單端構(gòu)造低噪聲放大器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及微波通信設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種1GHz頻段單端構(gòu)造低噪聲放大器。
【背景技術(shù)】
[0002]低噪聲放大器是一種有源器件，廣泛應(yīng)用于各類通信設(shè)備中，位于接收機(jī)最前端，其主要作用是將天線接收到的微弱信號(hào)進(jìn)行放大，在克服噪聲的條件下，為后級(jí)電路提供增益的同時(shí)，盡可能地減少噪聲。因此，設(shè)計(jì)一款噪聲低、增益合理、性能穩(wěn)定可靠的放大器在接收機(jī)前端的設(shè)計(jì)中顯得極為重要。但是，現(xiàn)有技術(shù)中的低噪聲放大器存在著無法同時(shí)兼顧輸入輸出駐波比、噪聲系數(shù)以及放大器增益的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的低噪聲放大器無法同時(shí)兼顧輸入輸出駐波比、噪聲系數(shù)以及放大器增益的缺點(diǎn)。
[0004]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種單端構(gòu)造低噪聲放大器，包括放大管、輸入匹配電路、輸出匹配電路、直流偏置電路和接地微帶線；所述放大管的柵極連接所述輸入匹配電路，所述放大管的源極串聯(lián)所述接地微帶線并接地，所述放大管的漏極連接所述輸出匹配電路，所述直流偏置電路連接在所述輸入匹配電路與所述輸出匹配電路之間；所述輸入匹配電路采用Smith圓圖進(jìn)行最小噪聲匹配并使用T型微帶線結(jié)構(gòu)，所述輸出匹配電路采用Smith圓圖進(jìn)行最大增益匹配并使用T型微帶線結(jié)構(gòu)，所述直流偏置電路采用電阻自偏壓的單電源供電。
[0005]優(yōu)選地，所述放大管為單端構(gòu)造晶體管放大管。
[0006]優(yōu)選地，所述放大管為PHEMT有源器件VMMK-1225系列，半導(dǎo)體材料為GaAs，直流靜態(tài)工作點(diǎn)為VDS = 1.5V，IDS = 20mA。
[0007]優(yōu)選地，所述輸入匹配電路的輸入端口匹配至50 Ω，所述輸出匹配電路的輸出端口匹配至50 Ω。
[0008]優(yōu)選地，所述輸入匹配電路與放大器輸入端之間設(shè)有輸入端隔直電容，所述輸出匹配電路與放大器輸出端之間設(shè)有輸出隔直電容。
[0009]優(yōu)選地，所述輸入匹配電路包括第一微帶線、第二微帶線和第三微帶線，所述第一微帶線和第二微帶線串聯(lián)在放大器輸入端與所述放大管之間，所述第三微帶線與所述第一微帶線連接。
[0010]優(yōu)選地，所述輸出匹配電路包括第四微帶線、第五微帶線和第六微帶線，所述第四微帶線和第五微帶線串聯(lián)在所述放大管與放大器輸出端之間，所述第六微帶線與所述第五微帶線連接。
[0011]優(yōu)選地，所述直流偏置電路包括第一偏置電阻、第二偏置電阻、第三偏置電阻、第一旁路電容、第二旁路電容、第一扼流電感、第二扼流電感和直流源，所述第一扼流電感連接在所述第二微帶線與所述放大管之間，所述第二扼流電感連接在所述放大管與所述第四微帶線之間，所述第二偏置電阻和第三偏置電阻串聯(lián)在所述第一扼流電感與所述第二扼流電感之間，所述第一旁路電容連接在所述第一扼流電感與所述第二偏置電阻之間并接地，所述第一偏置電阻連接在所述第一扼流電感與所述第二偏置電阻之間并接地，所述直流源的正極連接在所述第二偏置電阻與所述第三偏置電阻之間并負(fù)極接地，所述第二旁路電容連接在所述第三偏置電阻與所述第二扼流電感之間并接地。
[0012]本發(fā)明的單端構(gòu)造低噪聲放大器采用電阻自偏壓結(jié)構(gòu)的單電源供電，使用微帶線結(jié)構(gòu)的源極串聯(lián)負(fù)反饋，來提高整個(gè)放大網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性，輸入輸出電路采用Smith圓圖匹配，以及T型微帶線結(jié)構(gòu)，在1GHz處，該低噪聲放大器具有較好的性能參數(shù)，噪聲系數(shù)為0.26dB，增益15.356dB，輸入駐波比為1.56，輸出駐波比為1.3，實(shí)現(xiàn)了同時(shí)兼顧輸入輸出駐波比、噪聲系數(shù)以及增益，且輸入輸出端口均匹配到50Ω的標(biāo)準(zhǔn)阻抗，具有小型化、低噪聲、高增益、低成本的特點(diǎn)，其電路構(gòu)造簡(jiǎn)單，元器件數(shù)量少，性能穩(wěn)定，適用于大規(guī)模的生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的單端構(gòu)造低噪聲放大器的電路原理圖；
[0014]圖2為本發(fā)明實(shí)施例的單端構(gòu)造低噪聲放大器的電路連接圖；
[0015]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的單端構(gòu)造低噪聲放大器的噪聲系數(shù)的仿真結(jié)果圖；
[0016]圖4為本發(fā)明實(shí)施例的單端構(gòu)造低噪聲放大器的增益的仿真結(jié)果圖；
[0017]圖5為本發(fā)明實(shí)施例的單端構(gòu)造低噪聲放大器的輸入駐波比的仿真結(jié)果圖；
[0018]圖6為本發(fā)明實(shí)施例的單端構(gòu)造低噪聲放大器的輸出駐波比的仿真結(jié)果圖。
[0019]圖中，1:輸入端隔直電容；2:輸入匹配電路；3:放大管；4:輸出匹配電路；5:接地微帶線；6:直流偏置電路；7:輸出端隔直電容；21:第一微帶線；22:第二微帶線；23:第三微帶線；41:第四微帶線；42:第五微帶線；43:第六微帶線；61:第一偏置電阻；62:第二偏置電阻；63:第三偏置電阻；64:第一旁路電容；65:第二旁路電容；66:第一扼流電感；67:第二扼流電感；68:直流源。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。
[0021]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0022]如圖1所示，本實(shí)施例的單端構(gòu)造低噪聲放大器包括:放大管3、輸入匹配電路2、輸出匹配電路4、直流偏置電路6和接地微帶線5。
[0023]放大管I為單端構(gòu)造晶體管放大管，放大管I采用的器件是AVAGO公司的PHEMT有源器件VMMK-1225系列，半導(dǎo)體材料為GaAs，根據(jù)器件手冊(cè)以及參數(shù)要求，選取直流靜態(tài)工作點(diǎn)為 VDS = 1.5V，IDS = 20mA。
[0024]放大管I的柵極連接輸入匹配電路2，放大管I的源極串聯(lián)接地微帶線5并接地，通過源極串聯(lián)一小段微帶線，構(gòu)成源極負(fù)反饋，提高電路穩(wěn)定性，保證低噪聲放大器的良好工作，放大管I的漏極連接輸出匹配電路4，直流偏置電路6連接在輸入匹配電路2與輸出匹配電路4之間。
[0025]如圖2所示，輸入匹配電路2采用Smith圓圖(史密斯圓圖)進(jìn)行最小噪聲匹配(按照最小噪聲系數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，采用等噪聲系數(shù)圓、等增益圓的Smith圓圖匹配)并使用T型微帶線結(jié)構(gòu)，輸入匹配電路I的輸入端口匹配至50 Ω ;輸入匹配電路2包括:第一微帶線21、第二微帶線22和第三微帶線23，第一微帶線21和第二微帶線22串聯(lián)在放大器輸入端與放大管3之間，第三微帶線23與第