北斗与TD-LTE频段的低噪声放大器设计

发布时间：2017-10-12 16:29

  本文关键词：北斗与TD-LTE频段的低噪声放大器设计

  更多相关文章： 北斗导航 TD-LTE 宽带低噪声放大器 匹配网络 ADS软件

【摘要】：北斗导航系统是由我国自主研制的卫星导航系统,可为全球范围内的各种用户提供定位、导航、授时服务,且具有短报文通信功能。目前已完成区域组网,并于2012-12-27正式开始为亚太地区提供服务。而TD-LTE(Time Division Long Term Evolution)是第四代(4G)移动通信技术,是我国拥有自主知识产权的通信技术,相对于传统的2G,3G网络其在系统带宽、移动性、网络时延等方面都有极大的提高。自然,为了进一步提高北斗导航系统的性能,需要实现TD-LTE技术与北斗导航技术的融合以及他们之间的协同应用,进而为各行业提供高性能的服务。可以预见,融合这两项技术的通信终端必将具有广阔的应用前景。而低噪声放大器位于无线通信接收设备的前端,对系统的噪声系数起着决定性的作用。系统的噪声系数是影响接收系统灵敏度的主要因素,所以低噪声放大器的性能对设备的整体性能有重要的影响。因此,融合TD-LTE技术与北斗导航技术的无线通信接收设备前端低噪声放大器设计就成为了一个急需解决的科学问题。本论文设计了一个两级级联结构的低噪声放大器。主要研究内容如下:首先,通过比较几种实现多频段LNA的方式,最终确定了采用宽带LNA的方式来完成设计。其次,晶体管是LNA电路的核心,依据设计频段的噪声系数以及可用增益确定了晶体管。并根据其在不同的偏置条件下的性能参数确定放大器所需的静态工作点。第三,有源器件由于内部存在反馈,当反馈量达到一定程度时,放大器将产生振荡,甚至烧毁。所以本文分析了判断放大器稳定性的方法,以及常用的改善稳定性的措施。第四,对放大器的电路结构进行了分析,因LNA需要适当高的增益,所以采用两级级联的结构设计了放大器。由于本文所设计的放大器属于宽带放大器,而晶体管会随着工作频率的上升其可用增益会随之下降,所以分析了宽带匹配Q值的因素以及根据前后级设计目标不用分别确定了电路结构。利用安捷伦公司的ADS仿真设计软件设计了一个两级级联结构的低噪声放大器。工作频带为1.2-2.7GHz。其噪声系数小于1.4,增益大于21.5dB,在频带内的增益平坦度小于1.1dB,输入驻波系数小于1.923,输出驻波系数小于1.880。本论文的工作对于北斗卫星导航终端的设计以及性能的提高具有重要的科学意义,必将促进我国北斗导航技术的发展。
【关键词】：北斗导航 TD-LTE 宽带低噪声放大器 匹配网络 ADS软件
【学位授予单位】：齐齐哈尔大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN722.3
【目录】：

• 摘要6-8
• Abstract8-12
• 1 绪论12-16
• 1.1 课题背景及意义12-13
• 1.2 低噪声放大器发展状况13-14
• 1.3 论文主要工作14-15
• 1.4 本章小结15-16
• 2 低噪声放大器理论基础16-34
• 2.1 传输线理论16-22
• 2.1.1 传输线基本概念16
• 2.1.2 常用传输线16-18
• 2.1.3 传输线等效电路以及传输线方程18-19
• 2.1.4 传输线上电压和电流分布19-20
• 2.1.5 传输线上的阻抗变化20-21
• 2.1.6 电压反射系数21
• 2.1.7 驻波系数21-22
• 2.2 Smith圆图22-24
• 2.3 射频网络24-25
• 2.3.1 网络介绍24-25
• 2.3.2 级联网络25
• 2.4 两端口网络散射参数25-26
• 2.5 低噪声放大器的性能参数26-33
• 2.5.1 放大电路稳定性27-30
• 2.5.2 放大电路的噪声系数30-31
• 2.5.3 放大器的功率增益与平坦度31-33
• 2.5.4 驻波系数33
• 2.6 本章小结33-34
• 3 低噪声放大器设计方案34-50
• 3.1 确定实现方式34
• 3.2 确定宽带低噪声放大器类型34-40
• 3.3 确定低噪声放大器结构40-41
• 3.4 低噪声放大器各设计步骤模块说明41-49
• 3.4.1 确定晶体管41
• 3.4.2 放大器的偏置电路41-42
• 3.4.3 放大器的稳定性42
• 3.4.4 放大器的匹配电路42-49
• 3.5 本章小结49-50
• 4 宽带低噪声放大器设计50-70
• 4.1 确定晶体管50-51
• 4.2 偏置电路设计51-56
• 4.3 稳定性设计56-58
• 4.4 第一级放大器设计58-63
• 4.5 第二级放大器设计63-65
• 4.6 两级放大器级联及版图65-69
• 4.7 本章小结69-70
• 5 总结70-71
• 参考文献71-74
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况74-75
• 致谢75-76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 于海侠;;浅谈北斗卫星导航系统的发展意义[J];电子世界;2014年13期

，

本文编号：1019778