宽带低噪声放大器研究与设计

发布时间：2019-02-14 14:19

【摘要】：随着4G时代的到来,人们对高速短距离无线通信的各项指标要求越来越高。作为高速短距离无线通信的关键技术,宽带放大器技术由于其宽频带、高数据传输速率、低功耗、抗干扰等优势,在无线通信、雷达、定位等领域得到越来越广泛的应用。宽带低噪声放大器作为接收机前端的关键组成部分,其性能的好坏将直接对整个系统的性能产生影响。本文主要围绕宽带低噪声放大器进行研究和设计。根据课题要求和几种常见的晶体管的具体分析,本文选用了三菱公司的超低噪声InGaAsHEMT管MGF4941AL作为低噪声放大器使用的晶体管,并且采用了RogersR04003C作为射频板材。论文首先介绍超宽带低噪声放大器的基础理论,宽带低噪声放大器有多种电路结构,选择最常用的平衡式放大器、反馈式放大器和分布式放大器三种结构进行简单的分析,并总结了不同电路结构各自的优缺点。然后针对应用于5GHz-9GHz频段的宽带低噪声放大器进行了设计。选择反馈式放大器的结构,通过调节晶体管漏极和栅极之间的反馈网络的阻值来获得平坦的增益,同时结合源极串联反馈。最后,将仿真好的超宽带低噪声放大器进行了版图的制作,并且使用Agilent的矢量网络分析N5230A和噪声仪N8975A对宽带低噪声放大器进行了测量,测试结果基本符合要求,部分指标优于设计要求。
[Abstract]:With the arrival of 4G era, people demand more and more high speed and short-range wireless communication. As the key technology of high-speed and short-range wireless communication, broadband amplifier technology has been more and more widely used in wireless communication, radar, positioning and other fields because of its wide band, high data transmission rate, low power consumption, anti-jamming and other advantages. As a key component of receiver front end, the performance of broadband low noise amplifier (LNA) will directly affect the performance of the whole system. This paper focuses on the research and design of broadband low noise amplifier. According to the requirements of the subject and the concrete analysis of several common transistors, the ultra-low noise InGaAsHEMT tube MGF4941AL of Mitsubishi Company is selected as the transistor for the low noise amplifier, and the RogersR04003C is used as the RF plate. Firstly, the basic theory of UWB LNA is introduced. There are many circuit structures in LNA. Three kinds of structures, namely balance amplifier, feedback amplifier and distributed amplifier, are selected for simple analysis. The advantages and disadvantages of different circuit structures are summarized. Then the broadband LNA used in 5GHz-9GHz band is designed. The structure of the feedback amplifier is selected and the flat gain is obtained by adjusting the resistance of the feedback network between the transistor drain and the gate while combining the source pole series feedback. Finally, the simulation UWB LNA is made, and the vector network of Agilent is used to analyze N5230A and the noise instrument N8975A to measure the LNA. The test results basically meet the requirements. Some indexes are better than the design requirements.
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN722.3

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本文编号：2422284