超低温低噪声放大器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超低温低噪声放大器，包括输入匹配电路、低噪声ＧａＡｓＰＨＥＭＴ晶体管、输出匹配电路、馈电电路、抗静电电路；其中信号输入端依次电连接输入匹配电路、低噪声ＧａＡｓＰＨＥＭＴ晶体管、输出匹配电路，所述馈电电路的输入端接所述输出匹配电路输出端，所述馈电电路的输出端接低噪声ＧａＡｓＰＨＥＭＴ晶体管，所述输入匹配电路和输出匹配电路分别连接有抗静电电路。所述超低温低噪声放大器可以在超低温度、高真空的环境下工作，具有高增益、低噪声系数、良好行驻波比的特点，并且可靠性高、抗静电、体积小、不释放有害气体、能自身输出馈电。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及无线通信领域，包括空间和陆地、移动和固定的无线通信领域。
技术介绍
现有的无线通信网络存在着用现有技术和设备长期解决不了的四大难题，这四大 难题是1、由于地理位置(海洋、沙漠和丘陵等)、环保和维权(商业和居民小区及文物保护 区等)及建站条件(电力、铁塔、传输、资金等)的限制，无法通过新建站解决通信覆盖盲区问 题。2、由于无线终端设备受小的天线尺寸、电池容量、发射功率等限制，终端(对陆地 移动通信网可以使手机或无线上网卡等，对卫星通信可以是转发器)到主站(对陆地移动通 信网称为基站，对卫星通信可以是地面站)的传输链路是弱链路，其性能远远低于主站到终 端的链路性能，即存在上、下行链路不平衡问题，而弱链路决定了网络的覆盖和通信质量， 成为实现高性能网络系统的瓶颈。3、目前各类主站和终端设备的数目日益剧增，无线通信频率资源紧张，使用频谱 频率越来越高，传播特性越来越差，主站间距越来越近，内网和竞争网及其它干扰产生的频 率污染日益严重，使主站接收信号信噪比下降，严重影响通信覆盖、通信质量和系统容量。4,CDMA (Code Division Multiple Access，码分多址)制式的系统存在着码道间 的自干扰，产生呼吸效应，加上各类无线干扰和需30%固定信道开销的软切换，往往使系统 工作容量达不到理论容量的60%。上述四大难题导致广覆盖距离不足、深覆盖信号渗透率低、通信质量变差、频率和 系统容量及设备利用率降低、投资回报率及用户满意度下降等问题。针对以上难题，目前采 用的都是落后的传统技术手段和设备，比方增加新的主站设备，增加主站的载波数，架设塔 放设备和安装直放站设备及微蜂窝室内分布系统设备等。采用传统技术手段和设备的缺点如下1、现有所有设备的接收机都没有，用传统技术也不可能有接收滤波特性极为陡 峭，插入损耗极小、宽通频带带内波动小，矩形系数接近1的射频带通滤波器，不能有效地 滤除通带外(阻带)的干扰，及降低这些干扰进入接收机进一步造成的互调干扰，抬高了系 统底噪声。2、上述所有设备对接收的信号和噪声同时放大，在接收链路上是噪声累加，而不 是减弱，结果是接收信号质量越来越差。3、上述所有设备的接收机射频前端的低噪声放大器在常温下工作，由于电子布朗 运动产生热噪声，放大器放大了自身产生的噪声，抬高了系统底噪声，使信噪比恶化。严重 地影响通信覆盖和质量及容量。4、通信覆盖和质量不好的地方，往往是网络规划、主站布局不合理(比如陆地移动 通信基站密集度过高、小区切换频繁或覆盖及频率规划不合理等)、导频污染和各类干扰严重的区域，在这些区域增加主站、频率配置和设备配置，往往是大量投资却带来干扰和频率 污染进一步严重，系统和维护开销增大，频率和设备等资源利用率进一步降低。事实上，网 络大部分干扰源和故障源来自于塔放、直放站和室内分布系统，严重污染了网络环境。5、由于可利用资源、内外干扰和业务需求量变化等因素是不可自控的，所以用上 述的方法和技术来解决问题永远是被动的亡羊补牢工程。综上所述，使用现有传统的技术手段和设备不能从根本上解决去除外干扰和互 调干扰；降低系统自身底噪声；有效地提高对有用信号的增益和灵敏度的问题。针对上述问题，申请人提出了一套全新的网络规划、建设、优化和运维的思路和技 术方案在无线主站前端加装一种申请人自主研制的利用超导技术来改善无线主站接收信 号的超导链路系统。在通信系统中，噪声系数是衡量接收机的关键指标。在常温下，由于布朗运动产 生的热噪声和低噪声放大器的非线性使系统的底噪声抬高，导致接收机输出端的信噪比恶 化。现有接收机中的低噪声放大器在常温下，噪声系数在0. 6dB左右，这不能满足高性能通 信的需求。通过研究表明如果在超低温工作环境下，比如77K温度以下，低噪声放大器由于 几乎没有布朗运动噪声系数可降低至0. 2 0. 3dB，从而有效放大了有用信号，对接收机性 能大大改善，有效增大通信覆盖距离、改善通信质量，可广泛应用于无线公众网和特定无线 专用网。对于高性能的低噪声放大器有如下要求1、低噪声放大器是工作在超低温和高真 空度的杜瓦内，为了保证杜瓦的真空度，需要低噪声放大器不释放有害气体；2、要求体积 小，工作可靠性高；3、具有高增益、低噪声系数、良好行驻波比的特点；4、由于工作电磁环 境复杂，要求低噪声放大器抗静电能力强。
技术实现思路
本技术目的是提供一种工作在超低温、高真空度的工作环境下、具有高增益、 低噪声系数、良好的行驻波比、抗静电，并能输出馈电的超低温低噪声放大器。本技术提供了一种超低温低噪声放大器，其包括低噪声GaAs PHEMT晶体管、 输入匹配电路、输出匹配电路、馈电电路、抗静电电路；其中信号输入端依次电连接输入匹 配电路、低噪声GaAs PHEMT晶体管、输出匹配电路，所述馈电电路的输入端接所述输出匹 配电路输出端，所述馈电电路的输出端接低噪声GaAs PHEMT晶体管，所述输入匹配电路和 输出匹配电路分别连接有抗静电电路。进一步，所述输入匹配电路、低噪声GaAs PHEMT晶体管、输出匹配电路、馈电电 路、抗静电电路都设置在镀金载体上。进一步，所述镀金载体上安装有陶瓷电路基片，所述输入匹配电路、输出匹配电 路、馈电电路、防静电电路中的电阻和电感元件采用薄膜工艺集成在陶瓷电路基片上，其电 容元件采用MOS电容芯片。进一步，所述低噪声GaAs PHEMT晶体管采用裸管芯元件，其引出端通过金丝键合 接入电路，所述低噪声GaAs PHEMT晶体管粘接在镀金载体上。进一步，所述抗静电电路采用自给偏压的供电形式，所述抗静电电路的对地端接有一电感。进一步，所述馈电电路采用低通电路，所述低通电路是由一个IOOnH的串联电感 和一个接地的90pF电容组成。进一步，所述输入匹配电路、输出匹配电路采用动态可调形式，通过金丝键合的连 接方式调整传输与接地电感量比值。采用本技术的超低温低噪声放大器可专用于超导链路系统，有如下优点1、可在超低温和高真空度的杜瓦内工作，具有高增益、低噪声系数、良好的行驻波 比的特点。2、由于在输出匹配电路之后加入馈电电路，所以不需要另外的电源线供电，减少 了杜瓦的连接头，保证了杜瓦的高真空密封性。3、采用陶瓷电路基片和裸管芯元件，并且电阻、电感元件采用薄膜工艺制作，减少 了电器元件释放的有害气体，并提高了整个电路的集成度，缩小了体积。4、采用自给偏压的防静电电路，该电路对地接有一电感，可提供电流泄放通道，具 有1000V以下的抗静电能力，可靠性高，环境适应性强。附图说明图1为本技术超低温低噪声放大器电路方框连接示意图。具体实施方式为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新 型作进一步地详细描述。如图1所示，本技术实施例提供了超低温低噪声放大器，可在超导温度77K时 工作，其中包括低噪声GaAs PHEMT晶体管、输入匹配电路、输出匹配电路、馈电电路、抗静 电电路；其中信号输入端依次电连接输入匹配电路、低噪声GaAs PHEMT晶体管、输出匹配 电路，所述馈电电路的输入端接所述输出匹配电路输出端，所述馈电电路的输出端接低噪 声GaAs PHEMT晶体管，所述输入匹配电路和输出匹配电路分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超低温低噪声放大器，其特征在于，包括输入匹配电路、低噪声ＧａＡｓ　ＰＨＥＭＴ晶体管、输出匹配电路、馈电电路、抗静电电路；其中信号输入端依次电连接输入匹配电路、低噪声ＧａＡｓ　ＰＨＥＭＴ晶体管、输出匹配电路，所述馈电电路的输入端接所述输出匹配电路输出端，所述馈电电路的输出端接低噪声ＧａＡｓ　ＰＨＥＭＴ晶体管，所述输入匹配电路和输出匹配电路分别连接有抗静电电路。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：廖晓滨，高长征，
申请(专利权)人：广州特信网络技术有限公司，中国电子科技集团公司第十三研究所，
类型：实用新型
国别省市：81[中国|广州]