超高頻窄帶單級低噪聲放大器的設計

第２１卷

第１７期

ＶｏＬ２１

Ｎｏ．１７

電子設計工程

Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｄｅｓｉｇｎ Ｅｎｇ Ｓｅｐ．２０１３

２０１３年９月

超高頻窄帶單級低噪聲放大器的設計

吳志毅 。孫建華

（１．四ＪＩ１信息職業技術學院四Ｊｌｌ廣元６２０８４０；２．成都天宇寶通有限公司四ｊｌｌ成都６１１７３１）

摘要：文中介紹了一款超高頻窄帶低噪聲放大器電路，該電路結構小巧（２０ｍｍ ｘ１３ｍｍ，厚度為０．６ｍｍ），功能可靠、穩

定。放大器芯片采用３ＳＫ３１８ＹＢ，該芯片具有高增益、低噪聲等特點。電路主要用于超高頻段微波通信，電路拓撲結構采

用反饋型、穩定衰減器法和低端增益衰減法進行設計。生產成品并經測試，該產品性價比高，完全達到了設計要求。

關鍵詞：低噪聲放大器；增益；噪聲系數；平坦度；共軛匹配

中圖分類號：ＴＮ９２５＋．２ 文獻標識碼：Ａ 文章編號：１６７４—６２３６（２０１３）１７—０１４７—０２

Ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｌＩ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｎａｒｒｏｗ ｂａｎｄ ｓｉｎｇｌｅ ｓｔａｇｅ ｌｏｗ ｎｏｉｓｅ ａｍｐｌｉｉｆｅｒ ｄｅｓｉｇｎ

ＷＵ Ｚｈｉ－ｙｉ。，ＳＵＮ Ｊｉａｎ－ｈｕａ

（１．Ｓｉｃｈｕａｎ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｇｕａｎｇｙｕａｎ ６２０８４０，Ｃｈｉｎａ；

２．Ｃｈｅｎｇｄｕ Ｔｉａｎｙｕ Ｔｒｅａｓｕｒｅ ｔｏ Ｐａｓｓ，Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１１７３１，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ａ ｕｌｔｒａ－ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｎａｒｒｏｗ ｂａｎｄ ｌｏｗ ｎｏｉｓｅ ａｍｐｌｉｉｆｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ，ｔｈｅ ｃｉｒｃｕｉｔ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｃｏｍｐａｃｔ

（２０ ｍｍ ｘ １３ ｍｍ，ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ ｏｆ ０．６ ａｒｍ），ｔｈｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｉｓ ｒｅｌｉａｂｌｅ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ．Ａｍｐｌｉｉｆｅｒ ｃｈｉｐ ａｄｏｐｔ ３ ｓｋ３１８ｙｂ，ｔｈｉｓ ｃｈｉｐ ｗｉｈｔ

ｈｉＳｈ ｇａｉｎ。ｌｏｗ ｎｏｉｓｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．Ｃｉｒｃｕｉｔ ｉｓ ｍａｉｎｌｙ ｕｓｅｄ ｉｎ ｈｉｇｈ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｂａｎｄ ｍｉｃｒｏｗａｖｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ｃｉｒｃｕｉｔ ｔｏｐｏｌｏｇｙ

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｔｈｅ ｆｅｅｄｂａｃｋ ｔｙｐｅ，ｓｔａｂｌｅ ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｌｏｗ ｇａｉｎ ａｔｔｅｎｕａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｃａｒｒｙ ｏｎ ｔｈｅ ｄｅｓｉｎ．Ｐｒｏｄｕｃｔｇｉｏｎ ｏｆ

ｉｆｎｉｓｈｅｄ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ ｈｅ ｔｔｅｓｔ，ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔ ｐｒｉｃｅ ｉｓ ｈｉｇｈ，ｆｕｌｌｙ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｒｅｑｕｉｅｍｅｎｔｓ．ｒ

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｏｗ ｎｏｉｓｅ ａｍｐｌｉｉｆｅｒ；ｇａｉｎ；ｎｏｉｓｅ ｆａｃｔｏｒ；ｆｌａｔｎｅｓｓ；ｃｏｎｊｕｇａｔｅ ｍａｔｃｈｉｎｇ

隨著科技現代工業化的普及，工業噪聲、自然界的噪聲 輸入匹配網絡的作用是使器件與信號源的阻抗匹配，輸

到處沖滿我們的生活。給我們生活中微波通信系統提出了挑

戰。為了使接收機能夠正常的工作，不受外界的噪聲嚴重的

干擾。因此，必須在接收機前端連接高性能的低噪聲放大器，

降低噪聲干擾，使整個接收機系統噪聲系數變低、信燥比得 器芯片為３５ｋ３１８ＹＢ場效應管。該管的特點：

到改善、靈敏度得到提高，因此對微波通信中低噪聲放大器 １）低噪特點，最大２．２ ｄＢ，典型值為１．４ ｄＢ；

的研究具有重要的意義。

本文所研制的低噪聲放大器主要用于超高頻段微波通

出匹配網絡的作用是使器件與負載的阻抗匹配。使得信號在

放大器過程中不產生反射損耗。

根據技術指標要求．設計單級低噪聲放大器選用的放大

２）優秀的交叉調制特性；

３）功率增益最小為１８ ｄＢ，典型值為２１ ｄＢ；

４）低功耗、低電壓工作能力；

５）ＯＩＰ３為３０ ｄＢｍ左右。 功率增益＞１３ ｄＢ、噪聲系數 ．５ ｄＢ、帶內增益平坦度＜ｏ．５ ｄＢ、

電路拓撲結構采用反饋型、穩定衰減器法和低端增益衰

減法進行設計。

１．１噪聲系數分析

放大器噪聲系數一般用ⅣＦ表示．它是用來衡量有噪系 單級微波場效應管低噪聲放大器的構成框圖如圖１

信系統中。產品的主要指標：頻率范圍４ＯＯ一４３５ ＭＨｚ頻段上，

帶外抑制≤一７５（￣＜ｆｏ－９０ ＭＨｚ處測試）、輸入／輸出負載５０ Ｑ。

１設計方案

所示。它是由輸入匹配網絡、微波場效應管、輸出匹配網

絡組成。 與輸出信噪功率比（ＳＮＲ）廬 ／Ⅳ０的比值：

Ｚ

統的噪聲性能。定義為：放大器輸入信噪功率比（Ｓ ） ＳＩＮ，

（ＳＮＲ ＝、ｂ Ｓ器 ｏ｜ （１）

圖１低噪聲放大器原理

Ｆｉｇ．１ Ｌｏｗ ｎｏｉｓｅ ａｍｐｌｉｉｅｒ ｐｒｆｉｎｃｉｐｌｅ

在工程設計與運用中，噪聲系數一般用分貝表示。表達

式如下：

ＮＦ＝１０１ｇＦ（ｄＢ）

收稿日期：２０１３－０３－０３ 稿件編號：２０１３０３０２１

對于單級低噪聲放大器。其噪聲系數為：

作者簡介：吳志毅（１９６８一），男，四Ｊｌ１廣安人，高級工程師。

研究方向：射頻，微波技術、應用電子技術。

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