pHEMT通用导航低噪声放大器设计

发布时间：2017-05-07 14:17

  本文关键词：pHEMT通用导航低噪声放大器设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着无线通信技术的发展,全球导航卫星系统已经成为全球发展最快的信息产业之一。全球卫星导航系统可以提供全天候、全空域、连续性及实时性的定位、导航和授时服务。具有非常重要的军事意义和社会经济价值,在过去十几年中,全球导航卫星系统成为了世界各国争相发展的技术焦点。导航接收机系统作为全球导航卫星系统的主要组成部分,其性能的优劣直接影响到整个全球导航卫星系统能效的发挥。本文详细介绍了一款应用于通用导航接收机系统的射频前端低噪声放大器芯片的设计。首先从导航接收机射频前端应用背景出发,对比了两种当前射频前端低噪声放大器芯片所采用的工艺,调研了几种现有商用市场的产品。然后基于噪声模型的理论分析,论述了低噪声放大器的主要性能参数,包括噪声系数、S参数及线性度等相关指标。并探讨分析了几种基本的低噪声放大器拓扑结构的性能。根据导航接收机的指标需求和干扰分析,基于0.25μm栅长的pHEMT工艺设计了一款集成声表面(SAW)滤波器的两级放大器架构的低噪声放大器,包括源极反馈的共源共栅的放大器设计,带温度补偿的偏置电路设计,源极反馈的共源放大器设计,同时针对噪声系数、增益及线性度等指标分别进行优化设计,本架构的设计可提供足够低噪声系数及高增益的同时抑制带外的干扰信号。最后完成了整体低噪声放大器芯片的基板设计和调试优化。实际测试结果表明,本设计低噪声放大器芯片在1580MHz-1620MHz频段内,小信号增益可达到30dB以上；噪声系数可低至0.7dB以下；输入三阶交调点达到-lOdBm；输入回波损耗保持在-10dB以下；并且带外抑制达到-35dBc以下；整体功耗电流保持在10mA。满足了全部预设指标的需求,并在一些指标上超过了现有商用市场上的产品。
【关键词】：导航接收机 射频前端 低噪声放大器 噪声系数 增益 线性度
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN722.3;TN967.1
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 研究意义及现状分析12-16
• 1.2.1 导航接收机前端应用简析12-13
• 1.2.2 低噪声放大器芯片工艺介绍13-15
• 1.2.3 通用导航低噪声放大器芯片现状分析15-16
• 1.3 研究内容及组织结构16-18
• 1.3.1 研究内容16
• 1.3.2 本文组织结构16-18
• 第2章 低噪声放大器基本设计理论18-43
• 2.1 噪声模型及理论分析18-27
• 2.1.1 噪声类型19-20
• 2.1.2 噪声系数20-22
• 2.1.3 线性网络二端口噪声模型分析22-24
• 2.1.4 pHEMT二端口网络噪声分析24-27
• 2.2 低噪声放大器的主要性能指标27-37
• 2.2.1 增益27-28
• 2.2.2 稳定性28-29
• 2.2.3 输入端口阻抗匹配29-30
• 2.2.4 线性度30-35
• 2.2.5 灵敏度35
• 2.2.6 动态范围35-37
• 2.3 低噪声放大器基本拓扑结构37-43
• 2.3.1 输入端并联电阻的共源放大器37-39
• 2.3.2 电阻反馈共源放大器39-41
• 2.3.3 共栅放大器41-43
• 第3章 集成SAW滤波器的低噪声放大器芯片设计与仿真43-75
• 3.1 设计方案及架构分析43-48
• 3.1.1 集成SAW滤波器的低噪声放大器芯片设计目标44-45
• 3.1.2 接收机系统干扰分析45-47
• 3.1.3 集成SAW滤波器的低噪声放大器设计架构47-48
• 3.2 集成SAW滤波器的低噪声放大器芯片单级电路设计48-69
• 3.2.1 管芯拓扑架构设计48-58
• 3.2.2 静态工作点仿真分析58-60
• 3.2.3 偏置电路设计及仿真60-62
• 3.2.4 小信号S参数匹配及噪声匹配网络设计及仿真62-67
• 3.2.5 线性度仿真及分析67-69
• 3.3 集成SAW滤波器的低噪声放大器芯片总体电路设计69-75
• 3.3.1 完整级联电路设计69-71
• 3.3.2 总体电路小信号S参数匹配及噪声匹配网络设计及仿真71-72
• 3.3.3 线性度仿真及分析72-75
• 第4章 集成SAW滤波器的低噪声放大器芯片SIP封装及测试75-94
• 4.1 芯片基板封装设计75-79
• 4.1.1 SIP(System In Package)封装技术75-76
• 4.1.2 芯片基板设计76-79
• 4.2 测试方法及装配79-84
• 4.2.1 噪声系数测试方法79-82
• 4.2.2 测试装配82-84
• 4.3 性能参数测试与调试84-92
• 4.3.1 S参数调试84-88
• 4.3.2 噪声系数调试88-89
• 4.3.3 线性度调试89-92
• 4.4 测试总结92-94
• 第5章 总结和展望94-96
• 5.1 论文研究总结94-95
• 5.2 工作展望95-96
• 参考文献96-101
• 作者简介101
• 发表的学术论文101

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;高频低噪声放大器[J];国外电子元器件;2001年01期

2 安毅,吕昕,高本庆;振幅比较单脉冲系统中前端低噪声放大器的选择[J];雷达与对抗;2001年01期

3 曹克,杨华中,汪蕙;低电压低功耗CMOS射频低噪声放大器的研究进展[J];微电子学;2003年04期

4 一凡;全波段毫米波低噪声放大器[J];微电子技术;2003年03期

5 张广,郑武团,田海林;低噪声放大器的网络设计法[J];现代电子技术;2004年01期

6 ;安捷伦科技推出具关断功能的超低噪声放大器模块[J];电子与电脑;2005年11期

7 张红南;黄雅攸;蒋超;颜永红;;高增益低功耗CMOS低噪声放大器的设计[J];微计算机信息;2008年29期

8 刘峻;卢剑;李新;郭宇;苏建华;梁洁;;一种低噪声放大器的白噪声分析[J];中国集成电路;2009年08期

9 周伟中;;低噪声放大器的仿真设计[J];科技资讯;2010年14期

10 张维佳;;非平衡变换低噪声放大器的设计[J];信息通信;2012年02期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 张乾本;;45°K超低噪声放大器[A];1993年全国微波会议论文集（下册）[C];1993年

2 高飞;张晓平;郜龙马;朱美红;曹必松;高葆新;;低温低噪声放大器特性研究[A];2003'全国微波毫米波会议论文集[C];2003年

3 郑磊;胡皓全;田立卿;;低噪声放大器的设计[A];2005'全国微波毫米波会议论文集（第三册）[C];2006年

4 郭伟;鲍景富;;低噪声放大器稳定性分析与设计方法[A];2005'全国微波毫米波会议论文集（第二册）[C];2006年

5 贺菁;董宇亮;徐军;李桂萍;;5mm宽带低噪声放大器的研制[A];2007年全国微波毫米波会议论文集（上册）[C];2007年

6 刘畅;梁晓新;阎跃鹏;;射频宽带低噪声放大器设计[A];2009安捷伦科技节论文集[C];2009年

7 王云峰;李磊;梁远军;朱文龙;;双平衡支路低噪声放大器的设计与测试[A];2009安捷伦科技节论文集[C];2009年

8 刘宝宏;陈东坡;毛军发;;一种采用正体偏置和增益增强技术的低电压低功耗低噪声放大器[A];2009年全国微波毫米波会议论文集（下册）[C];2009年

9 张利飞;汪海勇;;低噪声放大器的仿真设计[A];2009年全国微波毫米波会议论文集（下册）[C];2009年

10 王汉华;胡先进;;卫星电视低噪声放大器的设计[A];1997年全国微波会议论文集（上册）[C];1997年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 四川 张达 编译;增益从1到1000倍可变的高精度低噪声放大器[N];电子报;2004年

中国博士学位论文全文数据库 前9条

1 曹克;低电压低功耗CMOS射频低噪声放大器设计[D];清华大学;2005年

2 刘宝宏;CMOS工艺的低电压低噪声放大器研究[D];上海交通大学;2011年

3 黄煜梅;CMOS蓝牙收发器中低噪声放大器的设计及高频噪声研究[D];复旦大学;2004年

4 许永生;CMOS射频器件建模及低噪声放大器的设计研究[D];华东师范大学;2006年

5 李琨;低噪声放大器动态范围扩展的理论和方法研究[D];天津大学;2010年

6 王军;低噪声放大器模块化分析与设计的等效噪声模型法的研究[D];电子科技大学;1999年

7 黄东;面向多带多标准接收机的宽带CMOS低噪声放大器研究[D];中国科学技术大学;2015年

8 彭洋洋;微波/毫米波单片集成收发机中关键电路的设计及其小型化[D];浙江大学;2012年

9 李芹;无生产线模式微波单片集成电路设计与实验研究[D];东南大学;2005年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张全;宇航用低噪声放大器研制及其可靠性研究[D];西安电子科技大学;2012年

2 冯永革;低噪声放大器的研究与设计[D];南京理工大学;2015年

3 易凯;CMOS毫米波低噪声放大器设计[D];电子科技大学;2014年

4 赖宏南;超宽带大动态自动电平控制系统研究[D];电子科技大学;2014年

5 李佩;微波单片专用集成电路设计[D];电子科技大学;2009年

6 王轲;微波宽带低噪声放大器研究[D];电子科技大学;2015年

7 李凯;平衡式低噪声放大器设计[D];电子科技大学;2015年

8 赵艳阳;X波段限幅低噪声放大器设计与实现[D];电子科技大学;2014年

9 李辛琦;1.2GHz CMOS低噪声放大器的仿真设计与实现[D];电子科技大学;2015年

10 孙海昕;基于CMOS工艺的射频低噪声放大器的设计[D];黑龙江大学;2015年

  本文关键词：pHEMT通用导航低噪声放大器设计，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：350039