漏极直流偏置电路分别与晶体管的栅极和漏极相连接，用于提供工作电压以及阻断射频信号流入电源；所述并联负反馈电路通过在晶体管漏极和栅极之间并联电容、电感和微带线来实现宽带特性。
[0009]优选地，所述十字结式输入匹配网络采用十字结式微带结构，包括微带线TL1、TL2、TL3、TL4和隔直电容C1；其中微带线TL1、TL2和TL3为串联微带线，TL4为并联微带线，四根微带线的一端通过同一个十字结连接，第一微带线TL1的另一端与隔直电容C1相连接，第二微带线TL2的另一端与栅极直流偏置电路相连接，第三微带线TL3的另一端与栅极直流偏置电路相连接，第四微带线TL4为终端开路。
[0010]优选地，所述十字结式输入匹配网络中的微带线TL1与微带线TL2对低频敏感抑制
低频信号，微带线TL3和微带线TL4对高频敏感抑制高频信号。
[0011]优选地，所述并联负反馈电路包括微带线TL5、TL6、TL7、反馈电阻R1和反馈电容C2，其中，微带线TL5的一端与栅极直流偏置电路相连接，微带线TL5的另一端与反馈电阻R1的一端相连接，反馈电阻R1的另一端与微带线TL6的一端相连接，微带线TL6的另一端与隔直电容C2的一端相连接，隔直电容C2的另一端与微带线TL7的一端连接，微带线TL7的另一端与漏极直流偏置电路连接。
[0012]优选地，所述并联负反馈电路中的微带线TL5和TL7用于调节并联负反馈电路尺寸，在结构上给晶体管空间，微带线TL6用于调节并联负反馈电路的频率响应量，反馈电阻R1用于调节反馈量。
[0013]优选地，所述十字结式微带输出匹配网络包括微带线TL8、稳定电阻R2和四条呈十字结式的微带线TL9、TL10、TL11和TL12，其中，微带线TL8的一端与漏极直流偏置电路相连接，微带线TL8的另一端与稳定电阻R2的一端连接，稳定电阻R2的另一端与微带线TL9相连接，微带线TL9、TL10、TL11和TL12的一端连接在一起呈十字结式，微带线TL10的另一端与漏极直流偏置电路相连接，微带线TL11的另一端与隔直电容C3相连接，C3的另一端与输出微带线相连接，微带线TL12为终端开路并联微带线。
[0014]优选地，所述晶体管为InGaAs HEMT晶体管，型号为MGF4941AL。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：
[0016]本专利技术本专利技术提供一种基于十字结式微带匹配的并联负反馈超宽带低噪声放大器，通过在输入输出匹配网络中添加十字结式拓扑结构，通过两组分别对高频敏感和低频敏感的微带线，来实现超宽带范围的阻抗变换。通过在晶体管的漏极和栅极之间并联电阻、电容和电感，无需设计额外的反馈结构，不仅降低了电路结构的复杂度和设计尺寸，而且对电路的噪声进行有效的抑制，实现很高的增益平坦度，同时降低了生产成本。。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例的基于十字结式微带匹配的并联负反馈超宽带低噪声放大器结构框图；
[0018]图2是本专利技术实施例的基于十字结式微带匹配的并联负反馈超宽带低噪声放大器的单级电路图；
[0019]图3是本专利技术实施例的基于十字结式微带匹配的并联负反馈超宽带低噪声放大器的输入匹配网络电路图；
[0020]图4是本专利技术实施例的基于十字结式微带匹配的并联负反馈超宽带低噪声放大器的并联负反馈结构电路图；
[0021]图5是本专利技术实施例的基于十字结式微带匹配的并联负反馈超宽带低噪声放大器的的三级完整电路图；
[0022]图6是本专利技术实施例的基于十字结式微带匹配的并联负反馈超宽带低噪声放大器的S参数仿真结果图；
[0023]图7是本专利技术实施例的基于十字结式微带匹配的并联负反馈超宽带低噪声放大器的噪声系数仿真结果图。
具体实施方式
[0024]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0025]相反，本专利技术涵盖任何由权利要求定义的在本专利技术的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本专利技术有更好的了解，在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。
[0026]为了克服现有技术的缺陷，参见图1，所示为本专利技术基于十字结式微带匹配的并联负反馈超宽带低噪声放大器结构框图，包括依次连接的十字结式微带输入匹配电路10、分段式并联负反馈放大电路20和十字结式微带输出匹配电路30，其中射频信号连接十字结式微带输入匹配电路10的输入端口，输出端口连接分段式并联负反馈放大电路20，分段式并联负反馈放大电路20将射频小信号进行放大输送给十字结式微带输出匹配电路30，最后射频信号通过十字结式微带输出匹配电路30的输出端口输出；十字结式微带输入匹配电路10和十字结式微带输出匹配电路30既起到阻抗匹配的作用，还具备宽带带通滤波器的选频特性，滤除带外的干扰信号。
[0027]参见图2，所示为本专利技术实施例的基于十字结式微本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于十字结式微带匹配的并联负反馈超宽带低噪声放大器，其特征在于，包括十字结式输入匹配网络、分段式负反馈放大电路和十字结式输出匹配网络，其中，所述十字结式输入匹配网络的输入连接射频信号，输出连接分段式负反馈放大电路，分段式负反馈放大电路将接收到的射频信号进行放大并经过所述十字结式输出匹配网络的两个端口输出；所述分段式负反馈放大电路包括栅极直流偏置电路、晶体管、漏极直流偏置电路、并联负反馈电路，其中，所述栅极直流偏置电路和漏极直流偏置电路分别与晶体管的栅极和漏极相连接，用于提供工作电压以及阻断射频信号流入电源；所述并联负反馈电路通过在晶体管漏极和栅极之间并联电容、电感和微带线来实现宽带特性。2.根据权利要求1所述的基于十字结式微带匹配的并联负反馈超宽带低噪声放大器，其特征在于，所述十字结式输入匹配网络采用十字结式微带结构，包括微带线TL1、TL2、TL3、TL4和隔直电容C1；其中微带线TL1、TL2和TL3为串联微带线，TL4为并联微带线，四根微带线的一端通过同一个十字结连接，第一微带线TL1的另一端与隔直电容C1相连接，第二微带线TL2的另一端与栅极直流偏置电路相连接，第三微带线TL3的另一端与栅极直流偏置电路相连接，第四微带线TL4为终端开路。3.根据权利要求2所述的基于十字结式微带匹配的并联负反馈超宽带低噪声放大器，其特征在于，所述十字结式输入匹配网络中的微带线TL1与微带线TL2对低频敏感抑制低频信号，微带线TL3和微带线TL4对高频敏感抑制高频信号。4.根据权利要求1所述的基于十字结式微带匹配的并联负反馈超宽带低噪声放大器，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：程知群，于凌志，乐超，
申请(专利权)人：杭州电子科技大学，
类型：发明
国别省市：