基于pHEMT的L波段低噪声放大器设计

发布时间：2017-07-21 00:05

  本文关键词：基于pHEMT的L波段低噪声放大器设计

  更多相关文章： 低噪放 pHEMT 共源负载 偏置 噪声系数 增益 线性度

【摘要】：本论文主要介绍了基于pHEMT的L波段低噪声放大器的设计原理、电路仿真、实物制作以及调试分析。文中运用理论知识,设计了偏置电路,拓扑结构,匹配电路,并通过仿真和测试深入探讨了不同条件下低噪声放大器的各项指标性能,主要实现了良好的噪声性能。本文从诸如热噪声、散粒噪声、闪烁噪声等一般的噪声模型出发,首先分析了二端口网络的噪声理论,而后就pHEMT器件工艺以及pHEMT噪声模型展开分析,论述了噪声系数,S参数,稳定性,线性度等相关指标要求。然后基于ADS软件,在分别设计了两路偏置和单路偏置的栅极偏置电路之后,对共源级感性负载结构的稳定性性能进行了讨论,并通过仿真确定了静态电流偏置点。在此基础之上,本文重点分析了功率匹配和噪声匹配之间的平衡,并主要就退化电感的取值讨论了其对噪声系数,S参数,1dB压缩点和三阶交调点各方面的影响,确定设计的元件值。出于增益方面的考虑,设计Cascode共源级带退化电感结构并仿真其性能,经比较之后确定设计电路的版本。随后,考虑到实际元器件的寄生效应,将muRata元器件模型代入仿真获取更为真实的仿真结果。仿真设计完成后,通过设计低噪声放大器的版图和PCB电路板,重点讨论了PCB设计时的相关要点。最后利用实验室的测试设备,对电路样板进行了测试分析。其中,对噪声的测量通过Y系数法来实现。对照仿真,本文重点对退化电感的值进行了功率匹配与噪声匹配的调试,并分析了各项指标的性能。考虑到低噪声放大器对不同静态偏置电流,不同漏极偏置电压和高低温环境的敏感性,本文获得了相应的测试结果并进行了分析对比。最终调试好的样板在满足了增益,线性度等指标的前提下实现了良好的噪声性能。
【关键词】：低噪放 pHEMT 共源负载 偏置 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】：2015
【分类号】：TN722.3
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-16
• 1.1 课题背景10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.3 本文主要工作及内容安排14-16
• 2 射频低噪声放大器设计理论16-40
• 2.1 一般的噪声模型分析16-18
• 2.2 二端口网络噪声理论分析18-22
• 2.3 低噪声放大器设计基础理论22-33
• 2.4 低噪声放大器线性度指标33-38
• 2.5 本章小结38-40
• 3 射频低噪声放大器仿真设计与制作40-76
• 3.1 栅极偏置电路的设计40-43
• 3.2 共源级感性负载结构的设计43-50
• 3.3 功率匹配和噪声匹配的仿真50-55
• 3.4 1dB压缩点和三阶交调点的仿真55-59
• 3.5 Cascode共源级带退化电感结构59-63
• 3.6 实际电容电感模型下的仿真63-68
• 3.7 低噪声放大器版图和调试PCB设计68-75
• 3.8 本章小结75-76
• 4 射频低噪声放大器的调试76-96
• 4.1 噪声系数的测试76-79
• 4.2 Y系数法噪声系数的测试过程79-81
• 4.3 功率匹配与噪声匹配的调试81-84
• 4.4 1dB压缩点和三阶交调点的调试84-86
• 4.5 不同静态偏置电流时的各项指标调试86-88
• 4.6 不同漏极偏置电压下的各项指标测试88-90
• 4.7 高低温环境下的低噪放性能测试90-94
• 4.8 本章小结94-96
• 5 总结和展望96-98
• 5.1 本文总结96-97
• 5.2 对未来的展望97-98
• 参考文献98-102
• 作者简历102

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本文编号：570561