一种基于分布式带外滤波枝节融合设计的低噪声放大器制造技术

本发明专利技术公开了一种基于分布式带外滤波枝节融合设计的低噪声放大器，通过将前置滤波器的各带外滤波枝节分布融入低噪声放大器各级之间，保证带外抑制的效果，并改善放大器的噪声系数。各带外滤波枝节分布的位置包括放大器的输入端、输入噪声匹配、级间匹配、级间馈电支路、反馈枝节、输出端和末级输出匹配。本发明专利技术将多种滤波枝节更合理地结合，对带内噪声影响达到最低。此外，根据实际带外注入功率需求，还会在放大器各个位置增加分布枝节的数量来进一步提高带外抑制能力。步提高带外抑制能力。步提高带外抑制能力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于分布式带外滤波枝节融合设计的低噪声放大器


[0001]本专利技术属于低噪声放大器
，特别涉及了分布式带外滤波枝节融合设计。

技术介绍

[0002]现代社会中，卫星、飞机、舰船和车辆等各种运载器均需要安装通信设备，在规定的频率范围内进行信息的传递。通信设备又分为发射系统与接收系统，发射系统将该设备的信息发送出去，传递给外接信号；接收系统接收外界传递的信息，经过处理后反馈给使用者。
[0003]低噪声放大器作为微波接收系统必不可少的关键电路，在实际应用中，当接受系统与发射系统同时工作，接收与发射频带间有一定的频率间隔以防止信号混淆，由于发射系统功率较大，接收与发射系统间隔离度有限，会有一定量的发送功率泄露到接收系统，当泄露功率达到一定量级时，接收系统前端的低噪声放大器会被泄露功率推饱和，此时低噪声放大器的性能会急速恶化，降低整个接收系统的灵敏度，严重时会使接收系统失效。目前，抑制发射泄露功率的常用方法是低噪声放大器前级外置独立的滤波器，但单独的滤波器芯片面积大，插入损耗也比较高，既有悖于电子系统小型化、低成本的发展趋势，又对接收系统的整体性能有一定影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出一种基于分布式带外滤波枝节融合设计的低噪声放大器，其目的是为了解决，现有前级外置独立的滤波器芯片面积大，插入损耗高，既有悖于电子系统小型化、低成本的发展趋势，又对接收系统的整体性能有影响的问题。为此，本专利技术采用的技术方案如下：
[0005]一种基于分布式带外滤波枝节融合设计的低噪声放大器，通过将前置滤波器的各带外滤波枝节分布融入低噪声放大器各级之间，保证带外抑制的效果，并改善放大器的噪声系数；所述各带外滤波枝节分布的位置包括放大器的输入端、输入噪声匹配、级间匹配、级间馈电支路、反馈枝节、输出端和末级输出匹配；所述带外滤波枝节的数量根据抑制频点数量要求设置。
[0006]进一步地，根据抑制频点数量的需求，所述带外滤波枝节采用单个滤波枝节或者复合滤波网络。
[0007]进一步地，所述单个滤波枝节采用LC并联结构或阻抗传输线。
[0008]进一步地，所述带外滤波枝节使用地孔，或者不适用地孔形成开路。
[0009]进一步地，实际带外注入功率的量级越高，越需要带外滤波枝节往前置，这时需要将带外滤波枝节与噪声匹配相融合，达到最优的带内噪声系数。
[0010]本专利技术的有益效果：
[0011]本专利技术利用MMIC融合设计将滤波结构与低噪声放大器集成进行一体化联合设计，具有可小型化、高性能等优点。从小信号仿真结果来看，引入滤波结构不仅没有恶化低噪放
的端口驻波，噪声系数也明显优于前置滤波的低噪放芯片。
附图说明
[0012]图1为几种滤波支节结构示意图；
[0013]图2为带外滤波枝节在低噪放位置分布示意图；
[0014]图3为带外滤波枝节融入噪声匹配的低噪声放大器芯片整体结构图；
[0015]图4为带外滤波枝节融合的低噪放和前置滤波器的低噪放噪声系数仿真曲线对比图；
[0016]图5为有无带外滤波枝节的低噪声放大器增益仿真曲线对比图；
[0017]图6为融入带外抑制枝节的低噪放原图仿真曲线图；
[0018]图7为有无带外滤波枝节的低噪声放大器1dB压缩点输入功率仿真曲线图；
[0019]图8为一种输入端带外滤波枝节与放大器噪声融合设计阻抗变换示意图；
[0020]图9为一种输入端带外滤波枝节与放大器噪声融合设计阻抗变对应拓扑原理图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图进一步描述本专利技术的技术方案。
[0022]一种基于分布式带外滤波枝节融合设计的低噪声放大器，部分带外抑制结构如图1所示，可根据不同的需求进行选择，所述的带外抑制电路可以与射频匹配电路有共用部分。
[0023]如图2所示，本专利技术通过将前置滤波器各枝节分布融入低噪声放大器各级之间，既能保证带外抑制的效果，同时也能改善放大器的噪声系数。如图3所示，带外滤波结构分别分布于放大器的输入端1、输入噪声匹配4、级间匹配6～7、级间馈电支路9、反馈枝节2～3、输出端4和末级输出匹配8。将多种滤波枝节更合理地结合，对带内噪声影响达到最低。此外，根据实际带外注入功率需求，还会在放大器各个位置增加分布枝节的数量来进一步提高带外抑制能力。
[0024]利用仿真软件对低噪声放大器进行小信号仿真，图4给出了带内噪声系数仿真曲线，可以看到相比前置集成滤波结构，滤波枝节分布融入放大器整体设计后噪声系数具有明显优势。图5给出了增益仿真曲线，可以判断带外抑制效果，相比没有滤波结构的低噪声放大器，各分布滤波结构分别对f1、f2、f3、f4四个频率点的抑制效果。从史密斯原图6可以看出，在抑制频带呈现高阻抗状态，增加滤波结构后1dB压缩点输入功率如图7所示，在抑制频带最高可提升45dBm。
[0025]实际带外注入功率的量级越高，越需要带外滤波枝节往前置，这时需要将带外滤波枝节与噪声匹配相融合，达到最优的带内噪声系数。以工作频率为20GHz，抑制频率为30GHz的要求下，一种输入级的带外抑制枝节与噪声匹配的融合设计为例，如图8和9所示，管芯最佳噪声阻抗点为图8中1的位置，经过滤波枝节TL3，阻抗点位于图8中2的位置，串接微带线TL4，阻抗点匹配到图8中3的位置，通过并联到地的电感L1，将阻抗匹配到50欧姆附近的图8中4的位置。既保证了滤波枝节的作用，同时也完成了噪声匹配。
[0026]以上内容是结合具体的优选实施方式对本专利技术所作的进一步详细说明，不能认定本专利技术的具体实施只局限于这些说明。对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，在
不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于分布式带外滤波枝节融合设计的低噪声放大器，其特征在于：通过将前置滤波器的各带外滤波枝节分布融入低噪声放大器各级之间，保证带外抑制的效果，并改善放大器的噪声系数；所述各带外滤波枝节分布的位置包括放大器的输入端、输入噪声匹配、级间匹配、级间馈电支路、反馈枝节、输出端和末级输出匹配；所述带外滤波枝节的数量根据抑制频点数量要求设置。2.根据权利要求1所述基于分布式带外滤波枝节融合设计的低噪声放大器，其特征在于：根据抑制频点数量的需求，所述带外滤波枝节采用单个滤波枝节或者复...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫俊达，刘昊，李建平，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十五研究所，
类型：发明
国别省市：