超宽带雷达低噪声放大器MMIC的研究与设计

发布时间：2020-12-07 12:23

　　雷达具有探测、追踪和识别目标的能力,随着科技的进步,在国防以及民用方面都发挥至关重要的作用。随着应用环境的复杂化,人们对雷达性能的要求也越来越高,窄带雷达不再能满足需求。具有收集信息能力更强,分辨率更高,抗干扰能力更强的超宽带雷达逐渐发展起来。由于小体积,轻质量的要求,MMIC广泛应用于雷达的收发机组件中。作为接收天线后的第一级低噪声放大器决定了整个接收机的性能,包括工作频段、线性度、灵敏度等。因此,本文对超宽带低噪声放大器MMIC的噪声、增益及其平坦度和稳定性等进行了研究。本文基于0.25μm GaAs pHEMT工艺详细研究了无源匹配器件和有源器件晶体管的等效模型,介绍了噪声的种类以及研究了各类噪声产生的机理,结合二端口网络噪声的经典分析方法和放大器的各个指标,研究了如何在设计中实现放大器各个指标之间的均衡。本文研究了噪声功率同时匹配、宽带匹配、直流偏置网络设计和电路拓扑结构选择等关键LNA设计技术,分析了噪声匹配与功率匹配的不同,结合近年来常用的拓扑结构,设计源极串联感性反馈结构来减小两者之间的差距;研究了宽带匹配的实现方法,通过设计有耗匹配网络降低品质因数以达到宽带匹配的目的;... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及研究意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
    1.3 论文的主要研究内容及组织结构
第二章 低噪声放大器设计的基本理论
    2.1 噪声的种类
        2.1.1 热噪声
        2.1.2 散粒噪声
        2.1.3 闪烁噪声
        2.1.4 爆米噪声
    2.2 二端口网络的噪声分析
    2.3 低噪声放大器的特性
        2.3.1 散射参数
        2.3.2 带宽
        2.3.3 功率增益
        2.3.4 输入输出回波损耗
        2.3.5 噪声系数
        2.3.6 动态范围
        2.3.7 稳定性
    2.4 本章小结
第三章 基于0.25μm GaAs pHEMT工艺的器件建模
    3.1 微带线
    3.2 通孔
    3.3 电阻
    3.4 电容
    3.5 电感
        3.5.1 微带线电感
        3.5.2 片上螺旋电感
        3.5.3 键合线电感
    3.6 GaAs pHEMT的建模
        3.6.1 异质结场效应晶体管
        3.6.2 小信号等效模型
        3.6.3 大信号等效模型
        3.6.4 噪声等效模型
    3.7 本章小结
第四章 超宽带低噪声放大器的设计
    4.1 超宽带低噪声放大器的设计关键
        4.1.1 噪声与功率同时匹配
        4.1.2 宽带匹配
        4.1.3 偏置网络
        4.1.4 超宽带放大器的各种拓扑结构
    4.2 C波段、X波段和K波段超宽带LNA设计
8GHz超宽带LNA的设计">        4.2.1 4 ⁸GHz超宽带LNA的设计
18GHz超宽带LNA的设计">        4.2.2 6 ¹8GHz超宽带LNA的设计
40GHz超宽带LNA的设计">        4.2.3 18 ⁴0GHz超宽带LNA的设计
    4.3 本章小结
第五章 总结与展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于GaAs MMIC工艺的单片均衡器设计[J]. 沈一鸣,张君直.  电子与封装. 2015(07)
[2]雷达高分辨距离像目标识别研究进展[J]. 刘宏伟,杜兰,袁莉,保铮.  电子与信息学报. 2005(08)

硕士论文
[1]宽带雷达目标检测与跟踪[D]. 强晓敏.西安电子科技大学 2018
[2]MMIC中电感的设计及模型研究[D]. 曲雅珍.西安电子科技大学 2018
[3]超宽带低噪声放大器设计与研究[D]. 顾珣.电子科技大学 2017
[4]宽带MMIC低噪声放大器研究[D]. 杨志恒.合肥工业大学 2016
[5]2.4GHz低功耗无线接收机中低噪声放大器与混频器研究[D]. 刘白梅.湖南大学 2010



本文编号：2903244